Thèse soutenue

Modélisation du comportement mécanique des bétons avec prise en compte des propriétés interfaciales : influence du durcissement
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Auteur / Autrice : Nesrine Salah
Direction : Anne-Sophie CaroMoulay Saïd El Youssoufi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et Génie Civil
Date : Soutenance le 14/12/2021
Etablissement(s) : IMT Mines Alès
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil. LMGC (Montpellier) - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil / LMGC
Jury : Président / Présidente : Rachid Zentar
Examinateurs / Examinatrices : Anne-Sophie Caro, Fabrice Bernard, Stéphane Morel, Céline Pélissou
Rapporteurs / Rapporteuses : Rachid Zentar, Fabrice Bernard

Résumé

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L'objectif de ce travail de thèse est de comprendre et caractériser les mécanismes locaux de déformations mis en jeu lors de la sollicitation jusqu'à rupture d'un échantillon de béton en compression. Ainsi, il s'agit d’établir une corrélation entre ces mécanismes locaux et la réponse macroscopique du matériau. Le béton est considéré comme un matériau multiphasique associant pâte, granulats et zones de transition interfaciale (ITZ). Compte tenu de ce caractère multiphasique, la sollicitation est localement multiaxiale. La compréhension des mécanismes locaux de déformation engendrés repose sur une modélisation numérique de l'essai réalisé. La construction d'un volume élémentaire représentatif (VER) au plus proche du matériau testé expérimentalement a fait l'objet d'une partie de cette thèse. Les modèles de zone cohésive sont adoptés pour décrire le comportement mécanique de l'interface pâte/granulat et de simuler la fissuration dans la pâte. L'identification des paramètres de ces modèles s'appuie sur des essais expérimentaux réalisés à l'échelle locale (caractérisation de l'interface pâte/granulat) et à l'échelle mésoscopique (caractérisation de la pâte).Cette modélisation numérique a ensuite été utilisée afin de déterminer les paramètres gouvernant l'initiation de l'endommagement ainsi que la résistance maximale. Une analyse de sensibilité a été réalisée par une méthode de criblage. Ce travail montre que l'endommagement est fortement affecté par la qualité d'interface pâte/granulat. Suivant la rigidité interfaciale, il s'initie au niveau de cette interface ou dans la pâte. La résistance maximale est quant à elle reliée à la contrainte cohésive en mode II dans la pâte de ciment.Ce modèle a été ensuite utilisé pour étudier les mécanismes d'endommagement et de rupture mis en jeu lors du durcissement du béton. Enfin, l'influence de la fraction de granulats sur le comportement pré-pic et post pic du béton est discutée.