Modélisation du couplage thermo-hygro-mécanique en milieux poreux non satures application au cas du mortier de ciment

par Wafa Obeid

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Dominique François.

Soutenue en 1998

à Marne-la-vallée, ENPC .

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  • Résumé

    Les matériaux utilises dans la construction des bâtiments sont des matériaux poreux. Du fait des gradients d'humidité entre l'intérieur et l'extérieur, ces matériaux sont sujets a des variations du taux d'humidité. Le même phénomène peut être observé en ce qui concerne la chaleur. D'autre part, si l'on prend en compte, les chargements mécaniques appliqués, on est alors en présence d'une combinaison de sollicitations dont les origines sont différentes. Les conséquences de ces sollicitations peuvent influer les unes sur les autres et s'ajouter finalement pour provoquer des désordres majeurs dans les constructions. Ces désordres peuvent se traduire par des pertes de propriétés thermiques et mécaniques, etc. Plusieurs recherches ont été publiées concernant le couplage séquentiel de deux sollicitations, le plus souvent il s'agit du couplage entre chargement mécanique et thermique. On sait cependant que la présence d'un fort gradient hygrométrique peut influer de façon déterminante sur le comportement du matériau. D'ou la nécessité de prendre en compte les effets combinés de ces trois chargements. L'ensemble de ces considérations nous a conduit à l'élaboration d'un modèle de couplage thermo-hygro-mécanique. Cette modélisation est basée essentiellement sur la théorie de la mécanique des milieux poreux en tenant compte de certaines hypothèses simplificatrices justifiées dans le cas des bâtiments. Le modèle ainsi élaboré implique l'identification de nombreux paramètres. Ceci constitue un travail complexe et difficile. Des procédures validées de type expérimental et théorique ont été utilisées pour déterminer leurs valeurs et leur évolution en fonction de la variation des sollicitations dans le cas du mortier de ciment. Le modèle developpé a été introduit dans le code aux éléments finis symphonie-cstb. La résolution du système d'équations discrètisées obtenue, a nécessité une discrétisation temporelle et un calcul non linéaire utilisant la méthode de Newton-Raphson. Finalement, de nombreux cas de simulation sur des parois de construction ont été traités pour illustrer le modèle.


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  • Détails : 167 p.
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