Contribution à la modélisation du béton sous sollicitation de dynamique rapide. : La prise en compte de l'effet de vitesse par la viscoplasticité

par Jean-François Georgin

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Marie Reynouard.

Soutenue en 1998

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec URGC-LBS - Bétons et Structures (Lyon, INSA) (laboratoire) .

Le jury était composé de Jean-Marie Reynouard.

mots clés

• Construction -- Matériaux -- Thèses et écrits académiques
• Béton -- Essais -- Thèses et écrits académiques
• Contraintes (mécanique) -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Cette étude concerne la modélisation du béton sous sollicitation de dynamique rapide. Il s'agit de prendre en compte un phénomène important observé dans les essais expérimentaux : l' effet de vitesse. La résistance apparente d'une éprouvette augmente lorsque la vitesse de sollicitation croît. Cette sensibilité à la vitesse de déformation est alors modélisée par une approche viscoplastique. Une viscosité de type Duvaut-Lions est introduite dans un modèle plastique. La description de la compression et la traction repose sur la construction d'un critère composé de deux surfaces ; un Rankine pour la traction et un Drucker-Prager pour la compression. Par ailleurs, le comportement du matériau béton étant supposé décrire un régime adoucissant en phase de rupture, une étude est nécessaire afin de vérifier que le problème est bien posé. La viscoplasticité joue le rôle de limiteur de localisation. Ainsi, on vérifie que les équations qui régissent 1' équilibre préservent leur caractère hyperbolique à 1 'amorce de régime adoucissant. Les bases d'un modèle de viscoplasticité étant posées, une validation du comportement statique est réalisée sur plusieurs simulations de structures. Enfin, une analyse numérique de 1 'effet de vitesse par le biais de l'essai de compression à la technique des barres de Hopkinson fait l'objet d'une discussion. Et la simulation de plusieurs structures soumises à sollicitation de dynamique rapide permet de mettre en exergue les limites du modèle. En fonction des points finis et des points faibles observés, une orientation sur les développements à venir est proposée.

Titre traduit

Contribution to concrete modeling under fast dynamic solicitation : Taking into account the speed effect by viscoplasticity

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