La science
au service du patrimoine
On attend naturellement les chercheurs en Génie civil pour faire progresser les connaissances, les méthodes et outils pour la conception ou la préservation d’ouvrages modernes, ponts, tunnels, barrages, centrales nucléaires, aéroports, grands ouvrages architecturaux…, et avec des matériaux innovants, béton et acier principalement. Mais les chercheurs en Génie civil servent aussi le patrimoine ancien.
À l’INSA Toulouse, Nathalie Domede est engagée, avec le LMDC, dans deux projets de recherche qui visent à accompagner la rénovation de Notre-Dame de Paris et à servir la préservation de tous les édifices anciens.
Notre-Dame brûle, c’est un drame… Mais c’est aussi l’occasion, parce que tout l’Occident s’en émeut, de développer des actions de recherche pour assurer plus largement la conservation et la restauration des édifices du patrimoine bâti après un sinistre
L’incendie du 15 avril 2019 a en effet permis de mettre en avant la recherche dans ce domaine, se souvient Nathalie Domede : « nous allions avoir les moyens de faire de la recherche sur la conservation du patrimoine, alors que nous rencontrons des difficultés à financer nos projets dans ce domaine ». Enseignante et chercheuse au LMDC (Laboratoire Matériaux & Durabilité des Constructions de Toulouse), elle intervient, avec Pierre Morenon, responsable des études et méthodes numériques au sein de la cellule de transfert de technologie interne au LMDC, Toulouse Tech Transfert (TTT), au travers de deux projets distincts lancés en France pour accompagner la rénovation de la cathédrale gothique et faire avancer plus largement les recherches pour contribuer à la préservation de tout édifice ancien : le chantier scientifique créé par le CNRS et le ministère de la Culture (MC), en collaboration avec l’Établissement public en charge de la conservation et de la restauration de Notre-Dame de Paris, et un projet ANR (Agence nationale de la recherche) nommé DEMMEFI.
Son profil en faisait une « candidate » de choix, puisque cette ingénieure INSA Lyon en Génie civil et Urbanisme est, depuis déjà une vingtaine d’années, spécialisée sur le diagnostic structurel, le calcul et la modélisation des constructions en maçonnerie, neuves et anciennes telles que les ponts, les phares et les églises gothiques. Son expertise sur l’ancien est en outre renforcée par un master en Histoire des sciences et techniques (décroché en 2002 au Centre d’Histoire des Techniques de Paris) et la direction d’une thèse, soutenue fin 2015, qui a été menée autour d’une étude de cas qui est un autre joyau gothique construit au cœur de Paris : la bibliothèque du Conservatoire national des arts et métiers (« Méthodologie de diagnostic de structures maçonnées anciennes »).
Nathalie Domede et Pierre Morenon réalisent des mesures sur site qui servent à caractériser
les pierres de Notre-Dame et nourrir les modèles numériques du diagnostic
Du support scientifique à la maîtrise d’œuvre du chantier de restauration
Le LMDC est en effet membre actif du consortium d’experts scientifiques regroupés au sein du chantier scientifique CNRS/MC. 175 chercheurs de toutes disciplines scientifiques et issus d’une cinquantaine d’unités de recherche de l’Hexagone sont répartis sur huit groupes de travail. Pierre Morenon, comme modélisateur, et Nathalie Domede, référente scientifique, sont positionnés dans le groupe de travail « Structure » qui rassemble 6 laboratoires français expérimentés dans le domaine de l’analyse structurale des édifices en maçonneries.
Que font-ils exactement ? « Des calculs de la structure porteuse en maçonnerie de pierre, essentiellement sur les voûtes à croisées d’ogive, les murs gouttereaux, les arcs-boutants et les culées, en utilisant des méthodologies et outils numériques sophistiqués développés au sein du laboratoire LMDC depuis une vingtaine d’année dans le domaine du diagnostic des constructions, outils adaptés au béton au départ, et ensuite au cas de la maçonnerie de pierre ou de brique », explique Nathalie Domede. « Les autres laboratoires réalisent les mêmes calculs, en partant des mêmes hypothèses, mais avec leurs propres outils : les simulations de l’incendie et de son extinction par les pompiers nous renvoient par exemple des schémas de fissurations, et la comparaison de nos différents résultats nous permet de les valider ou de les améliorer. » Le but de la manœuvre consiste ainsi « à comprendre ce qui s’est passé, pourquoi certains éléments se sont plus déplacés que d’autres » et à donner des éléments de réponses au maître d’œuvre du chantier et aux architectes des Monuments historiques qui se demandent « s’il faut et comment ‘reboucher’ des trous, s’il faut consolider ou bien déconstruire et reconstruire, alors que l’enjeu en termes de sécurité est énorme ».
Une « étude de cas » au service d’une cause plus large
Parallèlement, ce tandem du LMDC participe aussi au projet de recherche ANR DEMMEFI. Démarré en septembre 2020 pour 4 ans, il réunit l’Institut de mécanique et d’ingénierie de Bordeaux (I2M), le LMDC de Toulouse et le Laboratoire de mécanique et génie civil de Montpellier (LMGC). Alors qu’aujourd’hui il est nécessaire de mettre en parallèle différentes connaissances et outils numériques pour se prononcer avec précision sur l’état structurel post-incendie d’un édifice maçonné (pouvoir visualiser les forces qui sont en jeu, ce qui se déforme lorsqu’un édifice est exposé à un incendie et aux projections d’eau froide pour l’éteindre, les dommages qui en résultent, calculer la portance résiduelle, etc.), le projet se propose de mettre au point une méthodologie d’évaluation structurale post-incendie qui combinerait et optimiserait les avantages des deux principales méthodes numériques de calculs existantes : la méthode des éléments finis (MEF) et la méthode des éléments distincts (MED). En effet, la MEF présente l’intérêt de décrire les mécanismes macroscopiques, et la MED celui de rendre compte des phénomènes localisés à l’interface entre les pierres et le mortier. Cette méthodologie sera appliquée dans un premier temps à une travée courante de la nef de Notre-Dame, puis à la cathédrale toute entière, avant d’être généralisée aux édifices analogues.
« Notre-Dame de Paris est une étude de cas formidable au service d’une cause et d’un thème plus fondamental, la question de la sécurité incendie de tous les monuments historiques »
Car toutes ces recherches ont vocation à servir bien plus que Notre-Dame de Paris. « Notre-Dame est une étude de cas formidable au service d’une cause et d’un thème plus fondamental, la question de la sécurité incendie et surtout du diagnostic post-incendie de tous les monuments historiques », explique encore la chercheuse. Faire progresser les connaissances et les outils en la matière permettra donc d’assurer aussi la conservation de tous les édifices anciens, en France et au-delà, les églises, les musées, les châteaux, les mairies, les gares, les commerces…
Mais aussi, pourquoi pas, de relancer la filière de la construction en pierre… Mais pourquoi donc ? Parce qu’ « il y a un enjeu environnemental colossal », répond Nathalie Domède. « Certes, on a besoin du béton et du métal. Sans eux, il aurait été impossible de bâtir des centrales nucléaires ou des édifices comme le viaduc de Millau. Mais l’utilisation quasi-exclusive de ces deux matériaux a un énorme impact environnemental. Ils sont les deux matériaux les plus fabriqués au monde avant le plastique, et sont source d’une dépense incroyable d’énergie : fabrication avec des fours, génération de transport… La pierre, 100 % naturelle, on peut la prendre à côté et la poser. La logique serait de mettre le bon matériau au bon endroit. »
L’intérêt pour le bâti ancien va continuer d’occuper encore le LMDC, puisque Nathalie Domede vient également de gagner un appel à projets interne à l’INSA Toulouse pour travailler sur les méthodes de restauration des édifices en briques toulousains, avec une chimiste et des historiens. Une dimension interdisciplinaire qu’apprécie particulièrement la chercheuse : « si je ne faisais que du calcul numérique, que de la chimie, etc., je m’ennuierais. Là, ça m’oblige à avoir un champ de vision très large et c’est ce qui me plaît ! »
Portrait réalisé par Camille Pons, journaliste.
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Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Deux en course pour l’athlétisme
En athlétisme, discipline historique des Jeux olympiques, trois SHN de l’INSA Toulouse affichaient aussi des prétentions pour les JO. Si l’un d’entre eux a hélas été blessé, Cyann Galtier-Villa, étudiant en 1re année IC (Ingénierie de la Construction) qui fait du demi-fond, les deux autres restent en lice pour briguer cette précieuse qualification : Tom Campagne, étudiant en 3e année spécialité Génie mécanique, qui fait de l’athlétisme depuis plus de 10 ans et s’est spécialisé dans le saut en longueur à haut niveau, et Alexa Lemitre, en 5e année GP3E (Génie des procédés : eau, énergie, environnement) pour l'épreuve de demi-fond.
Enfin, une autre étudiante pourrait bien représenter la France sur une toute nouvelle discipline apparue aux JO de Tokyo, l’escalade de vitesse. Lison Gautron, étudiante en 3e année MIC-IR (Modélisation, informatique et communication), s’est spécialisée, il y a 4 ans de cela dans cette discipline après 14 ans d’escalade. À 20 ans, elle fait partie des grands espoirs de l’escalade de vitesse français, car elle compte déjà de nombreuses sélections en équipe de France : en Équipe de France jeunes, elle a notamment pu participer aux Championnats du Monde et d’Europe, terminant respectivement 10e et 3e ; elle a également participé à plusieurs étapes de la Coupe d’Europe dont une qu’elle a remportée ; et chez les seniors, elle a pu participer à une étape de Coupe d’Europe où elle a terminé 9e et à une Coupe du Monde où elle s’est classée 16e. Aujourd’hui, elle espère bien finir dans les 5 premières des OQS (Olympic Qualifier Series), compétitions qualificatives pour les JO de Paris.
L’aide précieuse des parcours aménagésSi ces sportifs de haut niveau doivent en très grande partie leurs résultats et la possibilité de briguer une qualification aux JO à une motivation sans faille et un travail sans relâche depuis des années, ils le doivent aussi, en partie, à l’accompagnement spécifique dont ils bénéficient en tant que sportifs de haut niveau au sein de l’établissement. Ce dispositif proposé à l’échelle du Groupe INSA concerne près de 400 élèves. Il leur permet de suivre le cursus ingénieur tout en répondant aux contraintes d’entraînement et de participation aux compétitions. Une aide non négligeable, car nombreux s’accomplissent dans leur double projet, sans que cela soit au détriment de l’un ou de l’autre. À titre d’exemple, Matthieu Androdias avait pu déjà participer avant Tokyo, grâce à son cursus aménagé à l’INSA de Toulouse, à deux olympiades, les JO de Londres en 2012 et ceux de Rio en 2016. Arnaud Gauthier-Rat a pu de son côté entrer dans le top 20 au ranking mondial de sa discipline et être vainqueur en 2023 du grand chelem de Torquay en Australie... Pour Sylvie Rossard, responsable de ces profils particuliers qui évoluent à l’INSA Toulouse, ce dispositif répond parfaitement aux valeurs que porte l’INSA, entre autres former des ingénieurs qui soient ouverts et capables de s’épanouir dans d’autres domaines, le sport, la musique, l’art… Qu’ils soient qualifiés ou non, ces athlètes n’en restent pas moins brillants… et tenaces ! En effet, certains d’entre eux, à l’instar de Lucile Tessariol ou d’Arnaud Gauthier-Rat, affichent d’ores et déjà leur intention d’essayer de briguer une qualification pour les JO qui suivront à Los Angeles en 2028 ! |
Rédaction : Camille Pons, journaliste
Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Dans un souci d'alléger le texte et sans aucune discrimination de genre, l'emploi du genre masculin est utilisé à titre épicène.
