Modélisation du comportement dynamique du béton : application aux problèmes d'impacts et d'explosions

• Auteur / Autrice : Franck Camborde
• Direction : Jean Royer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nantes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rupture, Mécanique de la

Béton

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la modélisation du comportement du béton soumis a des sollicitations dynamiques rapides de type impact et explosion. La modélisation numérique devient un outil de prédiction particulièrement intéressant lorsqu'il s'agit d'applications a des structures de taille importante par exemple. Dans notre optique d'étude, elle doit permettre la simulation de l'endommagement résiduel, tel que la fragmentation, la compaction et la fracturation des matériaux fragiles et du béton. Les modèles par éléments finis sont établis dans de nombreuses branches de l'engineering et sont maintenant largement utilises pour déterminer les solutions de nombreux problèmes industriels. Pour certains phénomènes physiques, cette méthode n'est pas la plus appropriée et une approche discontinue est préférable pour modéliser des problèmes particuliers comme ceux qu'on cherche a simuler. Ainsi une méthode micromécanique de type élément discret est développe pour tenir compte des principaux processus de fracturation présents dans le béton : cisaillement, traction, compaction. A faible pression, le béton a un comportement adoucissant résultant de la création de multiples plans de glissement. Cette notion est intégrée dans le modèle par un critère de type mohr-coulomb tandis que la rupture en traction est intégrée par une loi élastique fragile. Nous montrons, en outre, que le caractère dilatant du milieu est la cause de l'augmentation de résistance en compression avec la vitesse de sollicitation alors que l'augmentation de résistance en traction doit être intégrée explicitement. Un seuil de plasticité volumique de type cap coupant l'axe hydrostatique est ajoute a la surface seuil de mohr-coulomb. Celui-ci permet de tenir compte de la compaction du matériau a forte pression. Chaque notion d'endommagement intégrée dans le modèle est validée en utilisant des résultats expérimentaux issus d'essais statiques et dynamiques.