Soutenance Clb
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Strategies et Modeles de Calculs pourStructures en Beton
Christian La Borderie
Laboratoire de Sciences Appliquees au Genie CivilUniversite de Pau et des Pays de l’Adour
18 Decembre 2003
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionLes enjeux du calcul de structures en genie civilModelisation du comportement non lineaire des structuresbetonLes moyens necessaires aux calculs de structures
Modelisation de l’endommagement mecaniqueIntroduction des effets de la vitesse des deformationsModelisation de l’anisotropie induiteQuelques elements d’une nouvelle approche
Approches multi-echelles dans la modelisation des couplagesIntroductionPassage macro - microPassage micro - macro
Conclusions et perspectives
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les enjeux du calcul de structures en genie civil
Enjeux
Participer a la conception destructures exceptionnelles.
Completer la reglementationlorsqu’elle est
Incomplete.Defaillante.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les enjeux du calcul de structures en genie civil
Enjeux
Participer a la conception destructures exceptionnelles.
Completer la reglementationlorsqu’elle est
Incomplete.Defaillante.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les enjeux du calcul de structures en genie civil
Enjeux
Participer a la conception destructures exceptionnelles.
Completer la reglementationlorsqu’elle est
Incomplete.Defaillante.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les enjeux du calcul de structures en genie civil
Enjeux
Participer a la conception destructures exceptionnelles.
Completer la reglementationlorsqu’elle est
Incomplete.Defaillante.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les enjeux du calcul de structures en genie civil
Enjeux
Participer a la conception destructures exceptionnelles.
Completer la reglementationlorsqu’elle est
Incomplete.Defaillante.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Differentes echelles de representation
Constituants du beton
Le beton est par natureheterogene
Modelisation du beton a uneechelle “microscopique”
Modelisation du beton a uneechelle “macroscopique”
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Differentes echelles de representation
Constituants du beton
Le beton est par natureheterogene
Modelisation du beton a uneechelle “microscopique”
Modelisation du beton a uneechelle “macroscopique”
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Differentes echelles de representation
Constituants du beton
Le beton est par natureheterogene
Modelisation du beton a uneechelle “microscopique”
Modelisation du beton a uneechelle “macroscopique”
Echelle de representation “macrosco-pique”
Statistiquement representativedu comportement mecanique
Compatible avec la taille desstructures et les moyens decalculs
Trois fois la taille de la plusgrosse heterogeneite
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Degradation du beton sous chargement mecanique
Sous l’effet de sollicitations
Le materiau “vierge” estmicrofissure.
Le beton se microfissure.
Les deformations se localisent etforment des macrofissures.
La degradation du materiau etla localisation des deformationsdeterminent le comportement dela structure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Degradation du beton sous chargement mecanique
Sous l’effet de sollicitations
Le materiau “vierge” estmicrofissure.
Le beton se microfissure.
Les deformations se localisent etforment des macrofissures.
La degradation du materiau etla localisation des deformationsdeterminent le comportement dela structure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Degradation du beton sous chargement mecanique
Sous l’effet de sollicitations
Le materiau “vierge” estmicrofissure.
Le beton se microfissure.
Les deformations se localisent etforment des macrofissures.
La degradation du materiau etla localisation des deformationsdeterminent le comportement dela structure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Degradation du beton sous chargement mecanique
Sous l’effet de sollicitations
Le materiau “vierge” estmicrofissure.
Le beton se microfissure.
Les deformations se localisent etforment des macrofissures.
La degradation du materiau etla localisation des deformationsdeterminent le comportement dela structure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Comportement uniaxial du beton
Essai PIED (Mazars, Berthaud etRamtani)
L’ajout de barres en aluminiumcollees sur le beton permet d’obte-nir une structure a ecrouissage po-sitif et d’eviter ainsi la localisationdes deformations
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Comportement uniaxial du beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Comportement uniaxial du beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Comportement uniaxial du beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les moyens necessaires aux calculs de structures
Il faudrait
Un modele utilisable dans tousles cas.
Maıtriser la localisation desdeformations.
Identification simple desparametres.
Pouvoir coupler avec d’autrephenomenes physiques.
Moyens
Endommagement.
Deformations anelatiques.
Effets unilateraux.
Effets de la vitesse desdeformations.
Anisotropie.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les moyens necessaires aux calculs de structures
Il faudrait
Un modele utilisable dans tousles cas.
Maıtriser la localisation desdeformations.
Identification simple desparametres.
Pouvoir coupler avec d’autrephenomenes physiques.
Moyens
Au niveau materiel (NonLocal, Gradient,Visco-endommagement. . . )
Au niveau structurel(Fissuration fictive, Hiller-borg)
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les moyens necessaires aux calculs de structures
Il faudrait
Un modele utilisable dans tousles cas.
Maıtriser la localisation desdeformations.
Identification simple desparametres.
Pouvoir coupler avec d’autrephenomenes physiques.
Moyens
Petit nombre deparametres
Identification aisee a partird’essais simples
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
EnjeuxModelisationsMoyens
Les moyens necessaires aux calculs de structures
Il faudrait
Un modele utilisable dans tousles cas.
Maıtriser la localisation desdeformations.
Identification simple desparametres.
Pouvoir coupler avec d’autrephenomenes physiques.
Moyens
Enrichissement macro -micro (couplageendommagement-ecoulement)
Passage micro - macro(couplage thermique-endommagement)
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Introduction des effets de la vitesse des deformationsThese de .J.F. Dube
Objectifs de la modelisation
Effets de la vitesse des deformations
Regularisation du probleme dynamique
Influence sur la reponse dynamique
Calculs aux soufflesCalculs sismiques
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Effets de la vitesse des deformations
Constatations experimentales
La resistance du beton dependde la vitesse de sollicitation.
Les modifications sont sensiblesa partir de vitesses de l’ordre de10−2S−1
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Effets de la vitesse des deformations
Constatations experimentales
La resistance du beton dependde la vitesse de sollicitation.
Les modifications sont sensiblesa partir de vitesses de l’ordre de10−2S−1
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 31: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/31.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele standard
L’evolution des variablesd’ecrouissage Ak est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk), Vk : variablesinternes
Ak = λ ∂F∂Vk
ou λ estdetermine par la conditionde consistanceF = 0, F = 0
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 42: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/42.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modification de l’equation de consistance
Modele Visco-endommageable
L’ecrouissage est determinepar :
La fonction seuilF (σ, ε,Vk)
Ak = λ ∂F∂Vk
Ou λ estdetermine par la conditiond’ecoulementλ = 1
m< FF0
>+N
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 43: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/43.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Identification de l’effet de vitesse (Modele unilateral)
λ =1
m<
F
F0>+
N
(1)
avec F0 valeur initiale de lafonction seuil, m et N deuxparametres a identifier.
Application au modele uni-lateral
En traction :m = 130S et N = 0, 2
En compression :m = 6000S et N = 0, 2
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Regularisation du probleme dynamique.
Propagation d’onde uniaxiale
Un milieu uniaxial estsollicite par un echelon eneffort d’intensite egale au3/4 de sa resistance.
L’onde se propage etdouble en intensitelorsqu’elle se reflechit surl’encastrement.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Regularisation du probleme dynamique.
Propagation d’onde uniaxiale
Un milieu uniaxial estsollicite par un echelon eneffort d’intensite egale au3/4 de sa resistance.
L’onde se propage etdouble en intensitelorsqu’elle se reflechit surl’encastrement.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Regularisation du probleme dynamique
Propagation d’onde uniaxiale
Les resultats du calculsans effet de vitesse nesont pas objectifs.
L’introduction de l’effet devitesse permet d’obtenirdes resultats objectifs.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Regularisation du probleme dynamique
Propagation d’onde uniaxiale
Les resultats du calculsans effet de vitesse nesont pas objectifs.
L’introduction de l’effet devitesse permet d’obtenirdes resultats objectifs.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Experience Pontiroli (CEG)
Dalle Circulaire en betonarme de 1, 2m de portee.
Sollicitation par unsouffle.
Montee en pression en10−5S , descente en 0, 2S .
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Experience Pontiroli (CEG)
Dalle Circulaire en betonarme de 1, 2m de portee.
Sollicitation par unsouffle.
Montee en pression en10−5S , descente en 0, 2S .
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Experience Pontiroli (CEG)
Dalle Circulaire en betonarme de 1, 2m de portee.
Sollicitation par unsouffle.
Montee en pression en10−5S , descente en 0, 2S .
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Calcul dynamique explicite
Modelisation par deselements de coquesmulticouches enaxisymetrique.
Vitesses de deformationmaximales constateesεmax ' 10S−1
Influence de l’effet de vi-tesse,sur la reponse de lastructure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Calcul dynamique explicite
Modelisation par deselements de coquesmulticouches enaxisymetrique.
Vitesses de deformationmaximales constateesεmax ' 10S−1
Influence de l’effet de vi-tesse,sur la reponse de lastructure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Structure soumise a un souffle
Calcul dynamique explicite
Modelisation par deselements de coquesmulticouches enaxisymetrique.
Vitesses de deformationmaximales constateesεmax ' 10S−1
Influence de l’effet de vi-tesse,sur la reponse de lastructure.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calculs sismiques
Projet CASSBA
Maquette d’un imeuble de8 etages a voiles porteursa l’echelle 1/3
Accelerogramme de Nicenorme a 0, 36g
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calculs sismiques
Projet CASSBA
Maquette d’un imeuble de8 etages a voiles porteursa l’echelle 1/3
Accelerogramme de Nicenorme a 0, 36g
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calculs sismiques
Calculs
Elements de poutresmulticouches (EFiCoS)avec modelisation ducontact
Champd’endommagement
Deplacement en tete
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calculs sismiques
Calculs
Elements de poutresmulticouches (EFiCoS)avec modelisation ducontact
Champd’endommagement
Deplacement en tete
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calculs sismiques
Calculs
Elements de poutresmulticouches (EFiCoS)avec modelisation ducontact
Champd’endommagement
Deplacement en tete
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
La methode appliquee permet
de prendre en compte l’effetdes vitesses de deformations
de regulariser le problemedynamique
d’utiliser tout type de modeled’endommagement
Remarques
Pour des chargementsrapides tels que les soufflesou les chocs.
L’effet n’est pas visible en dy-namique lente
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
La methode appliquee permet
de prendre en compte l’effetdes vitesses de deformations
de regulariser le problemedynamique
d’utiliser tout type de modeled’endommagement
Remarques
Effectif en dynamique rapide.
Ameliore la rapidite deconvergence en dynamiquelente mais n’est pas suffisantpour assurer l’objectivite duresultat.
Les discretisations spatiale ettemporelle doivent etrecompatibles avec l’onde dechoc generee par lafissuration.
Inefficace sous chargementstatique.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
La methode appliquee permet
de prendre en compte l’effetdes vitesses de deformations
de regulariser le problemedynamique
d’utiliser tout type de modeled’endommagement
Remarques
Modele unilateral (implantedans la version clientCASTEM 2000) et EFiCoS
Modele de J. MAZARS.
Modele de F. RAGUENEAU.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie induite : These S. Fichant
Constatations
La microfissuration puis la macrofissuration ont desorientations privilegiees en fonction de la sollicitation.
Il y a autant d’anisotropies que d’effets a mesurer ! ! :Endommagement (raideur), deformations anelatiques, . . .
Les resultats experimentaux permettant de mesurerl’anisotropie induite de l’endommagement sont tres peunombreux.
En fonction de l’echelle d’observation, l’anisotropie peut etrerepresentee au niveau materiel ou structurel.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Representation d’un milieu fissureΩ
Fissure reelle a l’echelle“macroscopique”
Champ d’endommagementcompatible avec la fissuration
Conditions sur ∂Ω compa-tibles avec 2 echelles demodelisation
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Representation d’un milieu fissureΩ
Fissure reelle a l’echelle“macroscopique”
Champ d’endommagementcompatible avec la fissuration
Conditions sur ∂Ω compa-tibles avec 2 echelles demodelisation
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Representation d’un milieu fissureΩ
Fissure reelle a l’echelle“macroscopique”
Champ d’endommagementcompatible avec la fissuration
Conditions sur ∂Ω compa-tibles avec 2 echelles demodelisation
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 67: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/67.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Experience numerique
Champ d’endommagementisotrope
Sollicitation sur ∂Ω genereepar une contrainte normaleorientee par un vecteurtournant ~n
Mesure de la raideur relativequand ~n varie
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Experience numerique
Champ d’endommagementisotrope
Sollicitation sur ∂Ω genereepar une contrainte normaleorientee par un vecteurtournant ~n
Mesure de la raideur relativequand ~n varie
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie structurelle
Experience numerique
Champ d’endommagementisotrope
Sollicitation sur ∂Ω genereepar une contrainte normaleorientee par un vecteurtournant ~n
Mesure de la raideur relativequand ~n varie
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie materielle
Principe
Representation del’anisotropie induite auniveau du modele materiel
Difficultes
Solution adoptee
Par
Des deformationsanelastiques anisotropes
Un endommagement ortho-trope
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie materielle
Principe
Representation del’anisotropie induite auniveau du modele materiel
Difficultes
Solution adoptee
Modelisation conjointe
des deformationsanelastiques
de l’anisotropie
des effets unilateraux
Creation et modification des direc-tions d’anisotropie en fonction dela sollicitation
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Modelisation de l’anisotropie materielle
Principe
Representation del’anisotropie induite auniveau du modele materiel
Difficultes
Solution adoptee
Modele de Stephanie Fichant
Creation d’une famille demodeles : isotrope +orthotrope
Couplage avec la plasticite
Formulation variationnellemenant au tenseur elastiquesecant
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Deformations anelastiques
Modele de Nadaı
Fonction seuil calculee apartir des contrainteseffectives σ
Critere de Nadaı : DeuxDrucker-Prager Assembles F1
et F2 ayant la meme forme :
Fi =√
23J ′2 + Ai
I ′13 − Biw
Avec
σij = C 0ijkl
(εij − εp
ij
)et C 0
ijkl : l’operateur secant dumateriau vierge
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Deformations anelastiques
Modele de Nadaı
Fonction seuil calculee apartir des contrainteseffectives σ
Critere de Nadaı : DeuxDrucker-Prager Assembles F1
et F2 ayant la meme forme :
Fi =√
23J ′2 + Ai
I ′13 − Biw
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Deformations anelastiques
Modele de Nadaı
Fonction seuil calculee apartir des contrainteseffectives σ
Critere de Nadaı : DeuxDrucker-Prager Assembles F1
et F2 ayant la meme forme :
Fi =√
23J ′2 + Ai
I ′13 − Biw
Avec
I ′1 : Premier invariant de σJ ′2 : Second invariant du deviateurde σw : Variable d’ecrouissageAi et Bi i = 1, 2, parametres dumodele
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Cinematiques d’endommagement
Endommagement
σijnj =(1− d
(−→n ))σijnj
Isotrope :1− d (~n) = 1− DD est un scalaire
Orthotrope :1− d
(−→n )=
∥∥(Id − D)−→n∥∥
D est un tenseur d’ordre 2.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Cinematiques d’endommagement
Endommagement
σijnj =(1− d
(−→n ))σijnj
Isotrope :1− d (~n) = 1− DD est un scalaire
Orthotrope :1− d
(−→n )=
∥∥(Id − D)−→n∥∥
D est un tenseur d’ordre 2.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Evolution de l’endommagement
Regles
L’endommagementevolue avec lesextensions
L’incrementd’endommagement ala meme base propreque l’increment dedeformations
Maıtrise de l’energie defissuration
Deformation equivalente
Modele isotrope :
ε =√〈εe
1〉2+ + 〈εe
2〉2+ + 〈εe
3〉2+
Modele anisotrope :ε (~n) = niε
eijnj
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Evolution de l’endommagement
Regles
L’endommagementevolue avec lesextensions
L’incrementd’endommagement ala meme base propreque l’increment dedeformations
Maıtrise de l’energie defissuration
Evolutions
si ε > εd0 alorsdDii =εd0
ε2ii
(1 + Bt εii ) exp (Bt (εd0 − εii )) d εii
∆Dii =∫ εii+∆εii
εiid εii
∆Dii > 0
Bt = h ftGf
, h :taille de l’element.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Evolution de l’endommagement
Regles
L’endommagementevolue avec lesextensions
L’incrementd’endommagement ala meme base propreque l’increment dedeformations
Maıtrise de l’energie defissuration
Evolutions
si ε > εd0 alorsdDii =εd0
ε2ii
(1 + Bt εii ) exp (Bt (εd0 − εii )) d εii
∆Dii =∫ εii+∆εii
εiid εii
∆Dii > 0
Bt = h ftGf
, h :taille de l’element.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Endommagement indirect en compression
Regles
La fissuration de developpe dans lesdirections orthogonales a l’axe desollicitation.
Les extensions sont generatricesd’endommagement.
L’endommagement a un effet directD sur la traction.
L’endommagement a un effetindirect Dc sur la compression.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Endommagement indirect en compression
Regles
La fissuration de developpe dans lesdirections orthogonales a l’axe desollicitation.
Les extensions sont generatricesd’endommagement.
L’endommagement a un effet directD sur la traction.
L’endommagement a un effetindirect Dc sur la compression.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Endommagement indirect en compression
Regles
La fissuration de developpe dans lesdirections orthogonales a l’axe desollicitation.
Les extensions sont generatricesd’endommagement.
L’endommagement a un effet directD sur la traction.
L’endommagement a un effetindirect Dc sur la compression.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Endommagement indirect en compression
Regles
La fissuration de developpe dans lesdirections orthogonales a l’axe desollicitation.
Les extensions sont generatricesd’endommagement.
L’endommagement a un effet directD sur la traction.
L’endommagement a un effetindirect Dc sur la compression.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Identification de l’endommagement indirect
A Partir d’un essai de compression
Mesure des extensionselastiques.
Calcul de l’endommagementD correspondant.
Mesure de l’endommagementindirect Dc
Identification de la relationDc en fonction de D
Dc = Dβ
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Identification de l’endommagement indirect
A Partir d’un essai de compression
Mesure des extensionselastiques.
Calcul de l’endommagementD correspondant.
Mesure de l’endommagementindirect Dc
Identification de la relationDc en fonction de D
Dc = Dβ
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Identification de l’endommagement indirect
A Partir d’un essai de compression
Mesure des extensionselastiques.
Calcul de l’endommagementD correspondant.
Mesure de l’endommagementindirect Dc
Identification de la relationDc en fonction de D
Dc = Dβ
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Recapitulation
Endommagement dans sabase propre
D
D1 0 00 D2 00 0 D3
1− d
(−→n )=
∥∥(Id − D)−→n∥∥
Effet sur la compression
Dc
(
D2+D32
)β0 0
0(
D3+D12
)β0
0 0(
D1+D22
)β
1− dc
(−→n )=
∥∥(Id − Dc)−→n
∥∥
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Recapitulation
Calcul de la pseudo-contrainte τ
σij = C 0ijkl
(εij − εp
ij
)τijnj =
(1− d
(−→n ))σ+
ij nj +(1− dc
(−→n ))σ−
ij nj
Attention ! !
Le tenseur resultant n’est passymetrique.
La matrice secante n’est passymetrique : Violation du pre-mier principe de la thermody-namique
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Calcul de l’operateur elastique
Principe
On cherche la relationelastique la plus proche de laprecedente verifiant lesproprietes de symetrieessentielles.
On utilise une formulationvariationnelle inspiree desmodeles microplans
sur la sphere unitaire Ω
σijε∗ij
∫Ω
dΩ =
∫Ω
τijnjε∗ijnjdΩ
∀ε∗tq ε∗ij = ε∗ji
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Applications cas test Benchmark MECA.Poutre en flexion trois points
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Applications cas test Benchmark MECA.Poutre en flexion trois points
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![Page 93: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/93.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Applications cas test Benchmark MECA.Poutre en flexion trois points
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 94: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/94.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Applications cas test Benchmark MECA.Poutre en flexion trois points
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![Page 95: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/95.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
chargement
1. on charge l’eprouvette entraction jusqu’a δn = 200µma Ps = 0
2. on decharge jusqua Pn = 0
3. on charge en cisaillementjusqu’a δs = 150µm
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
sensibilite des resultats vis a vis dumaillage
Utilisation de deux maillagesavec le modele isotrope
Comparaison des reponsesglobales en traction
Comparaison des champsd’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
sensibilite des resultats vis a vis dumaillage
Utilisation de deux maillagesavec le modele isotrope
Comparaison des reponsesglobales en traction
Comparaison des champsd’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
sensibilite des resultats vis a vis dumaillage
Utilisation de deux maillagesavec le modele isotrope
Comparaison des reponsesglobales en traction
Comparaison des champsd’endommagement
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![Page 99: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/99.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
sensibilite des resultats vis a vis dumaillage
Utilisation de deux maillagesavec le modele isotrope
Comparaison des reponsesglobales en traction
Comparaison des champsd’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Tests de Nooru-Mohamed : Traction Cisaillement
sensibilite des resultats vis a vis dumaillage
Utilisation de deux maillagesavec le modele isotrope
Comparaison des reponsesglobales en traction
Comparaison des champsd’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
isotrope - anisotropeexperience - anisotropeexperience - anisotropeNantesexperience - isotropeNantesTous les participants
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
isotrope - anisotropeexperience - anisotropeexperience - anisotropeNantesexperience - isotropeNantesTous les participants
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
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![Page 103: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/103.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
isotrope - anisotropeexperience - anisotropeexperience - anisotropeNantesexperience - isotropeNantesTous les participants
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
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![Page 104: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/104.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
isotrope - anisotropeexperience - anisotropeexperience - anisotropeNantesexperience - isotropeNantesTous les participants
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 105: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/105.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
isotrope - anisotropeexperience - anisotropeexperience - anisotropeNantesexperience - isotropeNantesTous les participants
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
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![Page 106: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/106.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 107: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/107.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 108: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/108.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Comparaison isotrope anisotropeexperience
Courbes Pn − δn
Courbes Ps − δs isotrope -anisotrope
Endommagement final
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![Page 109: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/109.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Points a considerer
Anisotropie structurelle
Deformations anelastiques
Anisotropie materielle
Le modele propose
Remarques
Semble suffisante pourrepresenter la pluspart descas.
La fissuration doit etreorganisee
La prise en compte des effetsunilateraux est necessaire
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 110: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/110.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Points a considerer
Anisotropie structurelle
Deformations anelastiques
Anisotropie materielle
Le modele propose
Remarques
Doivent etre necessairementanisotropes.
Representation de l’essai decompression.
Redistributions de contraintesapres endommagement.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 111: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/111.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Points a considerer
Anisotropie structurelle
Deformations anelastiques
Anisotropie materielle
Le modele propose
Remarques
Modeles encore tropcomplexes pour etre exploitesindustriellement
Necessite a demontrerexperimentalement sur desessais simples (compressionpuis traction)
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 112: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/112.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Points a considerer
Anisotropie structurelle
Deformations anelastiques
Anisotropie materielle
Le modele propose
Remarques
Est un des seuls modelesd’endommagementanisotrope unilateral couple ala plasticite exploite.
Le couplage avec la plasticiteet l’energie de fissurationsont mal maıtrises.
Identification delicate des pa-rametres.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 113: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/113.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Quelques elements d’une nouvelle approche.These M. Matallah
Introduction
Aucun modele d’endommagement n’est capable d’affrontertoutes les situations
Le modele de Mazars reste le plus fiable et le plus utilise
Ce modele possede un certain nombre de lacunes
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 114: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/114.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Quelques elements d’une nouvelle approche.These M. Matallah
Introduction
Aucun modele d’endommagement n’est capable d’affrontertoutes les situations
Le modele de Mazars reste le plus fiable et le plus utilise
Ce modele possede un certain nombre de lacunes
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 115: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/115.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Quelques elements d’une nouvelle approche.These M. Matallah
Introduction
Aucun modele d’endommagement n’est capable d’affrontertoutes les situations
Le modele de Mazars reste le plus fiable et le plus utilise
Ce modele possede un certain nombre de lacunes
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 116: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/116.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Objectifs
Observations
Les effets unilateraux sontlies aux ouvertures etfermetures de micro-fissures
Deformations anelastiquesrepresentent l’OuvertureUnitaire des microFissures(OUF)
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
Consequences
L’endommagement doit etreactive ou desactive par lesouvertures de microfissures
l’OUF active ou desactivel’endommagement
l’OUF donne l’effet aniso-trope de l’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Objectifs
Observations
Les effets unilateraux sontlies aux ouvertures etfermetures de micro-fissures
Deformations anelastiquesrepresentent l’OuvertureUnitaire des microFissures(OUF)
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
Consequences
L’endommagement doit etreactive ou desactive par lesouvertures de microfissures
l’OUF active ou desactivel’endommagement
l’OUF donne l’effet aniso-trope de l’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Objectifs
Observations
Les effets unilateraux sontlies aux ouvertures etfermetures de micro-fissures
Deformations anelastiquesrepresentent l’OuvertureUnitaire des microFissures(OUF)
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
Consequences
L’endommagement doit etreactive ou desactive par lesouvertures de microfissures
l’OUF active ou desactivel’endommagement
l’OUF donne l’effet aniso-trope de l’endommagement
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Moyens
On utilise le principe dumodele de F. Ragueneau
Relation uniaxiale
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Moyens
On utilise le principe dumodele de F. Ragueneau
Relation uniaxiale
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
σ = E (1− D) ε + ED (ε− εouf )
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Moyens
On utilise le principe dumodele de F. Ragueneau
Relation uniaxiale
L’anisotropie de l’endomma-gement est liee a l’orientationdes microfissures
σ = Eε− EDεouf
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Campagne experimentale
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
On manque cruellement deresultats experimentaux sur lecomportement uniaxial cyclique
traction puis compressioncompression puis traction
L’essai PIED est trop delicat amettre en oeuvre
Les essais de traction directepeuvent etre alternes mais noncycliques
Essai PIEL : Pour Indentifier l’En-dommagement Localise
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Campagne experimentale
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
On manque cruellement deresultats experimentaux sur lecomportement uniaxial cyclique
traction puis compressioncompression puis traction
L’essai PIED est trop delicat amettre en oeuvre
Les essais de traction directepeuvent etre alternes mais noncycliques
Essai PIEL : Pour Indentifier l’En-dommagement Localise
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Campagne experimentale
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
On manque cruellement deresultats experimentaux sur lecomportement uniaxial cyclique
traction puis compressioncompression puis traction
L’essai PIED est trop delicat amettre en oeuvre
Les essais de traction directepeuvent etre alternes mais noncycliques
Essai PIEL : Pour Indentifier l’En-dommagement Localise
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Campagne experimentale
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
On manque cruellement deresultats experimentaux sur lecomportement uniaxial cyclique
traction puis compressioncompression puis traction
L’essai PIED est trop delicat amettre en oeuvre
Les essais de traction directepeuvent etre alternes mais noncycliques
Essai PIEL : Pour Indentifier l’En-dommagement Localise
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Prototype essai PIEL
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Prototype essai PIEL
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Visco-endommagementAnisotropieNouvelle approche
Conclusions
Resultats
Modelisation
Campagne experimentale
A la fin du doctorat de M. Matallah
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Approches multi-echelles dans la modelisation descouplages
Phenomene modelise
Comportement mecaniquemacrocopique
Ecoulement dans unemacrofissure
Endommagement thermique
Dimensions caracteristiques
Trois fois la taille du plusgros granulat ≈ 10cm
Ouverture de fissure≈ 0, 1mm
Taille du plus petit granulat≈ 1mm
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Approches multi-echelles dans la modelisation descouplages
Phenomene modelise
Comportement mecaniquemacrocopique
Ecoulement dans unemacrofissure
Endommagement thermique
Dimensions caracteristiques
Trois fois la taille du plusgros granulat ≈ 10cm
Ouverture de fissure≈ 0, 1mm
Taille du plus petit granulat≈ 1mm
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Approches multi-echelles dans la modelisation descouplages
Phenomene modelise
Comportement mecaniquemacrocopique
Ecoulement dans unemacrofissure
Endommagement thermique
Dimensions caracteristiques
Trois fois la taille du plusgros granulat ≈ 10cm
Ouverture de fissure≈ 0, 1mm
Taille du plus petit granulat≈ 1mm
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage macro - micro heterogeneısation (H. Boussa)
Objectifs
On souhaite calculer lapermeabilite d’une structure
On calcule l’endommagement(echelle macroscopique)
On souhaite en deduire le tauxde fuite
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage macro - micro heterogeneısation (H. Boussa)
Objectifs
On souhaite calculer lapermeabilite d’une structure
On calcule l’endommagement(echelle macroscopique)
On souhaite en deduire le tauxde fuite
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage macro - micro heterogeneısation (H. Boussa)
Objectifs
On souhaite calculer lapermeabilite d’une structure
On calcule l’endommagement(echelle macroscopique)
On souhaite en deduire le tauxde fuite
Mais
La donnee de la longueur etde l’ouverture de fissure estinsuffisante.
Les resultats macroscopiquesdoivent etre “enrichis”pour tenir compte del’heterogeneıte du materiau.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Methode d’heterogeneısation
Choix de l’echelle demodelisation
Modelisation du milieu
Identification du modele
≈ 1/10eme ouverture defissure
≈ 0, 01mm
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Methode d’heterogeneısation
Choix de l’echelle demodelisation
Modelisation du milieu
Identification du modele
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Methode d’heterogeneısation
Choix de l’echelle demodelisation
Modelisation du milieu
Identification du modele
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Methode d’heterogeneısation
Choix de l’echelle demodelisation
Modelisation du milieu
Identification du modele
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Simulation des ecoulements
Hypotheses
Parametres de l”ecoulement
Simulations 2D sur des lon-gueurs de fissures de 50mm
Hypotheses
Fluide incompressible
Vitesse nulle aux parois
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Simulation des ecoulements
Hypotheses
Parametres de l”ecoulement
Simulations 2D sur des lon-gueurs de fissures de 50mm
Parametres
Distributions angulaires et delongueurs
Caracteristiques du fluide
Ouverture de fissure
Differentiel de pression
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Simulation des ecoulements
Hypotheses
Parametres de l”ecoulement
Simulations 2D sur des lon-gueurs de fissures de 50mm
Simulations
Navier Stockes
≈ 38000 elements
≈ 10000 pas de temps pourobtenir le regime etabli
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Quelques resultats
Resultats
Influence desparametres surla nature del’ecoulement.
Debit massiqueen fonction deRe
Comparaisonavec desresultats dela litterature
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Quelques resultats
Resultats
Influence desparametres surla nature del’ecoulement.
Debit massiqueen fonction deRe
Comparaisonavec desresultats dela litterature
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![Page 148: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/148.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Quelques resultats
Resultats
Influence desparametres surla nature del’ecoulement.
Debit massiqueen fonction deRe
Comparaisonavec desresultats dela litterature
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Modelisation de la geometriede la fissure
Simulations d’ecoulements
Utilisation concrete
Remarques
Adaptee au problemed’ecoulement.
La distribution angulaire estpreponderante
Modelisation 3D a envisager(c.f. geologie)
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Modelisation de la geometriede la fissure
Simulations d’ecoulements
Utilisation concrete
Remarques
Validees dans le domained’etude.
Permettent de completer eteventuellement remplacer desetudes experimentales.
Envisager la simulation defluide multiphasiques.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Modelisation de la geometriede la fissure
Simulations d’ecoulements
Utilisation concrete
Remarques
Validee sur le problemeMAEVA
Le travail doit etre completepour une utilisation“ingenieur”
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage micro - macro, homogeneısation (G. Mounajed etA. Menou)
Objectifs
On souhaite evaluerl’endommagement thermiquedu beton
Les dilatations thermiquesdifferentielles generent del’endommagement
Les differents endommage-ments se combinent
Origines
Dilatations empechees.
Transformations chimiques.
Dilatation differentielles.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage micro - macro, homogeneısation (G. Mounajed etA. Menou)
Objectifs
On souhaite evaluerl’endommagement thermiquedu beton
Les dilatations thermiquesdifferentielles generent del’endommagement
Les differents endommage-ments se combinent
Un bloc de beton libresoumis a une temperaturehomogene s’endommage.
Ceci avant toutetransformation chimique.
Simulation a l’echelle du grainde sable
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Passage micro - macro, homogeneısation (G. Mounajed etA. Menou)
Objectifs
On souhaite evaluerl’endommagement thermiquedu beton
Les dilatations thermiquesdifferentielles generent del’endommagement
Les differents endommage-ments se combinent
Un bloc de beton libresoumis a une temperaturehomogene s’endommage.
Ceci avant toutetransformation chimique.
Simulation a l’echelle du grainde sable
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 155: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/155.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Simulation des essais de A. Noumouwe (Beton numeriqueSymphonie)
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 156: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/156.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Simulation des essais de A. Noumouwe (Beton numeriqueSymphonie)
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
![Page 157: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/157.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Endommagement thermique
Dilatations differentielles
Utilisation concrete
Remarques
Dilatation “empechees”.
Dilatations differentielles
Transformations chimiques
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![Page 158: Soutenance Clb](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102718/563db86b550346aa9a93802c/html5/thumbnails/158.jpg)
IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Endommagement thermique
Dilatations differentielles
Utilisation concrete
Remarques
Generent unendommagement a l’echellemicroscopique.
Simulees par une approchebeton numerique.
Approche validee sur desexperiences
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
IntroductionEcoulementsThermique
Conclusions
Points abordes
Endommagement thermique
Dilatations differentielles
Utilisation concrete
Remarques
Par un modele d’endommage-ment couple
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Perspectives generales
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Sujets
Comportement mecanique
Couplage thermomecanique
Couplage endommagementecoulement
Etudes
Modelisation del’endommagement (these M.Matallah).
Interface acier beton (theseA. Daoud juillet 2003).
Comportement cyclique desassemblages chevilles (theseCSTB )
Fiabilite des ancrages dans lesstructures minces (these CE-RIB 2004)
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Perspectives generales
Sujets
Comportement mecanique
Couplage thermomecanique
Couplage endommagementecoulement
Etudes
Modele d’endommagementcouple a la temperature(These CSTB A. Menoufevrier 2004).
Simulation du comportementde structures a l’incendie(Projet CERIB 2005).
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Perspectives generales
Sujets
Comportement mecanique
Couplage thermomecanique
Couplage endommagementecoulement
Etudes
DEA MathematiquesAppliquees UPPA 2004
Projet de doctorat IRSN2005.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Le Laboratoire de Sciences Appliquees au Genie Civil
Composition du laboratoire
2 Professeurs d’Universite
6 Maıtres de Conferences
2 Attaches Temporaires d’Enseignement et de Recherche
7 Doctorants
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Equipes de recherche
Structures et transferts (CLB)
Endommagement
Calculs de structures
Couplages
Genie cotier (Stephane Abadie)
Comportementhydro-sedimentaire del’embouchure de l’adour
Modelisation numerique dudeferlement
Liquefation autour de struc-tures marines
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Formation par la recherche
Theses soutenues
Hocine Boussa “Structures en beton soumises a dessollicitations thermomecaniques severes. Evolution desdommages et des permeabilites”, Janvier2000 (BourseMRT/ENS Cachan), C. La Borderie et J. Mazars
Atef Daoud “Etude experimentale de la liaison entre l’acier etle beton autoplacant. Contribution a la modelisation numeriquede l’interface”, Juillet 2003 (Bourse Ministere Tunisien), M.Lorrain et C. La Borderie
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Formation par la recherche
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Theses en cours
Christophe Briere “Analyse des capacites predictives d’unmodele numerique hydrodynamique par comparaison avec desmesures in situ”, 2004 (Sur contrat) S. Abadie et P. Andre
Didier Rihouey “Developpement d’outils d’analysegeostatistiquepour systematiser l’interpretation de mesuresin-situ”, 2004 (Bourse BAB), P. Maron et P. Andre.
Mohammed Matallah “Modelisation de l’endommagementunilateral du beton”, 2005 (Bourse BAB) C. La Borderie.
Jean Dubranna “ Suivi et modelisation du depot de clapage al’embouchure de l’Adour”, 2006 (Bourse BAB), P. Maron et P.Andre.
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Formation par la recherche
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
Theses en collaboration
Abdellah Menou “Comportement des betons au feu.Modelisation de l’endommagement a haute temperature” 2004(Bourse CSTB), G. Mounajed, H. Carre et C. La Borderie
Pierre Lubin “Simulation numerique du deferlement”, 2005(Bourse MASTER),J.P. Caltagirone et S. Abadie
Elliot Polania “Etude du comportement critiqued’assemblages de dalles alveolees”,2005 (CIFRE CERIB), M.Lorrain et S Bernardi.
Abdelghani Si Chaib “Etude du comportement des chevillesde fixation sous chargement cyclique de type seisme” (2006,Bourse CSTB) G. Mounajed et C. La Borderie.
Christian La Borderie Strategies et Modeles de Calculs pour Structures en Beton
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IntroductionEndommagement
CouplagesConclusions
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