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Concevoir et construire pour le développement durable (C2D2)

17 mai 2013 - Bâtiment et ville durables
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Sommaire :


      

Appel à projets 2010

17 mai 2013 (mis à jour le 7 janvier 2016)


Six projets ont été soutenus dans le cadre de l’appel à projets 2010 du programme « Concevoir et construire pour le développement durable » :

  • ACDC — Analyse et capitalisation pour le diagnostic des constructions
  • ARGIC2 — Sécheresse et construction
  • BADIFOPS — BFUP armés ductiles instrumentés par fibres optiques pour des applications para-sismiques
  • BAE — Béton d’argile environnemental
  • HYDROFOND — Hydromécanique des matériaux de fondation immergés
  • PEDRA — Ouvrages en pierre sèche ou faiblement maçonnés

Les projets ACDC, BAE, BADIFOPS et PEDRA ont été subventionnés par la Direction de la recherche et de l’innovation (DRI) du Commissariat général au développement durable (CGDD) ; les projets HYDROFOND et ARGIC2 ont bénéficié du soutien de la Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer (DGITM) pour le premier, et de la Direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature (DGALN) et de la Direction générale de la prévention des risques (DGPR) pour le second.

Les projets se sont achevés en 2014. Les rapports finaux de ces projets (cf. ci-après) ont fait l’objet d’une relecture par des experts externes sollicités par la DRI et d’une restitution auprès du comité scientifique du programme en juin 2015.

 

ACDC — Analyse et capitalisation pour le diagnostic des constructions

Coordonnateur : Vincent Garnier, Aix-Marseille Université (AMU)
Partenaires : AMU, INSA de Toulouse, École centrale de Lille, Université de Bordeaux 1, IFSTTAR, STEP EDF R&D, SETRA
Budget : 651 k€ (subvention DRI : 265 k€)
Calendrier : 2010-2014

Le projet avait pour objet de développer et de consolider des méthodologies d’évaluations non destructives de structures en béton de génie civil en vue d’une estimation plus fiable, et à coûts maîtrisés, de l’état pathologique ou du vieillissement du béton.
Si les techniques d’évaluations non destructives répondent à des protocoles validés en laboratoire, leur transfert opérationnel sur site nécessite encore la levée de verrous techniques importants comme celui de mieux comprendre et quantifier les multiples dépendances des mesures physiques aux variations spatiales et temporelles des paramètres environnementaux et structuraux in situ (température, conditions d’humidité, taille des granulats, teneur en ciment...).
Les principaux apports du projet sont doubles : d’une part, la constitution d’une banque de données enrichies de mesures non destructives sur le béton de structure (e.g. porosité, teneur en eau, résistance en compression, module de déformation) ; d’autre part, le développement d’une méthodologie d’auscultation fondée sur la maîtrise des mesures physiques via la rédaction de protocoles dédiés, l’établissement de procédures d’inversion par fusion de données choisies en fonction de la complexité du problème rencontré, et l’évaluation intrinsèque d’un estimateur de qualité des résultats de la fusion.
Un recueil de recommandations à destination des industriels valorise les acquis et propose un premier exécutable de logiciel prototype de fusion de données.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs (rapport final, annexes 1 à 8, annexes 9 à 11, annexes 12 à 17).

Téléchargez le guide de recommandations issu du projet.

 

ARGIC2 — Sécheresse et construction

Coordonnateur : Jean-Pierre Magnan, IFSTTAR
Partenaires : IFSTTAR, BRGM, CSTB, CNRS-Hydrasa, ARMINES, INERIS, École centrale de Paris, École des Ponts ParisTech - UMR Navier, Université de Bordeaux 1, INPL Nancy, CNRS-Centre de recherche sur la matière divisée, CNRS-LOMC, INSA de Lyon, FONDASOL, FFB, AQC, CAPEB
Budget : 1,4 M€ (subvention DGALN+DGPR : 267 k€)
Calendrier : 2010-2014

Le projet ARGIC2 visait à fournir des solutions de conception, de construction et de réparation pour des maisons individuelles soumises à des cycles de retrait-gonflement des sols argileux induits par des variations hydriques anormales.
Les travaux réalisés ont essentiellement porté sur le comportement des maisons individuelles soumises à des phénomènes de retrait-gonflement, l’estimation des profondeurs de variations hydriques dans les sols, la compréhension des mécanismes de variation de volume des sols lorsqu’ils sont soumis à des variations de teneur en eau et l’évaluation de la cartographie des zones de sols sensibles au retrait-gonflement. Ont ainsi été entrepris des états de l’art, des essais à différentes échelles, des cartographies et des modélisations.
Le projet a aussi été l’occasion d’une confrontation de points de vue des différentes parties intervenant dans la résolution de problèmes liés au retrait-gonflement des sols argileux, qu’il s’agisse en particulier des organismes publics de recherche, des syndicats de la construction, des cabinets d’expertise, des assureurs et des porteurs de politiques publiques.
Trois guides destinés au grand public ont été rédigés respectivement sur : l’expertise et la réparation d’une maison ayant subi des désordres suite à des phénomènes de retrait-gonflement, la conception et la construction d’une maison sur une parcelle où les sols sont susceptibles d’être soumis au retrait-gonflement, la caractérisation des sols d’une parcelle vis-à-vis du retrait-gonflement.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs.

Téléchargez les trois projets de guides issus des recherches du projet (expertise et réparation, conception et construction, caractérisation des sols).

 

BAE — Béton d’argile environnemental

Coordonnateur : Patrice Doat, Laboratoire CRAterre – ENSAG
Partenaires : ENSAG, INSA de Lyon, ENTPE, Les Grands Ateliers, Centre Technique de Matériaux Naturels de Construction, Carrières du Boulonnais (Groupe CB), Akterre, Caracol
Budget : 1,2 M€ (subvention DRI : 358 k€)
Calendrier : 2010-2014

Le projet avait pour ambition le développement de solutions innovantes de transformation de la terre crue, matière première complexe et très variable, en véritables "bétons d’argile environnementaux", bétons dont la mise en oeuvre et les propriétés finales soient maîtrisées.
Les travaux ont consisté principalement en un état de l’art des caractéristiques de la terre crue utilisée dans la construction à destination des concepteurs dans le bâtiment ; des essais en laboratoire visant un transfert des technologies du béton de ciment et des céramiques industrielles vers les bétons d’argile (en particulier maîtrise de la granulométrie, utilisation de dispersants et superplastifiants, mise au point de techniques de coagulation permettant un durcissement du matériau et un décoffrage rapide) ; la recherche-développement de matériaux à hautes performances hygrothermiques associant liant argileux et fibres végétales de chènevotte ; la mise en oeuvre sur chantier d’un béton d’argile fluide formulé à partir de fines argilo-calcaires issues du lavage des granulats.
Les nouveaux produits développés dans le cadre du projet - béton d’argile allégé à base de fines argilo-calcaires et de chènevotte mis en oeuvre sous la forme de briques isolantes et de panneaux vissables (lesquels peuvent être coulés et démoulés sans stabilisant) - pourront être produits industriellement et commercialisés.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs (rapport final, annexes 1 à 3, annexes 5 à 9, annexes 10 à 13, annexes 14 à 25).

 

BADIFOPS — BFUP armés ductiles instrumentés par fibres optiques pour des applications para-sismiques

Coordonnateur : François Toutlemonde, IFSTTAR
Partenaires : IFSTTAR, CSTB, Eiffage TP, SETRA
Budget : 816 k€ (subvention DRI : 260 k€)
Calendrier : 2010-2014

Utilisés depuis une dizaine d’années, les bétons fibrés à ultra-hautes performances (BFUP) disposent de qualités mécaniques et de propriétés de durabilité remarquables, autorisant des structures légères, économes en matériau et pérennes. Souvent associés à une forte précontrainte, ces matériaux présentent un comportement encore assez mal connu lorsqu’on leur adjoint des armatures passives. En particulier, il n’existe pour l’instant aucune méthode fiable de prédiction de l’ouverture et de l’espacement des fissures ainsi que de la ductilité qui en résulte. Ces carences en limitent les applications potentielles dans des bâtiments ou des ouvrages d’art.
Le projet s’est efforcé, à l’aide d’essais « simples », de poser les bases d’une méthodologie de conception ou de renforcement parasismique utilisant les bétons fibrés à ultra-hautes performances (BFUP), le cas échéant renforcés d’armatures passives.
La méthodologie développée dans le cadre du projet devrait être prise en compte dans la révision des recommandations de l’AFGC et dans la future norme de calcul des structures en BFUP, en cours d’élaboration en tant que complément national à l’Eurocode 2.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs.

 

HYDROFOND — Hydromécanique des matériaux de fondation immergés

Coordonnateur : Bruno Chareyre, Grenoble INP
Partenaires : Grenoble INP, Université Clermont II, Artelia
Budget : 464 k€ (subvention DGITM : 250 k€)
Calendrier : 2010-2014

La déstabilisation des sols de fondation immergés par les sollicitations dynamiques liées à la
houle ou aux courants est un facteur déterminant dans la stabilité et l’évolution des aménagements côtiers et fluviaux, ouvrages hydroélectriques et structures off‐shore. Les
phénomènes en jeu résultent d’un couplage entre la dynamique de l’écoulement externe et le
comportement mécanique du matériau sédimentaire sujet à des phénomènes de liquéfaction qui peuvent faciliter son érosion et/ou déstabiliser les structures.
Le projet Hydrofond avait pour principal objet une amélioration de la connaissance des phénomènes de liquéfaction momentanée via des expérimentations en laboratoire et le développement de modèles micro‐mécaniques de couplage basés sur la physique locale (méthode des éléments discrets) rendant compte des problèmes d’interaction dynamique sol‐fluide‐structure. Il visait le développement de connaissances phénoménologiques autant que d’outils numériques de modélisation prédictive.
Les travaux ont consisté en des essais en canal à houle et sur modèle réduit d’ouvrage marin et le développement d’un modèle numérique dédié aux phénomènes de liquéfaction. La mise en oeuvre de ce modèle a impliqué le code de calcul OpenFOAM pour la partie turbulente et un couplage dit « DEMPFV » pour la partie sédimentaire dense simulée comme un matériau granulaire. Associées aux essais de laboratoires, les simulations multiéchelles
ont permis une analyse fine des phénomènes pouvant conduire à la ruine des fondations immergées.
Les résultats obtenus pourront contribuer à la prochaine génération d’outils numériques pour l’ingénierie des ouvrages immergés.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs (rapport final, annexes).

 

PEDRA — Ouvrages en pierre sèche ou faiblement maçonnés

Coordonnateur : Éric Vincens, École centrale de Lyon
Partenaires : École centrale de Lyon, CETMEF, Chambre des Métiers et de l’Artisanat du Vaucluse, Laboratoire Département Génie Civil et Bâtiment (DGCB) - Direction Régionale des Affaires Culturelles de Rhône Alpes, EDF-CIH, École centrale de Nantes, ITASCA Consultants, IFSTTAR, SETRA, École des Ponts ParisTech - UMR Navier
Budget : 1,1 M€ (subvention DRI : 382 k€)
Calendrier : 2010-2014

Le projet répondait à la problématique de la maintenance du patrimoine en maçonnerie sèche ou faiblement liée. Il avait pour ambition de donner aux bureaux d’études et donneurs d’ordres des outils scientifiques et numériques adaptés à l’évaluation de la performance des ouvrages en pierre peu ou non maçonnés durant leur durée de service et des outils d’aide à la décision permettant une rationalisation et normalisation des cahiers des charges pour le lancement de phases de construction, de maintenance ou de réparation de ces ouvrages, une meilleure appréhension des atouts de la solution technologique « pierre » vis-à-vis des enjeux du développement durable.
Les travaux ont principalement consisté en des essais mécaniques en laboratoire, des mesures sur site, un développement de modèles numériques discrets et une analyse de cycle de vie comparée entre des soutènements de talus en pierre sèche et en béton armé.
Les premiers résultats obtenus accréditent la viabilité économique et environnementale de la solution pierre sèche (relativement à une solution béton armé) dans les cas d’ouvrages étudiés.

Consultez le rapport final et les réponses aux relecteurs.

 

Ces rapports sont référencés dans la base Isidoredd dédiée aux programmes de recherche financés par le ministère.

      
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