Thèse soutenue

Etude expérimentale et modélisation numérique du comportement dynamique de bétons à ultra-hautes performances sous chargement d’impact

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Auteur / Autrice : Maria Celeste Blasone
Direction : Pascal Forquin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
Date : Soutenance le 24/03/2021
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sols, solides, structures - risques (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : François Toutlemonde
Examinateurs / Examinatrices : Magali Arlery-Genetier, Jean-Luc Hanus
Rapporteurs / Rapporteuses : Marco Di Prisco, Jaap Weerheijm

Résumé

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Cette thèse présente des recherches expérimentales et numériques sur les Bétons à Ultra-Hautes Performances (BHUP) en vue de favoriser leur application technique en tant que structures de protection. Le modèle couplé DFHcoh-KST, décrivant à la fois le comportement confiné et l'endommagement en traction, est sélectionné pour simuler un problème d'impact aux éléments finis (FE) Abaqus/Explicit. Les paramètres matériaux sont identifiés pour deux formulations de Ductal® avec fibres utilisant des techniques expérimentales existantes: tels que les essais de compression quasi-oedométrique (Q-OC), les essais de flexion et les essais d'écaillage à la barre de Hopkinson. L'étude du comportement en traction des BUHP est ensuite étendue à des vitesses de déformation de 103 à 104 s-1 grâce à des essais d'impact sur plaque. Une technique expérimentale novatrice utilisant un système de ‘pulse-shaping’ permettant une vitesse de chargement constante dans l'échantillon est conçue par simulation numérique et expérimentée en utilisant le lanceur à gaz installé au laboratoire 3SR. De plus une modélisation du processus de fragmentation sous chargement de traction dynamique a été développée à l'aide d'approches continue et discrète en se basant sur des analyses par tomographie aux rayons X des distributions des pores des BUHP. Ces travaux de modélisation permettent d'expliciter le rôle de la microstructure sur la sensibilité à la vitesse de déformation de la résistance à la traction et de la densité de fissures générée dans les matériaux étudiés.