Méthode probabiliste générique de qualification de la durabilité / fiabilité du béton dans son environnement

Generic probabilistic method for Qualifying the Durability/Reliability of Concrete in Its Environment

• Auteur / Autrice : Nadare Matoiri Chaibati
• Direction : Abdessamad Kobi, David Bigaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 23/09/2020
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : LARIS. Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes / LARIS
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Duprat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ridha Hambli, Laurent Izoret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelkhalak El Hami, Laurence Curtil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optimisation des structures

Mouvement brownien, Processus de

Béton -- Détérioration

Matériaux -- Biodégradation

Mots clés libres

Durabilité

Approche performantielle

Béton

Essais accélérés et sévérisés

Processus de Wiener

Durability

Performance-based approach

Concret

Accelerated tests

Wiener Model

Optimization

Résumé

L’évolution des techniques de construction, l’innovation et la prise en compte des normes environnementales poussent les acteurs du domaine de la construction à proposer des matériaux performants et innovants pour la construction des bâtiments et des différentes infrastructures dans le monde. Le matériau béton reste de nos jours le plus utilisé dans le domaine de la construction. La normalisation de la formulation des bétons se base généralement sur des règles prescriptives tenant compte du rapport Eau/Ciment,de la classe de résistance minimale, de la teneur minimale en ciment, teneur minimal en air, etc.Cette méthode prescriptive reste satisfaisante mais doit être complétée par une autre alternative permettant de prendre en compte l’utilisation de composition de béton non mentionnée dans la norme. Ainsi, l’approche performancielle de la durabilité du béton a été proposée.Le principe est de permettre la fabrication d’un béton avec une formule différente de celle de la norme tout en montrant qu’elle est aussi performante que celle de la norme. Cette démonstration de performance passe par l’utilisation des indicateurs de durabilité et des essais performanciels. Les résultats des essais réalisés sur la nouvelle formulation de béton pourront montrer si sa performance est égale ou supérieure à celle de la norme. Le problème se pose sur le nombre d’essais à réaliser afin de garantir la performance du béton. Dans cette thèse, une méthode générique de qualification de la Durabilité/Fiabilité du béton avec un plan d’essais optimisé est proposée pour différents types d’environnement. Cette méthode permet d’estimer la Durabilité/Fiabilité du béton dans son environnement avec une garantie donnée et une statistique des essais à réaliser. Le processus de Wiener est utilisé afin de modéliser les processus de dégradation dans le béton. Une application de la méthode est réalisée pour le cas d’un béton soumis à la carbonatation.

The evolution of construction techniques, innovation and the environmental consideration standards are driving construction players to offer efficient and innovative materials for the construction of buildings and various infrastructures around the world. The material remains the most widely used in the construction industry today.Concrete standardization is generally based on prescriptive rules that take into account the Water/Cement ratio, the minimum resistance class, the minimum cement content, minimum air content, etc. This prescriptive method remains satisfactory but must be supplemented by another alternative to take into account the use of concrete composition not mentioned in the standard. Thus, the performance-based approach to concrete durability has been proposed. The aimis to allow the manufacture of concrete with a different formula than the standard while showing that it is as efficient as that of the standard. This performance demonstration involves the use of durability indicators and performance tests.The results of the tests carried out on the new concrete formulation will show whether its performance is equal to or above that of the standard. The problem arises in the number of tests to be carried out in order to guarantee the performance of the concrete. In this thesis, a generic method of qualifying the durability/Reliability of concrete with an optimized test plan is proposed for different types of environments. This method allows to estimate the durability/reliability of concrete in its environment with a given guarantee and a statistic of the tests to be carried out. The Wiener process is used to model degradation processes in concrete.An application of the method is carried out for the case of a concrete subject to carbonation