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Devaux Mylène

Professeure HES associée

Main skills

Sismique et génie parasismique

Dynamique des structures

Vulnérabilité sismique du bâti

Conservation d'ouvrages existants

Main contract

Professeure HES associée

Phone: +41 26 429 66 83

Desktop: HEIA_D40.13

Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
Boulevard de Pérolles 80, 1700 Fribourg, CH

Institute
iTEC - Institut des technologies de l'environnement construit

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Ongoing

ASS 4.2

Role: Main Applicant

Financement: SLL

Description du projet :

Contexte

Chaque année, plusieurs milliards sont investis dans la mise en conformité et dans l’amélioration des performances énergétiques et structurelles du bâti existant ; avec la forte augmentation du prix de l’énergie et de possibles restrictions quant à son utilisation, ce montant va clairement augmenter à l’avenir.

Lorsqu’un bâtiment doit être assaini, les spécialistes identifient les meilleures stratégies de rénovation, basées sur des études relativement poussées et généralement coûteuses. Pour permettre un assainissement de qualité, durable et efficace à l’échelle du territoire, chaque bâtiment doit être caractérisé au mieux pour pouvoir identifier ses performances globales, i.e. énergétiques, thermiques, structurelles, de confort (par exemple l’isolation phonique ou encore l’accès aux personnes à mobilité réduite) et de sécurité (incendie, par exemple) pour l’usager/habitant.

Sur la base de ce constat, nous proposons une solution basée sur un système-expert et l’IA avec implication de l’humain, afin d’offrir la possibilité d’évaluer l’état global de bâtiments à petite ou large échelle et, à terme, de pouvoir établir des stratégies d’assainissement (également à petite ou large échelle) pertinentes, globales et adaptées de bâtiments existants.

Objectif principal et méthodologie de travail

Nous proposons de développer une plateforme numérique permettant l’obtention d’informations pertinentes afin de caractériser un ou plusieurs bâtiments et d’en évaluer les performances globales. Les solutions digitales visées mixent systèmes experts, intelligence artificielle (IA) et incluent ponctuellement l’intervention de l’humain (figure ci-dessous).

Assainissement 4.2 : méthodologie de travail

Les objectifs spécifiques sont:

Développement d’un système-expert d’identification de typologies constructives ;
Création d’une interface utilisateur servant à renseigner le système-expert développé sous (1);
Réalisation d’une campagne de relevé de détails typologiques d’éléments de façades ;
Développement d’un algorithme IA pour la reconnaissance d’éléments de façades pertinents liés au système-expert développé en (1) et d’identification typologique ;

Établissement d’un rapport de caractérisation à destination de l’utilisateur.

Research team within HES-SO: Devaux Mylène

Partenaires académiques: Hennebert Jean, HEIA; Niederhäuser Lavinia, HEIA; Schwab Stefanie, HEIA

Durée du projet: 01.09.2023 - 31.12.2024

Montant global du projet: 170'100 CHF

Statut: Ongoing

Completed

Outils pour la rénovation globale du bâti fribourgeois - RenoBAT-FR

AGP

Role: Co-applicant

Requérant(e)s: FR - EIA - Institut TRANSFORM

Financement: SLL-2021; SLL-2022

Description du projet : Outils pour la rénovation globale du bâti fribourgeois

Research team within HES-SO: Rime Jean-Luc , Perrelet Théo , Uboldi Paride , Bourrier Hervé , Balestrieri Leandro , Rollo David , Jusselme Thomas , Devaux Mylène , Schwab Stefanie , Priore Yasmine , Schulthess Lucile , Boggian Stefania

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut ENERGY; FR - EIA - Institut iTEC; FR - EIA - Institut TRANSFORM

Durée du projet: 01.08.2021 - 31.12.2022

Montant global du projet: 199'750 CHF

Statut: Completed

Implémentation de la problématique des dangers naturels dans le processus BIM

AGP

Role: Main Applicant

Financement: AEAI - fondation de prévention

Description du projet : Das naturgefahrengerechte Bauen ist die logische Antwort auf die steigenden Gebäudeschäden infolge Naturereignissen. Die konzeptionellen und konstruktiven Lösungen hierzu sind vorhanden und erprobt, werden aber zu wenig beachtet. Die enorme Komplexität und Themenvielfalt beim Bauen erschweren es derzeit, spezifische Aspekte wie Naturgefahren in den Vordergrund zu rücken. Doch die zunehmende Interdisziplinarität und die Digitalisierung verändern die Rahmenbedingungen: Building Information Modeling (BIM) bringt nicht nur moderne Technologien, sondern auch neue Organisationsformen und Prozesse. Zwei für die Naturgefahren-Prävention einmalige Chancen von BIM sind die vorausschauende Planung und die Lebenszyklus-Betrachtung. Ersteres hat enormes Potential für den Gebäudebestand von morgen. Die Auseinandersetzung mit Naturgefahren wird unterstützt durch den frühen Beizug technischer Spezialisten in der integralen Planung mit BIM und die neuen Möglichkeiten zur modellbasierten Identifikation und Bereinigung von Planungsfehlern mit Kollisionsprüfungen. Dass die Betriebsphase stärker in den Fokus rückt, dient dem langfristigen Erhalt des Gebäudeschutzes und erleichtert den Risiko-Dialog mit Bauherrschaft und Projektverfassern, z. B. bei der Festlegung von Schutzzielen. Das Projekt erarbeitet Methoden und technische Grundlagen, um mit BIM den Gebäudeschutz vor Naturgefahren zu optimieren und zeigt den «best case» einer risikooptimierten Planung mit BIM in Anwendungsbeispielen auf.

Research team within HES-SO: Boumaref Redouane , Hayeck Marielle , Uboldi Paride , Labiouse Vincent , Devaux Mylène , Schwab Stefanie

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut iTEC; FR - EIA - Institut TRANSFORM; Devaux Mylène, FR - EIA - Institut iTEC

Durée du projet: 01.03.2019 - 30.04.2021

Montant global du projet: 22'550 CHF

Statut: Completed

ProRen - Interventions sur le bâti existant (typologie, technologie de la construction, systèmes énergétiques)

AGP

Role: Co-applicant

Financement: FR - EIA - Institut TRANSFORM; SLL HEIA-FR; Association GEAK-CECB-CECE

Description du projet : Pour faciliter l'optimisation énergétique à grande échelle pour tous les bâtiments jusqu'en 2030 (objectif de l'OFEN), le projet ProRen se propose de créer un cadre facilitant : une compréhension de l'ensemble du processus de rénovation, le développement d'une approche globale de la rénovation tenant compte de décalages de compé-tences entre les acteurs et d'une méthode de récolte et de traitement « intelligents » de données. Ce cadre permet le montage des projets inter-instituts dans le développement futur du thème fédérateur « Interventions sur le bâti existant ».

Research team within HES-SO: Bahnsen Morales Ilse Marlisse , Rudaz Joëlle , Parrat Jonathan , Boumaref Redouane , Fischer Andreas , Runser Julie , Bourrier Hervé , Goyette Pernot Joëlle , Devaux Mylène , Marazzi Sofia , Bacher Jean-Philippe , Schwab Stefanie

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut ENERGY; FR - EIA - Institut iTEC

Durée du projet: 01.09.2019 - 31.01.2021

Montant global du projet: 158'928 CHF

Statut: Completed

Parasismic2

AGP

Role: Main Applicant

Financement: OFEV; FR - EIA - Institut iTEC

Description du projet : La conception correcte d'un bâtiment revêt une importance primordiale quant à sa sécurité face au cas de charge sismique. ParaSismic 2.0 est un logiciel simple d'aide à la conception parasismique destiné aux architectes qui conçoivent des bâtiments. Ce logiciel ne sert pas au dimensionnement de la structure porteuse. Très utile dans la phase d'avant-projet, il permet de concevoir une structure robuste et efficace qui peut ensuite être dimensionnée de manière efficace par l'ingénieur civil. Ce programme est fortement interactif, sans caractère officiel ou normatif. Par simple accès internet (architecture client-serveur), il guide l'utilisateur vers des bâtiments optimisés d'un point de vue parasismique. Les méthodes de calcul utilisées ainsi que les conditions d'utilisation sont décrites dans le document suivant (lien vers PDF). ParaSismic 2.0 est un projet de la HEIA Fribourg en collaboration avec la HES-SO//Valais-Wallis qui a fait l'objet d'une demande de financement auprès de l'OFEV (office fédéral de l'environnement). ParaSismic 2.0 remplace la première version initialement hébergée sur le site du Crealp.

Research team within HES-SO: Rohner Nathalie , Morand Gilbert , Bourrier Hervé , Vorlet Olivier , Jeanneret Jérôme , Devaux Mylène

Partenaires académiques: EPFL ; VS - Institut Energie et environnement

Durée du projet: 01.04.2016 - 31.12.2020

Montant global du projet: 44'900 CHF

Statut: Completed

Cohabitation ville-nature: vulnérabilité globale du bâti et des infrastructures Etude de l'augmentation des risques générés par l'étalement urbain pour l'homme et la nature.

AGP

Role: Main Applicant

Financement: HES-SO Rectorat; hepia inPACT; FR - EIA - Institut iTEC; FR - EIA - Institut iTEC

Description du projet : L'étalement et la densification de la ville est une problématique commune à de nombreux pays. La négligence de la nature dans ce phénomène d'urbanisation généralisée ou sa prise en compte d'un seul point de vue utilitariste ont généré de nombreuses catastrophes touchant à la fois l'homme et la nature. Par la densité de son bâti et de ses infrastructures et la présence notamment de chaînes montagneuses, la Suisse n'échappe pas à ce fait, même si une longue tradition de protection contre les phénomènes naturels dangereux y existe déjà. Sans même considérer la perte de substance historique et culturelle, le coût des dommages provoqués par les éléments naturels est important malgré la réalisation d'ouvrages de protection et la mise en 'uvre d'importants moyens par les collectivités publiques. Des études ont montré que les coûts pour la société sont majoritairement induits par des dégâts matériels aux bâtiments et aux infrastructures, directement liés à la vulnérabilité de ces derniers ; par conséquent, réduire les coûts revient à diminuer la vulnérabilité étant donné que l'on a qu'une faible maîtrise sur le danger naturel lui-même. Durant ces dernières années, la Suisse s'est dotée de cartes de dangers performantes, mais les outils d'évaluation de la vulnérabilité globale du bâti et des infrastructures sont en revanche peu nombreux et pas regroupés. La vulnérabilité globale d'un bâtiment s'évalue en prenant en compte sa localication et sa vulnérabilité à chaque danger naturel (multifactoriel); une telle évaluation nécessite une approche pluridisciplinaire. La prise en compte et la gestion des risques est devenu un facteur d'influence de plus en plus important dans les décisions en matière de planification et de gestion de l'urbanisation et du territoire. Ce projet a l'ambition de développer un outil d'aide à la conception basé sur les pratiques existantes et sur les résultats de recherches actuelles qui facilite ces prises de décision.

Research team within HES-SO: Rohner Nathalie , Moix Jonathan , Consuegra David , Vellés De Uribe Blanca , Prina Howald Erika , Rime Alain , Ribi Jean-Marc , Bonhôte Philippe , Devaux Mylène

Partenaires académiques: INSIT

Durée du projet: 01.02.2014 - 30.04.2016

Montant global du projet: 174'500 CHF

Statut: Completed

Vulnérabilité sismique des bâtiments historiques

AGP

Role: Main Applicant

Financement: OFEV; FR - EIA - Institut iTEC

Description du projet : Objectif Ce projet a pour objectif d'évaluer l'efficacité d'une nouvelle méthode spécialement développée pour évaluer la vulnérabilité sismique d'édifices religieux. Il s'agira d'appliquer cette méthode et d'évaluer la qualité des résultats par le biais d'une comparaison avec des résultats numériques d'une part et des résultats expérimentaux d'autre part (mesure de fréquences propres). En fonction des résultats, des mesures d'adaptation de la méthode traitée seront proposées. Cadre du projet Contrairement aux nouveaux bâtiments et au bâti existant ordinaire, la vulnérabilité sismique des édifices historiques n'est traitée ni par les normes SIA, ni par le cahier technique SIA 2018, bien que ces derniers soient très vulnérables aux tremblements de terre. Des méthodes pour évaluer la vulnérabilité sismique de tels bâtiments ont été mises au point en Europe et parmi elles, une méthode a été développée à l'IMAC en 2008. Vu que cette méthode a été développée principalement pour la Suisse, il paraît raisonnable de s'y intéresser en premier lieu. Néanmoins, étant donné sa mise au point récente, celle-ci doit être appliquée à des cas réels pour évaluer sa robustesse et le cas échéant, pour apporter des adaptations ou modifications. Les moyens à disposition pour traiter la vulnérabilité sismique des édifices historiques en Suisse étant peu nombreux et qu'il n'existe pas de lignes directrices claires, il s'agit de répondre à une demande, par ailleurs de plus en plus forte. Ce projet permettrait à la centrale de mitigation des séismes (OFEV), qui joue un rôle essentiel dans l'évaluation de la vulnérabilité sismique du bâti suisse, d'initier enfin le traitement de la vulnérabilité des édifices religieux. Démarche Sur la base d'un exemple de bâtiment religieux suisse, il est proposé dans ce projet d'appliquer la méthode développée à l'IMAC et d'en évaluer la fiabilité et l'efficacité d'application. En parallèle de l'application, deux modélisations numériques 3D (élastique et non-linéaire (3Muri)) et des mesures in situ de vibrations ambiantes seront effectuées afin d'offrir les moyens de comparaison et de réflexion quant aux trois critères que l'on souhaite évaluer. Dans sa réalisation, le projet de recherche sera structuré selon les cinq tâches suivantes : 1) Sélection d'un édifice 2) Application de la méthode 3) Essais in situ (mesure de fréquences propres) 4) Modélisations numériques 3D 5) Comparaison et évaluation des trois critères (fiabilité, efficacité) 6) Comparaison sommaire avec d'autres méthodes existantes 7) Propositions d'adaptations le cas échéant

Research team within HES-SO: Devaux Mylène

Durée du projet: 01.09.2010 - 31.12.2013

Montant global du projet: 27'000 CHF

Statut: Completed

2018

Rénovation énergétique :

Book ArODES

approche globale pour l'enveloppe du bâtiment : études de densification

Stefanie Schwab, Lionel Rinquet, Mylène Devaux, Grégory Jaquerod, Jean-Luc Rime, Peter Gallinelli, Guillaume Rey, Marielle Hayeck

2018, Institut d'Architecture TRANSFORM, Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg : Fribourg, Suisse Institut du Paysage, d'Architecture, de la Construction et du Territoire, inPACT, Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève : Genève, Suisse Institut Systèmes industriels - Efficience énergétique, Haute école d'ingénierie - HES-SO Valais-Wallis : Sion, Suisse Laboratoire d'énergie solaire et physique du bâtiment, IGT-LesBAT, Haute école d'ingénierie et de gestion du canton de Vaud : Yverdon-les-Bains, Suisse, 76 p.

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Summary:

Methods and tools for energy-efficient retrofitting of Building envelope : The energy refurbishment of housing is a key issue of the Swiss government's « 2050 Energetic strategy ». eREN is focusing on the envelope of existing housing in Western Switzerland and is based on a global approach aiming at achieving well-balanced solutions between energy efficiency, constructive feasibility, building physics, cost and preservation of the architectural heritage. Ten multi-dwelling buildings characteristic of the most common constructive t)lpologies have been selected and used as case studies. Their current state has been analysed and refurbishment scenarios have been developed for each of them. ln every case a scenario could be elaborated that complies w ith the legal requirements of SIA 380/1 (2009) at a cost comparable to more standard solutions, like rendered perimeter insulation. This result was obtained thanks to an intense collaboration between the various specialists working on the project. A complete translation of the abstract is available at the end of the brochure.

2023

Energy performance certificate estimation at large scale based on open data

Conference ArODES

Frédéric Montet, Alessandro Pongelli, Stefanie Schwab, Mylène Devaux, Thomas Jusselme, Jean Hennebert

Proceedings of cisbat 2023, the built environment in transititon, Hybrid International Scientific Conference, 13-15 September 2023, Lausanne, Switzerland

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Summary:

This paper presents an innovative methodology for enhancing energy efficiency assessment procedures in the built environment, with a focus on the Switzerland’s Energy Strategy 2050. The current methodology necessitates intensive expert surveys, leading to substantial time and cost implications. Also, such a process can’t be scaled to a large number of buildings. Using machine learning techniques, the estimation process is augmented and exploit open data resources. Utilizing a robust dataset exceeding 70’000 energy performance certificates (CECB), the method devises a two-stage ML approach to forecast energy performance. The first phase involves data reconstruction from online repositories, while the second employs a regression algorithm to estimate the energy efficiency. The proposed approach addresses the limitations of existing machine learning methods by offering finer prediction granularity and incorporating readily available data. The results show a commendable degree of prediction accuracy, particularly for single-family residences. Despite this, the study reveals a demand for further granular data, and underlines privacy concerns associated with such data collection. In summary, this investigation provides a significant contribution to the enhancement of energy efficiency assessment methodologies and policymaking.

2016

Seismic retrofitting of masonry walls with thin UHPFRC layers

Conference ArODES

Mylène Devaux, Dario Redaelli, Jonathan Moix

Proceedings of Conference: HiPerMat - 4th International Symposium on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction MaterialsAt, 9-11 Mars 2016, Kassel, Germany

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Summary:

Brick masonry is one of the most competitive technologies for the construction of walls in residential buildings. However, the structural response of masonry walls under seismic action has major drawbacks: a relatively low resistance to horizontal forces and a limited ductility. Several strengthening techniques already exist for masonry walls, such as the use fiber-reinforced plastics (FRP) systems. However, the effectiveness of these techniques can be limited by structural problems (e.g. debonding), complex in situ application, or their cost. An alternative strengthening technique is currently explored at the School of Engineering and Architecture of Fribourg, namely the application of thin layers of ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) to improve the strength and ductility of masonry walls. The experimental results of a first test series on real-scale masonry walls reinforced with different arrangements of UHPFRC layers are presented below.

2015

Analytical and experimental investigation of the dynamic behavior of a footbridge

Conference ArODES

Nathalie Rohner, Mylène Devaux, Reto Cantieni

Proceedings of the 6th International Operational Modal Analysis Conference, 12-14 May 2015, Gijon, Spain

Link to the conference

Summary:

The dynamic behavior of a footbridge over the Sarine River located in Broc, Switzerland, was the subject of an investigation conducted in the context of the first author's MSc thesis at the Institute of Construction and Environmental Technology at the University of Applied Sciences of Western Switzerland, Fribourg. The bridge is a single 52 m-span steel space truss. The final goal of this investigation was to propose reasonable remedial measures in case of excessive vibrations arising under pedestrian traffic conditions. To reach this final goal, an analytical as well as an experimental modal analysis were first performed. The Scia software package was used for the analytical analysis. Three modes with a significant physical meaning could be identified. The experimental part consisted of a modal analysis under "optimized" ambient conditions. Why and how "optimization" was performed is discussed in the paper. The experimental part yielded 29 bridge mode frequencies, mode shapes and damping. Considering the experimental results, 34 traffic tests were subsequently conducted on the bridge. These tests also included some uncontrolled pedestrian crossings. However, one, two or five in-line pedestrians crossed the bridge with a controlled step pace and axis of motion in the majority of the tests. Additionally, some vandalism tests were performed. These tests showed that a) no excessive bridge vibrations are to be expected under normal daily traffic conditions, b) conditions can artificially be tuned to excite bridge vibrations of about 3.4 m/s2 intensity, and c) vandalism is no great danger for the bridge. Remedial measures are not necessary at the moment.

Achievements

PEOPLE@HES-SO Directory and Skills inventory

Devaux Mylène

Professeure HES associée

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Sismique et génie parasismique

Dynamique des structures

Vulnérabilité sismique du bâti

Conservation d'ouvrages existants

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Directory and Skills inventory