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Modélisation mésoscopique du béton

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Dans le cadre de sa thèse "Apport de la modélisation mésoscopique dans la prédiction des écoulements dans les ouvrages en béton fissuré en conditions d'accident grave " The Dung Nguyen a développé un modèle de béton à l'échelle mésoscopique, qu'il a ensuite utilisé pour la modélisation d'un essai en traction simple du béton.

Ci-dessous quelques animations montrant la structure du béton à l'échelle mésoscopique en modélisation bidimensionnelle et tridimensionnelle.

Le béton est représenté comme un milieu hétérogène, composé de granulats enchâssés dans une pâte de ciment homogène. Les granulats sont distribués aléatoirement dans l’échantillon de béton à modéliser en respectant la courbe granulométrique (distribution des granulats selon leur taille).

 

En 2D, les granulats sont représentés par des inclusions circulaires :

 

En 3D, ce sont des inclusions sphériques qui sont placées au sein d'un maillage représentant le volume de béton étudié :

 

Le modèle a été testé pour simuler le comportement du béton dans plusieurs situations. 

 

Ci-dessous, dans le cas d'un essai en traction uniaxiale conduisant à une fissure :

Cas de l'essai Bipede, Base d’identification de la perméabilité et de la dégradation couplée afin d'étudier l'effet de la fissuration sur la perméabilité du béton :