Laurie BUFFO-LACARRIERE Benchmark CEOS.FR Comportement sous chargement monotone et thermo-hydrique Alain SELLIER Laurie BUFFO-LACARRIERE

I – Présentation générale du modèle THCM II – Etude du modèle simplifié sur COMSOL III – Application complète sur les voiles CIVAUX IV – Conclusions

Présentation générale du modèle Lois de comportement LMDC : 2 versions utilisées Cas Loi “stabilisée” dans CASTEM et ASTER Loi en cours de “développement” dans COMSOL Multiphysic Caractère unilatéral traité / direction principale : Endommagement anisotrope en traction Endommagement isotrope en traction Endommagement de compression isotrope (Drucker Pragger) Méthode de Hillerborgh (anisotrope) en traction comme en compression Méthode non locale différentielle En traction comme en compression Couplage avec le fluage et le retrait (poromécanique non saturée) Cas test : monotone poutre et voile, THM LCPC Cas test : THM jeune âge CIVAUX

Présentation générale du modèle Modèle de déformations différées Module visqueux consolidant Non linéaire : viscosité fonction de l’état de déformation Fluage propre Fluage total Modèle unique intégrant : Fluage propre traction / compression Retrait de dessiccation Fluage en dessiccation = conséquence

Présentation générale du modèle Modèle d’endommagement Traitement du caractère unilatéral Endo comp : Drucker Pragger en cont eff Endo tract : Rankine en cont effective (1) (2) (3) départ 2 longueurs / endo : lct : caractéristique lit : intégration (loc ou non loc)

I – Présentation générale du modèle THCM II – Etude du modèle simplifié sur COMSOL III – Application complète sur les voiles CIVAUX IV – Conclusions

Application COMSOL : Mur en cisaillement Objectif : Tester un modèle mécanique dans COMSOL pour les couplages multiphysiques Mur en cisaillement Simulation 2D, CL simplifiées

Application COMSOL : Poutre fléchie Poutre sollicitée en flexion Estimation des ouvertures de fissures par la discontinuité du champ de déplacement

Application COMSOL : Poutre fléchie Ouvertures comprises entre 50 μm et 1 mm

Application COMSOL : Poutre LCPC Poutre sollicitée sous chargement hydrique Ø = 0.164 Pas d’endommagement en surface  Relaxation par fluage Porosité variable Ø = 0.139 Variation de masse Flèches à mi-portée

I – Présentation générale du modèle THCM II – Etude du modèle simplifié sur COMSOL III – Application complète sur les voiles CIVAUX IV – Conclusions

Etude des voiles Civaux Géométrie 10 m - Calcul thermique : Voile + Radier + Sol => 14000 éléments Surfaces bleues en convection (voile et radier) - Calcul mécanique : Voile + Ferraillage => 8000 éléments Surface inférieure du voile bloquée (effet du radier)

Etude des voiles Civaux Présentation générale du modèle Cure Vent HR "Activation" hydrique Champ de teneur en eau ENV I RONNEMENT Clinker Consommation d’eau Champs de degrés d’hydratation Hydratation Production de chaleur Cendres volantes ... Activation thermique Champ de température MATERIAU Ensoleillement Vent Coffrages T extérieure

Etude des voiles Civaux Originalités du modèle Champ de température Champs de degrés d’hydratation Activation thermique Ciment Cendres volantes Ensoleillement Vent Coffrages Température extérieure ENV I RONNEMENT MATERIAU Champ de teneur en eau Activation hydrique Cure HR - Prise en compte explicite de l’effet de l’eau : Effet du E/C initial Effet de transferts d’eau avec l’environnement Champ de température Champ de teneur en eau Activation thermique Activation hydrique Ensoleillement Vent Coffrages Température extérieure Cure HR ENV I RONNEMENT MATERIAU Champs de degrés d’hydratation Ciment Cendres volantes - Calage simplifié : Seulement 3 paramètres de calage par composé Calage sur un essai Langavant (simple et normalisé) Champ de température Champ de teneur en eau Activation thermique Activation hydrique Ensoleillement Vent Coffrages Température extérieure Cure HR ENV I RONNEMENT MATERIAU Champs de degrés d’hydratation Ciment Cendres volantes - Prise en compte de liants composés : Loi cinétique propre à chaque composé (C, CV, FS, ..) Interaction clinker / additions minérales

Etude des voiles Civaux Application aux voiles Civaux B11 BHP

Etude des voiles Civaux Modèle de comportement thermomécanique jeune âge Modèle d’hydratation multiphasique Ecriture incrémentale (caractéristiques évolutives) Da DT E(a) eT Modèle de fluage Modèle d’endommagement anisotrope Fissuration précoce des structures ?

Etude des voiles Civaux Application : Voile Civaux BHP Effet du gradient de température Effet des conditions aux limites sxx (36 h) -3,3 MPa 1,1 MPa -2,5 MPa 4 MPa sxx (96 h)

Etude des voiles Civaux Application : Voile Civaux BHP Fissuration obtenue par le modèle à 96h -1,9 kN 4,8 kN Nxx (96 h) 1 dxx (96 h) Ouvertures calculées à partir de la discontinuité du champ de déplacement Fissuration observée sur le voile expérimental

Etude des voiles Civaux Application : Voile Civaux B11 Amorce de fissuration horizontale en pied de voile  Stoppée aux armatures -2 MPa 3 MPa sxx (52 h) 1 dxx (52 h)

Etude des voiles Civaux Effet des conditions aux limites Application : Voile Civaux B11 Effet des conditions aux limites 1 dxx (68 h) 1 Fissure 2 Fissure 1 dxx (78 h)

Etude des voiles Civaux Application : Voile Civaux B11 Fissuration obtenue par le modèle à 96h 1 Fissure 2 Fissure 1 dxx (78 h) -1,9 kN 23 kN Nxx (78 h) Ouvertures calculées à partir de la discontinuité du champ de déplacement Fissuration observée sur le voile expérimental

I – Présentation générale du modèle THCM II – Etude sous chargement monotone III – Etude sous chargement thermo-hydrique IV – Conclusions

Chargement thermique jeune âge Conclusions BILAN PERSPECTIVES Endommagement - Modèle simplifié testé avec succès sur chargement monotone - Amélioration de la résistance en cisaillement - Non local différentiel dans Castem ? Chargement hydrique - Couplages hydro-mécanique avec fluage et endommagement - Prise en compte des phénomènes d’hystérésis - Vérification des hypothèses sur le fluage en traction - Vérification du couplage retrait/fluage/endo Chargement thermique jeune âge - Prévision de la fissuration des voiles de Civaux - Couplage hydratation multiphasique/fluage/endo - Meilleure connaissance du retrait endogène - Comportement au très jeune âge

Laurie BUFFO-LACARRIERE Benchmark CEOS.FR Comportement sous chargement monotone et thermo-hydrique Alain SELLIER Laurie BUFFO-LACARRIERE