Navier1
Navier2

à la découverte de nos laboratoires

Jérémy Bleyer

Jeune chercheur au sein du Laboratoire Navier

L’objectif scientifique du Laboratoire Mécanique et Physique des matériaux des Structures et des Géomatériaux (Laboratoire Navier) se décline en cinq finalités : Matériaux et structures innovants pour la construction; Sécurité et durabilité des ouvrages et des structures; Infrastructures de transports; Stockages souterrains; Environnement.

Au sein du Laboratoire Navier, vous travaillez sur les risques des infrastructures. Quels en sont les enjeux et applications majeurs ?

Pour construire des ouvrages, les entreprises calculent la résistance des matériaux en appliquant différentes normes et règlements. Or, avec l’évolution des matériaux et la complexification des ouvrages, tous les risques ne sont pas pris en compte. En l’absence d’outils adaptés aux calculs des nouvelles architectures, les ingénieurs en génie civil ont parfois tendance à surdimensionner les infrastructures pour s’assurer contre les risques de rupture. A contrario, il peut arriver que certains bâtiments soient sous-
dimensionnés suite à une mauvaise évaluation de ces risques. Mes recherches portent sur l’évaluation des risques des ouvrages et en particulier de leur comportement proche de la ruine. Elles consistent à développer méthodes et outils numériques de calcul et de prédiction du risque de ruine adaptés aux ouvrages anciens et aux nouvelles constructions.
Pour la préservation du patrimoine, l’enjeu est d’estimer la résistance d’ouvrages très anciens afin de justifier d’actions de consolidation plutôt que de démolition. Avec la conception de nouveaux matériaux, tels les bétons renforcés par fibres végétales ou composites, l’enjeu consiste à élaborer le nouveau cadre réglementaire. Cela demande des recherches pour les phases de simulation et de tests numériques puis d’expérimentation sur les éléments critiques de structure. C’est d’emblée la diminution de l’impact environnemental qui est prise en compte dans une démarche globale d’économie circulaire.

Quelles méthodes et technologies développez-vous pour évaluer et gérer ces risques ?

Mes recherches reposent sur la théorie du calcul de rupture. Cette théorie est enseignée à l’École des Ponts depuis de nombreuses années, alors qu’elle ne l’est que très rarement ailleurs et notamment à l’étranger. Or, cette théorie sous-tend de nombreux raisonnements ayant servi à l’élaboration des réglementations. Maîtriser cette théorie pour en dériver de nouveaux modèles mathématiques et algorithmes numériques est un atout différenciateur par rapport aux organismes de formation et laboratoires de recherche concurrents.
Par exemple, j’ai étudié le dimensionnement de la coque en béton armé de la marquise de la gare d’Austerlitz actuellement en cours de construction. J’ai montré que la structure dispose d’une marge de sécurité 2 à 3 fois supérieure au niveau calculé par l’approche réglementaire traditionnelle. On pourrait donc, sans danger, réduire de 20 % la quantité de béton et d’acier d’une telle structure. Au-delà du gain financier, c’est l’impact carbone qui serait drastiquement réduit.

« Réduire les risques d’infrastructures pour une
construction sûre et durable »

Les synergies que vous développez avec des entreprises ou d’autres laboratoires, sont-elles sources d’avancées majeures dans votre secteur ?

Le laboratoire Navier a de nombreuses collaborations avec les grands industriels du secteur : Lafarge-Holcim, Saint-Gobain, Eurotunnel, Bouygues Constructions… dans le cadre de programmes de recherche de moyen (5 ans) ou long terme (10 ans).

À souligner qu’à côté des grands groupes, le laboratoire Navier sait répondre aux besoins des start-up. Par exemple, nous accompagnons la Société Strains, créée il y a près de trois ans par des anciens élèves de l’École, dans son projet de développement d’un logiciel de pointe au service du calcul de structures en génie civil. La start-up innovante utilise les méthodes développées par le laboratoire Navier et les diffuse dans la pratique des ingénieurs. La raison d’être de nos recherches est qu’elles soient utilisées par les ingénieurs du monde de la construction. Les partenariats avec les industriels permettent à nos recherches d’être valorisées et transférées. Ils sont donc essentiels à l’avancée de nos travaux.

Quels sont les enjeux actuels de votre laboratoire ?

Pour un laboratoire comme Navier, les enjeux sont principalement de deux ordres. D’une part, porter la transition digitale dans le secteur de la construction en conjuguant modélisation, simulation et calcul numérique. Disposer de serveurs de calcul haute-performance devient essentiel pour soutenir le développement de nos outils numériques.

D’autre part, il s’agit d’être en capacité de recruter des talents pour développer l’innovation et renforcer la réputation au niveau international du laboratoire. Bénéficier de ressources financières à la hauteur de celles de la concurrence internationale est une des clés pour maintenir notre niveau d’excellence.

Navier9

Découvrez les autres interviews