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Recherche - Valorisation

Etude expérimentale et modélisation de l'évolution des propriétés mécaniques au jeune âge dans les matériaux cimentaires

le 25 novembre 2009

Soutenance de thèse de doctorat de Lavinia Stefan,ENS Cachan, Domaine: Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil

L'objectif du présent travail est de développer un outil facile à utiliser qui est capable de prédire l'évolution au jeune âge et le comportement de matériaux cimentaires. Le code de calcul a été développé sous un environnement MATLAB. Des lois d'hydratation trouvées dans la littérature ont été implémentées, afin de générer des microstructures discrètes qui évoluent à partir du moment de l'eau - contact ciment jusqu'au moment auquel le degré d'hydratation final est atteint. La nécessité de modéliser une caractéristique intrinsèque des matériaux cimentaires - la prise - s'impose. Une approche, basée sur l'utilisation d'un algorithme de vérification de la connectivité de la partie solide dans les microstructures numériques est proposée. L'algorithme prend en compte explicitement le rôle de "colle" des hydrates et révèle un seuil du degré d'hydratation en dessous duquel la rigidité du matériau est négligeable. Des calculs analytiques, basés sur des modèles existants d'homogénéisation et des calculs par éléments finis, sont appliqués sur une microstructure hydratante discrète, et plus précisément sur le cluster de percolation donné par l'algorithme de percolation, afin de prédire les propriétés élastiques du matériau. Il est montré que tant que le rôle de cohésion joué par les hydrates n'est pas pris en compte, les résultats obtenus au jeune âge restent imprécis, en particulier pour faibles rapports eau - ciment. Une campagne expérimentale a été spécialement conçue afin d'évaluer la capacité prédictive des simulations numériques. Une partie des mesures qui ont été effectuées sont utilisées comme données d'entrée pour le modèle, d'autres sont utilisées pour valider le modèle. Plusieurs types de mesures de l'évolution des propriétés mécaniques et des déformations au jeune âge ont été testés et évalués pour leur capacité à capturer phénomène recherché.
Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan


Composition du jury:


A. Loukili (rapporteur), professeur, Institut GeM, Ecole Centrale de Nantes
A. Sellier (rapporteur), professeur, INSA Toulouse
B. Bissonnette (co-directeur de thèse), professeur, Université de Laval au canada
J. Marchand, professeur, Université de Laval au Canada
N. Burlion, professeur, Ecole Polytechnique de Lille
J-M. Torrenti (directeur de thèse), LCPC Paris
F. Benboudjema, maître de conférences, LMT, ENS Cachan
C. Boulay, chargé de recherche, LCPC Paris

Laboratoire

lmt-cachan

Mémoire de thèse


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