Comportement à rupture des structures : description à deux échelles des mécanismes locaux appliquée aux matériaux fragiles renforcés
Auteur / Autrice : | Cécile Oliver-Leblond |
Direction : | Frédéric Ragueneau |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique, génie mécanique, génie civil |
Date : | Soutenance le 09/12/2013 |
Etablissement(s) : | Cachan, Ecole normale supérieure |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne) |
Jury : | Président / Présidente : Ahmed Loukili |
Examinateurs / Examinatrices : Lambertus Johannes Sluys, Arnaud Delaplace | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Victor Donzé, Christian La Borderie |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Dans le contexte du développement durable, la fissuration des structures en béton armé est devenue un sujet d'étude central. Deux niveaux d'analyse de la durabilité d'un ouvrage apparaissent : l'échelle de la structure et l'échelle de la fissure. A l'échelle de la structure, les modèles à éléments finis basés sur la mécanique de l'endommagement peuvent être utilisés. Cependant, l'utilisation de ces modèles nécessite l'introduction d'une longueur caractéristique afin de prévenir la dépendance au maillage. Or l'introduction de cette longueur caractéristique empêche l'étude fine de la fissuration. A l'échelle de la fissure, la discontinuité peut être décrite de manière explicite à l'aide d'un modèle à éléments discrets. Grâce à ces modèles, les principaux mécanismes de dégradation du béton sont reproduits. Mais, l'étude d'ouvrages industriels en béton n'est pas possible à cause de la finesse de maillage nécessaire à l'étude de la fissuration. Dans ce travail, une méthode de couplage non-intrusive est proposée. A l'échelle globale, un modèle à éléments finis basé sur la mécanique de l'endommagement est utilisé. Les zones d'intérêt -- c'est-à-dire les zones de concentration d'endommagement -- sont analysées à l'échelle locale à l'aide d'un modèle à éléments discrets. Les résultats numériques obtenus à l'aide de la stratégie proposée sont comparés à des résultats expérimentaux afin de valider la méthode. Plusieurs cas tests sont étudiés afin de montrer les capacités de l'approche à modéliser la propagation des fissures pour une structure en béton sous chargement. Des problèmes spécifiques au béton comme l'effet d'échelle, l'impact des armatures ou l'effet 3D sont adressés.