Révolutions à la centrif’

Le laboratoire Géomatériaux et Modèles Géotechniques vit un moment historique : la Centrifugeuse Géotechnique, l’un des Équipements Remarquables de l’Ifsttar, vient de franchir le seuil des 10 000 heures de vol, soit un nombre astronomique de révolutions !

La centrifugeuse est un outil polyvalent, dédié à la recherche en géotechnique, qui permet de réaliser des expérimentations sur des modèles réduits d’ouvrages géotechniques (fondations, soutènements, tunnels, remblais, …). La Macro-gravité générée par la rotation de la centrifugeuse (jusqu’à 200×g), permet de reproduire le champ de contraintes de l’ouvrage en vraie grandeur au sein du modèle réduit, et donc son comportement, en respectant les règles de similitude originalement établies par Edouard Phillips [1] en 1869.

Dix mille heures de rotation, c’est une activité à temps plein sur 6 années et 3 mois (à raison de 1607h de travail par an), étalées sur 32 années depuis 1985. Ou encore 52 minutes de rotation par jour calendaire, ce qui correspond à 100×g au temps de consolidation d’un sol argileux pendant une année. Les chiffres peuvent donner le vertige, mais en suivant la sagesse des proverbes russes, ayons en tête que pour devenir centenaire, il faut commencer jeune !

Mue par l’énergie électrique, la centrifugeuse aura consommé en électricité pendant toute cette période la production pendant 4 heures d’un champ d’éoliennes en mer, au format de ceux envisagés sur les côtes françaises.

Sur le plan technique, l’équipe en charge de son fonctionnement et de son développement (actuellement 3 chercheurs et 4 techniciens permanents) a su moderniser les équipements (robot 4-axes et simulateur de séismes embarqués) pour répondre à de nouvelles attentes sociétales (transition énergétique, construction en zone sismique, …) et réaliser des essais à la complexité croissante. Aujourd’hui elle vit dans une dualité : la centrifugeuse fonctionne avec une technologie robuste des années 1980 (électronique analogique, ligne de motorisation avec embrayage et frein à courants de Foucault, …) mais elle a aussi fait sa révolution (une de plus !) numérique car ses équipements embarqués sont presque tous pilotés avec un contrôle-commande numérique (vérins, simulateur de séismes, …).

Que de chemin parcouru (essentiellement en suivant un cercle vertueux) depuis son inauguration en 1985 par le ministre en charge de la Recherche, le Professeur Hubert Curien : des centaines d’essais instrumentés ; la contribution à plusieurs normes et recommandations françaises ; le pilotage et la participation à 6 projets européens, des dizaines de projets nationaux, régionaux et industriels ; des collaborations intercontinentales ; l’organisation de congrès nationaux, européens et internationaux ; des dizaines de thèses soutenues ; plus d’une centaine de publications ; quelques prix d’excellence, ...

Pour cette étape des « dix mille », la centrifugeuse a tourné pour un doctorant transalpin, Léonardo, venant d’une illustre université romaine pour des essais sur les sols non saturés. Son intérêt pour les modèles réduits s’inscrit dans la lignée d’un grand savant italien qui s’était intéressé au comportement mécanique des objets de taille réduite dans son « discours concernant deux sciences nouvelles »: Galileo Galilei [2]. Ne disait-il pas, après avoir enduré moult difficultés (comme cela peut arriver à un degré moindre aux centrifugeurs) :

E pur si muove ! « Et pourtant, elle tourne » au service de la recherche et de la connaissance.

En cette année 2017, les expérimentations sont fortement tournées vers la géotechnique marine : la conception des ancrages à effet de succion de plate-forme pétrolière avec SBM off-shore ; la stabilité des pentes sous-marine en zone sismique avec l’Université Fédérale de Rio de Janeiro et Petrobras ; les fondations d’éolienne posée de type Monopieux avec l’ANR et France Energies Marines ou de type treillis sur pieu avec la Région des Pays de la Loire ou encore les ancrages d’éolienne flottante avec le West Atlantic Marine Energy Centre (Weamec). D’autres actions de recherche concernent la liquéfaction des sols sous séisme (avec des Universités américaines) ou des minerais lors du transport maritime (projet Eranet-Martec).

 

[1] Phillips E. (1869). De L'Equilibre Des Solides Elastiques Semblables. Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de L'Académie Des Sciences, vol.68, série 2, pp.75-79.

[2] Galileo G. (1638). Discorsi e Dimonstrazioni matematiche intorno a due nuoue scienze attenanti alla mecanica ed i movimenti locali. Traduit en français aux PUF, 1995

 

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