Algorithmes probabilistes pour la durabilité et la mécanique des ouvrages de Génie Civil

Probabilistic algorithms for the durability and the mechanic of Civil Engineering structures

• Auteur / Autrice : Xuan Son Nguyen
• Direction : Gérard Pons
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Durée de vie (ingénierie)

Béton -- Dilatation et retrait

Fluage

Béton précontraint

Mots clés libres

Algorithmes probabilistes

Méthodes probabilistes

Carbonatation

Gradient projeté

Surface de réponse

Résumé

Cette étude présente des applications des méthodes probabilistes en Génie Civil pour l'estimation de la fiabilité et de la durabilité des ouvrages. Deux méthodes probabilistes performantes en termes de temps de calcul et de précision sont développées. La première méthode est une amélioration de la technique du gradient projeté et permet l'utilisation efficace de l'algorithme de Rackwitz-Fiessler, en intégrant dans ce dernier la prise en compte de l'imprécision numérique du modèle associé à la fonction de défaillance, imprécision conduisant dans bien des cas à l'échec de l'algorithme. La seconde méthode est une amélioration d’une méthode de surface de réponse et permet de minimiser le coût de calcul en assurant la précision des résultats grâce à deux systèmes de pondération pour les points de calage. Ces deux méthodes probabilistes sont ensuite appliquées à la durabilité d’ouvrages de Génie Civil par couplage avec des modèles de calculs aux éléments finis. L’étude aborde deux problèmes de durabilité souvent rencontrés en Génie Civil : la carbonatation du béton et l'endommagement lié à la perte de précontrainte par retrait et fluage du béton d'un ouvrage en béton précontraint.

This study deals with the application of probabilistic methods to Civil Engineering structures in order to assess their reliability and durability. Two probabilistic methods efficient in terms of the computational time and the accuracy are developed. The first one which is an improvement of the projected gradient method allows using the Rackwitz-Fiessler’s algorithm efficiently, by accounting for the numerical inaccuracies involved by the model associated to the limit state function and frequently causing convergence unstability. The second one which is an improvement of a response surface method allows reducing the computational time while producing satisfactorily results thank to two weighting regression techniques for fitting points. Both probabilistic methods are then applied to the durability of Civil Engineering structures by coupling with the finite element method. The study deals with two typical durability problems of Civil Engineering concrete structures: on the one hand the carbonation of concrete which allows the reinforcing bars to be depassivated and the corrosion to be initiated and on the other hand the loss of prestressing forces due to shrinkage and creep of concrete which can lead to various damages in presstressed structures.