Axe de recherche Génie Civil

La discipline scientifique principale mobilisée est le Génie Civil. C’est une discipline par essence transversale. Elle fait appel à la Sûreté de Fonctionnement, à la Géomécanique, à l’Aide à la Décision, et dans une moindre mesure à l’Hydrologie et l’Hydraulique. L’axe Génie Civil situe son activité dans le domaine de la recherche appliquée, sur les champs thématiques des ouvrages hydrauliques et de protection contre les aléas gravitaires. Il œuvre en forte interaction avec l’axe Géomécanique du TR Rivage, notamment sur les questions relatives à la modélisation numérique du comportement mécanique des ouvrages. En effet, ces deux axes sont complémentaires. L’axe Génie Civil bénéficie des recherches en géomécanique orientées matériaux et mécanismes élémentaires. Il les intègre à l’échelle des ouvrages. Cette complémentarité permet d’appréhender les phénomènes complexes en jeu, de l’échelle des matériaux à l’échelle des ouvrages.

Sûreté de fonctionnement et fiabilité

L’évaluation de la sûreté d’ouvrages de génie civil complexes ne peut pas être ramenée à la seule évaluation de leur sécurité structurale. En effet, de tels ouvrages sont composés de plusieurs composants intervenant également dans leur sûreté et il est nécessaire de prendre en compte l’évaluation des défaillances des composants afin d’évaluer la sûreté de l’ouvrage dans son ensemble. Les travaux conduits dans ce domaine se déclinent à travers les thèmes de recherche relevant de la modélisation de la sûreté de fonctionnement des systèmes complexes de génie civil et de la fiabilité des ouvrages :

• développement de modèles fonctionnels pour les ouvrages de génie civil et pour les systèmes d’aménagement complexes (constitués de multiples ouvrages, interconnectés entre eux et en relation avec leur environnement) et d’outils d’analyse des systèmes d’aménagements hydrauliques (endiguements fluviaux et maritimes et systèmes de protection contre les aléas gravitaires) en interaction avec les milieux naturels en amont des zones à enjeux et avec les systèmes urbains,
• développement de méthodes de justification semi-probabilistes, de modèles probabilistes basés sur la fiabilité des structures et de modèles probabilistes basés sur le jugement de l'ingénieur.

Modélisation numérique

La modélisation numérique est la démarche privilégiée en Génie Civil pour une analyse pertinente du comportement mécanique des ouvrages. L’axe Génie Civil mène des travaux de recherche en modélisation numérique à l’échelle de l’ouvrage, en intégrant des modèles multi-échelles et multi-physiques existants ou développés par l’équipe Géomécanique du TR RIVAGE. Les modèles sont calés à l’échelle de volumes élémentaires représentatifs à partir de résultats d’essais en laboratoire et à l’échelle de l’ouvrage par des mesures d’auscultation ou des données issues d’ouvrages réels. Les méthodes de résolution mises en œuvre sont essentiellement la méthode des éléments finis et la méthode des différences finies. Les travaux de l’axe Génie Civil en matière de modélisation numérique comportent les thèmes de recherche suivants :

• modélisation du comportement dynamique des ouvrages en béton et en remblai,
• développement et implémentation de modèles de comportement des sols granulaires liquéfiables prenant en compte leur microstructure,
• développement et mise en application de lois de comportement multi-physiques et de conditions d’interfaces complexes,
• modélisation numérique de la rupture des ouvrages hydrauliques par création d’une brèche résultant d'une érosion interne dans le corps de l'ouvrage ou dans sa fondation.

Diagnostic et auscultation des ouvrages hydrauliques et de protection

Le diagnostic et l’auscultation constituent un aspect essentiel de la sécurité des ouvrages de Génie Civil. L’axe Génie Civil développe des connaissances nouvelles sur les thèmes de recherche suivants :

• auscultation des fuites par analyse couplée piézométrique et thermométrique,
• auscultation des racines dans les remblais : analyse géophysique électrique et acoustique,
• diagnostic de la vulnérabilité des ouvrages hydrauliques en remblai boisé,
• auscultation des digues par les techniques de levé topographique par LiDAR aéroporté,
• diagnostic des ouvrages comportant des géosynthétiques.