Vulnérabilité des structures : l’intelligence artificielle entre en service

Le Plan québécois des infrastructures prévoit un investissement de 115 milliards de dollars au cours de la décennie 2019 - 2029. On comprend que plusieurs projets vont se retrouver sur la table à dessin du gouvernement provincial. Ces projets interpellent directement nos 11 000 ingénieurs civils québécois, lesquels doivent s'assurer que les structures qu'ils érigent - barrages, ponts, édifices et autres - 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.

Le Pr Patrick Paultre s’est vu décerner par l’Université la direction d’une nouvelle chaire de recherche institutionnelle en dynamique des structures. D’une durée de 5 ans, elle lui permettra de poursuivre ses travaux de recherche entamés dans le cadre de direction de chaires de recherche précédentes, mais aussi de travailler sur des aspects d’analyses tout à fait nouveaux, très récemment appliqués aux structures.

« Que l’Université m’ait choisi pour poursuivre mes travaux de recherche signifie qu’elle reconnaît mon apport de plus de 32 années à ce domaine qui me passionne et qu’elle me donne son appui moral et financier pour la poursuite de ces actions. J’en suis évidemment très heureux, a exprimé le Pr Paultre. Et de pouvoir ajouter des notions d’intelligence artificielle à l’évaluation de la santé des infrastructures stimule d’autant plus ma curiosité scientifique. »

L’apprentissage automatique arrive dans les structures

La chaire se concentrera sur deux volets de la dynamique des structures : l’apprentissage automatique (Machine Learning) appliqué à l’étude de la vulnérabilité des structures et l’utilisation de nouveaux matériaux à haute performance pour les structures en zone sismique.

« L'évaluation de la vulnérabilité des principales infrastructures qui font face à des charges extrêmes, comme les ponts et les barrages, nécessite souvent un grand nombre d’analyses dû principalement au fait que la relation entre les charges et la déformation des structures n’est pas linéaire. En intégrant l’apprentissage automatique, on pourra 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. Ce volet du projet s’effectuera sur de nouvelles structures en partenariat entre autres avec Hydro-Québec », précise le chercheur.

Avec le deuxième volet, on est dans la réhabilitation de structures existantes. On travaillera avec de nouveaux matériaux pour corriger par exemple la détérioration des structures à la suite du trafic important de véhicules ou de l’action sismique. On parle entre autres de l’utilisation des aciers à très haute résistance (AHR) (étape 1), des bétons fibrés à ultra-haute performance (BFUP) en zone sismique (étape 2), la modélisation des éléments en BFUP avec AHR (étape 3) et le comportement des isolateurs en caoutchouc à très basse température dans les constructions en zone sismique (étape 4).

Le chercheur bénéficiera d’un montant évalué à 30 000 $ par année, ce qui lui permettra notamment de former environ une dizaine d’étudiants aux études supérieures.

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 de nouveaux matériaux à très haute performance et en développant un tout nouveau champ d’application de l’intelligence artificielle dans l’évaluation de la santé des infrastructures de génie civil.

12^e Conférence canadienne du génie parasismique

Le Pr Paultre est président du comité organisateur de la plus importante conférence internationale sur le génie parasismique à avoir lieu au Canada. Du 17 au 20 juin prochain, les chercheurs, ingénieurs en structure, ingénieurs géotechniques, architectes et sismologues de plusieurs pays se réuniront à Québec pour leur rendez-vous professionnel quadriennal.

Par ailleurs, notons que le Pr Paultre a reçu récemment la reconnaissance officielle de l’Université autonome de Guerrero au Mexique pour les retombées de ses recherches en génie parasismique.