Quatre laboratoires de génie civil à travers l’Amérique du Nord. Quatre parties d’un même pont. Quatre regards nerveux sur des écrans. Quatre résultats intéressants interagissant. Simultanément, en temps réel, par Internet, quatre laboratoires de structures testeront chacun une partie d’un pont : le pilier qui bouge à Sherbrooke va faire bouger le pilier testé par l’École Polytechnique, ce qui aura un effet sur le tablier testé par l’Université de Toronto, qui à son tour engendrera un effet sur l’appui testé à University of British Columbia. La réalité universitaire dans quelques mois...

De la grande fenêtre qui donne directement sur le laboratoire de structures du Département de génie civil, on pourra bientôt observer deux nouveaux équipements colorés, plutôt imposants! Et le professeur à la tête de ce laboratoire, qui l’a vu complètement vide il y a 28 ans, a bien hâte de recevoir ces nouveaux «coéquipiers» !

Le professeur Patrick Paultre est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génie parasismique, en plus d’être directeur du Centre de recherche en génie parasismique et en dynamique des structures (CRGP) au Département de génie civil et directeur du Centre d’études interuniversitaire des structures sous charges extrêmes (CEISCE). À la suite d'une demande de financement, il se voit octroyer un appui financier de 2,5 millions $, grâce à des investissements de la Fondation canadienne pour l’innovation (1 M$), du Gouvernement du Québec (1 M$) et de partenaires privés (500 000 $). Cette demande de financement touche uniquement les infrastructures de recherche.

« Un des principaux moyens d’évaluer la performance sismique de structures consiste à faire des essais en laboratoire sur des spécimens en grandeur réelle. Uniques au Canada, ces deux équipements que nous avons obtenus permettront aux chercheurs de tester des spécimens par essais hybrides distribués entre différents laboratoires de plusieurs universités canadiennes et américaines, qui testeront chacune une composante d’une même structure sur des échantillons de grande taille», vulgarise le professeur Paultre.

Trois translations, trois rotations, six directions !

Ayant déjà à sa disposition l’un des plus grands laboratoires de structures au Canada, le professeur Paultre contribue à la définition même du génie parasismique depuis plus de 20 ans. Ce nouvel équipement permettra notamment de confirmer le groupe de recherche comme leader dans le domaine du comportement sismique des structures.

Tester des spécimens de structures à échelle réelle par différents types d’essais, c’est ce que l’équipement en place permettait de faire. «Ce qui est nouveau, c’est que l’on pourra désormais étudier le comportement de composantes critiques d’une structure en appliquant simultanément des déplacements et des efforts à partir de six directions à la fois, commente le professeur, simulant ainsi de façon encore plus réaliste des tremblements de terre. »

Ces équipements sont uniques au monde : seulement l’Université de l’Illinois en possède actuellement. C’est d’ailleurs là que l’équipement a été développé ainsi que le système de contrôle très sophistiqué. Cet équipement, appelé BCHC (bâtis de chargement de haute capacité), mesure environ 2 m x 3 m x 3 m. « C’est vraiment imposant comme équipement. On pourra l’installer où l’on veut sur nos trois grands murs de réaction déjà en place dans notre laboratoire. On peut le bouger comme on veut, il est facilement adaptable. Plusieurs configurations sont aussi possibles, augmentant la flexibilité et notre capacité d’essais», explique le professeur Paultre.

Et si un bateau percute un pont?

Depuis une quinzaine d’années, les possibilités d’activités sismiques au Canada ont été réévaluées. «Il est toujours d’actualité d’évaluer la vulnérabilité des structures importantes comme les hôpitaux, les écoles et les ponts, par exemple, précise le professeur. Quand on construit ou réévalue de grands ouvrages, il faut tenir compte de toutes les charges possibles qui pourraient être appliquées. Dans le cas d’un pont par exemple, il faut penser au bateau qui peut entrer en collision avec un pilier, aux effets du vent, à l’eau qui monte, au mouvement de la glace, aux tremblements de terre.»

En termes de retombées sociales, économiques, environnementales et sécuritaires pour le Québec et le Canada, le renforcement de la sécurité du public et l’amélioration des pratiques des ingénieurs civils représentent deux effets significatifs découlant de la recherche en génie parasismique et en dynamique de structures. Plusieurs structures importantes ont été construites avant l’application de codes modernes du bâtiment, ce qui explique une certaine faiblesse dans les systèmes de résistance aux forces latérales. Les améliorations aux structures déficientes engendreront une réduction des risques et auront même un effet économique sur l’industrie de l’assurance.

Collaborer… toujours gagnant!

Évidemment, l’arrivée d’un tel équipement à l’UdeS ouvre la porte à un partenariat à l’échelle planétaire. « Au Québec, les universités avec des laboratoires de structures collaborent déjà entre elles. Chaque laboratoire a sa particularité et est mis à la disposition des autres groupes de recherche. On a aussi déjà des projets en cours ou en développement avec l’Université de Toronto et UBC en plus de nos projets en cours avec Polytechnique Montréal, l’Université McGill, l’Université Concordia et une collaboration avec l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Les nouveaux essais que l’on pourra maintenant réaliser nous permettront de solidifier ces partenariats et d’en créer de nouveaux », analyse Patrick Paultre.  

Les plus grands utilisateurs au Canada des résultats de ces recherches sont les firmes de génie conseil, les différents ministères, les compagnies d’assurances, le public. Les membres du CRGP et du CEISCE qui ont fait partie de la demande de fonds de recherche ont tous les compétences pour réaliser le transfert des résultats de recherche vers ces utilisateurs principaux.