Thèse soutenue

Impact du chargement de traction et de la fissuration sur l'évaluation du coefficient de diffusion des chlorures dans des tirants en béton armé

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Auteur / Autrice : Amandine Asselin
Direction : Farid Benboudjema
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 20/12/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2022-....)
Référent : Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l’ingénierie et des systèmes (2020-….)
Jury : Président / Présidente : Myriam Carcassès
Examinateurs / Examinatrices : Ouali Amiri, David Conciatori, Thomas Sanchez
Rapporteurs / Rapporteuses : Ouali Amiri, David Conciatori

Mots clés

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Résumé

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Les chlorures, contenus dans les sels de déverglaçage ou dans les sels marins, peuvent pénétrer dans le béton et atteindre les armatures. Ceci pose problème car ils causent la corrosion des armatures en acier présentes dans le béton armé, impliquant la dégradation forte des structures. Pour quantifier la résistance du béton face à la pénétration des chlorures, le coefficient de diffusion des chlorures dans le béton peut être mesuré grâce à des essais de diffusion ou de migration. Néanmoins, dans la littérature, ces essais sont réalisés sur du béton sain, c'est-à-dire, ne contenant pas d'armature et non fissuré. Cependant, dans la réalité, le béton des structures comporte généralement des armatures, est fissuré et subit un chargement mécanique. Ainsi, les mesures du coefficient de diffusion effectuées ne sont pas représentatives du béton tel qu'il peut être trouvé dans une structure classique.Le premier objectif de cette thèse a été de développer un dispositif de mesure du coefficient de diffusion dans un tirant en béton armé, représentant une armature de pont et son enrobage, maintenu sous chargement mécanique et fissuré. Pour cela, des optimisations numérique et expérimentale ont permis d'adapter l'essai de migration classiquement trouvée dans la littérature pour intégrer une armature et une épaisseur de spécimen plus élevé. Un dispositif de maintien du chargement de traction a également été mis en place. Ceci a permis de montrer que la présence d'une fissure augmente le coefficient de diffusion et que plus la fissure est ouverte, plus le coefficient de diffusion est élevé. De même, le chargement, même s'il n'entraîne pas de fissuration, implique une augmentation du coefficient de diffusion.Le second objectif de la thèse a été de déterminer numériquement l'impact de différents paramètres de fissuration sur le coefficient de diffusion. Le transport par diffusion a ainsi été ajouté à un modèle lattice-particulaire déjà existant permettant une bonne représentation de la fissuration. Des simulations ont ensuite été réalisées en ajoutant progressivement de la tortuosité et de la constrictivité dans la fissure, ainsi qu'une armature dans le béton. Enfin, l'utilisation du modèle numérique a permis d'améliorer les résultats obtenus expérimentalement en fournissant une meilleure description de la fissure à l'intérieur du spécimen.