Etude du processus de propagation de fissures par fatigue dans le beton

par Ahmed Toumi

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alain Bascoul.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Ce travail, couplant une partie experimentale et une partie numerique est centre sur l'etude de la propagation de fissures de fatigue dans le beton. La partie experimentale s'interesse a l'etude du processus de developpement de fissures d'un point de vue phenomenologique, tandis que l'etude numerique s'attache a modeliser le comportement reel des eprouvettes en tenant compte des principaux mecanismes observes. L'etude est effectuee sur des eprouvettes de micro-beton, encochees et testees en mode i de rupture par flexion trois points. Les essais sont conduits sous atmosphere saturee, et l'observation du processus de propagation est realisee au microscope electronique a balayage (meb), moyennant la technique de simple replique. Les resultats d'observations microscopiques montrent que, sous chargement statique, l'amorce d'une fissure unique se produit a un seuil d'environ 60% du pic de charge. Les resultats d'observations montrent que les mecanismes de propagation des fissures de fatigue, similaires en surface et au cur des echantillons, se caracterisent essentiellement par des phenomenes de branchements. Contrairement aux essais statiques, le front de fissure est plat des les premiers cycles. Les branchements se sont reveles etre le resultat de la forte interaction entre les surfaces de fracture. Les longueurs de fissures evaluees par la methode de la compliance sont en effet tres sous estimees en comparaison avec les longueurs mesurees. La cinetique de propagation est confrontee au modele de paris. Les resultats montrent que la validite de ce modele est etroitement liee au taux de charge maximal des cycles. La modelisation numerique proposee par elements finis est de type elastique avec fissure cohesive, ou un critere en contraintes determine le critere de propagation. La loi de comportement en traction introduite s'appuie d'une part sur la resistance en traction et l'energie de fissuration mesurees, et d'autre part sur la loi d'hysteresis determinee par methode inverse. Le modele est valide sur les essais de flexion statiques et cycliques.


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  • Détails : 169 P.
  • Annexes : 47 REF.

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  • Bibliothèque : Université Jean Moulin. Service commun de la documentation.
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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
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  • Cote : 1998TOU30197
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