CARACTÉRISATION MULTI-ÉCHELLE DU COMPORTEMENT MÉCANIQUE DES STRUCTURES EN PISE

MULTISCALE CHARACTERISATION OF THE MECHANICAL BEHAVIOUR OF RAMMED EARTH STRUCTURES

• Auteur / Autrice : Mathieu Lecaille
• Direction : Jean-claude Morel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Inscription en doctorat le 13/11/2023
• Etablissement(s) : Vaulx-en-Velin, École nationale des travaux publics de l’État
• Ecole(s) doctorale(s) : MEGA - Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LTDS - Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes

Mots clés

Mots clés libres

Terre crue

Pisé

Dimensionnement

Raw earth

Rammed earth

Dimensioning

Résumé

Cette thèse se concentre sur la résolution des défis complexes liés à la compréhension des propriétés mécaniques du matériau pisé. Plusieurs défis essentiels sont abordés, contribuant chacun à une compréhension approfondie du comportement des matériaux granulaires compactés et de leurs implications sur l'intégrité structurelle. Un défi fondamental consiste à quantifier la dispersion attendue des propriétés mécaniques inhérentes aux diverses compositions de terre. Les matériaux granulaires présentent par nature des hétérogénéités intrinsèques, exigeant une quantification approfondie de ces variations pour garantir des prévisions précises et des pratiques d'ingénierie fiables. Les effets d'échelle, à l'échelle du matériau au contexte plus large des murs et des structures, constituent un autre aspect significatif de la recherche en cours. Comprendre la transition entre différentes échelles est primordial, compte tenu des hétérogénéités prévalant dans le pisé et de leur impact sur le comportement structurel. Répondre au besoin de protocoles de test appropriées en laboratoire est un aspect crucial de cette thèse. Développer des méthodologies de test précises adaptées au pisé dont le comportement mécanique dépend largement de la teneur en eau est essentiel pour des évaluations précises et des modèles prédictifs. De plus, la recherche englobe la quantification complète de la résistance des murs. Cela implique une considération holistique des défauts de compactage et de la distribution non uniforme de la teneur en eau, des facteurs cruciaux souvent négligés mais essentiels pour assurer la résilience et la stabilité des structures. En utilisant des techniques de laboratoire avancées, des analyses statistiques et une vaste revue de la littérature, cette thèse vise à apporter des avancées académiques et à combler le vide entre la compréhension théorique et les applications pratiques en génie civil. En fin de compte, l'objectif est de doter le domaine de méthodologies robustes et d'une compréhension approfondie du comportement mécanique des matériaux en terre pour des pratiques de construction plus sûres et plus résilientes.

Within the realm of civil engineering, this thesis focuses on unraveling the challenges embedded in understanding and harnessing the mechanical properties of rammed earth materials. Several pivotal challenges are being addressed, each contributing to a deeper comprehension of granular materials' behavior and its implications on structural integrity. One fundamental challenge involves quantifying the expected dispersion of mechanical properties inherent in diverse earth compositions. Granular materials, by their nature, exhibit intrinsic heterogeneities, demanding a thorough quantification of these variations to ensure accurate predictions and reliable engineering practices. Scaling effects from sample-scale observations to the broader context of walls and structures constitute another significant facet of the ongoing research. Understanding and navigating the transition between different scales is paramount, considering the heterogeneities prevalent in these materials and their impact on structural behavior. Addressing the need for appropriate testing procedures is a pivotal aspect of this thesis. Developing precise testing methodologies tailored for materials whose mechanical behavior hinges significantly on water content is crucial for accurate assessments and predictive models. Moreover, the research encompasses the comprehensive quantification of wall strength. This involves a holistic consideration of compaction defaults and non-uniform water content distribution, crucial factors often overlooked but essential in ensuring the resilience and stability of structures. By employing advanced laboratory techniques, statistical analysis, and extensive literature review, this thesis aims to contribute scholarly insights and bridge the gap between theoretical understanding and practical applications in civil engineering. Ultimately, the goal is to empower the field with robust methodologies and enhanced comprehension of earth materials' mechanical behavior for safer, more resilient construction practices.