Caractérisation et modélisation du comportement mécanique d'une plaque ondulée en composites ciment/verre

par David Cherubin-Grillo

Thèse de doctorat en Mécanique du solide

Sous la direction de Alain Vautrin.

Le président du jury était Daniel Guitard.

Le jury était composé de Gaël Cadoret, Michel Grédiac, Fabrice Pierron, Pascal Soukatchoff.

Les rapporteurs étaient Rose-Marie Courtade, Yves Rémond.


  • Résumé

    Ce travail s'inscrit dans un projet de substitution de l'amiante par la fibre de verre dans certains produits du bâtiment tels que la plaque ondulée de recouvrement. Selon une démarche d'optimisation, il s'agit ici de proposer une modification de la microstructure du matériau constitutif permettant de réduire le coût global de la plaque sans dégrader les propriétés mécaniques. La plaque d'étude présente une microstructure fortement hétérogène. Une caractérisation mécanique du matériau constitutif a été envisagée. Elle doit respecter des critères normalisés de dimensionnement. Pour un essai normalisé, l'étude expérimentale et la simulation du comportement mécanique d'une plaque ondulée ont été abordées. L'étude du matériau a révélé la sensibilité des propriétés mécaniques des composites ciment/verre à divers paramètres microstructuraux. Elle a mis en évidence une modification significative de la morphologie des porosités dans la matrice cimentaire avec la quantité et le format des microrenforts, un effet notable est obtenu sur la résistance de la matrice à la 1ère fissuration. Elle a monté également que d'autres paramètres, tels que la quantité, le format ou lorientation des renforts plus longs, ont une influence significative sur la limite à rupture du composite. L'étude expérimentale de la plaque a été menée en essai normalisé de flexion 3 points sens long. Une instrumentation spécifique a permis d'identifier les propriétés mécaniques représentatives de son comportement telles que la LOP locale et la LOP apparente. Elle a montré que l'endommagement naît et se développe essentiellement dans le creux des ondes sollicité en traction, il progresse par multifissuration. La rupture catastrophique provient de la coalescence de fissures dans la région de contrainte maximale. L'étude a révélé le creux d'onde comme région de 1ère fissuration. Pour la modélisation mécanique de la plaque ondulée, les propriétés matérielles sont déduites d'essais pratiqués sur des échantillons de plaque. La simulation a validé, notamment dans les régions de contrainte maximale, le seuil de 1ère fissuration identifié lors de l'étude expérimentale ainsi que la loi de comportement bilinéaire anisotrope injectée dans le modèle pour représenter la réponse du matériau. Une modification de la microstructure du matériau peut ainsi être considérée via les paramètres de la loi de comportement. Ce modèle simple à mettre en oeuvre permet d'étudier le comportement de la plaque à microstucture modifiée.

  • Titre traduit

    Characterisation and modelisation of the mechanical behavior of a cement/glass corrugated plate


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.177-181

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Clermont Auvergne (Aubière). Bibliothèque Sciences, Technologies et Staps.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.