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Variabilité des propriétés du béton : caractérisation expérimentale et modélisation probabiliste de la lixiviation


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Thomas de Larrard, thèse de doctorat de l'Ecole normale supérieure de Cachan, domaine mécanique - génie mécanique - génie civil, soutenue le 27 septembre 2010 à Cachan.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés > mécanique, génie mécanique, génie civil, béton, lixiviation, vieillissement

Unité de recherche > IRSN/DSU/SSIAD

Auteurs > DE LARRARD Thomas

Date de publication > 27/09/2010

Résumé

L'évaluation de la durabilité des structures nécessite de prendre en compte la variabilité des propriétés du matériau notamment. La thèse présente deux aspects principaux : d'une part une campagne expérimentale visant à quantifier la variabilité d'un certain nombre d'indicateurs du comportement du béton (résistance mécanique, propriétés de transport) dans un ouvrage ; d'autre part le développement d'une modélisation simple de la lixiviation des bétons afin de mettre en œuvre des méthodes probabilistes pour estimer la durée de vie de structures liées notamment au stockage des déchets radioactifs. L'objectif de cette étude est d'évaluer l'impact sur la durée de vie d'un ouvrage de la variabilité observée des caractéristiques du matériau les plus influentes par rapport à la cinétique de dégradation en lixiviation d'un ouvrage (porosité, tortuosité).
La campagne expérimentale a consisté à suivre deux chantiers réels, et à proposer une caractérisation expérimentale de 40 gâchées sur chacun des chantiers, afin de quantifier la variabilité de ces indicateurs, et de caractériser la variabilité des champs aléatoires des grandeurs considérées.
Afin de dépouiller les essais de lixiviation accélérée au nitrate d'ammonium en s'affranchissant des effets de la température, un outil d'analyse inverse basé sur la théorie des réseaux de neurones a été élaboré.
Enfin des outils numériques simples sont présentés afin d'étudier la propagation de la variabilité dans des problèmes de durabilité, de quantifier l'influence de celle-ci sur la durée de vie des structures et d'expliquer la variabilité des différents paramètres d'entrée du modèle numérique et des grandeurs physiques du matériau.