Rapport du comité d'experts

Section des Unités de recherche Rapport du comité d'experts Unité de recherche : Département Génie Civil et Bâtiment URA 1652 de l Ecole Nationale des Travaux Publics de l Etat février 2008

Rapport du comité d'experts L'Unité de recherche : Nom de l'unité : Département Génie Civil et Bâtiment Label demandé : UMR CNRS N si renouvellement : URA 1652 Nom du directeur : G. GUARRACINO Université ou école principale : Ecole Nationale des Travaux Publics de l Etat (ENTPE) Autres établissements et organismes de rattachement : CNRS Date(s) de la visite : 15 février 2008 2

Membres du comité d'évaluation Président : M. Gilles PIJAUDIER-CABOT, Université de Pau Experts : M. René CHAMBON, Université de Grenoble M. Guy LAURIAT, Université de Marne la Vallée M. Christophe PETIT, Université de Limoges M. Claudio Tamagnini, Université de Perrugia Expert(s) représentant des comités d évaluation des personnels (CNU, CoNRS, CSS INSERM, représentant INRA, INRIA, IRD ) : M. Jean-Dominique Polack, section 9 du CoNRS, Université Paris 6 Observateurs Délégué scientifique de l'aeres : Mr Jacques DESRUES, CNRS, Laboratoire 3S-R, Grenoble Représentant de l établissement principal : M. Robert THOMAZEAU, ENTPE Représentant du CNRS : M. Dominique LEGUILLON, CNRS 3

Rapport du comité d'experts 1 Présentation succincte de l'unité Effectif 79, dont 24 enseignants-chercheurs et chercheurs (1 DR CNRS), 13 ITA dont 2 ingénieurs (1 CNRS), 36 doctorants Post docs accueillis au moins 6 mois : 6 Nombre de HDR : 11 Nombre de thèses soutenues 36 et durée moyenne 3,5 ans lors des 4 dernières années, nombre de thèses en cours 36, taux d abandon très faible, nombre de doctorants financés : 100 % Nombre de publiants : 75 % de publiants, soit 18 EC/C sur 24 EC/C Taux moyen de publications A : 132 A/24 chp / 4 ans # 1,3 A/chp/an Budget consolidé 2007 : 4 391 k Surfaces des locaux : 2 700 m2 pour les plates-formes expérimentales et 1 100 m2 pour les bureaux 2 Déroulement de l'évaluation L évaluation du Département Génie Civil et Bâtiment (URA 1652) a été organisée en deux temps. Dans un premier temps, les experts du comité de visite ont pris connaissance du rapport d activité. Puis, la visite du laboratoire organisée le 15 février 2008 a permis de préciser le contenu de ce rapport, de mieux connaître les installations et l unité de recherche et enfin de discuter du projet de laboratoire pour les quatre années à venir. Lors de la visite du comité, le directeur de l unité a présenté un bilan synthétique, documenté par la suite par des présentations scientifiques devant les équipements expérimentaux de l unité et en salle de réunion. La visite s est poursuivie avec la présentation du projet de laboratoire pour les quatre années à venir, l audition du conseil de laboratoire et enfin l audition du directeur de l ENTPE. 3 Analyse globale de l unité, de son évolution et de son positionnement local, régional et européen Le département Génie Civil et Bâtiment est une unité de recherche de taille moyenne qui possède trois caractéristiques particulières : Mis à part un directeur de recherche et un ingénieur d études CNRS, les personnels permanents dépendent du ministère en charge de l équipement. Contrairement à une unité de recherche universitaire, les personnels n ont pas une obligation d enseignement individuelle bien définie. Bien qu il manque parfois de clarté pour l évaluation des forces de recherche en présence, ce système offre une grande souplesse de fonctionnement. 4

Une deuxième caractéristique est liée au cloisonnement induit par l appartenance des personnels aux corps de l équipement. Le DGCB est naturellement l unité de recherche accueillant des ingénieurs TPE désireux de se consacrer à la recherche. Localisée sur un site universitaire, c est aussi quasiment la seule et, les promotions devant apparemment s'accompagner d une mobilité, il a été fait état durant la visite de difficulté pour le chercheur promu de rester dans une unité de recherche. Pourtant, il a été indiqué dans un second temps au comité que le réseau scientifique et technique du ministère de tutelle est susceptible de permettre de telles mobilités, car il possède en son sein, en particulier pour les domaines abordés par le DGCB, le LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) et l ENPC (Ecole Nationale des Ponts et Chaussées). Dans ces conditions, une certaine endogamie des recrutements et un certain immobilisme dans la gestion des carrières sont d'autant moins compréhensibles, et doivent impérativement être corrigés. Une troisième caractéristique est liée à la tutelle du laboratoire. Le DGCB jouit, au même titre qu un petit nombre de laboratoires (par exemple dans les ENS) d un bassin de recrutement de docteurs privilégié. Il est de surcroît aidé par une politique d établissement qui tout en se consacrant aux fondamentaux de la formation d ingénieurs a pris la mesure de la nécessaire dimension recherche d une grande école. Le DGCB est le fruit d une histoire rassemblant au début des années 1990 deux laboratoires de recherche sous la bannière d une unité associée au CNRS : le premier dans le domaine de la mécanique des solides et des géomatériaux et le second dans le domaine de la physique du bâtiment. Il faut noter une activité scientifique du laboratoire d un niveau très contrasté. La production scientifique dans des revues internationale est très inégalement répartie. L activité de recherche est structurée en trois axes dont le bilan est plus détaillé au paragraphe suivant. Cependant, il y a des thèmes scientifiques dont le bilan laisse penser qu ils s apparentent plus à du développement technologique qu à de la recherche appliquée en sciences de l ingénieur. Le rapport aurait aussi mérité de resituer les travaux présentés dans un contexte international et de souligner les originalités des travaux entrepris. Le DGCB dispose d installations expérimentales de haut niveau et d un soutien de son établissement principal pour leur développement. Il est un peu surprenant que ces installations ne fassent pas partie de l image des compétences que le DGCB présente à l extérieur de l établissement. Ses relations industrielles sont correctes, avec un équilibre satisfaisant entre les contrats européens, industriels et publics. Bien que cela ne soit pas toujours facile dans le domaine du Génie Civil et bien que la position de l unité, placée au sein du réseau de l équipement, rende de telles relations un peu particulières, le laboratoire gagnerait à s ouvrir encore plus vers le monde industriel. L activité de formation par la recherche est soutenue, à un niveau d encadrement qui est cohérent globalement avec les forces de l unité. L unité est bien intégrée dans le tissu universitaire local. On ne peut qu encourager les échanges et l ouverture au sein du PRES lyonnais. La valorisation des travaux de thèse au travers de publications scientifiques n est pas forcement le souci de tous. Cela nuit à la production globale de l unité et probablement aussi à son attractivité nationale étant donné les critères requis aujourd hui pour un recrutement en tant que chercheur ou enseignant chercheur. 4 Analyse équipe par équipe et par projet Axe : Comportement des géomatériaux L activité scientifique dans le domaine du comportement élastique et visqueux des sables et des mélanges sable-argile est bonne, surtout du point de vue des techniques expérimentales. Des développements théoriques dans le domaine de la liquéfaction sont nécessaires en appui aux expérimentations. Le dernier thème sur la rhéologie des matériaux modèles manque d originalité et mérite une réflexion critique dans le cadre du futur projet du laboratoire. L équipe Rhéologie des milieux granulaires est relativement petite, un seul chercheur pouvant être considéré comme publiant. Globalement, la proportion de thèses soutenues et d articles publiés n est pas bonne. Elle dénote un manque de valorisation de la formation par la recherche. La visibilité nationale et internationale des chercheurs impliqués dans cette équipe est elle aussi très contrastée. 5

Le bilan de l équipe matériaux composites est, lui aussi, contrasté : l activité matériaux bitumineux a été soutenue et se solde par une bonne production scientifique notamment dans des revues internationales. De progrès significatifs au plan international concernant la modélisation du comportement viscoélastique des enrobés sont issus de cette équipe : l introduction du coefficient de Poisson complexe et l analyse du comportement à haute fréquence des enrobés sont deux avancés très importantes du domaine. Il reste cependant encore à les valoriser davantage en publiant notamment dans des revues internationales couvrant un domaine plus large que la communauté des routes et chaussées (matériaux polymères notamment). Le thème sols et matériaux reconstitués a fait l objet d une seule publication internationale, comme le thème matériaux innovant. Cette production scientifique insuffisante n est pas compensée pour l instant par des brevets alors que le domaine peut s y prêter. L équipe «phénomènes couplés aborde des thèmes liés au comportement thermomécanique des matériaux et aux couplages hygro-chimio-mécaniques. Au plan scientifique, il s agit d enjeux théoriques forts mais on a le sentiment d un éparpillement des efforts qui est très préjudiciable. La production scientifique est relativement faible, malgré 3 thèses et 2 masters recherche soutenus. Le travail de formation par la recherche n a donc pas été valorisé comme il conviendrait de le faire. Les chercheurs impliqués ne sont pas intégrés dans des structures nationales de recherche sur le thème, leur visibilité reste modeste sur ces thèmes. Axe : Ouvrages et structures du génie civil En ce qui concerne les deux «équipes» Dynamique non linéaires et Méthodes Numériques et Auscultation, le travail scientifique est en tout point remarquable et original. Les résultats sur les systèmes dynamiques qui trouvent leur application dans des expérimentations sur des structures réelles sont extrêmement intéressants. Les études sur la dynamique des structures discrètes et ses applications sont également à poursuivre et amplifier. Globalement les publications sont de très bon niveau en quantité comme en qualité. Toutefois cela cache des disparités inquiétantes. A côté des «locomotives», des chercheurs déclarés comme permanents dans ces équipes n y publient pas du tout. Certains d ailleurs ne publient pas du tout, toutes équipes confondues. Compte tenu de cette disparité importante, il semble que le nombre de doctorants soit très important rapporté aux habilités actifs. Enfin même si la poursuite de la recherche sur ces thématiques constitue une perspective évidente, l ensemble manque d une mise en perspective, de même que le suivi, la valorisation et la maintenance des outils développés au sein de ces équipes. L équipe Conception et dimensionnement aborde des thèmes scientifiques liés aux ouvrages souterrains, aux maconneries, aux matériaux locaux et aux revêtements bitumineux. Le premier thème est original, tant du point de vue des dispositifs expérimentaux développés au DGCB que des transferts de technologie attendus. Ce sujet de recherche gagnerait à être supporté par des approches théoriques et numériques adéquates. Les travaux expérimentaux dans les domaines des maçonneries et de l emploi de matériaux de construction locaux sont intéressants. La aussi, une solide démarche de modélisation permettrait d appuyer des expérimentations parfois uniques. Cela diminuerait la perception d une certaine limitation à un travail de développement technologique que peuvent donner ces activités. L étude des dalles revêtues de matériaux bitumineux pourrait fort bien être rangée sous le premier axe de recherche du laboratoire. Le démarrage d un projet ANR en 2008 sur ce thème est un point positif. Le niveau de publication est relativement faible pour une équipe composée de 4 chercheurs ayant une HDR. Malgré des dispositifs et des expérimentations uniques, la visibilité nationale et internationale des actions de recherche qu ils permettent de mener gagnerait à être accrue. Axe : Physique du bâtiment L axe de recherche «Physique du Bâtiment» a une activité centrée sur les problèmes liés à l acoustique, à l éclairage et aux transferts de chaleur dans les bâtiments. Au sein de cette équipe, le groupe de recherche «Systèmes Thermiques et Aérauliques», composé de quatre chercheurs permanents, effectue des travaux portant sur les performances énergétiques des bâtiments (enveloppe ou composants) en tenant compte des exigences de qualité de l air intérieur et des contraintes architecturales. L activité du groupe de recherche se caractérise principalement par un travail d ingénierie dans lequel l aspect fondamental est souvent trop absent. La présentation des activités de l équipe n est pas suffisamment précise. Par exemple, les phénomènes de condensation dans les enceintes et dans l enveloppe (dans les isolants en particulier) ne sont pas du tout mentionnés alors qu il s agit d un problème extrêmement important en thermique du bâtiment. 6

Le bilan, en termes de production scientifique dans des revues reconnues, est très limité. La participation des membres de l équipe à des congrès nationaux ou internationaux portant les transferts de chaleur et de masse (IHMTC, ASME, Eurotherm, SFT ) est trop faible. Le groupe «Acoustique du Bâtiment et de l Environnement» effectue des travaux sur deux thématiques bien séparées : l optimisation des matériaux acoustiques et l évaluation physique et auditive des bruits. Sur la première thématique, les travaux récents ont porté sur la modélisation, la caractérisation et l optimisation de matériaux poreux. Sur la deuxième thématique, les travaux récents ont porté sur la catégorisation auditive des structures vibrantes, l optimisation numérique sous contrainte perceptive et la caractérisation de la gêne sonore. Le groupe est bien inséré dans la communauté nationale et internationale mais, à quelques exceptions près, reste cependant en marge des équipes leader de ces thématiques. Le bilan en termes de production scientifique dans les revues reconnues du domaine est plus que satisfaisant. Ces chiffres cachent cependant une situation préoccupante, car l un des chercheurs permanents vient de quitter le laboratoire, et un autre, au demeurant fort publiant, émarge à plusieurs équipes. Le groupe «Lumière et Vision» effectue des travaux sur l éclairage et la mise au point de nouvelles sources d éclairage en tenant compte du confort visuel. Les travaux récents ont plus particulièrement porté sur la qualification et la métrologie des ambiances lumineuses, le développement de nouvelles techniques d éclairage, leur optimisation et les effets de la lumière sur la santé. Ces travaux sont fortement liés à la valorisation et sont souvent entrepris à la demande de groupes industriels. A noter également un fort essaimage, avec une création récente d entreprise. L activité du groupe se caractérise principalement par un travail d ingénierie, souligné par une forte participation aux instances européennes de normalisation. De plus, le groupe est fortement impliqué comme prestataire de service des projets européens HELIOSAT-3 et MESoR, pour le compte desquels il entretient une base de données et le serveur associé. Le bilan en termes de production scientifique est correct. On note par contre une active participation aux commissions de normalisation et aux congrès associés. 5 Analyse de la vie de l'unité Le fonctionnement interne de l unité ne souffre semble-t-il d aucune difficulté particulière. Les trois axes de recherche, et les chercheurs impliqués, disposent d une lattitude importante dans leur fonctionnement. Par rapport à la moyenne des laboratoires universitaires, le DGCB dispose d une infrastructure et de personnels techniciens et administratifs à un bon niveau. La gestion de l unité, et en particulier la gestion des ressources humaines, souffrent des difficultés liées à l appartenance des personnels au corps de l équipement évoquées au début de ce rapport. Cela crée une instabilité et fragilise les équipes de recherche du laboratoire. Clairement la promotion des individus qui souhaitent rester en contact avec la recherche est une source de difficultés. La direction de l école en est consciente et œuvre pour pallier ces difficultés tout en soulignant l importance du lien nécessaire avec l enseignement et la formation des ingénieurs. 6 Conclusions - Points forts : Les points forts de l unité sont aujourd hui dans les domaines de la dynamique non linéaire, de la mécanique des géomatériaux, de l acoustique physique et de l auscultation. Les activités de normalisation dans le domaine de la vision sont elles aussi un point fort. 7

Le DGCB accueille un petit nombre de chercheurs dont la visibilité internationale est affirmée dans les points forts cités ci-dessus. Le devenir du laboratoire et sa visibilité nationale et internationale reposent clairement entre leurs mains. Ils doivent encore plus jouer le rôle de locomotive au sein de l unité et susciter la participation des autres membres de l unité dans des collaborations en France et à l international. Le bilan et le projet scientifique à venir fait état d une bonne implication de l unité dans les programmes de l ANR. - Points à améliorer : La production scientifique doit être mieux répartie et la valorisation des travaux de thèse et de master doit être systématiquement envisagée sous la forme d articles et de communications. L avis du comité d évaluation sur l axe «Physique du Bâtiment» est très contrasté, avec un groupe d acousticiens qui se détache selon presque tous les indicateurs. La survie de ce groupe reste cependant préoccupante pour des raisons de personnels et de positionnement thématique. - Recommandations : Le projet présenté par la direction du laboratoire pour les quatre années à venir reste en droite ligne avec les activités scientifiques de fond de l unité. Bien sur, il est revu à la lumière d enjeux sociétaux qui sont aujourd hui plus aigus qu auparavant : énergie, développement durable et maîtrise des risques. Mais fondamentalement, cela ne remet pas en cause les principaux équilibres de l unité. Ce projet appelle plusieurs recommandations : A la lumière du bilan sur la période passée, il importe de poursuivre le recentrage des activités de chacun sur un petit nombre de thèmes de recherche. Le bilan actuel fait état d un éparpillement très préjudiciable à l unité. Le projet scientifique donne trop l impression d une collection de projets de chaque équipe avec un nombre de thèmes qui reste pléthorique. Après une phase de développement de plus de 15 ans, le DGCB doit atteindre sa majorité scientifique et proposer un projet de recherche qui enrichit ses points forts et qui témoigne d une convergence de pensée scientifique propre à une unité de recherche de réelle qualité. L unité doit inscrire son action dans la politique scientifique menée par ses tutelles. Il importe donc qu elle maintienne et développe une participation active aux programmes et structures collaboratives coordonnées par exemple par le CNRS, comme certaines équipes le font déjà avec le GDR bruit, le groupe d actions thématiques habitat-énergie, ou encore le projet de fédération de recherche Bâtiment-Energétiquement Efficace (BATI 2 E ). D une manière générale, la faible implication des sciences humaines dans des thématiques dont la justification finale est le confort du sujet humain dans son habitat est inquiétante. Dans les travaux de l unité, le sujet humain intervient souvent comme ersatz imparfait de la machine, pour effectuer une «mesure perceptive». C est faire fi des développements récents des sciences humaines et sociales qui montrent que le sujet humain veut garder la maîtrise de son environnement, en particulier pour les questions de gêne et de confort. Des partenariats créés, qu il convient par ailleurs d étayer et de conforter, devraient permettre d'améliorer la prise en compte de l'humain dans la problématique. Il importe enfin que la future équipe de direction de l unité soit identifiée afin de pouvoir devenir opérationnelle dès sa prise de fonction. Le comité d évaluation considère enfin que le contexte dans lequel évolue aujourd hui le DGCB est relativement privilégié. L unité bénéficie d un appui et d une infrastructure importants. Son bassin de recrutement est d un très bon niveau, avec des possibilités de soutien à la formation par la recherche inconnues de bon nombre d équipes de recherche en France. Avec une gestion de proximité des ressources humaines et une flexibilité rendues possibles par le statut actuel de l ENTPE, la tutelle et la future direction de l unité disposent d un environnement de la recherche moderne et adapté. Il reste impératif de poursuivre l ouverture de l unité, dans son activité de recherche et dans ces recrutements. Le PRES pourrait favoriser cette ouverture au plan régional, reste à la concrétiser au plan national. 8