OR2 : Vulnérabilité, fiabilité et résilience des ouvrages et des réseaux

Activités

L’objectif de cette opération de recherche consiste à évaluer la vulnérabilité, la fiabilité et la résilience des ouvrages du Génie Civil au sein de leur environnement. En s’intéressant à ces ouvrages tout au long de leur vie depuis leur conception jusqu'à parfois des millénaires, l’ensemble des risques pouvant altérer leur durabilité, leur aptitude au service peuvent être pris en compte et réduits. Les matériaux concernés (que ce soit les sols ou ceux constituant les ouvrages comme le béton, l’acier, la maçonnerie, le bois...) ont des comportements complexes à appréhender tant du point de vue mécanique que physique ou chimique. Pour répondre à cette problématique de vulnérabilité, des approches expérimentales ainsi que des développements numériques sont proposés de manière complémentaire. Toutes les échelles spatiales sont investies afin d’obtenir une vision complète du problème.

• A l’échelle microscopique et en deçà, des études expérimentales sur les propriétés physico-chimiques des matériaux sont réalisées. En complément, des simulations moléculaires permettent de prédire le comportement multi-physique (thermique, hydrique et mécanique) des différentes phases des matériaux de construction. C’est à cette échelle que les mécanismes de retrait et de fluage se produisent. Ces études viennent ensuite informer les échelles supérieures en développant des outils d’homogénéisation analytique et numérique dans une démarche de compréhension multi- échelle et multiphysique.
• À l’échelle mésoscopique, des codes de calcul (pouvant associer éléments finis et éléments discrets) sont développés pour modéliser les non-linéarités apparaissant dans les matériaux soumis à des sollicitations chimiques, thermiques, hydriques et/ou mécaniques. Des essais de caractérisation et des mesures de champs 2D, 3D et 4D sont utilisés à cette échelle pour informer et améliorer la modélisation. Le caractère hétérogène des matériaux considérés est aussi investigué en analysant la méso-structure et son influence sur la variabilité des comportements.
• À l’échelle macroscopique, la réponse des structures et des équipements est étudiée. L’interaction forte avec le sol, qui peut jouer un rôle important sur le comportement statique ou dynamique, ou celle avec d’autres structures est un enjeu important pour mener à bien un dimensionnement d’une structure dans son environnement. Dans ce cas aussi, les moyens expérimentaux sont mis à profit pour réaliser des essais à l’échelle de la structure, entre autres à l’aide d’approches hybrides et de plusieurs techniques de mesure de champs.

Actions de recherche développées

• Simulations numériques directe et inverse,
• Assimilation de données massives et apprentissage machine,
• Construction de jumeaux hybrides (méta-modèles physiques, statistiques),
• Conception par bâti immobilier modélisé.