Thèse en cours

Développement d’un outil numérique d’aide à la décision pour évaluer sur la base d’observables une structure dégradée par réaction de gonflement interne
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Auteur / Autrice : Bruno delano Regnicoli Benitez
Direction : Boumédiene NedjarJean-François Seignol
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Structures et Matériaux
Date : Inscription en doctorat le 01/05/2020
Etablissement(s) : Paris Est
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MAST Direction - Département Matériaux et structures

Résumé

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De nombreux ouvrages d’art routiers sont touchés par la RAS (réaction alcali-silice) ou la RSI (réaction sulfatique interne), notamment des éléments structuraux massifs coulés en place et des éléments préfabriqués soumis à des étuvages importants. Ces RGI (réactions de gonflement interne) se traduisent par une expansion et une micro-fissuration du béton, évolutive au cours du temps et influencée par de nombreux facteurs : état de contrainte du matériau, humidité présente dans le réseau poreux, composition et conditions de fabrication du béton… Ces phénomènes dégradent les performances des éléments structuraux à travers différents mécanismes : surtension dans les armatures passives et les câbles de précontrainte, efforts parasites dus aux déformations gênées, diminution des caractéristiques mécaniques du béton, déplacements transmis aux autres parties d’ouvrages... Il est cependant difficile de les évaluer sans recourir à des investigations lourdes et coûteuses et, bien souvent, les seules informations dont dispose le gestionnaire sont les relevés des fissures sur les parements et leur évolution dans le temps, parfois complétés par des essais d’expansion résiduelle sur carotte et de l’instrumentation (distancemétrie, fissurométrie…) mise en place alors que la pathologie a déjà beaucoup progressé. Nous appellerons « observables » l’ensemble de ces informations issues des méthodes classiques de surveillance des ouvrages. Confrontés à ces pathologies évolutives, les gestionnaires de réseaux doivent être capables d’évaluer l’aptitude au service et la sécurité réelle des ouvrages, qu’il s’agisse de la sécurité globale (capacité portante du tablier et des appuis) ou de la sécurité locale d’un élément (chute d’écailles de béton suite au délaminage, rupture locale...), et ce en s’appuyant autant que possible sur les seuls observables. Plusieurs modèles numériques ont été développés pour représenter le comportement des ouvrages en béton atteints de RGI, mais ils nécessitent en données d’entrée de nombreux paramètres parfois difficilement accessibles (histoire thermique au jeune âge, propriétés physiques et mécaniques du béton, loi de cinétique chimique…). Même lorsqu’ils sont correctement calibrés, ces modèles donnent des résultats en termes de champs de contraintes, de déplacements ou d’avancement chimique, et un travail d’interprétation est alors nécessaire pour arriver à des informations pertinentes en termes de gestion de l’ouvrage dégradé.