Comportement des bétons sous haute température et en cas d’incendie : caractérisation multi-échelle

par Fabienne Robert

Thèse de doctorat en Mécanique. Génie mécanique. Génie civil

Sous la direction de Micheline Moranville.

Soutenue en 2008

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    La compréhension du comportement au feu des structures en béton nécessite l’étude des phénomènes à différentes échelles, de la microstructure à la macrostructure. Ce travail s’est attaché à comprendre les interactions entre les phénomènes ayant lieu à ces différentes échelles. L’étude de la transformation des phases de la matrice cimentaire à haute température, en faisant appel à différents moyens de caractérisation (DRX, ATG/DSC, MEB environnemental), a permis de mettre en avant le fait que le développement de nouvelles phases telles que la Katoite ou la Jafféite pourrait être à l’origine de l’augmentation de résistance des bétons à 200°C. Il a par ailleurs été démontré l’impact majeur de l’état de contrainte, entre échelle intermédiaire et échelle 1, sur les faciès d’éclatement d’éléments en béton. Ces essais à l’échelle 1 ont été réalisés avec le dispositif Prométhée, mis en oeuvre pour caractériser de manière innovante les éléments de structure en reproduisant l’état de contrainte thermique et mécanique de la structure testée dans le contexte de l’ouvrage. Ces essais font appel à une approche en sous-structuration dans laquelle les efforts développés en temps réel dans les vérins sont ajustés en fonction des déformations du corps d’épreuve et d’une matrice de rigidité représentant l’environnement de l’ouvrage testé.

  • Titre traduit

    Concrete behaviour under high temperature and fire conditions : multi-scale characterization


  • Résumé

    The full understanding of concrete structure behavior submitted to fire requires to study the phenomena at different scale, from micro scale to macro scale. The aim of this work is to understand the links between the phenomena observed at different scale. This study investigates the chemical phases’ transformation at high temperature thanks to different means of characterization of the microstructure (XRD, DSC, Environmental SEM …). It has been demonstrated that the increase in compressive strength at 200°C may be due to the formation of Katoite or Jaffeite. Moreover, the major part played by the stress state of the concrete elements on the spalling behaviour, between intermediate and full scale, has been put forward. The full scale tests have been done with Promethee Laboratory, new and innovative testing facility which allows to take into account the interactions during a fire between the tested element and the surrounding cold building. The tested element is as a result in a real mechanical and thermal stress state. This approach is based on a substructuring system. The hydraulic jacks forces will be time dependent and calculated taking into account both the deflected shape and the stiffness matrix of the cold surrounding building.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (236 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 227-236

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  • Cote : THE ROB (Salle de réf.)
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