NANTES – 3 et 4 FEVRIER 2009
LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPCSciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESTECHNIQUES ROUTES
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Prestations du RST dans le domaine du ferroviaire
Matoren KHAY
Prestations du RST dans le domaine du ferroviaire
Préparé parA Quibel
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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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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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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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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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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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•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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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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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
Force + déformation
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
Force + déformation
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)
14
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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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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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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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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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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