Les grands équipements du LCPC

La centrifugeuse géotechniqueSite de Nantes

En 1985, la mise en service d'une centrifugeuse au Laboratoire central des ponts et chaussées (LCPC)représentait une innovation majeure et remarquable dans le cadre d'études et de recherches enmacrogravité.Aujourd'hui, la modélisation physique d'ouvrages géotechniques en centrifugeuse est une approcheexpérimentale répandue.Elle permet d'étudier le comportement d'ouvrages géotechniques comme les fondations, les ancragesoff-shore, les tunnels, les remblais ou les soutènements, en modèles réduits. Elle est utilisée régulièrementpour obtenir des données expérimentales difficiles à acquérir in situ ou résultant d'études paramétriquesprincipalement dans des problématiques d'interaction sol-structure.La centrifugation des modèles réduits permet de reproduire des états de contrainte semblables à ceuxrégnant dans l'ouvrage prototype en vraie grandeur. Les conditions de similitude mécanique étant satisfaites,les résultats expérimentaux peuvent être extrapolés directement du modèle réduit vers l'ouvrage prototype,ou être comparés avec des modèles numériques.Les efforts sont exercés en vol à l'aide de vérins ou du téléopérateur (TOP), ou du simulateur de séismes(SdS), pilotés à distance depuis la salle de commande.Le facteur de réduction d'échelle est égal à l'accélération centrifuge qui lui est appliquée, au maximum 200 g.

Vue générale de la centrifugeuse

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LCP

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Laboratoire central des ponts et chausséesUnité de recherche reconnaissance et mécanique des sols

Section mécanique des sols et centrifugeuseBP 4128 - 44341 Bouguenais cedex - France

Contacts : jacques.garnier@lcpc.fr • +33 (0)2 40 84 58 19luc.thorel@lcpc.fr • +33 (0)2 40 84 58 08

Le LCPC est un établissement publicà caractère scientifique ettechnologique, placé sous la tutelleconjointe du ministère chargé del'Écologie, du Développement et del'Aménagement durables et duministère chargé de la Recherche.

Avec 650 personnes dont environ 300chercheurs, ingénieurs et doctorants,et 350 techniciens qualifiés etpersonnels administratifs, le LCPCexerce ses activités de recherche, dedéveloppement, de conseil etd'expertise, dans les domaines desinfrastructures et de leur usage, de lagéotechnique, des ouvrages d'art, dugénie civil, du génie urbain et del'environnement.

Caractéristiques techniques

DimensionsDistance axe à plate-forme nacelle 5,50 mLongueur du rotor 6,80 mDiamètre salle de centrifugation 13,50 mHauteur salle de centrifugation 3,90 mNacelle pivotante- longueur plate-forme 1,40 m- largeur plate-forme 1,15 m- hauteur libre 1,50 m

PerformancesMasse du modèle (max) 2 000 kgAccélération maximale (à 5 m) 200 GBalourd admissible +/- 100 kNTemps de montée à 200G 360 sLiaisons avec le modèleContacts tournants bas niveau 101Contacts tournants puissance 5Joints hydrauliques 6Liaisons IEEE488, RS485, fibre optiqueCaméras CCD et traitement d’images

Un bâtiment spécial abrite la centrifugeuse et 900 m² sont consacrés à cette activité :salles de préparation des modèles, de conservation des matériaux, ateliers de mécanique et d'électronique,ainsi qu'un petit laboratoire de mécanique des sols.

Des applications multiples à la fois dans le domaine géotechniquemais aussi dans d'autres domaines pour des recherchessur différents phénomènes physiques influencés par la gravitéAncrages à effet de succion de plates-formes off-shoreFondations profondes marinesFondations superficiellesFondations superficielles sur sols non saturésFondations profondes sous sollicitation statique ou cycliqueMicropieux et pieux vissésRenforcement des solsTunnels à faible profondeurSoutènementsErosion des diguesBarrières antivibrationsMigration de polluantsSimulation de séismesCalage de modèles et amélioration des méthodes d'investigationQualification de matériel aéronautique sous accélération constanteQualification de capteurs (force, pression contrainte)Contraintes et écoulement de matériaux granulairesCroissance cristalline et combustion

Principaux partenariats géotechniquesBouygues off-shore, C-Core (Canada), Cermes, Chevron,école centrale Nantes, Exxon, GDS, GeM, Geodia, Groupe Vinci, Ifremer,IUT Saint-Nazaire, SBM, Sétra, Total, université Athènes, université Bochum,université Dundee, université Durham, université Los Andes - Bogota,université Milan, université Nantes,université politécnica de Catalunya (Barcelone), université Sao Carlos (Brésil),université technique de construction de Bucarest.

Autres partenariatsAérospatiale, CNRS Meudon,école centrale Paris, In-Flex,LMS-EP, Paris VI,Ratier Figeac, Turbomeca,université Brunel (UK),université Poitiers.

Salle de contrôle

Modélisation d'ancragesde plate-forme off-shore