Livrables finalisés en 2013

Base de données DIOGEN intégrant les principaux matériaux de génie civil

Adapter les données d’impacts au contexte du génie civil français, tel est l’objectif de la base de données DIOGEN (données pour les impacts des ouvrages de génie civil). Accessible sur le site Diogen.fr, cette base de données, établie sous l’égide de l’AFGC (Association Française de Génie Civil) donne, sous forme de fiches téléchargeables, les impacts environnementaux de la norme NF P 01-010 (et bientôt de la 15804) pour les matériaux utilisés dans la réalisation des ouvrages de génie civil (bétons, aciers pour béton armé, ciments, granulats, profilés métalliques, tôles métalliques, bois,…).

Les variables fournies sont :

  • Consommation d’énergie (MJ)
  • Épuisement de ressources (kg Sb éq.)
  • Consommation d’eau (L) o Déchets solides (kg)
  • Changement climatique (kg CO2 éq.)
  • Acidification atmosphérique (kg SO2 éq.) o Pollution de l’air (m3)
  • Pollution de l’eau (m3)
  • Destruction de la couche d’ozone stratosphérique (kg éq CFC)
  • Formation d’ozone photochimique (kg éthylène éq.)

Fin 2013, 42 fiches étaient disponibles. Pouvant être interrogées dans les diverses phases d'un projet, DIOGEN est destinée à tous les acteurs du Génie Civil (ingénieurs ou techniciens, architectes, enseignants ou étudiants), qu'ils soient donneurs d'ordre, concepteurs, réalisateurs ou chercheurs. Ce travail a été conduit par un groupe co-animé par le Sétra et l’IFSTTAR, réunissant des représentants des producteurs de matériaux, des entreprises, des bureaux d’études et des établissements institutionnels.

Mise au point d’un nouveau procédé de terrassement plus économe en énergie et en ressources

Ce livrable prévu pour la fin 2013 est actuellement en cours de réalisation. Il vise à hiérarchiser les paramètres responsables de la génération des poussières sur les chantiers de terrassement, et à mettre en place des outils et des dispositifs permettant de réduire la consommation d’eau. Pour les pistes, il s’agit de réduire l’arrosage de la surface du sol, en optimisant le système de distribution d’eau ou en ajoutant des produits de traitement de l’eau.
Deux niveaux d’étude sont lancés avec une action préventive sur la cause de la poussière et une action curative sur la poussière produite. L’action sur la cause de la poussière porte sur les mécanismes de génération de la poussière  (évaporation de surface, déclenchement de l’envol des fines, érosion de surface), et sur la résistance de la surface du sol aux vents et au trafic d’engins (minéralogie, granulométrie, état hydrique, mécanismes couplés). La production de poussières est le résultat d’une combinaison de sollicitations. On étudiera séparément : le matériau (minéralogie, état hydrique), distribution granulométrique (pulvérulent), le climat,  le vent, et le trafic des engins de chantier. Une chambre aéraulique est en cours de construction.

Développement d’un nouveau procédé de voie ferrée durable à longue durée de vie

Les lignes ferroviaires à grandes vitesses connaissent un essor important en Europe comme dans le reste du monde (en particulier l’Asie) et les vitesses de circulation visées augmentent pour aller au-delà de 320 km/heure.
Les voies ballastées utilisées jusqu’à présent pour ce genre de voies posent les problèmes suivants : envol de ballast qui augmente l’usure du rail et dégradation de l’uni plus rapide qu’attendu, ce qui conduit à des opérations de maintenance (bourrage) plus fréquentes. Le projet FUI NBT (New BalastlessTrack) visait à développer une solution française ferroviaire pour une circulation mixte trafic lourd/ trafic à grande vitesse à base de dalles béton indépendantes.  Il répondait à la problématique d’alternative rentable et sûre aux voies ballastées actuelles dans un contexte d’augmentation de vitesse de circulation (au-delà de 320 km).
Ce projet débuté en février 2007 a associé des industriels (Railtech, Vossloh, Alstom,CEF) un donneur d’ordre (RFF) et un laboratoire de recherche publique (IFSTTAR).
Pour offrir une compétitivité au concept français, le projet NBT affichait deux objectifs : atteindre une durée de vie très élevée (100 ans visés) avec une maintenance faible  et proposer un mode de construction rapide.
Ce projet NBT a abouti à la construction d’un prototype de 1 km sur la ligne Serqueux-Gisors au niveau de Serifontaine, alliant optimisation du matériau, modélisation du dimensionnement de la structure et conception et instrumentation d’une maquette.
Le comportement du prototype va être suivi pendant 1 an, mais le concept est d’ores et déjà proposé par les industriels partenaires dans des appels d’offres.

 

Code César-LCPC : version interopérable avec d’autres codes

Développé par l'IFSTTAR, le solveur éléments finis CESAR permet de pérenniser les modèles numériques issus des unités de recherche de l'Institut. Il fait également l'objet d'une commercialisation par la société Itech qui développe une interface graphique (CLEO) dédiée à son utilisation. L'interface CLEO permet à l'utilisateur de saisir ses données graphiquement et de visualiser les résultats du calcul. Elle épargne donc à l'utilisateur la gestion des fichiers de communication avec le solveur CESAR :

  • écriture du fichier texte contenant la mise en données du calcul,
  • lecture du fichier binaire contenant les résultats du calcul.

Néanmoins, une réflexion menée par le laboratoire LISIS (Laboratoire Instrumentation, Simulation et Informatique Scientifique) de l'IFSTTAR a identifié un certain nombre de besoins qui ne sont pas satisfaits par les fonctionnalités actuelles de l'ensemble CLEO/CESAR, notamment en ce qui concerne l’interopérabilité entre CESAR et d’autres outils de modélisation aux éléments finis.

Le langage Pilote a été développé pour palier ces limitations. Ce langage permet :

  • de piloter le solveur CESAR, c'est à dire de générer son fichier de données, de lancer son exécution et de lire son fichier de résultat, au moyen d'un script Python utilisant les commandes du langage ;
  • d'interfacer le solveur CESAR avec des outils de maillage et de visualisation de résultats. Actuellement, l'interfaçage avec le logiciel libre GMSH et avec le format MED (donc avec la plate-forme libre SALOME) est disponible ;
  • d'exporter les données d'une étude vers un autre solveur éléments finis que CESAR. Actuellement l’export vers Code_Aster est partiellement disponible.