Caractérisation du comportement mécanique des bétons de granulats légers : expérience et modélisation

Characterization of the mechanical behavior of lightweight aggregate concretes : experiment and modeling

• Auteur / Autrice : Yang Ke
• Direction : Hélène Dumontet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Béton léger

Granulats

Mots clés libres

Module

Caractéristique mécanique

Formulation

Homogénéisation itérative

Localisation micro-contrainte

Résumé

Ce travail propose une double approche expérimentale et de modélisation micromécanique pour la caractérisation du comportement élastique et à rupture des bétons de granulats légers (BGL). De nombreuses classes de BGL ont été testés à partir de 5 types de granulats légers et 3 natures de matrices (ordinaire, H. P. Et T. H. P. ). Cette base de données permet d’analyser l’influence de différents paramètres comme le type de granulats, leurs proportions, la nature des matrices ou la présence d’interphases. La modélisation repose sur une approche d’homogénéisation et de localisation itérative intégrant la présence d’interphases. Les confrontations aux résultats expérimentaux sont utilisées pour identifier les modules élastiques et résistances à la compression des granulats légers, difficilement accessibles à l’expérience. Alors que les formules empiriques classiques sont mises en défaut, les prédictions des comportements des bétons se révèlent en bon accord avec les mesures expérimentales.

An approach combining both experimental techniques and micromechanical modelling is developed in order to characterise elastic and fracture behaviours of lightweight aggregate concretes (LWAC). More than 300 LWAC specimens with various lightweight aggregates types (5) of several volume ratios and 3 different mortar matrices (normal, hp, vhp) were tested. With this experimental data basis, the influences of mix design parameters and of the interfacial transition zone (ITZ) on concretes performances are quantitatively analysed. The modelling is based on iterative homogenisation and localization techniques and includes the ITZ. Confrontations with experimental results allow identifying the elastic moduli and compressive strengths of LWA, which are difficult to obtain by experiments. Whereas the traditional empirical formulas are insufficiently precise, the predictions of LWAC behaviours computed with the micromechanical models appear in good agreement with experimental measurements.