LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du...

NANTES – 3 et 4 FEVRIER 2009

LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPCSciences et techniquesdu Génie Civil

JOURNÉESTECHNIQUES ROUTES


LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPCSciences et techniquesdu Génie Civil JOURNÉES

TECHNIQUES ROUTES

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Prestations du RST dans le domaine du ferroviaire

Matoren KHAY


Préparé parA Quibel



TECHNIQUES ROUTES

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Matoren KHAY

Prestations « opérationnelles »• GEOTECHNIQUE, TERRASSEMENTS

- Suivi des tassements :LR Lille

- Traitements des sols : études, suiviLR Angers

• ENVIRONNEMENT, RISQUES- Risque climatique / gel :

LR Nancy- Eboulements rocheux :

LR Lyon, Toulouse, Nice



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Matoren KHAY

Prestations « opérationnelles »• ENVIRONNEMENT, RISQUES (suite)

- Détection de cavités (photo-interprétation)LR EP, Rouen

- Vibrations en urbain:LR Clermont, Toulouse

- Sécurité aux passages à niveau:DESGI du CETE NC

• AUTRES : Voies, tunnels, OA- Dimensionnement et modélisation 3D (Tram St Denis/DTT, RATP, SEMALY)

LCPC (Div Structures et Matériaux de chaussées – JM Balay)



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Matoren KHAY

Prestations « opérationnelles »• AUTRES : Voies, tunnels, OA

- Mesure du coefficient de surcharge dynamique (Tram Strasbourg, CTS, SEMALY)

LCPC (Div Structures et Matériaux de chaussées – JM Balay)

LR Strasbourg



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Matoren KHAY

Prestations « Recherche-Innovation »(LCPC – CER)

• Risques: Détection des effondrements / cavités

• Economie de ressources: Emploi du Texsol en sous-couche, Traitements de sol sur LGV, géogrilles/ dimensionnement, recyclage du ballast, structures sansballast (projet européen)

• Techniques innovantes: Emploi du Texsol en soutènement de déblai; GB en assises ferroviaires ; injections obliques ;Solution de revêtement de voierie de tram pour Alstom, comportement voie en pose directe sans traverses (essais au manège de chaussées –LCPC – JM Balay)



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Matoren KHAY

Prestations « Recherche-Innovation »(LCPC – CER - CECPR)

• Méthodes et outils de diagnostic: Auscultateur de rigidité des voies (projet européen)

• Durabilité des ouvrages: Voie LGV sur remblai Terre Armée



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Matoren KHAY

•Expérimentations sur LGV Méditerranée et au CER•Validation de l’efficacité en place•Méthodes de dimensionnement•Détection de la remontée de fontis par radars et capteurs à fibre optique

Entre 1996 et 2007: CERExpérimentation en place de structures renforcées contre les effondrements localisés (cavités)



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Matoren KHAY

1999-2001: CER

Conservation des propriétés mécaniques du limon traité

Premiers essais à 107

cycles avec sollicitations aggravées et migration d’eau (Faisabilité)

Comportement satisfaisant avec les craies de duretémoyenneRéserves avec les craies tendres (migration de fines)



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Matoren KHAY

2006 – 2007 : CER

Structure classique

Force + déformation

20 c

m

50 c

m80

cm

55 c

m

TDR1

TDR2

TDR3

TDR4

10 c

m

A4

CP2 CP1CP3

CP4

A2

A3

A1A’ A

Blochet

CP0

17.5

cm

20 c

m

A1


A2

A3

Structures traitées à 4%

80 c

m35

cm

17 cmA4

CP2 CP1

TDR1

TDR2

TDR3

TDR4

10 c

m

50 c

m

CP3

A’ A

Blochet

CP0

20 c

m

A1


A2

A3

Structures traitées à 6%

A4

CP2 CP1

TDR1

TDR2

TDR3

TDR4

10 c

m

CP3

A’ A

Blochet

CP0

LÉGENDE

A : AccéléromètreCP : Capteur de pressionTDR : Teneur en eauJ : Jauge de contrainte

CP4J1 J2J3

CP4J1 J2J3

Validation du comportement mécanique de structures ferroviaires LGV avec couche de forme traitée au liant hydraulique Étude du comportement à

très long terme (projections à 100 ans de trafic) en phase hydrique d’équilibre et en phase d’imbibition



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2001: CER

4 niveaux d’arases différents - Considérations pratiques sur le dimensionnement

Expérimentation sur le comportement de plates formes bitumineuses sous sollicitations dynamiques

Bande 1 Bande 2prof. (cm) prof. (cm)

GBPL2 GBPL3 GBPL1 GBPL40 (craie) (sable) 0 (témoin (calcaire)

5Grave Bitume Grave Bitume 10 Grave Bitume Grave Bitume

15 15cm 15cm 15 15cm 10cm20 0/31.5 - 5cm 0/31.5 - 5cm 20 0/31.5 - 5cm

Grave 0/12535

35 cm

50Craie R11 Sable B2 Calcaire R21

100 cm 100 cm 100 cm70 70

Limon

100 cm

120

150

GB PLANCHE N° 3 (sable)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000

NOMBRE DE CYCLES

DEF

OR

MA

TIO

N P

ERM

AN

ENTE

d0

(mm

)

10-40 kPa 10-70 kPa 10-130 kPa 10-250 kPa 10-250 kPa W1 déformation rémanente

Structures à potentiel favorable sur PF3 Niveau minimal PF2 (80 MPa) 12 cm de GB semblent suffisants Sol support insensible à l’eau sur au moins 0.40 m



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Résultats variables suivant le type de produit Le renforcement permet de diminuer l’épaisseur de la sous couche Position de la nappe de renforcement à préciser Rôle d’une deuxième nappe de renforcement à démontrer

2006 CER Renforcement d’assises ferroviaires par géo-grilles : compactage et portance de la structure

Evolution du module EV2 de la sous couche Rapport EV2 S.Couche / EV2 C.forme

Base 100

050

100150200250300

PEC55/50 (2

)Max4

0 (24)

Comtra

c50/50 (

4)Max6

0 (5)

Pec75/75 (6

)SS30G

(7)

PW5.5SNCF (10)

Gai

n de

EV2

(%) 12 passes - VM5

Etat 1Etat 3Etat 5Etat 5 - Plaque300mm



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2004–2006 CER Etude de faisabilité d’une méthode d’auscultation dynamique de structures ferroviaires classiques (thèse)

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Rai

l Fou

nd 0

6 -2

006

11/09/06

Force – displacement curves

15Hz _ 50kN

0

10

20

30

40

50

60

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Deformation (mm)

Forc

e (k

N)

5Hz _ 50kN

wetdry

Displacement (mm)

0

10

20

30

40

50

60

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Deformation (mm)

Forc

e (k

N)

wetdry

Displacement (mm)

Forc

e (k

N)

Displacement (mm)

30kN50kN75kN

Non - linearity

Point B

Mesure dynamique continue de la rigidité d’une structure ferroviaire



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Matoren KHAY

2006 – 2009 CER&CECP Rouen Projet européen Innotrack

Démonstrateur pour ausculter la rigidité des voies

charge statique: 5400 daN

charge dynamique: 1500 à 4500 daN

amplitude: 0.2 à 0.4 mm

fréquence 3 à 30 Hz

masse totale: 13 à 22 t

longueur totale: 9 m



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Matoren KHAY

2006 – 2009 CER - CECP Rouen Projet européen Innotrack

Démonstrateur pour ausculter la rigidité des voies

charge statique: 5400 daN

charge dynamique: 1500 à 4500 daN

amplitude: 0.2 à 0.4 mm

fréquence 3 à 30 Hz

masse totale: 13 à 22 t

longueur totale: 9 m



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Matoren KHAY

2007 – 2009 SNCF - LCPC -CER Comportement à la fatigue d’un ouvrage

ferroviaire renforcé (thèse)



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2007 – 2009 SNCF – LCPC -CER

Comportement à la fatigue d’un ouvrage ferroviaire renforcé(thèse)



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Matoren KHAY

Le RST est en capacité de réponse sur les problématiques ferroviaires :

• Projet d’une ERA avec plateforme d’expérimentation-développement au CETE NC

• Equipes à forte compétence dans d’autres CETE sur économie de matériaux, durabilité des ouvrages, gestion du patrimoine ferroviaire

• Dimension nationale et européenne• Besoin d’Opération de Recherche avec vision pluriannuelle

• Développement des partenariats externes

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