Les applications techniques Développement de matériels innovants

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Les applications techniques Développement de matériels innovants Page 56 Chapitre 3 La valorisation des résultats de la recherche Des matériels innovants développés par les Centres d'études de construction et de prototypes ont été présentés pour la première fois en 2002, de même que les matériels ayant évolué sur le plan de leurs performances. Ils sont décrits ci-après. Machine de mesure du module complexe pour enrobés bitumineux - 3MC L'essai de module complexe sur éprouvettes trapézoïdales constitue l'un des essais de base pour la caractérisation des matériaux bitumineux routiers. Cet essai est systématiquement réalisé pour fournir les données requises dans les normes “produits” et permet d'identifier les propriétés viscoélastiques linéaires des matériaux bitumineux dans leur gamme de fréquence et de tempé- rature d'utilisation.Le CECP de Rouen en collaboration avec le LCPC (section Conception et systèmes physiques) a donc développé une machine spécifique permettant cet essai simultanément sur quatre éprouvettes, suivant la norme NF-P 98-260-2. Elle a subi les épreuves de qualification avec succès en avril 2002. Associé à cette machine, un système de mesure des éprouvettes trapézoïdales appelé Symetra a été développé. Ce sys- tème permet de fournir à la machine 3MC les paramètres géométriques de l'éprou- vette avec la précision nécessaire pour réaliser des essais conformes à la norme. Appareil pour l'étude du comportement des géomembranes Cet appareil est destiné à faire des essais sur des géomembranes ou des dispositifs d'étanchéité par géomembranes.

  • dispositif pour l'optimisation du réglage des saleuses - dorsa

  • dispositifs d'étanchéité par géomembranes

  • cadre de l'opération de recherche

  • stand organisé au ministère de la recherche dans le cadre du village des sciences

  • lcpc

  • essai

  • présentation du portancemètre

  • laboratoire sur les interactions véhicule - infrastructure


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Page 56 Chapitre 3 La valorisation des résultats de la recherche
Les applications techniques
Développement de matériels innovants
La machine est capable d'effectuer cesMachine de mesure duDes matériels innovants
essais sur des éprouvettes de diamètremodule complexe pourdéveloppés par les Centres
650 mm jusqu'à une pression maximaleenrobés bitumineux - 3MCd'études de construction et de
de 4 000 kPa avec des gradients variant
prototypes ont été présentés pour
L'essai de module complexe sur de 0 à 100 kPa par minute. Les vitesses
la première fois en 2002, de même
éprouvettes trapézoïdales constitue l'un de déformation au niveau de la flèche
que les matériels ayant évolué des essais de base pour la caractérisation vont de 1 à 50 mm par minute.
sur le plan de leurs performances. des matériaux bitumineux routiers.
Ils sont décrits ci-après. Cet essai est systématiquement réalisé Mesure in situ du
pour fournir les données requises dans coefficient de luminance
les normes “produits” et permet
des routes - Coluroute
d'identifier les propriétés viscoélastiques
Pour permettre l'optimisation deslinéaires des matériaux bitumineux dans
leur gamme de fréquence et de tempé- installations d'éclairage public et de
rature d'utilisation. Le CECP de Rouen en leurs calculs au moyen d'outils utilisant
collaboration avec le LCPC (section la synthèse d'images de sites urbains,
Conception et systèmes physiques) a donc le CECP Angers, en collaboration avec
développé une machine spécifique l'équipe de recherche associée du LRPC
permettant cet essai simultanément sur de Strasbourg, a développé un appareil
quatre éprouvettes, suivant la norme de mesure appelé Coluroute. Cet
NF-P 98-260-2. Elle a subi les épreuves appareil utilise une source lumineuse
de qualification avec succès en avril 2002. éclairant la surface à analyser suivant
Associé à cette machine, un système de 28 angles d'incidence. L'observation au
mesure des éprouvettes trapézoïdales moyen d'un photomultiplicateur permet
appelé Symetra a été développé. Ce sys- des mesures suivant un angle rasant
tème permet de fournir à la machine 3MC de 1°. Cet équipement a été présenté
les paramètres géométriques de l'éprou- au grand prix de l'innovation organisé
vette avec la précision nécessaire pour par la DRAST lors des quatrièmes
réaliser des essais conformes à la norme. journées du réseau scientifique et
technique de Rouen début septembre
2002. À cette occasion, Coluroute Appareil pour l'étude du
La machine 3MC pour la mesure du module s'est vu décerner le grand prix decomportement descomplexe des enrobés bitumineux.
l'innovation. Ce matériel permettra à
géomembranes
tous les professionnels de l'éclairage
Cet appareil est destiné à faire des essais public de mieux prendre en compte la
sur des géomembranes ou des dispositifs luminance des routes dans leurs calculs
d'étanchéité par géomembranes.Trois d'éclairage .
types d'essais sont possibles :
par éclatométrie à gradient de
pression constant ou à vitesses de
déformation constantes ;
par poinçonnement hydraulique
sur support naturel ou artificiel à
gradient de pression constant ;ydraulique
après déformation sur un support
naturel ou artificiel à gradient de
pression constant.
Appareil pour l’étude du comportement Coluroute.
des géomembranes.La valorisation des résultats de la recherche Chapitre 3 Page 57
des informations sur la régularité horizontale. Un système d'acquisition
longitudinale de l'épandage. Avec cet d'images de la route a donc été
équipement, il est possible de détecter développé. Il permet de parcourir, dans
les dysfonctionnements des organes le flot de la circulation, un itinéraire
du dosage des fondants et de régler au donné et de relever des images en
mieux les machines avant la campagne continu. Les images prises sont traitées
de viabilité hivernale. à cadence élevée et en temps réel
(jusqu'à 5 images par seconde), datées
puis positionnées par rapport auxSystème d'acquisition
repères de la route (PR). La base
d'images de la route
d'images ainsi constituée peut ensuite
par caméra numérique -
être exploitée à l’aide d’un logiciel
IRCAN spécifique par le gestionnaire.
Dans le cadre de l'opération
de recherche “Sécurité des
itinéraires” du programme C
DORSA - Dispositif pour l'optimisation du
- Infrastructures et sécurité
réglage des saleuses.
routière, il est apparu
nécessaire de pouvoir fournir
aux gestionnaires d'un réseauDispositif pour
routier une base d'imagesl'optimisation du réglage
décrivant du mieux possibledes saleuses - DORSA
ce réseau avec tout son
La commission de normalisation des environnement, notamment
matériels et produits de l'entretien de la signalisation verticale et
la route a exprimé le besoin de pouvoir
disposer d'un matériel destiné à ajuster
et optimiser le réglage des épandeuses
de fondants routiers à disque rotatif.
Une méthode permettant d'effectuer
le réglage des saleuses a été conçue par
la Station d’Essai des Matériaux
Routiers de Blois pour respecter la
norme NF-P 98-797. L'épandeuse est
à poste fixe et le matériel Dorsa
développé est amené en-dessous du
disque rotatif de la saleuse. Dorsa
s'articule autour d'une bascule de
pesage muni d'un réceptacle dans
lequel le disque d'épandage vient
projeter le fondant débité par la
machine. Des capteurs installés sur
l'épandeuse fournissent les informations
relatives aux organes de réglage
des dosages du fondant. Les
informations de ces capteurs, couplées
à celles délivrées par la bascule de
pesage de Dorsa, permettent d'obtenir
Poste de contrôle d’IRCAN : système d’acquisition d’images de la route par caméra numérique.
En médaillon, un écran-type de saisie d’images de la route et de son environnement.Page 58 Chapitre 3 La valorisation des résultats de la recherche
Les applications techniques
®La promotion des matériels mlpc
eDans le cadre des actions de valorisation conférence internationale sur lesLa 7
®, le LCPC et ledes matériels mlpc géosynthétiques comportait une
réseau des LPC étaient présents à deux exposition de matériels. Sur cette
manifestations au cours de l'année 2002. exposition, le LCPC a organisé et
D'une part, à la conférence internationale coordonné un stand du réseau
BCRA'02 (Bearing Capacity Railways scientifique et technique pour le compte
Roads and Airfield) qui s'est tenue à du Centre d'études techniques
Lisbonne (Portugal) du 24 au 26 juin maritimes et fluviales (CETMEF), du
ème conférence2002 et, d'autre part, à la 7 Centre d'études techniques des tunnels
internationale sur les géosynthétiques (CETU), du LCPC et du Service d'étudesPrésentation du Portancemètre dans sa version
industrialisée à BCRA’02. qui s'est tenue à Nice du 23 au techniques des routes et autoroutes
26 septembre 2002. (SETRA). Pour ce qui concerne le LCPC,
le matériel développé avec le CER et le
Au cours de BCRA'02, une CECP de Rouen pour l'étude du
présentation du Portancemètre dans comportement des géomembranes, a
sa version industrialisée a été faite. été présenté sur le stand au moyen d'un
Rappelons que le Portancemètre, qui clip vidéo montrant les performances
a obtenu en 2000 la médaille d'argent des spécifications techniques de cet
de l'innovation à Intermat, mesure en équipement et un essai d'éclatométrie
continu et à une vitesse de 3,6 km/h la d'une géomembrane à gradient de
portance d'une plate-forme support pression constant.
Le stand du LCPC et du réseau scientifique et de chaussées. Cet équipement permet Enfin, pour la première fois, une
etechnique de l’Équipement à la 7 conférence
d'obtenir des informations précieuses opération de communication externeinternationale sur les géosynthétiques.
pour le dimensionnement des couches vers le grand public présentant les
supérieures. En 2002, un exemplaire résultats de recherche du LCPC a eu lieu
de ce matériel a été vendu au Portugal du 18 au 20 octobre 2002 sur un stand
(Société Geocontrol) et un autre a été organisé au ministère de la recherche
livré au Laboratoire régional de dans le cadre du village des sciences.
Toulouse.
Deux thèmes ont été présentés :
les eaux de pluie en milieu urbain au
moyen d'une maquette expliquant le
fonctionnement d'une chaussée
poreuse réservoir
l'assistance au conducteur des
véhicules de tourisme au moyen d'un
véhicule d'essais utilisé par l'équipe
du LIVIC (Laboratoire sur les
Interactions Véhicule - Infrastructure
- Conducteur - unité mixte entre le
LCPC et l'INRETS).
Le stand du LCPC au village des sciences - Présentation du système de détection
d’obstacles expérimenté par le LIVIC - en médaillon, l’inauguration du stand par
Mme Claudie Haigneré, ministre déléguée à la recherche, et les dépliants distribués
aux visiteurs.La valorisation des résultats de la recherche Chapitre 3 Page 59
Les applications techniques
Logiciels LCPC
Des nouvelles
Les travaux nécessaires à cette évolutionde CÉSAR-LCPC
ont porté sur la réorganisation des
CÉSAR-LCPC : progiciel de calcul par noyaux de calcul des programmes,
éléments finis pour le Génie civil. l'actualisation de l'Interface Homme-
La modélisation en génie civil aide l'in- Machine (IHM), la refonte du pré-
génieur à comprendre et maîtriser des processeur (génération du maillage et
phénomènes complexes (modèles expli- des données) et du post-processeur
catifs), à concevoir et à dimensionner (interprétation des résultats), sans
des ouvrages (modèles prédictifs). Elle oublier la restructuration de la
s'appuie sur l'analyse des phénomènes documentation.
et leur représentation physico-mathé-
matique, la résolution des équations La version 4 de CÉSAR-LCPC comp-
rend donc les nouveaux logiciels correspondantes et la confrontation
de pré et post-traitement CLEO2D avec l'expérience. Le Laboratoire Central
et CLEO3D ainsi qu'une nouvelle des Ponts et Chaussées s'est engagé
version du solveur dans ce domaine à la fin des années CÉSAR.À la suite
d'un appel d'offres sur performances,1960 et, depuis une vingtaine d'années,
les travaux portant sur les logicielsil capitalise son effort de modélisation
CLEO2D et CLEO3D ont été réalisésnumérique par le développement du
par le groupement des sociétésprogiciel CÉSAR-LCPC.
Simulog et Itech. Le LCPC en a
assuré la maîtrise d'ouvrage, et s'estCÉSAR-LCPC est un progiciel de calcul
chargé des évolutions du solveur.Touspar éléments finis principalement
ces travaux de développement ontconsacré aux problèmes du génie civil
été placés sous assurance qualité et seet de l'environnement. Ce caractère
sont achevés fin 2002. La distributionpluridisciplinaire lui permet d'être
de CÉSAR-LCPC version 4 est effec-présent dans les quatre secteurs
tive depuis début 2003.d'activité du LCPC (routes, ouvrages
d'art, géotechnique, risques naturels,
et urbain). Outil de recherche et de
développement du LCPC et de ses
partenaires (dont les ERA au sein des
CETE), CÉSAR-LCPC est également
utilisé par un grand nombre d'acteurs
du génie civil.
CÉSAR-LCPC :
évolution vers la version 4
En s'appuyant sur l'expertise de
CÉSAR-LCPC , confiée à une société
de service en ingénierie informatique,
le LCPC a décidé de faire évoluer le
progiciel vers un produit industrialisé
avec une ergonomie conforme à l'état
de l'art, avec des fonctionnalités élargies
et susceptible d'évoluer rapidement.Page 60 Chapitre 3 La valorisation des résultats de la recherche
Les applications techniques
Logiciels LCPC
Nouveaux logiciels de paramètres du problème (caractéristiques
physiques, chargements…).pré et post-traitement
CLEO2D et CLEO3D
Le logiciel CLEO3D (pré-et post-
Dans la version 4 de CÉSAR-LCPC, traitement tridimensionnel) utilise
les nouveaux logiciels de pré et post- une bibliothèque graphique 3D
traitement CLEO2D et CLEO3D très performante qui permet des
permettent à la fois de créer des manipulations rapides et efficaces de
modèles par éléments finis (géomé- modèles tridimensionnels complexes.
trie, maillage, propriétés physiques, Des outils de sélection innovants ouvrent
chargements…), de contrôler les de nombreuses possibilités pour la
données saisies, puis de lancer le définition de modèles tridimensionnels.
calcul par le solveur CÉSAR, et enfin En terme de fonctionnalité de maillage,
d'analyser les résultats fournis par de nouveaux algorithmes sont proposés
Figure 2 : Maillage surfacique tridimensionnel défini
à partir de courbes splines (CLEO3D). ce dernier (champ de déplacement, pour faciliter la modélisation d'ouvrages
contraintes…). CLEO2D et CLEO3D en trois dimensions (fig. 2). L'analyse des
sont respectivement adaptés aux pro- résultats à l'aide de CLEO3D offre
blèmes bi et tridimensionnel. également de nombreuses innovations,
en particulier des plans de coupe
L'ergonomie de ces logiciels a été ajustables de manière interactive et des
entièrement repensée afin de proposer surfaces d'isovaleurs (fig. 3).
des fonctionnalités souples, modernes et
efficaces (voir fig.1). Des boîtes de
dialogues permettent à la fois une
sélection aisée des différents composants
d'un modèle par éléments finis mais
également une définition facilitée des
Figure 1 : Boîte de dialogue pour la définition
d’un chargement hydrostatique.
Distribution : CÉSAR-LCPC version 4
est distribué par la société Itech dans
les entreprises et bureaux d'études
d'une part, les organismes de
recherche ou d'enseignement d'autre
part.Les logiciels CLEO2D et CLEO3D
étant bilingues français/anglais, ils
sont également distribués à l'étranger.
Renseignements : LCPC : www.lcpc.fr
Société Itech (distributeur) :
www.itech-soft.com.fr ;
cesar-lcpc@itech-soft.com.fr.
Figure 3 : Champ d'ondes dû à la vibration d'une structure représenté sous forme de surfaces
d'isovaleurs (déplacement). La flèche permet un ajustement du plan de coupe horizontal de façon
interactive.