Approches Innovantes pour l’Amélioration de la Durabilité des structures

Responsable

Lamine DIENG (Ifsttar/MAST/SMC) et Christophe Aubagnac (Cete de Lyon)

Enjeux et objectifs

Pour appréhender la durabilité des structures existantes, et disposer de moyens de surveillance, d’auscultations, de réparation/renforcement adaptés, de nombreux matériaux ou procédés dits « nouveaux » ont vu le jour ces dernières années dans le domaine de la construction, que ce soit pour les ouvrages d’art ou encore les structures. Cette opération se propose d’étudier une partie de ces solutions innovantes tant du point de vue de leur applicabilité, que de leur efficacité, dans le but d’augmenter la durabilité des ouvrages d’art, Seules les approches et solutions innovantes ayant faits l’objet de développements significatifs ces dernières années sont abordées dans cette opération de recherche.

Etat de l’art

Les études menées par les différents partenaires du projet dans le domaine de la durabilité des structures d’ouvrage d’art ont permis d’identifier les différentes pathologies qui affectent les ouvrages métalliques et à câbles. (la fatigue et la corrosion et plus particulièrement la corrosion sous contrainte).

Pour les ouvrages métalliques, il existe différentes méthodes de réparation et de remise à niveau pour chaque type d’assemblage. Cependant, les gestionnaires de parcs d’ouvrage ont des difficultés à spécifier les inspections à mener et les méthodes utilisées pour par exemple détecter l’ensemble des fissures existantes dans les assemblages.

En ce qui concerne les ouvrages à câbles, on constate que certaines problématiques ne sont pas encore totalement maîtrisées, notamment le couplage entre pathologie physico-chimique et fatigue qui peut intervenir pendant la durée de vie de l’ouvrage.

En ce qui concerne les ouvrages en béton, de nouveaux matériaux ont été mis sur le marché pour améliorer les performances mécaniques des structures réalisées, plus particulièrement le BFUP.
Enfin, un nouveau matériau structurel est de plus en plus utilisé dans le domaine du génie civil (matériau composite). Ce matériau présente de nombreux avantages, et il est couramment utilisé pour le renforcement des structures. Cependant, de nombreuses interrogations existent concernant son comportement structurel. Le matériau composite est également utilisé à l’étranger en substitution des armatures passives pour résoudre la problématique de corrosion tout comme dans le cas de l’utilisation d’armatures inox. Cependant, cette utilisation peut soulever certaines interrogations (enrobage, compatibilité des matériaux).

Pour chacune de ces problématiques, des méthodes ou procédés innovants (emploi de nouveaux matériaux, opérations de parachèvement, instrumentation, procédés biocompatibles, …) ont été développés et il convient de les étudier davantage pour en définir les champs d’application, et leurs limites. Ceci fera l’objet des travaux réalisés dans cette opération.

Les maîtres d’ouvrage sont également confrontés à devoir prioriser avec des moyens financiers réduits leurs travaux de maintenance. Le dernier thème de l’opération portera donc sur les outils d’analyse de coût qui leur sont disponibles.

Partenariats  

  • Opérations de recherche : Infrastructures et Ouvrages durables, APOS, Matériaux composites et collage en génie civil
  • projet C2D2 Badifops 13U10301, Projet européen TRIMM
  • Projets de partenariats public-privé : Total, Meliad, Metal Improvement Company, ASFA-Freyssinet-Eiffage-Sika, TFHRC, GBF.

Sujets traités

Les sujets traités dans cette opération sont articulés autour de cinq thèmes, dont le dernier est transversal :

  • Thème 1 Diagnostic et réparation des assemblages métalliques (S. Chataigner)
  • Thème 2 Durabilité des câbles d’ouvrages d’art  (L. Gaillet et V. Périer)
  • Thème 3 Développement des BFUP (F. Baby)
  • Thème 4 Projet poutre VIPP de Clerval (Ch Aubagnac)
  • Thème 5 Matériaux alternatifs à l’acier carbone classique pour le génie civil
  • Thème 6 Analyse de coût (A. Dupont-Kieffer)

Produits principaux

  • Productions scientifiques (articles, communications, …)
  • Mise à jour des recommandations AFGC sur les BFUP
  • Mise en place de règles de calcul pour le groupe 8.6 de la fib
  • Rapport sur le projet d’expérimentation de la poutre de Clerval
  • Guide ERLPC sur les résultats de l’opération

Thèses associées

  • thèse T.Hale (2011 – 2013) – dynamique des câbles
  • thèse G.Helbert (2011 – 2013) – développement des amortisseurs à base d’Alliage à Mémoire de Forme
  • thèse de F. Baby (Avril 2008-Avril 2012) – développement du BFUP
  • thèse de Manuela Da Cruz - Modélisation du vieillissement oxydatif des PEHD utilisés dans les applications de génie civil et BTP
Projet d’expérimentation de la poutre de Clerval (piloté par le CETE de Lyon, en partenariat avec l’ASFA, Freyssinet, Sika/Eiffage)
Dispositif de mesure des déformations développé par DMI et distribué par Meliad partenaires privés du projet