EvaDéOS

Evaluation non destructive pour la prédiction de la Dégradation des structures et l’Optimisation de leur Suivi

 

 

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Exemples de résultats :

- Tâche 3

- Tâche 4 : synthèse, hiérachisation, banc d'essais

Planning

 

 

 

 

 

 

 

Contexte et objectifs généraux

Les collectivités publiques (conseils généraux, communautés urbaines, communes) ont aujourd’hui la charge d’un parc de bâtiments et d'infrastructures parfois très important mais n’ont pas concrètement les moyens de l’assumer, du point de vue technique et du point de vue de l'ingénierie. Leurs préoccupations concernent à la fois la connaissance de l’état du parc, la prédiction de son évolution et la mise en place d’une démarche rationnelle pour la surveillance et la planification des réparations, dans un souci de maintien de la sécurité, de préservation du patrimoine et de continuité du service rendu à l’usager.

Le patrimoine immobilier collectif détenu par des gestionnaires publiques ou privés présente une part croissante de logements nécessitant des interventions sur la structure, celles-ci pouvant facilement prendre financièrement le pas sur les réhabilitations relatives au confort.

Les besoins pour la maintenance et le suivi des infrastructures liées à la production d’énergie, sont grands en particulier en termes de limitation des coûts de production et de distribution de l’énergie électrique. Les provisions pour maintenance lourde sont à programmer de plus en plus finement dans un contexte où la sécurité des biens et des personnes, ainsi que celle de l’approvisionnement des clients d’un service public, doivent être assurées.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La corrosion des armatures reste de très loin la principale source de dégradation des structures en béton. Les gestionnaires concentrent leurs efforts d’inspection, de maintenance et de réparation dans des opérations à visée curative pour les structures anciennes ou dégradées. Les pathologies structurales occasionnées par la corrosion des armatures ont été également au cœur des projets ANR Applet, FUI Mareo, Medachs. En revanche, le patrimoine plus récent ou moins dégradé est quant à lui peu surveillé, l'anticipation et la prévision des dégradations n'étant pas, la plupart du temps, des actions prioritaires. La gestion plus anticipative de ce dernier combinant une évaluation plus amont de son état, et la programmation plus optimale des actions de maintenance préventives qu'elle permet, se heurte à plusieurs difficultés, d’ordre scientifique et technique :
- Définition de ce qui peut être considéré comme une dégradation, alors que celle-ci n'est pas encore visible ;
- Accès aux grandeurs d’intérêt qui caractérisent les phénomènes en jeu ;
- Définition de seuils de dégradation pour ses grandeurs ;
- Construction, validation et actualisation de modèles prédictifs ;
- Optimisation des inspections en présence d’incertitudes,
d’ordre financier :
- Efficacité et rentabilité des opérations d’inspection ;
- Réduction des pertes d’exploitation dues aux opérations,
d’ordre organisationnel :
- Multiplicité des acteurs (mesureurs, modélisateurs, exploitants, gestionnaires).


Le projet ANR EvaDéOS se place dans cette démarche préventive. L’évaluation de l’état de la structure dans un stade où l’endommagement n’est pas visible implique le développement de techniques non destructives. Ces dernières sont susceptibles d’apporter une réelle plus-value dans le cadre d’une prédiction sur la base de modèles probabilistes, qui requièrent la connaissance de la variabilité spatiale et temporelle des grandeurs évaluées. Les résultats des modèles prédictifs qui seront utilisés pour la construction du processus de décision, seront traduits en termes d’indices de dégradation, préalablement définis en accord avec les besoins et les pratiques des gestionnaires. Une méthodologie sera proposée sur la base des critères de décision explicités en amont par le gestionnaire, pour la détermination des échéances optimales pour les opérations d'inspection et de maintenance, en s'appuyant à la fois sur la prévision probabiliste des dégradations, des risques, des coûts et l'actualisation des données d'observation.
L'établissement d'une chaîne cohérente entre les volets auscultation / inspection, modèles de dégradation et prévision / programmation constitue en soi un des objectifs de ce projet.

Retombées attendues

Le projet ANR EvaDéOS va permettre de définir une méthodologie globale pour une gestion anticipative des structures en béton armé intégrant l’évaluation, la prédiction de l’évolution des dégradations et l’aide à la décision. Les structures concernées sont nombreuses (ouvrages d’art, structures liées à la production d’énergie, bâtiments). Le projet EvaDéos ouvrira en particulier de nouveaux champs d’application aux techniques non destructives pour la détermination de grandeurs d’intérêt relatives à la corrosion des armatures. Il doit également permettre l’amélioration et la fiabilisation des techniques émergeantes ou existantes, mais sur lesquelles un certain nombre de questionnements persistent en particulier vis-à-vis de l’interprétation des mesures et de leur intégration dans le processus de re-calcul des structures. Une meilleure prise en compte des volumes investigués par ces techniques constituera également une avancée significative. Leur complémentarité avec des techniques de reconnaissance plus usuelles, semi-intrusives ou destructives sera également étudiée et conceptualisée. La possibilité investiguée de recourir à des modèles prédictifs de dégradation proches de l’ingénierie, en contre-point des modèles plus sophistiqués, si elle s'avère pertinente, permettra de faciliter l'accès à la méthodologie. Dans le domaine des approches probabilistes, l'extension vers la prise en compte des champs aléatoires non stationnaires en temps et en espace des méthodes non intrusives de propagation des incertitudes dans les modèles de dégradation, constituera un apport structurant. De même, l'introduction d'un critère permettant d'établir, après actualisation des lois de probabilité des incertitudes sur la base des résultats de l'END, la nécessité de procéder à de nouvelles actualisations compte tenu des erreurs de mesures, ou bien la possibilité d'utiliser les modèles en l'état dans l'optimisation des échéances d'inspection future et/ou de maintenance, sera un point original et innovant du projet. Il s'agit là d'un élément crucial pour la pertinence de l'aide à la décision. Une des principales retombées sur le plan technique de ce projet sera sans nul doute la possibilité qu’il offre aux différents acteurs impliqués dans le suivi des infrastructures de travailler ensemble autour d’une problématique bien définie et proposée par les gestionnaires d’ouvrages. Le projet va modifier le processus d’évaluation en incitant le gestionnaire à définir son besoin non plus simplement sous la forme d’un cahier des charges d’inspection mais également par le bais de critères de décision objectivés. D’un point de vue économique ce projet va permettre de rationaliser la maintenance des structures en béton armé. Planifier des actions de maintenance préventive avant que le degré de pollution du parement exposé n’impose des techniques correctives plus lourdes est une volonté forte des gestionnaires de structures. En effet, dans un environnement économique contraint, la modélisation du vieillissement des structures en béton armé leur permettra de prioriser les actions de maintenance et d’engager la dépense au meilleur moment. Le secteur de la gestion de patrimoine bâti est en plein essor et on peut raisonnablement penser que de nombreux emplois vont encore être créés dans les années qui viennent, en particulier dans le domaine de l’évaluation non destructive. Ce secteur a besoin d’être conforté et de trouver de nouvelles applications et méthodologies. Ce projet va contribuer à ce besoin en développant des applications pour la reconnaissance d’indicateurs pathologiques jusqu’alors non accessibles. La gestion optimisée de patrimoine nécessite de disposer d’outils à forte valeur ajoutée tant du point de vue des actions de maintenance annuelle que des investissements à long terme, ce à quoi va contribuer EvaDéos.