Contexte

Le phénomène de corrosion des armatures, présentes dans le béton armé pour reprendre les efforts de traction, est l’une des pathologies qui contribue de manière significative à la chute de la performance des structures existantes. Ce dernier est dû à la diffusion d’agents agressifs au sein du béton dont la concentration significative au-delà d’un certain seuil, donne naissance à une réaction électrochimique ayant pour effet la production de produits de corrosion.

La nature des produits de corrosion dépend essentiellement du type d’agents agressifs en présence et provoque des conséquences mécaniques également différentes. D’une manière plus précise, le développement de produits de corrosion conduit à trois effets principaux :

(i) la réduction de la section d’acier conduisant à une diminution locale de ductilité ;

(ii) le développement d’une fissuration spécifique depuis l’armature vers l’extérieur de la structure du fait du caractère expansif des produits de corrosion

(iii) la modification des propriétés d’adhérence à l’interface acier/béton selon le degré de corrosion.

Des efforts considérables ont été consacrés ces dernières années à la compréhension et à la prédiction du comportement des structures en béton armé sous chargement monotone. Ces derniers ont notamment permis de fournir des données quantitatives permettant de quantifier l’effet de la corrosion sur la capacité portante des structures existantes ou encore sur le faciès de fissuration résultant. On constate, dans la littérature scientifique, que le cas des chargements cycliques n’a que très peu été étudié. A fortiori, le cas des chargements sismiques (dynamiques lents) pose de nombreuses questions.

Dans le contexte qui a été rappelé en première partie, le travail proposé a pour ambition de faire avancer les connaissances pour mieux comprendre l’effet de la présence de produits de corrosion sur les propriétés et les réponses dynamiques d’une structure existante. Pour cela, les moyens expérimentaux disponibles au sein de la plateforme TAMARIS du CEA seront mis en œuvre. Les résultats de la campagne expérimentale seront traités de manière appropriée afin de mettre en exergue les effets de la corrosion sur la réponse dynamique de corps d’épreuve en béton armé qui auront été préalablement corrodés. Enfin, une attention particulière sera accordée à la formulation et à la validation d’un modèle simplifié, pouvant être fondé sur le concept de méta-modèle, afin de décrire les principales caractéristiques de la réponse des structures en présence de corrosion.

Objectifs de la thèse

  • Définir et suivre la réalisation d’une campagne d’essais sismiques visant à mettre en évidence l’effet du phénomène de corrosion sur le comportement sismique des structures en béton armé,
  • Interpréter les résultats expérimentaux à l’aide de techniques appropriées pour répondre à la problématique considérée dans ce travail de thèse
  • Formuler, implanter et valider un modèle de comportement simplifié visant à décrire les principales conséquences du phénomène de corrosion sur le comportement sismique des structures en béton armé.

Infos pratiques :

  • Structure d’accueil :Laboratoire d’Etudes de Mécanique Sismique, CEA Saclay
  • Ecole doctorale : ENS Cachan – Sciences Pratiques
  • Directeur de thèse : Frédéric RAGUENEAU, LMT, ENS Cachan
  • Co-financeur : IRSN
  • Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2016

Contact

Benjamin RICHARD , Laboratoire d’Etudes de Mécanique Sismique, CEA Saclay : benjamin.richard@cea.fr, Linkedin

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