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LGCGM - Site INSA Rennes

Les recherches menées au sein du Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique (LGCGM) abordent des problèmes liés à la construction des ouvrages et au comportement des sols, des matériaux ou des structures des sujets liés à la construction mécanique.

Présentation

LGCGM : Équipe d'Accueil

Le LGCGM est une Équipe d'Accueil (EA 3913) regroupant des équipes de recherche de l'INSA Rennes et de l'Université de Rennes 1 (IUT de Rennes et Saint-Malo). Son activité est structurée en 6 axes thématiques.

 

Thèmes de recherche

Axe 1 : Ecomatériaux pour la construction

Développement, caractérisation et évaluation des performances d’Ecomatériaux issus :

  • de l’exploitation de ressources naturelles et de matières premières bio-sourcées ;
  • de la valorisation de différentes ressources détritiques naturelles ou de déchets industriels ;
  • du développement de nouveaux liants minéraux et de bétons associés présentant un intérêt environnemental.

Axe 2 : Energétique des bâtiments : Performances des systèmes et matériaux associés, et qualité des ambiances

Etude :

  • de l’efficacité énergétique des bâtiments et des systèmes associés ;
  • des propriétés thermophysiques et de l'efficacité énergétique des nanofluides caloporteurs ;
  • de la maîtrise de la qualité des ambiances intérieures (habitat et habitacles de transport).

Axe 3 : Mécanique des matériaux et procédés

Etude et développement d’essais mécaniques (traction bi-axiale, barre Hopkinson, Indentation, etc. )
Modélisation numérique notamment pour l’exploitation des essais expérimentaux et pour l’étude micro-mécanique par « crystal plasticity ».
Applications : modélisation des procédés de mise en forme et caractérisation mécanique des matériaux métalliques, polymères et composites,  homogènes ou à gradients, massifs ou en feuille; en quasi-statique ou dynamique, à température variable ou sous déformations complexes.

Axe 4 : Etalonnage et commande des systèmes robotisés

Etude des systèmes mécaniques robotisés principalement sur les champs d’applications suivants :

  • robotisation de procédés industriels (approche intégrée matériaux-procédés-machines) : formage incrémental, soudage par friction malaxage, impression 3D béton/terre, etc. ;
  • médicaux : fauteuils roulants électriques “intelligents” pour l'assistance à la conduite, manipulation de cathéters chirurgicaux, etc.


Axe 5 : Mécanique des matériaux hétérogènes et transfert

Etude des performances et de la durabilité des matériaux dans leur environnement :

  • couplages Thermo-Hydro-Chemo-Mécaniques pour l’étude de leurs dégradations sous différentes sollicitations (gel-dégel, carbonatation, etc.), leur résilience et leur réparation post-exposition ;
  • transports et interactions dans les milieux poreux :  Etude multi-échelles des phénomènes de transport de matière avec prise en compte des interactions associées (mécaniques et chimiques) et de leurs conséquences macroscopiques (évolution de la porosité, perméabilité, etc.).


Axe 6 : Ingénierie des structures métalliques, mixtes et hybrides

Etude des performances et de la ruine des structures sous sollicitations de service ou accidentelles :

  • structures acier, mixtes et hybrides : recherche partenariale et prénormative ;
  • stratégies de calcul par éléments finis avec un focus sur la représentation en grandes transformations et la prise en compte des comportements aux interfaces.


Partenaires

Innovation et transfert technologique

  • Partenariats industriels privilégiés : Groupe Legendre au travers du LabCom ANR B-HYBRID, groupe Pigeon

  • Principales collaboration industrielles partenariales :

VEOLIA (Caractérisation et évaluation des possibilités de valorisation des gypses de déconstruction), ASCOMETAL (caractérisation par indentation de nouvelles nuances d’aciers carbonitrurés basse pression), SOCOBATI (Développement de l'impression 3D robotisée de béton/terre pour l'industrie agro-alimentaire), Architecture plurielle, CTICM, CETU, CELTYS, CERIB, ATHIL, ANDRA, CSTB, … ONERA (Contrôle en effort des robots parallèles à câbles pour reproduire le comportement d'un objet en apesanteur soumis à des forces extérieures), SEMTCAR (collaboration SEMTCAR-PFT-GCM métro de Rennes), association Cœur Emeraude (phénomènes d’envasement), EDF ( Caractérisation mécanique  par indentation in-situ de conduites forcées)

    Réseaux et partenariats

    • Projets régionaux et nationaux :

    Projet CPER « DURABIMAT », projet national PERFDUB ( développement de liant à faible impact environnemental par l’utilisation d’additions ) minerals ), projet SAD USIAERO (Multi-physics / multi-scale analysis and numerical modeling of aeronautical metal alloys machining taking into account high thermomechanical gradients via behavior-damage-microstructure coupling), PIA DECIMAL (DEscription phénoménologique de la Corrosion et son Impact sur la durabilité d’enrobés de déchets MAgnésiens dans des Liants hydrauliques), projet IAUR ECOMATERRE (STRUCTERRE, développement de blocs de terre porteuse), projet ADEME Duracim (durabilité des coulis géothermiques), etc.

    • Projets internationaux :

    Projet européen ISOBIO (Development and Demonstration of Highly Insulating, Construction Materials from Bio-derived Aggregates), projet PROMATIS, Cost NanoUptake 2016-2020 (utilisation des nanofluides pour les applications dans le domaine du transport, de l’échange et du stockage de l’énergie), Projet européen ADAPT (Amélioration de l’assistance à la conduite des fauteuils roulants électriques), COST SARCOS ( Self-healing As preventive Repair of COncrete Structures), Projet RFCS Lasteicon ( Utilisation de la technologie de découpe laser pour la réalisation d’assemblages poutre en I avec colonne tubulaire), Projet ITN XP-Resilience (Développement d’outils de simulation pour l’évaluation de la résilience des infrastructures pétrochimique),

    Équipements

    Équipements

    • plateforme d'essais mécaniques de 120 m² avec jeu de vérins à haute capacité ;
    • machines d'essais et presses statiques et dynamiques, barres de Hopkinson ;
    • presse dynamique multiaxiale. Appareils asservis de compressibilité et de cisaillement des sols (triaxial, oedométrie, etc.) ;
    • robots sériels et parallèles ;
    • appareils de rhéométrie : plastomètre, tribomètre plan et rotatif, viscosimètres, extrudeuses, rhéomètres à béton ;
    • système de visualisation par PIV, systèmes d’acquisition et d’analyse d'images, caméra rapide ;
    • enceintes thermo-régulées, enceinte biclimatique, fours à céramique, plaque chaude gardée, CTmètre, caméra IR ;
    • centrales d'acquisition des mesures à haute vitesse et précision, système de métrologie 3D sans contacts ;
    • outils de simulation numérique en mécanique et thermique des fluides et des solides : Abaqus, Plaxis, Forge2, Castem, Comsol ;
    • outils de simulation de comportement de matériaux granulaires et fracturés : PFC2D, PFC3D, UDEC, EDEM ;
    • dispositif d’émission acoustique et de mesure de célérité d’ondes ultrasonores ;
    • perméamètre à hélium ;
    • dispositif de mesure de caractéristiques thermiques des matériaux (Conductivité, diffusivité, capacité calorifique), d’analyse thermique (ATG, DSC) ;
    • dispositif de mesures de surface spécifique, de mesure de volume réel et volume apparent porosité ;
    • enceinte brouillard salin, enceinte climatique, enceinte de carbonatation ;
    • outils de CAO et CFAO : Unigraphics, Catia V5 ;
    • appareil de mesure de rugosité ;
    • matériel de caractérisation mécanique par indentation.

    Chiffres

    Production scientifique (06/2015-10/2018)

    • 174 publications et communications scientifiques ;
    • 5 brevets déposés ;
    • 31 thèses et 3 HDR soutenues.

    Personnels

    • 43 enseignants-chercheurs ;
    • 14 ingénieurs, techniciens et administratifs ;
    • 41 doctorants, 4 post-doctorants.
    Informations

    Directeur du Laboratoire GCGM et de la composante LGCGM-Site INSA Rennes

    Hugues SOMJA