ISIS CANADA
Un aperçu des activités du Réseau de Centres d'excellence
ISIS CanadaIntelligent Sensing for Innovative Structures
Innovations en structures avec systèmes de détection intégrés
Pierre Labossière, ing. Ph.D.
Département de génie civil, Université de Sherbrooke, QC, Canada
ISIS CANADA
Le Réseau de Centres d'excellence ISIS Canada a pour mission d'amener le génie civil canadien à jouer un rôle de premier plan à l'échelle mondiale grâce à la mise au point et à la mise en application…
• de polymères renforcés de fibres (PRF)
• et de systèmes de détection intelligents et intégrés utilisant des capteurs à fibre optique (CFO)
… afin de faire ainsi bénéficier les Canadiens d'une infrastructure novatrice et intelligente.
Notre mandat
Le seul Réseau de Centres d'excellence canadien présentement actif dont la problématique soit entièrement consacrée au génie civil
ISIS CANADA
Le Réseau de Centres d'excellence ISIS Canada a pour mission d'amener le génie civil canadien à jouer un rôle de premier plan à l'échelle mondiale …
• en révolutionnant le design et la construction des structures du génie civil
• en réduisant les coûts associés à la réparation et au renforcement des structures existantes
• en facilitant l'adoption de nouveaux concepts structuraux
• en participant à l'élaboration des normes, codes et standards
Notre mandat
ISIS CANADA
Les PRF sont-ils prescrits par les ingénieurs pour
résoudre des problèmes pratiques
dans les infrastructures du
Canada ?
Mesures de succès …
ISIS CANADA
Les CFO sont-ils utilisés par les
ingénieurs pour évaluer le
comportement des infrastructures du
génie civil au Canada ?
Mesures de succès …
ISIS CANADA
Thèmes de recherche …
Objectif : résolution des obstacles qui font encore obstacle à l'utilisation généralisée des technologies novatrices étudiées par les chercheurs du réseau.
La concertation de la recherche s'oriente autour des thématiques suivantes :
• Thème 1 : Systèmes de détection intelligents et télésurveillance de l'état structural
• Thème 2 : Structures novatrices et nouveaux matériaux
• Thème 3 : Renforcement et réhabilitation des structures avec des PRF
ISIS CANADA
Distribution des chercheurs …
• UBC
• Alberta
• Calgary
• Saskatchewan
• Manitoba
• Waterloo
• McMaster
• Toronto
• Queen's
• Carleton
• Ottawa
• Sherbrooke
• Dalhousie
ISIS CANADA
Thème 1
Systèmes de détection intelligents et télésurveillance de l'état structural
Fibre Bragg Grating Fabry-Perot
Long Gauge FOSBrillouin Scattering
ISIS CANADA
Thème 1
Systèmes de détection intelligents et télésurveillance de l'état structural
Projets sur les capteurs à fibre optique
• Long Gauge Optic Fibre System
• Distributed Fibre Sensor System
• Serial Multiple Bragg FOS
• Brillouin Scattering Sensing System
• Durability of Monitoring and Field Application
Projets sur le monitorage à distance
• Remote Monitoring
• Intelligent Processing of Sensor Date
• Smart Reinforcements and Connectors
• Field Assessments of Bridges and Structures
ISIS CANADA
Thème 1
Exemple d'application typique : Portage Creek Bridge, Victoria, B.C.
ISIS CANADA
Thème 1
Exemple d'application typique : Portage Creek Bridge, Victoria, B.C.
Antenna forCDPD service
1475 1450
3790
263026403810
South
300 280
North
Column -1 Column -2
1524 (5')
4115 (13'-6")
2133 (7')
3886 (12'-9") 5638 (18'-6") 5638 (18'-6") 3886 (12'-9")
3-D accelerometer
Pier No. 2
Five layered FRP (Tyfo SHE-51A) wrapping on the entire columnEight bi-
directional rosette type strain gauges
4- Fibre optic long gauge sensors attached on circumference of the columns
X X
(Unit: mm)
FRP wrapping
PVCConduit
1676 (5'-6") øSection X-X
Elevation of Instrumented Pier No. 2
Remote monitoring system with CDPD modem
ISIS CANADA
Wireless Antenna for CDPD Service
CDPD service provider transfers data from wireless Internet to land based Internet.
INTERNET
Data is routed through Internet
Office computer has Data Dolphin software with Internet access
Thème 1
Exemple d'application typique : Portage Creek Bridge, Victoria, B.C.
ISIS CANADA
Thème 1
Exemple d'application typique : Portage Creek Bridge, Victoria, B.C.
Strain Responses and Temperature Data (Dolphin 6)
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
7/1/0112:00 AM
7/6/0112:00 AM
7/11/0112:00 AM
7/16/0112:00 AM
7/21/0112:00 AM
7/26/0112:00 AM
7/31/0112:00 AM
Date/Time
Stra
in,
Tem
pera
ture
, C
Temperature (°C) SG 23SG 22 SG 21
ISIS CANADA
Thème 2
Structures et matériaux novateurs
Projets sur les structures novatrices
• Innovative Bridge Deck
• Reinforced and Prestressed Concrete Structures
• Innovative FRP Ground Anchorage
• Serviceability, Temperature Effect and Durability of FRP Reinforcements
• Corrosion-free Prestressed Masonry
• Application of Filament Winding Technology
Projets sur les structures en béton armé ou en béton précontraint
• FRP for Flexural and Prestressing of Concrete Structures (Experimental and Analytical)
• Fundamental Design Parameters (Bond, Transfer Length, Serviceability, Temperature, Durability)
• FRP Stirrups for Concrete Structures
• Dowels for Concrete Pavements
• FRP for External Prestressing
ISIS CANADA University of Manitoba
Nouveau type de tablier de pont préfabriqué en
GFRP avec renforcement externe par enroulement
filamentaire
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
Tablier de pont en GFRP
ISIS CANADA
Thème 2
1100
900
220
Pultruded filler bar (grooved)
Emulated filament wound plate
Filament wound triangular tube (7 layers wet wound, outer layer dry wound)
University of Manitoba
Tablier de pont en GFRP
Structures et matériaux novateurs : exemples
ISIS CANADA
Essai de chargement
University of Manitoba
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
Tablier de pont en GFRP
Section typique
ISIS CANADA
Durabilité des PRF
Université de Sherbrooke
Ancrages de fondation dans différents environnements
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
Laboratoire
Site extérieur
ISIS CANADA University of Manitoba
Tours de transmission et pylônes électriques
Tours de transmission et
pylônes électriques
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
ISIS CANADA University of Manitoba
Essai en laboratoire – Spécimen en GFRP
Tours de transmission et
pylônes électriques
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
ISIS CANADA Dalhousie University
Éléments structuraux préfabriqués
Unités préfabriquées pour le quai de Hall’s Harbour, NS
Thème 2
Structures et matériaux novateurs : exemples
ISIS CANADA
Thème 3
Renforcement et réhabilitation des structures avec des PRF
Structures en béton armé • Strengthening of Concrete Structures
• Effect of FRP Wraps on the Rate of Corrosion
• Sprayed Fibre Reinforced Polymer
Applications à d'autres types de structures
• Strengthening of Wood Bridges and Structures
• Strengthening of Masonry Structures
Problématiques spéciales
• Seismic Rehabilitation of Structures
• Cold Region Application
ISIS CANADA
Thème 3
Université de Sherbrooke
Spécimens testés en laboratoire (échelle 1:3)
Replark 6/3 couches
(T4)
Sika Carbodur (T3)
Exemple d'application typique : Pont de Sainte-Émélie de l'Énergie, QC
100 150
CL
450 CL
300 100150
1000
ISIS CANADA
Spécimen T3 - Sika Carbodur
Université de Sherbrooke
Thème 3
Exemple d'application typique : Pont de Sainte-Émélie de l'Énergie, QC
ISIS CANADA Université de Sherbrooke
Thème 3
Exemple d'application typique : Pont de Sainte-Émélie de l'Énergie, QC
0
50
100
150
200
250
300
350
0 25 50 75 100 125 150 175
Flèche (mm)
Ch
arg
e to
tale
(kN
)
(T1) Reference
(T2) 6-Replark + Tyfo 100 mm
(T3) Carbodur + Tyfo 100 mm
(T4) 6/3-Replark + Tyfo 150 mm
203 kN
292 kN322 kN
302 kN
Courbes Charge-Flèche
ISIS CANADA Université de Sherbrooke
Renforcement en flexion CFRP (Sika
Carbodur)
Thème 3
Exemple d'application typique : Pont de Sainte-Émélie de l'Énergie, QC
ISIS CANADA
Renforcement en cisaillement GFRP
(SikaWrap)
Université de Sherbrooke
Thème 3
Exemple d'application typique : Pont de Sainte-Émélie de l'Énergie, QC
ISIS CANADA
Projets de démonstration …
ISIS CANADA
Publications d'ISIS Canada
Quatre manuels de design (2001)
• Sensor Technology
• Health Monitoring
• Concrete Reinforced with FRP
• Structural Rehabilitation with FRP
ISIS CANADA
• Design conservateur pour les PRF
• De plus en plus de situations où des systèmes de monitorage sont installés
• Préoccupations des utilisateurs:
- durabilité des PRF et des CFO- disponibilité des normes, codes et standards- les coûts des PRF et des CFO
Acceptation croissante
Quels progrès font les PRF et les CFO dans des applications en génie civil au Canada?
Conclusion
ISIS CANADA
Pour plus d'informations …
Voir les sites web :http://www.cnrc.ca/cisti/journals/rp2_home_f.htmlhttp://www.isiscanada.com/
Octobre 2000 - Numéro consacré à ISIS Canada
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