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Recherche - Valorisation

Interaction Feu/Ouvrages en béton armé dans le cas d'un incendie confiné: prédiction de la fissuration. Application à la problématique des installations nucléaires.

le 3 juillet 2009

Soutenance de thèse de doctorat d'Amor Boulkertous,ENS Cachan, Domaine :Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil

Résumé :

On présente dans cette thèse une nouvelle approche de modélisation par élément fini des structures en béton armé. Nous avons développé un élément fini encapsulé perrmettant de modéliser l'ouverture des fissures dans le béton, la plastification des aciers et prenant en compte la non linéarité du comportement de la liaison acier- béton (glissement et confinement) tout en gardant l'apparence d'un élément fini standard. Les outils clés permettant la prédiction de la fissuration du béton ainsi que la dégradation de la liaison acier-béton résident respectivement dans l'utilisation d'un enrichissement cinématique local (embedded discontinuity) et global (XFEM).On montre à travers plusieurs exemples que la modélisation du comportement de la liaison acier-béton est indispensable pour prédire correctement l'espacement et l'ouverture des fissures dans les structures en béton armé sous chargements mécaniques ou thermomécaniques sévères, grandeurs primordiales lorsqu'on veut évaluer la perméabilité au gaz par exemple.

Abstract:

In this work we present a novel approach to the finite element modelling of reinforced concrete structures that provides the full details of the behavior of each component: the concrete, the steel and the bond-slip, while keeping formally the same appearance as the classical finite element model. Each component constitutive behavior can be brought to nonlinear range, where we can consider creation of the fracture process zone accompanied by localized failure of concrete, the plastic yielding and failure of steel bars and bond slip at concrete steel interface accounting for confining pressure effects. The first key point which enables us to keep the standard finite element method appearance pertains to the corresponding enhanced representation of the strain field, where we take into account the local displacement discontinuity in the concrete part representing the cracks and the global bond slip failure connecting all the slips along a particular reinforcement bar. The incompatible modes are used for the former and the XFEM representation is used for the latter. Several numerical examples (mechanical and thermomechanical) are presented in order to illustrate   satisfying performance of the proposed methodology; and concluding remarks are given indicating the main benefits of the present approach.
Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan


Composition du jury:

Rapporteurs :
Nenad Bicanic, professeur - University of Glasgow, Ecosse
Eugen Brühwiller, professeur - EPFL, Suisse

Examinateurs :
Jean Marie Reynouard, professeur - INSA Lyon
Luc Davenne, maître de conférence - LMT, ENS Cachan

Directeur de thèse :
Adnan Ibrahimbegovic, professeur - LMT, ENS Cachan

Membres invités :
Jocelyne Lacoue, ingénieur IRSN
Georges Nahas, ingénieur IRSN
Jerôme Richard, ingénieur IRSN
François Tarallo, ingénieur IRSN
 

Laboratoire

lmt-cachan

École doctorale EDSP

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Mémoire de thèse

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