Modélisation de l'endommagement des structures en béton : approches numériques et effet de la microstructure sur les propriétés de rupture

• Auteur / Autrice : Khalil Haidar
• Direction : Gilles Pijaudier-Cabot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centrale Nantes (1997)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Durée de vie (ingénierie)

Microstructure (physique)

Béton

Résumé

Les travaux effectués dans le cadre de la thèse porte sur l'étude des effets du changement microstructurel des matériaux sous sollicitations environnementales (non mécaniques) pour lesquels il importe de décrire les conséquences mécaniques en terme d'endommagement, de résistance et de propriétés d'usage des structures. L'objectif principal du travail est de contribuer à la quantification des effets de la microstructure sur les propriétés mécaniques des matériaux hétérogènes quasi-fragiles du génie civil (mortier, béton). Afin d'éviter la complexité liée à la cinétique de dégradation, nous menons notre étude sur un exemple académique : un matériau modèle à microstructure contrôlée, qui consiste en un mortier dans lequel nous incorporons, des inclusions de caractéristiques mécaniques faibles (billes de polystyrène). Dans un premier temps, nous avons constitué une base de données expérimentales de laboratoire, sur des corps d'épreuves différents : cylindres, poutres de différentes tailles pour étudier les effets d'échelle. Puis nous avons montré comment, à partir de la base de données, nous avons identifié les paramètres du modèle d'endommagement de Mazars (1984) en non local. Cette étude a permis de dégager les limites d'utilisation des modèles non locaux, où l'évolution de la longueur interne en fonction de l'état d'endommagement du matériau n'est pas prise en compte. Nous proposons des modifications à apporter au modèle de Mazars en non-local, afin de prendre en compte ces effets en se basant sur des arguments micro-mécaniques. Enfin, nous développons une technique numérique simplifiée de calcul multi-échelle des ouvrages fissurés, afin de surmonter les problèmes numériques liés à l'utilisation du modèle proposé dans le contexte d'une application réelle.