Caractérisation des effets du gonflement provoqué par la réaction alcali-silice sur le comportement mécanique d'une structure en béton

par Etienne Grimal

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Alain Sellier.

Soutenue en 2007

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Un certain nombre d'ouvrages de génie civil du parc de production d'EDF, principalement des barrages, présentent des pathologies de gonflement des bétons dus à la réaction alcali-granulats (RAG). Afin d'évaluer les marges de sécurité et de fonctionnement de ces installations, et de maîtriser les coûts de maintenance, EDF et le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) ont développé un modèle numérique, intégré dans le code aux éléments finis Aster, permettant la simuler le comportement mécanique des structures affectées par la RAG. Le but de ce modèle est d'évaluer les déformations et l'endommagement anisotrope (fissuration) des ouvrages atteints. En effet, de récentes recherches expérimentales confirment que le gonflement dû à la RAG devient fortement anisotrope lorsque l'état de contrainte devient déviatorique. De plus, la cinétique et l'amplitude de la réaction dépendant fortement de la teneur en eau et de la température du béton, le modèle tient compte de ces phénomènes environnementaux. Par ailleurs, les fluages de compression et de traction jouent un rôle significatif dans le comportement des ouvrages, ils ont donc été traités de manière spécifique. Une méthode d'identification des paramètres du modèle est également proposée et le modèle testé sur une campagne d'essais expérimentale récente effectuée sur mini-structure au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) ; enfin, le modèle est utilisé pour modéliser le comportement du barrage de Temple sur Lot.

  • Titre traduit

    Characterisation of swelling effect due to alkali aggregate reaction on mechanical comportment of concrete structures


  • Résumé

    The principal structures affected by alkali aggregate reaction (AAR) are dams and bridges. In order to evaluate the safety level and the maintenance costs of its dams, “Electricité de France” (EDF) in collaboration with the Laboratory of Materials and Durability of Constructions (LMDC) has developed a numerical model integrated in the finite element computer code Aster in order to simulate AAR-affected structures. One of the purposes of this model is to quantify both swelling and damage in terms of anisotropy and amplitude. Indeed, recent experimental investigations confirm that AAR swelling becomes strongly anisotropic as soon as the stress state is deviatoric. This model is in the continuity of recent research carried out on AAR simulations, effects of moisture and temperature are take into account. Obtaining a good prediction of expansive phenomena requires the identification and the realistic modelling of physical, chemical and mechanical mechanisms. Among these phenomena, basic creep in compression and tension play a significant role. In this work, a method of identification of the parameters of the model is proposed. The model is tested on an experimental result carried out on mini-structure at the “Laboratoire Central des Ponts et Chaussées” (LCPC); finally, the model is used to reproduce the mechanical behavior of “ Temple sur Lot” dam.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 181-189

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007TOU30029
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