C'est une des stars du site de Nantes, inscrite sur presque toutes les visites. Mise en service en 1985 dans un bâtiment de 900 m2 spécialement aménagé, la centrifugeuse géotechnique - on dit "la centrif" - permet l'étude du comportement d'ouvrages géotechniques, comme les fondations, les ancrages off-shore, les remblais ou les soutènements, en modèles réduits. Le facteur de réduction d'échelle du modèle réduit est égal à l'accélération centrifuge qui lui est appliquée, au maximum 200xg ! Les efforts sont exercés en vol à l'aide de vérins ou du téléopérateur, pilotés à distance depuis la salle de commande.

1. Les grands équipements du LCPC
La centrifugeuse géotechnique
Site de Nantes
En 1985, la mise en service d'une centrifugeuse au Laboratoire central des ponts et chaussées (LCPC)
représentait une innovation majeure et remarquable dans le cadre d'études et de recherches en
macrogravité.
Aujourd'hui, la modélisation physique d'ouvrages géotechniques en centrifugeuse est une approche
expérimentale répandue.
Elle permet d'étudier le comportement d'ouvrages géotechniques comme les fondations, les ancrages
off-shore, les tunnels, les remblais ou les soutènements, en modèles réduits. Elle est utilisée régulièrement
pour obtenir des données expérimentales difficiles à acquérir in situ ou résultant d'études paramétriques
principalement dans des problématiques d'interaction sol-structure.
La centrifugation des modèles réduits permet de reproduire des états de contrainte semblables à ceux
régnant dans l'ouvrage prototype en vraie grandeur. Les conditions de similitude mécanique étant satisfaites,
les résultats expérimentaux peuvent être extrapolés directement du modèle réduit vers l'ouvrage prototype,
ou être comparés avec des modèles numériques.
Les efforts sont exercés en vol à l'aide de vérins ou du téléopérateur (TOP), ou du simulateur de séismes
(SdS), pilotés à distance depuis la salle de commande.
Le facteur de réduction d'échelle est égal à l'accélération centrifuge qui lui est appliquée, au maximum 200 g.
Vue générale de la centrifugeuse

2. Août2007-Créditsphotographiques:LCPC
Laboratoire central des ponts et chaussées
Unité de recherche reconnaissance et mécanique des sols
Section mécanique des sols et centrifugeuse
BP 4128 - 44341 Bouguenais cedex - France
Contacts : jacques.garnier@lcpc.fr • +33 (0)2 40 84 58 19
luc.thorel@lcpc.fr • +33 (0)2 40 84 58 08
Le LCPC est un établissement public
à caractère scientifique et
technologique, placé sous la tutelle
conjointe du ministère chargé de
l'Écologie, du Développement et de
l'Aménagement durables et du
ministère chargé de la Recherche.
Avec 650 personnes dont environ 300
chercheurs, ingénieurs et doctorants,
et 350 techniciens qualifiés et
personnels administratifs, le LCPC
exerce ses activités de recherche, de
développement, de conseil et
d'expertise, dans les domaines des
infrastructures et de leur usage, de la
géotechnique, des ouvrages d'art, du
génie civil, du génie urbain et de
l'environnement.
Caractéristiques techniques
Dimensions
Distance axe à plate-forme nacelle 5,50 m
Longueur du rotor 6,80 m
Diamètre salle de centrifugation 13,50 m
Hauteur salle de centrifugation 3,90 m
Nacelle pivotante
- longueur plate-forme 1,40 m
- largeur plate-forme 1,15 m
- hauteur libre 1,50 m
Performances
Masse du modèle (max) 2 000 kg
Accélération maximale (à 5 m) 200 G
Balourd admissible +/- 100 kN
Temps de montée à 200G 360 s
Liaisons avec le modèle
Contacts tournants bas niveau 101
Contacts tournants puissance 5
Joints hydrauliques 6
Liaisons IEEE488, RS485, fibre optique
Caméras CCD et traitement d’images
Un bâtiment spécial abrite la centrifugeuse et 900 m² sont consacrés à cette activité :
salles de préparation des modèles, de conservation des matériaux, ateliers de mécanique et d'électronique,
ainsi qu'un petit laboratoire de mécanique des sols.
Des applications multiples à la fois dans le domaine géotechnique
mais aussi dans d'autres domaines pour des recherches
sur différents phénomènes physiques influencés par la gravité
Ancrages à effet de succion de plates-formes off-shore
Fondations profondes marines
Fondations superficielles
Fondations superficielles sur sols non saturés
Fondations profondes sous sollicitation statique ou cyclique
Micropieux et pieux vissés
Renforcement des sols
Tunnels à faible profondeur
Soutènements
Erosion des digues
Barrières antivibrations
Migration de polluants
Simulation de séismes
Calage de modèles et amélioration des méthodes d'investigation
Qualification de matériel aéronautique sous accélération constante
Qualification de capteurs (force, pression contrainte)
Contraintes et écoulement de matériaux granulaires
Croissance cristalline et combustion
Principaux partenariats géotechniques
Bouygues off-shore, C-Core (Canada), Cermes, Chevron,
école centrale Nantes, Exxon, GDS, GeM, Geodia, Groupe Vinci, Ifremer,
IUT Saint-Nazaire, SBM, Sétra, Total, université Athènes, université Bochum,
université Dundee, université Durham, université Los Andes - Bogota,
université Milan, université Nantes,
université politécnica de Catalunya (Barcelone), université Sao Carlos (Brésil),
université technique de construction de Bucarest.
Autres partenariats
Aérospatiale, CNRS Meudon,
école centrale Paris, In-Flex,
LMS-EP, Paris VI,
Ratier Figeac, Turbomeca,
université Brunel (UK),
université Poitiers.
Salle de contrôle
Modélisation d'ancrages
de plate-forme off-shore