Modélisation discrète du comportement mécanique des ouvrages maçonnés en pierre. Aspects expérimentaux - Analyse énergétique

par Vincent Venzal

Projet de thèse en Mécanique


Sous la direction de Stéphane Morel et de Thomas Parent.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences Physiques et de l'Ingénieur , en partenariat avec I2M Institut de Mécanique et d'Ingénierie (laboratoire) et de GCE - Génie Civil et Environnemental (equipe de recherche) depuis le 07-10-2016 .


  • Résumé

    Le but de ce projet de recherche est d'évaluer et de simuler le comportement mécanique d'un mur maçonné appareillé soumis à un effort de cisaillement plan sous charge verticale constante. Le mur est constitué de pierres calcaires jointoyées au mortier de chaux naturelle hydraulique. Le code de calcul aux éléments discrets LMGC90 associé à un modèle de zone cohésive-frictionnelle permettrons de simuler l'endommagement des joints de mortier. Ce modèle de zone cohésive-frictionnelle est basé sur la description des deux principales cinématiques de ruines pures : ouverture du joint (mode I) et glissement plan du joint (mode II). La méthodologie globale consiste à identifier les paramètres cohésifs et frictionnels du modèle en mode I et mode II à l'aide d'essais de caractérisation réalisés sur des assemblages pierres/joint de mortier. Ces propriétés servent ensuite à renseigner le modèle de zone cohésive-frictionnelle afin de simuler la réponse du mur maçonné avec la méthode des éléments discrets (MED). Enfin, les réponses numériques et expérimentales sont confrontées et analysées.

  • Titre traduit

    Discrete modelling of the mechanical behaviour of stone masonry structures. Experimental aspects - Energy analysis


  • Résumé

    The aim of this study is to assess and simulate the in-plane mechanical behaviour of a masonry wall subjected to shear load under constant normal load. The wall is composed of limestone blocks bounded by thin lime mortar. Discrete element code LMGC90 is used to simulate the masonry behaviour and a frictional mixed mode cohesive zone model (CZM) is implemented in order to describe the fracture behaviour of mortar joints. This frictional mixed mode CZM is based on the description of the pure fracture modes of the joint, opening (mode I) and sliding (mode II). The global methodology consists in identifying the cohesive parameters in pure mode I and mode II from mechanical characterization tests on samples composed of the same limestone and mortar used for the construction of the wall tested. Then, the identified mechanical and cohesive properties are used to simulate the response of the masonry wall from discrete element method (DEM). Finally, the numerical and experimental responses are confronted and analysed.