Département Génie Civil et Environnemental

INSTITUT DE MECANIQUE
ET D’INGENIERIE - BORDEAUX
16 Avenue Pey-Berland, 33607 PESSAC, UMR CNRS 5295
Université de Bordeaux, Arts et Métiers-ParisTech, INRA
Responsable : Prof. Denis BREYSSE
Département Génie Civil et Environnemental
Des objets hétérogènes en interaction avec leur environnement
La démarche scientifique.
Les objets du Génie Civil (matériaux, composants et ouvrages) ou des
Géosciences (sites et massifs) sont hétérogènes à toutes les échelles. Leurs fortes interactions avec
l’environnement (effet de l’humidité, de la température…) demandent de définir des stratégies pour découpler
les caractéristiques intrinsèques de celles qui évoluent avec le temps. Ces interactions rendent complexes à la
fois la prise d’information par l’observation ou la mesure, l’estimation de l’état et des risques associés et la
prévision de son évolution. Le Département développe en parallèle les connaissances sur ces objets et les outils
d’étude (investigation, mesure, caractérisation) de manière à améliorer la prise de décision. La forte variabilité
spatiale (du bois et des matériaux de construction, des sols et des milieux géologiques) soulève la question de la
représentativité des informations : combien de mesures ? où ? pour quelle précision ? Enfin, les systèmes étudiés
présentent souvent de fortes non linéarités, et il faut être capable de modéliser la propagation des erreurs et des
incertitudes dans de tels systèmes.
Les outils, moyens et méthodes.
Les développements du département portent sur des moyens de
mesure et de caractérisation fine, sur les méthodes d’analyse et de modélisation des milieux hétérogènes. On
améliore les procédures de mise en œuvre et d’analyse en prospection géophysique (mesures de résistivité,
thermographie infrarouge, radar) et on les adapte aux objets du Génie Civil. Dans une démarche
pluridisciplinaire, on vise en particulier à croiser les techniques pour obtenir des données complémentaires ou
réduire les effets de paramètres incontrôlés, en mettant en œuvre de véritables « stratégies d’investigation »,
combinant géotechnique et géophysique ou plusieurs méthodes de CND.
Les moyens d’essais de laboratoire dans le domaine du
matériau bois permettent de caractériser le comportement à
toutes les échelles, depuis la fibre élémentaire ou la particule en
microtomographie, jusqu’à la charpente en vraie grandeur
(instrumentation vibratoire) en passant par la caractérisation
fine des sciages ou des aboutages (le Département s’appuie
entre autres sur des matériels acquis dans le cadre d’un Projet
d’Excellence EQUIPEX).
Les méthodes de modélisation et de simulation intègrent pleinement la dimension hétérogène des objets étudiés
et ses conséquences : variabilité, incertitudes. On a ainsi recours à la géostatistique pour reproduire les
caractéristiques des sols, aux méthodes fiabilistes de simulation (interactions sol-ouvrage) et aux méthodes
métaheuristiques pour l’inversion et l’identification (réseaux neuronaux, essaims particulaires).
Les domaines d’application.
Le Département développe une réelle expertise dans le domaine du
matériau bois et de ses applications pour la construction (valorisation de la ressource, caractérisation de
composites innovants). Il est aussi actif sur les problèmes d’optimisation de la reconnaissance (géophysique,
hydrogéologique, géotechnique) et du contrôle non destructif des ouvrages, avec des objectifs de préservation de
la ressource, de maîtrise des risques et d’aide à la décision (en gestion du patrimoine, en conduite de projets
complexes).
Les relations industrielles et contractuelles
Pôle de compétitivité Xylofutur, GIS MRGenCi (Maîtrise des Risques en Génie Civil) - IFSTTAR (ex LCPC),
BRGM, ADEME, FCBA - Vinci, Lyonnaise des Eaux, Egis, Beynel Manustock, IOSIS, Coll. Terr. (CG, Ville de
Pessac…)
Contact. Denys Breysse, [email protected], Téléphone : (3) 5 40 00 88 40
INSTITUT DE MECANIQUE
ET D’INGENIERIE - BORDEAUX
16 Avenue Pey-Berland, 33607 PESSAC, UMR CNRS 5295
Université de Bordeaux, Arts et Métiers-ParisTech, INRA
Responsable : Prof. Denis BREYSSE
Civil and Environmental Engineering Department
Heterogeneous systems interacting with their environment
Scientific scope.
Civil engineering items (materials,
components or buildings) as well as Earth Sciences items (sites and
soil and rocks masses )are heterogeneous at all scales. Their strong
interactions with environment (effect of moisture, temperature…)
require specific strategies in order to make the part between their
intrinsic properties and those which change with time.
These interactions make challenging the data gathering process, the condition and risk assessment and the
forecasting of their evolution. Knowledge upon the items themselves and tools (investigation, measurement and
characterization techniques) are developed in parallel in the Department, in order to improve the decision
taking: how many measurements? Where? For what accuracy? In addition, the studied systems are often highly
non linear and one must be able of modelling the error and uncertainty propagation.
Tools, means and methods.
Scientific developments are performed on measurement and precise
characterization means, and on analysis and modeling methods of heterogeneous media. The procedures for
carrying on geophysical prospecting techniques (resistivity measurements, infrared thermography, radar) are
improved and adapted to Civil Engineering applications. Techniques are combined in order to provide
additional data or to reduce the effect of uncontrolled parameters. This leads to innovative “investigation
strategies” which may combine geophysical and geotechnical methods or several non destructive techniques.
Testing techniques are also used in the laboratory, mainly on
wood and timber components, making possible to characterize
the behavior at all scales, from the elementary fiber or particle
(microtomography) to the real size timber frame (dynamic
monitoring), without omitting the characterization of sawings,
connections and finger joints. The Department uses, among
others, equipments that have been funded in the frame on an
EQUIPEX program.
Modeling and simulation techniques fully account for the heterogeneous character of studied items and its
consequences: variability and uncertainty. Geostatistics (to simulate soil properties), reliability techniques (for
soil structure interactions) and meta-heuristic methods for inversion and identification (neural networks,
particle swarms) are common tools.
Application fields.
The Department develops a real expertise in the wood and timber field, in relation
with its applications to construction (resource saving, innovative composites characterization).It is also fully
involved in optimizing investigation programs in soils (combining expertise in geophysics, hydrogeology and
geotechnics) and buildings (with a specific attention to Non Destructive characterization). The practical
objectives are resource saving, risk management and decision taking (in heritage preservation or management,
or in management of complex projects).
Partnership
Pôle de compétitivité Xylofutur, GIS MRGenCi (Risk Management in Civil Engineering)
IFSTTAR (ex LCPC), BRGM, ADEME, FCBA, local and regional authorities(CG, Ville de Pessac…)
Vinci, Lyonnaise des Eaux, Egis, Beynel Manustock, IOSIS
Contact. Denys Breysse, [email protected], Phone: (3) 5 40 00 88 40