Thèse soutenue

Modélisation de l'écaillage sous incendie des bétons par une approche thermo-hydro-mécanique du comportement : Analyse paramétrique des différents mécanismes d'occurence

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Ramez Baydoun
Direction : Fekri Meftah
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Civil
Date : Soutenance le 07/06/2019
Etablissement(s) : Rennes, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'ingénieur (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Comue : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Entreprise : Bouygues construction
Laboratoire : Laboratoire de génie civil et génie mécanique (LGCGM)
Jury : Président / Présidente : Panagiotis Kotronis
Examinateurs / Examinatrices : Fekri Meftah, Panagiotis Kotronis, Elhem Ghorbel, Alain Millard, Farid Benboudjema, Samy Guezouli
Rapporteurs / Rapporteuses : Elhem Ghorbel, Alain Millard

Résumé

FR  |  
EN

L'écaillage du béton sous incendie est une instabilité qui consiste en l'expulsion du matériau béton sous forme d'écailles à partir de la surface exposée au feu. L'analyse du phénomène d'écaillage nécessite comme préalable la compréhension et la caractérisation du comportement à chaud des bétons. Dans cette thèse, un modèle éléments finis THM est développé pour simuler le comportement à haute température, en particulier sous feu à développement rapide, de différents types de béton (dl béton ordinaire à ultra hautes performances). La partie thermo-hydrique du modèle THM est basée sur l'approche à trois fluides en milieux partiellement saturés. Pour assurer la stabilité numérique de modèle dans le cas de feu à développement rapide, nous avons choisi d'une manière pertinente les variables d'état TH pour contrôler la solution du modèle par éléments finis. Le modèle mécanique utilisé est un modèle d'endommagement de type Mazars modifié pour être adapté aux hautes températures. Ce modèle THM est enrichi par un modèle d'écaillage progressif en proposant différents critères de type détachement-flambement ou de type expulsion par flexion confinée. Cette modélisation de l'écaillage conduit à un problème avec frontière et conditions aux limites évolutives. Une stratégie sans remaillage a été développée pour transférer les conditions aux limites THM simultanément avec l'occurrence de l'écaillage. Le modèle est implanté dans le code aux éléments finis CAST3M. Une analyse comparative de différents critères explicatifs de l'occurrence de l'écaillage est menée évaluer leur pertinence et leur capacité à décrire le phénomène et à restituer les observations expérimentales pour différentes classes de béton et de type d'incendie.