Ingénierie géotechnique & risque sismique
La géotechnique intervient dans de nombreuses problématiques sociétales actuelles, relatives à la maintenance soutenable du patrimoine d’infrastructures, la sécurité des biens et des personnes (mouvements de terrain, séismes, digues et barrages, etc.), la protection de l’environnement et l’économie des ressources naturelles, la maîtrise de l’énergie et les transitions énergétique et écologique (géothermie basse température, éoliennes, dispositifs off-shore, etc.)
La thématique Ingénierie géotechnique & risque sismique (IG & RS) regroupe 25 cadres de recherche et 15 personnels ITA. Elle fédère quatre laboratoires du département GERS (CG, GIE, RRO et SRO) situés sur les sites de Marne-la-Vallée, Nantes et Lyon ainsi que 4 agents affectés au sein de l’UMR ISTerre de Grenoble. Les compétences réunies au sein de cette thématique relèvent du génie civil et plus particulièrement de la mécanique des sols et des roches (géotechnique), mais aussi de la géologie, de la géophysique, de la sismologie, de la physique, de la minéralogie et de la chimie des sols et des roches.
Les recherches sont conduites selon plusieurs angles permettant d’observer, de comprendre et de modéliser. Elles reposent sur des réseaux à grande échelle (RAP et ONEVU par exemple), sur les expérimentations en laboratoire, sur la modélisation physique sur modèles réduits (notamment en centrifugeuse géotechnique) sur des expérimentations en vraie grandeur in-situ – y compris au travers du suivi de chantiers réels et sur le développement et l’utilisation de modèles numériques.
Les équipes disposent de plates-formes expérimentales de laboratoire pour l’analyse et l’étude des propriétés mécaniques des sols sur les campus de Nantes et Marne la Vallée, d’équipements de mesure et d’instrumentation in-situ (machine de forage, extensomètres amovibles et vérins pour les essais de fondation, pressiomètre auto-foreur,…). De plus, deux équipements remarquables complètent cette panoplie expérimentale : la centrifugeuse géotechnique de Nantes pour la modélisation physique des ouvrages géotechniques y compris sous sollicitations sismiques (grâce au simulateur de séismes embarqué) et la station de chute de blocs de Montagnole en Isère pour les essais de dispositifs de protection pare-blocs. Les collaborations avec l’UMR Navier, le CEREMA et d’autres départements ouvrent aussi l’accès à d’autres équipements : IRM et presse triaxiale de grande dimension (Navier), grande boîte de cisaillement (CEREMA de Lyon) ou encore catapulte hydraulique de 1,2 MJ pour les essais d’impacts horizontaux (département TS2). Enfin, les agents du département ont fortement contribué au développement et à l’animation du réseau accélérométrique permanent (RAP).
Les principaux sujets de recherche actuels portent sur :
- l’étude du comportement mécanique des interfaces et en particulier de la fatigue des fondations et des ancrages soumis à des sollicitations mécaniques ou thermiques cycliques (fondations d’éoliennes ou fondations géothermiques),
- l’évaluation des méthodes de traitement et de mise en œuvre des sols fins afin de favoriser la valorisation des matériaux en génie civil,
- la mesure et la modélisation de la réponse complexe des sols lors des séismes,
- l’évaluation et la prédiction de la réponse sismique des structures.
Deux sujets de recherche, en lien avec les risques naturels, ont émergé ces dernières années :
- l’étude du comportement des ouvrages et notamment des ouvrages en terre sous sollicitation d’impacts, autour de la station de chute de blocs,
- et l’étude des processus d’affouillement des ouvrages fluviaux et côtiers.