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Axe 3 - Gestion durable du patrimoine bâti et des villes intelligentes

Thème 3.1 - Caractérisation, monitoring et analyse intégrées de la condition actuelle et future des ouvrages en béton

Ce thème vise le développement de techniques pour les diagnostics et pronostics fiables de la condition des ouvrages (E1, E2). Le CRIB a grandement contribué au développement de méthodes de contrôle non destructif et à leur exploitation. Les travaux en cours visent à intégrer ces techniques et à gérer efficacement le volume considérable d'informations généré. L'utilisation combinée de méthodes reposant sur différents principes physiques permettra par recoupement d'améliorer la précision et la justesse du diagnostic. Les approches reposant sur les concepts de gestion des connaissances seront exploitées. L'intelligence artificielle sera utilisée pour classifier et traiter les données, ainsi que pour analyser l'évolution des informations. Des capteurs intelligents sans fil de grande autonomie de type IoT (internet of things) seront étudiés pour le suivi en continu de l'état des matériaux cimentaires. Des travaux seront voués à l'inspection semi-automatisée des ouvrages au moyen de drones.

Thème 3.2 - Technologies avant-gardistes pour la préservation, la restauration et la mise à niveau des ouvrages en béton

Ce thème porte sur les outils de conception, les matériaux et les techniques pour la préservation du patrimoine bâti. Il vise le développement d'outils numériques d'aide à la conception pour prédire le comportement de l'ouvrage réparé dans son environnement (E4, E5). Une variété de matériaux novateurs fait l'objet de travaux expérimentaux et d'études sur modèles, notamment les BFUP pour exploiter leurs propriétés mécaniques et leur durabilité exceptionnelles, les agents expansifs, de cure interne et de cicatrisation pour éliminer la fissuration, les systèmes de protection cathodique pour prévenir ou neutraliser la corrosion et les systèmes d'imperméabilisation destinés prévenir l'infiltration d'eau et de contaminants. Des techniques de réparation accélérée (ex.: bétons à prise ultra-rapide, installation modulaire, éléments hybrides) sont à l'étude en vue de minimiser la durée des interruptions de service, tout en assurant l'atteinte de la durée de vie exigée des interventions.

Thème 3.3 - Outils d'aide à la décision avancés pour optimiser la performance des ouvrages en service

Ce thème réunit des chercheurs en ingénierie, en finance et en sciences économiques pour développer des méthodes et outils d'analyse adaptés à la gestion des infrastructures (E1 et E5). De par leur importance sociale et économique, le développement de ces outils d'aide à la décision de pointe aidera le gestionnaire d'ouvrage à faire des choix avisés face à ces investissements récurrents. Les simulations et données générées appuieront les analyses suivantes: Modalités optimales d'investissement pour l'érection d'une nouvelle infrastructure - Stratégies d'entretien préventif/régulier vs réfections majeures - Extension de la durée de vie d'un ouvrage et sa valorisation économique - Incidence des scénarios de changement climatique sur l'investissement optimal dans une infrastructure - Avantages économiques générés par le maintien en bon état des ouvrages relativement aux coûts. Un prototype développé récemment (interface de type GUI) servira de base au développement de nouveaux outils.

Thème 3.4 - Conception transdisciplinaire des infrastructures et des villes

Simuler et fabriquer : un savoir-faire transdisciplinaire pour la conception des bâtiments et des infrastructures intelligentes de demain. Ce savoir-faire demeure cependant fortement disciplinaire et fragmenté. Le thème propose un mode de conception innovant et une fabrication paramétrique des bâtiments et des infrastructures en béton de demain, en intégrant les percées technologiques transdisciplinaires (architecture, ingénierie, économie). Une méthodologie de conception paramétrique basée sur les flux de données sur l'environnement va générer des projets adaptés à leur contexte en minimisant les impacts environnementaux des constructions (E1, E4). Cette nouvelle méthodologie de conception 3D facilitera le processus décisionnel pour les différentes autorités publiques tout en facilitant les processus participatifs. La conception paramétrique vise l'optimisation de la matière utilisée pour les projets, tout en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Thème 3.5 - Développement durable : empreinte carbone, ACV et économie circulaire

Les innovations de pointe découlant de la recherche sur le béton permettent la construction d'infrastructures durables à l'empreinte carbone réduite (E3, E6). Ce thème vise à intégrer les aspects environnementaux aux aspects économiques dans les processus décisionnels se rapportant aux infrastructures en béton (modes de construction, etc.). Jusqu'à présent, ce processus repose principalement sur une analyse des coûts. L'analyse du cycle de vie (ACV) est l'outil méthodologique permettant d'évaluer les impacts environnementaux potentiels des produits sur l'ensemble de leur cycle de vie, de l'extraction de la matière première jusqu'à leurs fins de vie. En plus de mieux nous informer sur le profil environnemental des bétons développés, les résultats permettront de bâtir une base de données représentant le contexte géographique du Québec qui, dans une perspective d'économie circulaire, aidera à analyser la performance environnementale du recyclage des matériaux de construction.