37RAPPORT D'ACTIVITÉ CHAPITRE

Mourad Adous

Description

• cours - matière potentielle : du temps

37RAPPORT D'ACTIVITÉ 2006 | CHAPITRE 2 Le souci de continuer à utiliser les infrastructures routières et autoroutières depuis les années soixante accroît progressivement l'attention consacrée à la maintenance des infrastructures en service. Cette tendance se reflète dans l'évolution des priorités de recherche du LCPC, de plus en plus orientées vers le développement de nouveaux concepts et moyens de diagnostic et de maintenance. À titre d'exemple, la mise au point de technologies sans fil pour l'acquisition, le traitement et la restitution de données d'auscultation de structures – plates-formes mobiles d'instrumentation, réseau de capteurs intelligents sans fil, utilisation du géopositionnement… –, et le développement de nouveaux capteurs permettant de connaître l'état physico-chimique des ouvrages ou encore la modélisation du vieillissement des structures constituent des évolutions remarquables. L'année 2006 a vu la clôture d'une opération importante sur la sécurité structurale des ouvrages qui a abouti à la mise au point de plusieurs outils d'évaluation de la capacité portante des structures, de leur fiabilité et de leur comportement dynamique. L'année 2006 s'est également traduite par le démarrage de plusieurs opérations de recherche. Dans le domaine du diagnostic des structures, le Laboratoire vise à exploiter les dernières avancées de l'optique, de l'imagerie et des méthodes de traitement de l'information en temps réel pour développer l'auscultation à grand rendement des ouvrages et des systèmes d'instrumentation mobiles et communicants.

• câble


• maintenance des infrastructures


• ouvrage


• lcpc


• évolution du patrimoine


• décision dans le cadre des stratégies d'entretien du réseau routier

Sujets

• cours
• mathématiques
• mathématique

Informations

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• Langue: Français

Extrait

RAPPORT D’ACTIVITÉ 2006 | CHAPITRE 2 37DIAgnOSTIC ET MAInTEnAnCE DES InFRASTRuCTuRES
Valoriser les infrastructures
existantes : diagnostic
et maintenance
Le souci de continuer à utiliser les infrastructures routières et autoroutières
depuis les années soixante accroît progressivement l’attention consacrée à
la maintenance des infrastructures en service. Cette tendance se refète dans
l’évolution des priorités de recherche du LCPC, de plus en plus orientées vers
le développement de nouveaux concepts et moyens de diagnostic et de
maintenance.
À titre d’exemple, la mise au point de technologies sans fl pour l’acquisition,
le traitement et la restitution de données d’auscultation de structures – plates-formes mobiles
d’instrumentation, réseau de capteurs intelligents sans fl, utilisation du géopositionnement… –,
et le développement de nouveaux capteurs permettant de connaître l’état physico-chimique des
ouvrages ou encore la modélisation du vieillissement des structures constituent des évolutions
remarquables.
L’année 2006 a vu la clôture d’une opération importante sur la sécurité structurale des ouvrages qui
a abouti à la mise au point de plusieurs outils d’évaluation de la capacité portante des structures, de
leur fabilité et de leur comportement dynamique.
L’année 2006 s’est également traduite par le démarrage de plusieurs opérations de recherche.
Dans le domaine du diagnostic des structures, le Laboratoire vise à exploiter les dernières avancées
de l’optique, de l’imagerie et des méthodes de traitement de l’information en temps réel pour
développer l’auscultation à grand rendement des ouvrages et des systèmes d’instrumentation
mobiles et communicants. Dans le domaine de la maintenance des ouvrages, le LCPC cherche
à développer des outils d’aide à la gestion des ouvrages en s’orientant vers une approche
performantielle et probabiliste de la durée de vie des ponts, en améliorant la prise en compte des
aspects socio-économiques et environnementaux dans l’entretien des chaussées et en travaillant sur
de nouvelles méthodes de traitement de pathologies spécifques . n
THÈSES SOuTEnuES
Localisation d’un Caractérisation Durabilité des Contribution à l’étude de
engin volant dans un électromagnétique des géotextiles - thermo- méthodes de traitement
environnement 3D bétons bitumineux et oxydation du d’images appliquées à la
pour l’inspection des hydrauliques dans la polypropylène détection de fissures de
ouvrages d’art bande spectrale 50 mgh- Emmanuel Richaud (PCM) surface de chaussées
Najib Metni (MI) 13GHZ Peggy Subirats (MI)
Mourad Adous (RMS)38
EOLBUS, un extensomètre
à fibre optique pour suivre
le comportement des
ouvrages d’art
L’instrumentation devient aujourd’hui un moyen intégré
de suivre, sans intervention humaine particulière, le
2
comportement d’une structure. Noyer des capteurs, par
exemple à fibre optique, dans le béton d’un ouvrage en
construction permet ainsi d’alimenter au cours du temps
un véritable carnet de santé de celui-ci. Subventionné de
2003 à 2006 par le Réseau génie civil et urbain (RGCU),
le projet appelé Extensomètre optique de longue base de
mesure uniformément sensible (EOLBUS) a réuni, aux côtés
du LCPC et du laboratoire régional de Bordeaux, deux
entreprises privées : Fogale-Nanotech et Idil Fibres optiques.
La chaîne de mesure retenue présente deux spécificités
qui ont été brevetées. La première est l’enrobage de la
fibre optique, composite en forme de tresse qui assure le
transfert sans modification du champ de déformations du
béton à la fibre optique. À l’intérieur de cet enrobage, deux
types de capteurs sont juxtaposés : des extensomètres
et des réseaux de Bragg servant de thermomètres. La
seconde originalité consiste à utiliser une même architecture
pour interroger ces deux types de capteurs très différents.
3
La chaîne de mesure complète développée dans le
cadre du projet Eolbus a été testée en laboratoire
puis sur le pont des Chauvauds, près d’Angoulême.
Les premières mesures à long terme ainsi que celles
effectuées durant les essais de réception du pont
ont montré un excellent accord entre les jauges de
déformation et les capteurs à fibre optique contigus.
Au LCPC, les résultats du projet sont valorisés par
deux thèmes de recherche : d’une part, l’utilisation
1. de tels extensomètres en évaluation dynamique
Mise en place des des ouvrages d’art et, d’autre part, l’utilisation de
capteurs.
l’enrobage spécifique de fibre optique pour réaliser
2. et 3. des capteurs répartis de type Brillouin. n 1
Structure de
l’extensiomètre à
ftre optique destiné Contact [e-mail]
à être noyé dans le
Division Métrologie et Instrumentation (MI)béton.
Photographie (2) ;
modélisation (3)RAPPORT D’ACTIVITÉ 2006 | CHAPITRE 2 39DIAgnOSTIC ET MAInTEnAnCE DES InFRASTRuCTuRES
Constructif : séparer les Optimisation de la gestion
effets structuraux des effets patrimoniale des ponts
thermiques dans le suivi
Dans le cadre de la loi organique sur les lois de fnances
(Lolf), la direction générale des Routes a mandaté le de santé des ouvrages par
Service d’études techniques des routes et autoroutes
(Setra) pour réaliser une étude sur l’optimisation contrôle vibratoire
de la gestion patrimoniale des ouvrages du réseau
national structurant après décentralisation. Associée
Le contrôle de santé des ouvrages par le suivi en à cette réfexion, le LCPC a développé une approche
continu des vibrations non contrôlées révèle un fort probabiliste permettant, d’une part, d’apprécier
potentiel d’application. Mais tout diagnostic d’évolution
structurale fondé sur des mesures dynamiques se
heurte à l’infuence, souvent prépondérante, du champ
de température sur le comportement vibratoire des
structures. Ainsi, les accélérations qu’on relève sur les
ponts rendent compte à la fois des effets thermiques
et de l’éventuelle évolution de la structure due à un
endommagement.
Au travers du projet Constructif, le LCPC, l’École centrale
et l’Institut de recherche en informatique et systèmes
aléatoires (Irisa) ont introduit et validé de manière
expérimentale de nouveaux algorithmes de détection
d’endommagement avec rejet des effets thermiques 1
par modèle. Grâce à cette technique d’élimination
thermique par modèle, l’indicateur d’endommagement l’évolution globale du patrimoine et, d’autre part, de
calculé à partir des mesures dynamiques distingue déterminer les stratégies de maintenance optimales et
une poutre saine d’une poutre endommagée sur globales respectant des indicateurs cibles de qualité.
une large plage de température, incitant à revisiter L’objectif de l’étude a consisté à mettre au point un modèle
tant la modélisation des structures soumises à des de prédiction non pas à l’échelle des éléments d’un
précontraintes d’origine thermique que l’identifcation ouvrage, mais globalement à l’échelle de l’ensemble des
en temps réel du champ de température sur la base de ponts du réseau national structurant soumis à l’inspection
mesures en quelques points. n Image qualité ouvrages d’art (IQOA), afn de déterminer
leur évolution en fonction des politiques appliquées.
L’approche retenue repose sur l’évaluation de la probabilité Contact [e-mail]
avec laquelle les ouvrages vont passer d’un état à un Division Métrologie et Instrumentation (MI)
autre, au cours du temps, sans présupposer de modèle de
dégradation a priori. Le concept mathématique probabiliste
utilisé afn de déterminer les prédictions les plus réalistes
1.possibles d’évolution du patrimoine est conjugué avec
Le Pont Jules Verne
divers scénarios de gestion pour en comparer les (Somme) construit
en 1987.conséquences.
Les simulations d’évolutions, combinées à une étude de
coûts, ont contribué à déterminer les stratégies permettant
de maintenir le patrimoine dans un bon état tout en
maîtrisant les coûts d’entretien ou de remise à niveau. n
Contact [e-mail]
Division Fonctionnement et Durabilité des Ouvrages d’Art (FDOA)40
gr