Assas Recherche | Modélisation numérique du comportement des bétons de fibres métalliques sous des sollicitations multiaxiales tenant compte l'effet de l’orientation des fibres : application aux voussoirs du tunnel

Modélisation numérique du comportement des bétons de fibres métalliques sous des sollicitations multiaxiales tenant compte l'effet de l’orientation des fibres : application aux voussoirs du tunnel (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Vu Duc-Tam

Vu, Duc-Tam

Nom

Prénom

Duc-Tam

Nationalité

Date de soutenance : 16-12-2022

Directeur(s) de thèse : Toutlemonde François

Toutlemonde, François

Nom

Toutlemonde

Prénom

François

Etablissement de soutenance : Université Gustave Eiffel

Université Gustave Eiffel

Nom

Université Gustave Eiffel

Laboratoire : Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

Nom

Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

- Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

Nom

Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain (Marne-la-Vallée)

Ecole doctorale : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

Nom

École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

Informations générales

Discipline : Génie Civil
Classification : Physique

Mots-clés libres : Béton de fibres, Orientation des fibres, Modèle micromécanique, Voussoir préfabriqué
Mots-clés :

Béton de fibres
Tunnels -- Construction
Béton -- Fissuration
Micromécanique (ingénierie)

Résumé : Ce projet de thèse s'inscrit dans le contexte d'une optimisation des éléments préfabriqués en Béton de Fibres Métalliques (BFM) permettant de garantir une capacité portante post-fissuration au niveau structural en ajustant la quantité des fibres. L'utilisation du BFM dans l'industrie pendant des décennies présente une nécessité d'un outil de calcul numérique avancé qui permet de quantifier la contribution des fibres en tenant compte l'orientation anisotrope des fibres. Le modèle développé au cours de cette thèse décrit le comportement multiaxial du matériau sous des sollicitations quasi-statiques en enchaînant une phase écrouissante suivie d'une phase adoucissante. La loi du comportement est une fonction de la formulation du matériau, la densité et la distribution de l'orientation des fibres. En utilisant l'approche micromécanique, l'effet de l'orientation anisotrope des fibres est pris en compte au travers d'une loi de probabilité normale à deux variables. Le comportement écrouissant est présenté par un modèle d'endommagement élastique dont la rigidité homogénéisée du matériau bi-phasique est dégradée progressivement par une variable d'endommagement gouvernée par une fonction de chargement. La phase adoucissante reproduit la fissuration macroscopique du BFM par un modèle des fissures diffuses fixes. Le modèle analytique est intégré à un logiciel de calcul des structures par des éléments finis. Une campagne d'essais a été réalisée au sein du laboratoire EMGCU (Univ. Eiffel) avec les corps d'épreuve fabriqués à l'usine Bonna Sabla pour l'objectif de valider et calibrer le modèle développé. L'étude expérimentale consiste à cisailler deux séries des prismes entaillés de différentes tailles. L'orientation et la distribution des fibres aux corps d'épreuve ont été retrouvées par l'analyse numérique des images des sections critiques. La prévision du modèle a été confrontée aux résultats des essais de cisaillement. Le modèle présente sa capacité de reproduire de manière fiable le comportement écrouissant au tant que le comportement adoucissant du BFM sous des sollicitations complexes. Finalement, le modèle numérique proposé a été utilisé pour évaluer le fonctionnement d'un voussoir préfabriqué du lot 1 de la ligne du métro 16, projet de Grand Paris Express, en fonction de la distribution et de l'orientation des fibres. Cette étude d'application a répondu à la demande industrielle sur la prise en compte l'effet de l'orientation des fibres et suggéré une optimisation le dimensionnement du dosage des fibres. Le modèle développé au cours de cette thèse a contribué un outil prédictif sur le fonctionnement global d'un élément en BFM qui peut être qualifié vis-à-vis des méthodes ingénieries usuelles pour des structures simples. Des pistes d'amélioration et de complément développement ont été identifiées

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2022UEFL2055
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive