Animation scientifique

Les trois axes identifiés dans l’introduction générale ont structuré mon projet de recherche à travers le pilotage de plusieurs projets, eux-mêmes rattachés à des opérations de recherche internes du LCPC/de l’IFSTTAR que j’ai coordonnées, comme détaillé ci-après. Ces différentes actions de pilotage ont été menées en adéquation avec les missions du Laboratoire SDOA et plus généralement du Département Matériaux et Structures (MAST) à l’IFSTTAR qui consistent à effectuer des recherches, des études, des expertises et des essais, valorisés par des publications, des conférences, de la formation et la participation à l’élaboration de la doctrine technique (normalisation, certification, guides,…) dans le domaine des structures de génie civil (ponts, barrages, centrales nucléaires, réservoirs, …) auxquelles on peut rattacher les bâtiments qui présentent une importance structurelle (immeubles de grande hauteur, halls de gares et d’aéroports,…).

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II.4.1.1 Pilotage de l’opération de recherche 11R082 sur la gestion des risques structuraux à l’IFSTTAR de 2009 à 2011

Description de l’opération de recherche

Cette opération de recherche, initiée en 2008, avait trois ambitions. La première était celle de renforcer et d'étendre les développements d'analyse de coûts de cycle de vie. L'élaboration d'un corpus technique de surveillance de santé structurale constituait la seconde ambition. La troisième était de faire les liens entre les deux premiers concepts pour fournir une version intégrée de la maintenance des ouvrages d'art. L'opération a intégré trois thèses, celle de M. André Orcesi (2008) sur la performance des réseaux d'ouvrages d'art et la détermination des stratégies de maintenance optimales, celle de M. Alexandre Cury (2010) sur les techniques d’anormalités appliquées à la surveillance de santé structurale et enfin celle de Mme Nadia Kagho-Gouadjio (2013) sur l’étude de la vulnérabilité et de la robustesse des structures. Cette opération a permis de contribuer à la réflexion vis-à-vis de la gestion du risque structural sur la manière de penser, les méthodologies et la capacité à intégrer de nouvelles technologies en faisant émerger de nouveaux paradigmes dans les démarches et procédures existantes.

Partenariats

 Au sein du RST : SETRA, CETE de Lyon, CETE du Sud-Ouest, CETE Nord Picardie, CETE d’Aix, ERA 37.

 Projet National S3labellisé par la Région Ile de France et le MEDDTL (voir la description au paragraphe II.4.1.2)

 Coopérations internationales : Lehigh University (USA), LNEC (Portugal).

II.4.1.2 Coordination du Projet National S3 “Surveillance de santé structurale” (2009-2011)

Ce projet National a porté sur les trois composantes de la Surveillance de Santé Structurale : la surveillance opérationnelle, le diagnostic, et l’identification structurale. Il a eu pour ambition de traiter le corpus technique de la surveillance de santé dans sa globalité.

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Partenariats

 Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (IFSTTAR) - Electricité de France – DTG (EDF) - Université Blaise Pascal – LAMI (Clermont II) – SYROKKO – SITES – ADVITAM - CETE Lyon – LR Lyon - CETE du Sud-Ouest – LR Bordeaux – INGEROP – AVLS - Syndicat national des entrepreneurs spécialistes de travaux de réparation et renforcement de structures – GETEC – SNCF.

Durée - budget

 Le Projet National S3 s’est déroulé de 2007 à 2011.

 Le budget s’est élevé à 1 605 998 € HT dont une subvention de la Région Ile-de-France de 405 663 € HT, une subvention du MEDDTL de 271 172 €, le solde en apports en nature et cotisations des partenaires.

Publications

 Les travaux de ce projet ont fait l’objet de plusieurs publications scientifiques et techniques (11) diffusées dans des conférences et revues internationales.

Applications et retombées du projet

 L'intérêt de ce projet a résidé dans la création de groupes de travail permettant des échanges entre des approches variées, afin de favoriser le transfert de connaissances et de méthodes entre des chercheurs ou des gestionnaires qui ont chacun une approche spécifique en raison de la nature du patrimoine à gérer.

 Un autre gain de la coopération a été d’obtenir une meilleure compréhension et une meilleure interaction entre l’instrumentation et l’évaluation. Le projet a mis les besoins des gestionnaires et des bureaux d’ingénierie au centre de la problématique de la surveillance de santé structurale et a contribué à lever certains verrous technologiques, notamment pour l’étude de la fusion et la discrimination de données, en faisant appel à des spécialistes de statistiques.

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 Les retombées du projet portent autant sur le développement de méthodes et d'outils scientifiques et techniques que sur l'établissement de principes méthodologiques. Ainsi, les maîtres d’ouvrages recherchent une appréciation pertinente, efficace et opérationnelle de l’état et de la performance des ouvrages basée sur des investigations in situ et des indicateurs robustes, couplées ou non avec des modèles de calcul. L’élaboration de profils de performance au moyen d’indicateurs significatifs représente donc une avancée significative.

II.4.1.3 Pilotage du groupe de travail sur l’éco-conception et l’éco-gestion dans l’opération de recherche stratégique et incitative à l’IFSTTAR « Ouvrages durables » (2010-2013)

L’ambition de ce groupe a été de combiner une démarche environnementale d’appréciation des stratégies de gestion des ouvrages avec une approche économique et performantielle. La finalité du groupe a été de fournir des outils d’aide à la décision opérationnelle sur la base des données identifiées et archivées dans l’inventaire du cycle de vie. Au-delà de la comparaison de différentes solutions de gestion déjà établies, l’objectif a été de proposer un cadre théorique permettant de rechercher, à l’aide d’un programme d’optimisation mathématique, un ensemble de solutions optimales. Pour atteindre cet objectif, des techniques de modélisation de la prise de décision ont été introduites, permettant d’une part de modéliser le niveau de performance des ouvrages sur l’ensemble du cycle de vie (pour satisfaire des exigences de fonctionnalité, stabilité et de sécurité), et d’autre part de minimiser différents types d’impacts liés à des enjeux de développement durable. Le groupe a en outre bénéficié de l’appui du projet européen SBRI (voir la description au Paragraphe II.4.1.4).

Partenariats

 CETE de Lyon, CETE de l’Est, SETRA

II.4.1.4 Pilotage du WP4 sur l’analyse économique dans le projet européen SBRI (Sustainable Steel-Composite Bridges in built environment) (2009-2012)

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Le projet SBRI a rassemblé plusieurs partenaires européens autour de la conception optimisée des ouvrages mixtes acier-béton selon une approche globale. L’analyse économique du cycle de vie a concerné aussi bien le gestionnaire (coûts de construction, d’entretien pendant la vie en service et de fin de vie) que les usagers de l’ouvrage et la société (coût des accidents et de la congestion du trafic).

Partenariats

 University of Stuttgart, Institute of Structural Design, Germany, University of Coimbra, Faculty of Sciences and Technology, Portugal, AG der Dillinger Hüttenwerke, Germany, ArcelorMittal Commercial Sections, Luxembourg, IFSTTAR, France, Ramboll Denmark, AS, Denmark, BRISA Engenharia e Gestão SA –BEG, Portugal, SETRA, France, BASt Bundesanstalt für Straßenwesen, Germany

Durée - budget

 Le Projet européen SBRI s’est déroulé de 2009 à 2012.

 Le budget s’est élevé à 1 459 864€

Applications et retombées du projet

Le projet SBRI a permis de développer un cadre de réflexion sur la mise en place d’une approche globale sur le cycle de vie pour le dimensionnement des ponts mixtes. Plusieurs points d’innovations ont pu être considérés et discutés, ce qui constitue une avancée majeure pour les gestionnaires d’ouvrages, mais aussi pour les usagers des ouvrages et la société dans son ensemble.

D'une manière générale, les ouvrages étudiés dans le cadre du projet SBRI se veulent représentatifs des ouvrages actuellement construits dans les pays des différents acteurs du projet. De plus, en raison à la fois du domaine d'emploi classique des ouvrages mixtes et de la nature des différents partenaires, les ouvrages étudiés sont essentiellement ceux que l'on rencontre habituellement sur des itinéraires urbains et inter-urbains.

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Les conclusions et recommandations du projet sont en lien direct avec les thématiques actuelles sur l’intégration des principes de développement durable dans la conception et gestion des ouvrages tant au plan national qu’Européen.

II.4.1.5 Pilotage de l’opération de recherche stratégique et incitative à l’IFSTTAR « MCV (maîtrise du cycle de vie des ouvrages) » (2012-2015)

Description de l’opération de recherche

L’ORSI MCV s’inscrit résolument dans une vision globale de la performance et une approche dynamique des ouvrages et des réseaux dans leur environnement. L’objectif est de proposer des concepts et méthodologies permettant de mieux maîtriser le risque structural sur l’ensemble du cycle de vie des ouvrages. A l’échelle de la durée de vie en service des infrastructures, prendre aujourd’hui les bonnes décisions pour agir à court terme et anticiper le long terme est un défi pour les gestionnaires d’infrastructures. Appréhender par des moyens appropriés de mesure et d’analyses la notion de risque structural est crucial pour gérer l’occurrence d’anomalies et/ou de dégradations pouvant affecter l’intégrité, l’aptitude au service et l’exploitation des structures. Il est donc essentiel de disposer de référentiels et de solutions techniques appropriées pour développer les capacités d'adaptabilité des infrastructures nouvelles et existantes.

Partenariats

 les autres ORSI menées à l’IFSTTAR (APOS, ouvrages durables), le CEREMA (SETRA, CETE, PCI, ERA,…), le LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil) au Portugal, le projet européen RE-GEN (voir la description au paragraphe II.4.1.6).

II.4.1.6 Pilotage du WP5 dans le projet européen RE-GEN (2014-2016)

Description du projet

Le projet européen RE-GEN (Risk assEssment of aGEing iNfrastructure) a pour objectif de fournir une méthodologie de prise en compte du risque des infrastructures routières critiques (ponts, ouvrages de retenue, remblais) face à l’augmentation du trafic routier et aux changements climatiques. Cette méthodologie a pour vocation d’être utilisée par les gestionnaires des réseaux d’infrastructures routières. Le risque

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est évalué via l’estimation de la probabilité de la défaillance couplée aux conséquences induites par cette défaillance.

Partenariats

 ROD-IS (Roughan & O'Donovan Innovative Solutions), ZAG Ljubljana, GDG Geo solutions, Delft University of Technology, Ramboll A/S, IFSTTAR

Durée - budget

 Le Projet européen RE-GEN a démarré en mai 2014 pour une durée de deux ans. Ce projet est financé dans le cadre de l’appel à projets CEDR 2013 « Ageing Infrastructure Management »

 Le budget s’élève à 428 000€

Applications et retombées du projet

Une des finalités du projet RE-GEN est de fournir des méthodes de gestion des parcs d’infrastructures vieillissants avec des budgets restreints et une demande de mobilité croissante de la part des usagers des réseaux routiers. Le projet doit aboutir à un utilitaire permettant aux gestionnaires de prendre des décisions de gestion des infrastructures critiques de son réseau dans un contexte d’augmentation du trafic et de changement climatique. Il y a un double enjeu associé à ce projet, tout d’abord économique avec une optimisation des dépenses de maintenance et d’investissements et également de sécurité structurale pour avoir des structures qui respectent des seuils fixés de sécurité structurale, dans un contexte de changement climatique et d’augmentation du trafic routier.