Projets en étude

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L’évolution des besoins, en matière d’exploration des marges de dimensionnement des ouvrages au séisme, conduit à questionner les méthodes de modélisation. En effet, des écarts significatifs ont été mis en évidence entre le comportement réellement observé sur des ouvrages soumis à de fortes sollicitations sismiques et les résultats des modélisations numériques. Dans ce contexte, l’objectif du Projet National est de mieux évaluer ces marges par l’amélioration des méthodologies d’analyse sismique des barrages et de leurs équipements électromécaniques.

Les travaux de ce projet s’inscrivent dans un objectif global de conciliation des impératifs de sûreté avec les nécessités de la performance économique par une estimation juste du niveau de sûreté des ouvrages et la mise en oeuvre, si nécessaire, des mesures de réduction de risque adaptées. Les développements faits doivent également permettre à l’ingénierie d’améliorer, dans un souci de compétitivité à l’export, ses outils de modélisation et ses méthodes de conception.
Dans cette perspective, un programme de travail avec trois objectifs principaux est proposé :

• améliorer la robustesse des méthodes d’analyses et des modélisations des barrages afin de réduire les conservatismes inhérents aux pratiques actuelles et de mieux évaluer leurs marges de dimensionnement. Les résultats de ces développements devront être confrontés aux observations et mesures expérimentales sur modèles ou sur ouvrages réels afin d’assurer leur qualification (validation numérique et justification physique).
• identifier précisément les phénomènes physiques prépondérants de manière à améliorer l’adéquation des méthodes aux caractéristiques des ouvrages et à leur contexte sismique.
• des avancées méthodologiques sont à réaliser pour vérifier la bonne tenue des organes de régulation et de contrôle des niveaux d’eau : vannes d’évacuation de crue et de vidanges de fond, tour de prise,….

Le renforcement des sols par des éléments rigides de fondation (inclusions verticales) a été redécouvert et s’est développé en France depuis les années 1990. Il permet de réduire de manière significative les tassements des massifs de fondation sous les chargements appliqués, tout en améliorant leur stabilité au poinçonnement. Ce procédé de renforcement consiste à créer un massif composite dans lequel les charges se distribuent entre le sol lui-même et les inclusions rigides.

Le projet national ASIRI (Amélioration des Sols par Inclusions Rigides – www.asiri.irex.asso.fr) a mobilisé de 2005 à 2011 trente-neuf entreprises et partenaires académiques avec un budget total de 2,9 M€. Au terme de cette étude, la version française des recommandations ASIRI a été publiée en 2012 sous l’édition Presses de Ponts et la version anglaise en 2013. La version numérique de ces recommandations est désormais téléchargeable gratuitement sur le site de l’IREX.

Les ouvrages ciblés par le PN ASIRI étaient principalement des remblais, des dallages et des semelles soumis à des sollicitations verticales statiques et le plus souvent uniformes.

Le bon comportement des ouvrages courants sur inclusions rigides a conduit à ce que cette technique soit proposée pour d’autres ouvrages en dehors du champ d’application des recommandations ASIRI ou soumis à des sollicitations plus complexes :

• les chaussées routières ou voies ferroviaires construites sur des remblais de faible épaisseur pour lesquels il est impératif de pouvoir bien apprécier les mécanismes de transfert de charge dans le matelas de répartition, afin d’optimiser l’épaisseur de celui-ci vis-à-vis des critères attendus de performance en service ; pour ces ouvrages il importe également de pouvoir apprécier l’incidence éventuelle des sollicitations dynamiques développées durant les périodes de trafic, et vérifier notamment si ces sollicitations répétées peuvent entraîner une dégradation du report des charges vers les inclusions ;
• les ouvrages qui transmettent des sollicitations cycliques entretenues au massif de sol renforcé (éoliennes par exemple), avec une composante horizontale significative ;
• les fondations d’ouvrages qui ont à reprendre des efforts dynamiques et non verticaux en situations sismiques, et dont le nombre a largement augmenté suite à la nouvelle carte d’aléa sismique en vigueur en France depuis 2011. Ces fondations lorsqu’il est choisi de les appuyer sur un sol renforcé par inclusions rigides requièrent une étude approfondie des différentes interactions qui se développent entre la fondation proprement dite, le matelas, les inclusions et le sol qui les entourent ;
• les semelles directement posées sur inclusions rigides sans matelas de répartition.

Le projet ASIRI+ aura pour objectif d’étendre les recommandations actuelles à ces nouvelles applications.

Développement d’Outils et de Logiciels pour la Maçonnerie Existante et Neuve

La maçonnerie est présente dans l’ensemble des constructions du bâtiment et du génie civil sur le territoire français comme dans de nombreux pays dans le monde. Couramment employée en France au XIX^e siècle, la maçonnerie a été progressivement abandonnée au début du XX^e siècle au profit des nouvelles techniques de construction, moins coûteuse et plus rapide à la production et la mise en œuvre. Elle suscite pourtant depuis quelques années un intérêt renouvelé, motivé tant par la nécessité d’entretenir l’important patrimoine existant, que par la reconnaissance de ses qualités architecturales et environnementales.

La maçonnerie constitue une part importante du patrimoine bâti en France et dans le monde. On retrouve des structures maçonnées dans le domaine du bâtiment, comme dans celui des infrastructures de transport, de l’hydraulique ou de l’énergie. En France, la maçonnerie représente 70% des murs de soutènement du réseau routier national, 80% des tunnels du réseau RATP, 40% des ponts et 70% des tunnels du réseau SNCF

L’objectif du projet proposé ici est de progresser dans la compréhension du fonctionnement des constructions en maçonnerie afin d’améliorer la gestion du patrimoine existant et de démontrer que cette technique a sa place dans la construction à venir. Ce projet concerne ainsi l’ensemble des acteurs de la construction, du génie civil et du bâtiment. Il répond en premier lieu à une forte attente des maîtres d’ouvrages, confrontés à un patrimoine important mais vieillissant et à un corpus technique peu fourni sur le sujet. Il intéresse également les bureaux d’ingénierie et d’architecture et les entreprises qui y voient une opportunité pour remettre au goût du jour cette technique. Il interpelle enfin les chercheurs qui considèrent ce matériau complexe et hétérogène comme un vrai défi à relever.