Chaire de recherche en dynamique des structures

L'ingénieur civil doit s'assurer que les structures qu'il érige (barrages, ponts, édifices, etc.) aient la flexibilité et la résistance requises pour faire face aux vibrations causées par le vent, la circulation, le passage de la machinerie lourde, les chocs et les secousses sismiques. Dans la construction des structures modernes, l'isolation des vibrations par des systèmes actifs et passifs joue un rôle crucial.

La chaire se concentre sur deux volets : (1) l’apprentissage machine appliquée à l’étude de la vulnérabilité des structures et (2) l’utilisation des matériaux nouveaux à haute performance pour structures en zone sismique. L'évaluation de la vulnérabilité des principales infrastructures à des charges extrêmes, telles que les ponts et les barrages, nécessitent souvent un grand nombre d'analyses dynamiques non linéaires pour couvrir l'espace des paramètres prédicteurs. Pour éviter les coûts importants (en temps de calcul) liés aux codes éléments finis, le développement de nouveaux codes informatiques incluant des approximations mathématiques sont nécessaires. Le temps de calcul peut par exemple être fortement réduit en créant des modèles de substitution (aussi appelés métamodèles) basés sur les dernières techniques d’apprentissage automatique (machine learning). Cette approche sera adoptée dans le premier volet et permettra d'évaluer l'impact de la variation des paramètres sur la structure sous sollicitations extrêmes —sans avoir à refaire une analyse coûteuse pour chaque variation— tout en intégrant les données d'instrumentation de terrain pour mettre à jour les estimations de sa fragilité. La recherche proposée dans le deuxième volet concerne l’utilisation des aciers à très haute résistance (AHR) (volet 1), des bétons fibrés à ultra-haute performance (BFUP) en zone sismique (volet 2), la modélisation des éléments en BFUP avec AHR (volet 3) et le comportement des isolateurs en caoutchouc à très basse température dans les constructions en zone sismique (volet 4).

La chaire consolide les acquis de la Faculté de génie et du Département de génie civil et de génie du bâtiment, avec le développement et l’utilisation des matériaux nouveaux à très hautes performances et en développant un tout nouveau champ d’application de l’intelligence artificielle (apprentissage machine sur de grandes banques de données) dans l’évaluation de la santé des infrastructures de génie civil.

Objectifs

La chaire proposée s’inscrit dans les orientations stratégiques de la Faculté de génie et de l’Université de Sherbrooke et contribuera :

  • à positionner la Faculté de génie comme chef de file en recherche et en innovation;
  • à la formation de personnel hautement qualifié par la recherche appliquée et fondamentale;
  • à accentuer la valorisation des travaux de recherche et des découvertes par des transferts technologiques vers les premiers utilisateurs : Hydro-Québec, ministère des Transports (MTQ), firmes de génie-conseil.

Date de démarrage de la chaire : 1er septembre 2018

Titulaire

Patrick Paultre est professeur titulaire au Département de génie civil et de génie du bâtiment de la Faculté de génie et lauréat d’une Chaire de recherche du Canada en génie parasismique et en dynamique des structures (2002‐2016). Il dirige le Centre de recherche en génie parasismique et en dynamique des structures, qu’il a créé en 1997. En 2001, il lance le Centre d’infrastructures sismiques majeures interuniversitaire du Québec (CISMIQ), qui regroupe plusieurs laboratoires de structures du Québec et dont il sera à la tête pendant les quatre premières années. En 2006, il fonde le Centre d’études interuniversitaire des structures sous charges extrêmes (CEISCE). Rattaché administrativement à l’UdeS, le CEISCE grandit sous sa direction jusqu’à être le plus important centre d’études des structures au Canada, et ce, avec des spécificités répondant à des problématiques stratégiques comme la réhabilitation sismique des ouvrages de génie civil (écoles, hôpitaux, ponts, etc.) et la sécurisation des installations de transport d’énergie électrique face aux éléments naturels. Parmi les nombreuses et prestigieuses reconnaissances qui lui ont été décernées, citons les plus récentes : 

Chevalier de l’Ordre national du Québec (2018)

Hommage reconnaissance pour contribution exceptionnelle à un membre en recherche ou en enseignement de l’Ordre des ingénieurs du Québec (2018)

Prix A.B. Sanderson de la Société canadienne de génie civil pour contributions importantes à l’ingénierie des structures au Canada (2017)

Prix du Québec Armand-Frappier (2015), l’une des les plus hautes récompenses décernées par le gouvernement du Québec à des personnes s'étant démarquées dans les domaines culturel et scientifique

Consulter la fiche professionnelle de Patrick Paultre

Financement

La Chaire de recherche en dynamique des structures est créée grâce au Programme institutionnel de chaires de recherche pour les anciens titulaires de chaires de recherche du Canada de niveau 1. L’Université de Sherbrooke a mis en place ce programme pilote en 2015, avec l’objectif de reconnaître les titulaires de chaire de recherche du Canada de niveau 1 qui, s’illustrant déjà par leur excellence scientifique, ont eu de surcroît un impact structurant exceptionnel dans leur département et leur faculté d’accueil. En plus de rendre hommage à ces titulaires d’exception, le Programme institutionnel leur offre un soutien financier de 30 000 $ annuellement pendant cinq ans. La chaire est créée à l’initiative de la Faculté de génie de l’Université de Sherbrooke.