Tfe génie civil – étude comparative des méthodes de recalcul des ponts voûtes en maçonnerie f/h

Sixense Engineering, filiale du groupe VINCI Construction, regroupe près de 300 collaborateurs, experts et ingénieurs spécialisés dans l’ingénierie de l’existant, la maîtrise des risques et des impacts environnementaux.

Nous recherchons pour notre pôle bâtiment et infrastructure, un(e) Stagiaire Ingénieur(e) en Génie Civil H/F basé à Nanterre (92).

Vous aurez pour sujet de TFE : Offre de stage – Étude comparative des méthodes de recalcul des ponts voûtes en maçonnerie

Contexte

Le recalcul des ponts voûtes en maçonnerie constitue un enjeu majeur pour la gestion et la pérennité d’un patrimoine d’ouvrages souvent ancien et hétérogène. Les méthodes de calcul disponibles diffèrent fortement en termes de complexité, de données requises et de réalisme des résultats.

Le logiciel CESAR, développé par l’Université Gustave Eiffel, propose un module spécifique de modélisation aux éléments finis des voûtes en maçonnerie. Ce module intègre les particularités du matériau maçonnerie (orthotropie, hétérogénéité, fissuration) via une loi de comportement dédiée prenant en compte l’endommagement lié à l’historique de chargement de la structure (modèle de Zucchini/Mazars).
Cependant, l’utilisation de cette approche nécessite de nombreuses données d’entrée fines (géométrie des blocs, propriétés mécaniques des blocs et des joints, énergie de fissuration, modules d’Young, etc.), souvent difficiles à obtenir dans le contexte d’ouvrages existants soumis à des contraintes budgétaires.

À l’inverse, la méthode classiquement utilisée pour l’évaluation des ponts voûtes en maçonnerie est le calcul à la rupture, tel que décrit par le SETRA et implémenté dans le logiciel VOUTE. Cette approche requiert peu de données d’entrée mais repose sur une modélisation plus simplifiée, conduisant généralement à des conclusions plus conservatrices.

Objectifs du stage : Dans ce contexte, nous proposons un stage de fin d’études, encadré par la direction technique, visant à réaliser une étude comparative approfondie de ces deux méthodes de recalcul, afin d’en évaluer les apports, les limites et les conditions d’utilisation pertinentes en pratique.

Missions principales :

1. Mettre en œuvre, pour un ou plusieurs cas d’usage représentatifs, les deux approches de calcul : méthode à la rupture (SETRA / logiciel VOUTE), méthode aux éléments finis avec loi d’endommagement (CESAR – modèle de Zucchini/Mazars).
2. Comparer les conclusions issues des deux méthodes, notamment en termes de capacité portante, et évaluer le gain potentiel de capacité portante apporté par la méthode Zucchini/Mazars.
3. Réaliser une analyse de sensibilité des résultats vis-à-vis des données d’entrée de la modélisation éléments finis.
4. Évaluer les ordres de grandeur plausibles (bornes inférieures et supérieures) des caractéristiques mécaniques de la maçonnerie dans le contexte d’ouvrages existants.
5. Étudier les corrélations entre énergie de fissuration et résistance à la compression de la maçonnerie.


VOS ATOUTS POUR REUSSIR :

6. Élève ingénieur(e) ou étudiant(e) en master (génie civil, mécanique des structures, matériaux).

7. Intérêt marqué pour les ouvrages anciens, les ponts en maçonnerie et les problématiques de recalcul et d’évaluation de la capacité portante.

8. Appétence pour les travaux mêlant modélisation numérique, mécanique des matériaux et analyse critique des méthodes de calcul.

Compétences requises :

9. Solides bases en mécanique des structures et en résistance des matériaux.
10. Connaissances en calcul aux éléments finis.
11. Une expérience ou une familiarité avec les logiciels CESAR et/ou VOUTE serait un atout (mais non indispensable).
12. Rigueur scientifique, esprit critique et capacité de synthèse.

Entité

Sixense, filiale de VINCI Construction, est un acteur de référence dans les domaines de la surveillance, l'ingénierie et la digitalisation au service des projets de construction et des infrastructures. Sixense s'appuie sur un réseau d'agences de proximité en France et de filiales internationales pour apporter son expertise en matière de conseil, technologies, services et gestion de données. Sixense prend ainsi le pouls des infrastructures, participe à la sécurisation de leur construction, de leur exploitation et l'optimisation de leur maintenance. Sixense est présent dans 20 pays, emploie près de 750 collaborateurs au sein de ses différentes divisions et a réalisé un chiffre d'affaires de 106 millions d'euros en 2021.