Contexte

Les évènements récemment survenus au Japon et plus généralement dans le monde ont clairement mis en évidence la nécessité et l’importance de considérer le risque sismique comme un facteur de risque à part entière, dans l’évaluation structurale des ouvrages neufs ou existants, qu’ils soient civils ou nucléaires. Classiquement, les phénomènes non linéaires intervenant dans le processus de dégradation des matériaux quasi fragiles, comme le béton, sont pris en compte par des approches continues nécessitant le recours à des lois de comportement fines. Bien que les approches continues aient montré leur efficacité à de maintes reprises, l’ensemble de la communauté scientifique reconnaît la lourdeur numérique associée à leur mise en œuvre qui, par conséquent, les rend inutilisables en contexte probabiliste. Dans le cadre du projet ANR SINAPS@, un travail exploratoire a été entrepris afin d’étudier les possibilités offertes par la méthode des éléments finis enrichis (Embedded Finite Elements) pour décrire le comportement d’éléments de structures en béton armé sous chargements cycliques. Les résultats obtenus ont démontré le caractère très prometteur de cette approche à décrire les différentes sources de dissipation à l’échelle de la structure tout en permettant une estimation de grandeurs locales comme les ouvertures de fissures. Toutefois, un certain nombre de questions restent encore ouvertes lorsque l’on s’intéresse à la description des structures multi-fissurées. Une alternative qui semble prometteuse repose sur l’approche micro-plans qui consiste à introduire deux échelles : l’une macroscopique où les macrofissures sont décrites selon des directions bien définies et l’autre microscopique, où les microfissures sont décrites de manière indépendante à l’aide de la cinématique enrichie.

Objectifs de la thèse

  • Formuler et implanter dans Cast3M-CEA un élément fini dont le comportement est défini à deux échelles distinctes pour permettre le traitement de la multi-fissuration
  • Montrer l’applicabilité de ce type d’approche à la modélisation de structures en béton armé sollicitées par des chargements sismiques en fondant la réflexion sur les lois constitutives microscopiques à considérer.

Ce travail de thèse permettra la capitalisation dans Cast3M-CEA d’un modèle décrivant de manière naturelle la multi-fissuration du béton sous sollicitations cycliques pour un coût de calcul raisonnable.

Infos pratiques :

  • Ecole doctorale : ENS Cachan – Sciences Pratiques
  • 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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