Ponts, barrages, installations industrielles ou équipements énergétiques : de nombreuses infrastructures métalliques sont soumises à des sollicitations répétées tout au long de leur vie. Avec le temps, ces contraintes peuvent provoquer l’apparition puis la propagation de fissures susceptibles d’altérer leur intégrité.
Dans un contexte où la sécurité, la fiabilité et la durabilité des infrastructures représentent des enjeux majeurs, mieux comprendre ces phénomènes devient essentiel pour optimiser les stratégies de maintenance et prolonger la durée de vie des ouvrages existants. Cette recherche s’inscrit pleinement dans l’ambition de la Chaire Medelia de développer des solutions innovantes au service de la performance et de la durabilité des infrastructures métalliques.
Objectif du projet
Cette thèse vise à développer de nouvelles approches mécano-probabilistes permettant de mieux prédire la propagation des fissures dans les structures métalliques soumises à la fatigue.
L’objectif est d’améliorer l’estimation de leur durée de vie résiduelle en intégrant à la fois les observations expérimentales réalisées en laboratoire et les incertitudes inhérentes aux matériaux et aux conditions d’exploitation.
Une démarche au croisement de l’expérimentation et de la modélisation
Les travaux reposent sur la réalisation d’essais de fatigue sur éprouvettes métalliques instrumentées afin de suivre précisément l’évolution des fissures.
Les données recueillies sont ensuite analysées grâce à des techniques avancées de caractérisation permettant de décrire la géométrie des fissures et leurs mécanismes de propagation.
Ces résultats expérimentaux sont progressivement couplés à des modèles mécaniques et probabilistes afin de mieux comprendre l’influence de la morphologie des fissures sur le comportement des structures et leur durée de vie.
Impacts attendus
Pour l’industrie
- Améliorer l’évaluation de l’état de santé des infrastructures métalliques.
- Optimiser les programmes de maintenance et d’inspection.
- Réduire les incertitudes dans les décisions d’exploitation.
- Contribuer à la fiabilité des infrastructures critiques.
Pour la société
- Renforcer la sécurité des ouvrages utilisés au quotidien.
- Favoriser l’allongement de la durée de vie des infrastructures existantes.
- Limiter les besoins de remplacement prématuré des équipements et les impacts environnementaux associés.
- Contribuer à une ingénierie plus durable et plus responsable.
Une recherche menée en lien étroit avec les acteurs du terrain
Le projet est mené avec le soutien de plusieurs partenaires industriels majeurs :
Ces collaborations permettent d’ancrer les travaux de recherche dans les problématiques concrètes rencontrées par les gestionnaires et exploitants d’infrastructures métalliques. Les résultats produits visent ainsi à répondre à des enjeux réels de surveillance, de maintenance et d’aide à la décision.
Les chercheurs impliqués
Direction de thèse :
- Rafael Estevez, directeur
- Julien Baroth, co-directeur
Doctorant :
« Mieux comprendre la manière dont les fissures se développent dans les matériaux métalliques, caractériser la nature aléatoire de ce processus, permettra d’améliorer la sécurité et la durabilité des infrastructures de demain. »
Planning
- 1er comité scientifique de suivi tenu le 8 juillet 2026 avec avis favorable.
- Poursuite des campagnes expérimentales et des développements de modèles.
- Soutenance de thèse prévisionnelle : septembre 2028.
