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