Campagne expérimentale du fluage en traction uniaxiale (LCPC)

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Généralité sur les bétons

Le béton est un matériau de construction composite moderne, simple d’emploi et extrêmement répandu. Il se compose d’une matrice cimentaire (pâte de ciment hydraté) qui amalgame les inclusions rigides (graviers et sable). Un béton contient environ (en volume) :
– eau : entre 14 et 22 %
– ciment : entre 7 et 14 %
– granulats (dont sable) : entre 60 et 78 %
Pour différents bétons ayant un même dosage en ciment mais avec un rapport eau/ciment différent, on remarque que ses propriétés s’en retrouvent affectées. En effet, selon la combinaison des trois composants majeurs du béton, le matériau obtenu aura différentes propriétés (rhéologie, propriétés mécaniques, perméabilité…). L’ajout d’additions et d’adjuvants (cendres volantes, fumées de silice, superplastifiants…) permet de modifier les propriétés souhaitées.
Il existe plusieurs gammes de béton selon leur rapport eau/ciment. Celui-ci est passé de 0,50 dans les Bétons Ordinaires à 0,45 dans les Bétons Hautes Performances et 0,20 dans les Bétons à Très Hautes Performances dont les résistances en compression à 28 jours dépassent les 100 MPa, de telles performances sont rendues possibles par l’utilisation de superplastifiant.
Comme nous venons de le voir, la composition du béton a une grande importance sur les caractéristiques finales du matériau, c’est pourquoi il est important de comprendre les mécanismes qui entrent en jeu à cette échelle microscopique dans les différentes phases du béton. Nous allons donc tout d’abord nous intéresser à la pâte de ciment pour comprendre sa formation et son rôle à l’échelle macroscopique. Ensuite nous étudierons le rôle des granulats et des éventuels adjuvants.

Pâte de ciment

D’après la norme NF P 15-301 de 1994, « le ciment est un liant hydraulique, c’est-à-dire une matière inorganique finement moulue qui, gâchée avec de l’eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et processus d’hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité, même sous l’eau. »
La pâte de ciment, est donc le « liant » entre les différents constituants du matériau béton son étude est donc importante pour comprendre certaines propriétés du matériau final. Elle est constituée d’anhydres, d’hydrates (produits de l’hydratation du ciment entre le ciment et l’eau) et de pores (partiellement saturés en eau).

Les hydrates

Les hydrates les plus importants du ciment Portland sont les silicates de calcium hydratés, noté C-S-H ou appelé gel de C-S-H dû à son faible degré de cristallisation. Ces C-S-H sont à l’origine du pouvoir adhérant de la pâte de ciment et améliorent sa résistance. En effet, Les C-S-H présentent une grande surface spécifique et une porosité d’environ 28 % [Powers, 68]. Les surfaces des C-S-H sont de plus très attractives. Elles adhèrent entre elles et avec les autres éléments constitutifs du béton (sable, granulats, portlandite…), ce qui explique le rôle de « colle » du ciment.
Plusieurs modèles existent pour simuler le comportement de cet hydrate, cependant, le modèle proposé par [Feldman et al. 1968] semble être le plus performant pour comprendre les comportements différés de la pâte de ciment. [Guénot- Delahaie 1997]
En plus de ce gel, la pâte de ciment contient des cristaux grossiers comme la Portlandite Ca(OH)2 ayant peu d’importance du point de vue de la résistance mécanique et diminuant la durabilité du béton par sa solubilité dans l’eau. On cherche donc à limiter cette Portlandite (en ajoutant par exemple de la fumée de silice).
On trouve également les aluminates (ou sulfo-aluminates de calcium hydratés) qui cristallise en plaquettes hexagonales empilées entre les grains de ciment hydratés. La séquence de formation des sulfo-aluminates comprend l’apparition du trisulfo-aluminate de calcium ou ettringite.
La proportion de ces hydrates dans la pâte de ciment hydratée est fortement dépendante de la composition du ciment (teneur en C3S, C2S, C3A, C4 AF). Comme nous le verrons par la suite, la nature du ciment à un impact important sur les déformations différées, en effet, les hydrates subissent des déformations différentes selon leur nature.

La porosité

La porosité se décompose en pores des hydrates (envion 0,3 nm) et les pores capillaires entre les hydrates (de quelques centaines de nanomètre jusqu’au millimètre). La porosité est caractérisée par la taille de ces pores mais aussi par leur connectivité et par la tortuosité de leur réseau. Les pores contiennent de l’eau et de l’air. [Granger 1996]
L’eau a un double rôle d’hydratation de la poudre de ciment et de facilitation de la mise en œuvre du béton (ouvrabilité). En l’absence d’adjuvant plastifiant, la quantité d’eau est déterminée par la condition de mise en œuvre. Un béton contient donc une part importante d’eau libre, ce qui conduit à une utilisation non optimale de la poudre de ciment.
Dès le gâchage du ciment, l’eau devient multiforme. Elle peut être libre dans les pores capillaires entre les hydrates, adsorbée à la surface des solides ou combinées dans les premiers hydrates. [Granger 1996], [Regourd 1982]
Il est a noté que l’eau libre est fortement chargée ioniquement (Ca2+, 0H-, Na+,…)

Granulat

La définition de granulat est donnée par la norme XP-P 18.540 : « ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125 mm destiné notamment à la confection des mortiers et des bétons, […] ».
Les sables sont des granulats dont le diamètre du plus gros grain doit être inférieur à 2 mm.
Les granulats ont une influence importante sur les performances mécaniques et sur les déformations différées du béton obtenu. En effet ils ont, en règle générale, de meilleures performances mécaniques que la pâte de ciment. L’origine du granulat doit être prise en compte pour l’explication du comportement différé du béton en conditions séchantes à température ambiante, et à hautes températures.
Les granulats peuvent également contribuer à la dégradation d’une structure en béton. En effet les granulats ne subissent pas de déformations différées à l’échelle de la durée de vie des structures. Les déformations différées de la pâte de ciment sont donc empêchées ce qui se traduit par :
– Des déformations différées à l’échelle du béton bien plus faibles que celles observées sur pâte de ciment.
– L’apparition de contraintes internes auto induites (sans chargement mécanique extérieur) dans la pâte de ciment et les granulats.
Ces deux phénomènes seront détaillés par la suite.
La forme et la rugosité des granulats ont une grande influence sur la compacité du mélange granulaire, qui est également sensible à la granulométrie (distribution de taille des granulats utilisés dans un béton donné). La granulométrie a pour but d’optimiser la réduction du volume des vides afin d’améliorer les caractéristiques mécaniques du béton. [Dreux-Gorisse 1970].
La forme et la nature (calcaire, siliceuse, silico-calcaire) des granulats choisie joue également sur l’adhérence avec la matrice cimentaire.
Les granulats utilisés pour le béton sont d’origine soit naturelle, soit artificielle, soit recyclée.

Les granulats naturels

Parmi les granulats naturels, les plus utilisés pour le béton proviennent de roches sédimentaires siliceuses ou calcaires, de roches métamorphiques telles que les quartz et quartzites, ou de roches éruptives telles que les basaltes, les granites, les porphyres. Indépendamment de leur origine minéralogique, on classe les granulats en deux catégories :
– les granulats alluvionnaires, dits roulés, dont la forme a été acquise par l’érosion. Ces granulats sont lavés pour éliminer les particules argileuses, nuisibles à la résistance du béton et criblés pour obtenir différentes classes de dimension. Bien qu’on puisse trouver différentes roches selon la région d’origine, les granulats utilisés pour le béton sont le plus souvent siliceux, calcaires ou silico-calcaires ;
– les granulats de carrière sont obtenus par abattage et concassage, ce qui leur donne des formes angulaires. Les granulats concassés présentent des caractéristiques qui dépendent d’un grand nombre de paramètres : origine de la roche, régularité du banc, degré de concassage…

Les granulats artificiels

Ces granulats sont conçus pour répondre à un cahier des charges bien particulier :
– Granulats à hautes caractéristiques élaborés industriellement pour répondre à certains emplois, notamment les granulats très durs pour renforcer la résistance à l’usure de dallages industriels (granulats ferreux, carborundum…) ou granulats réfractaires.
– Granulats très légers d’origine aussi bien végétale et organique que minérale (bois, polystyrène expansé). Très légers – 20 à 100 kg/m3 – ils permettent de réaliser des bétons de masse volumique comprise entre 300 et 600 kg/m3. On voit donc leur intérêt pour les bétons d’isolation, mais également pour la réalisation d’éléments légers : blocs coffrants, blocs de remplissage, dalles, ou rechargements sur planchers peu résistants.

Les granulats recyclés

Ce dernier type de granulat peut servir de ressource de substitution partielle ou totale aux granulats naturels. On peut citer le béton concassé ou le fraisat d’enrobés bitumineux qui peuvent servir de granulat recyclés.

Auréole de transition

Dans le béton durci, autour des granulats, une zone se crée au moment de l’hydratation, c’est l’auréole de transition. L’épaisseur et les propriétés de cette interface dépendent de la composition du béton, de la forme et de la nature du granulat.

Adjuvants et additions

Dans la composition de bétons, les adjuvants ou additifs améliorent les caractéristiques du matériau à l’état frais ou à l’état durci. Selon la norme EN NF 934-2, un adjuvant est incorporé lors du malaxage du béton à un dosage inférieur à 5 % des éléments fins (ciment, fumées de silice et billes de laitier…) . Il existe 11 familles d’adjuvants. Des adjuvants comme le chlorure de calcium ou des agents entraîneurs d’air sont tous deux employés dans la construction par temps froid. Il existe aussi des retardateurs de prise et des réducteurs d’eau, des plastifiants etc.
L’utilisation de (super)plastifiants permet d’avoir un béton avec une bonne ouvrabilité, tout en respectant le compromis avec la résistance. Cela conduit à avoir des bétons avec un rapport e/c beaucoup plus élevé que la réaction d’hydratation ne le nécessiterait. Une partie de l’eau non utilisée lors de la réaction d’hydratation se trouve donc non liée chimiquement dans le béton. [Granger 1996]
Les adjuvants et additions ont également une influence sur les déformations différées du béton, puisqu’ils en modifient la microstructure (porosité, hydrates, tension de surface de l’eau, …).

Le séchage des bétons

L’exposition d’une structure en béton à une humidité relative environnante, inférieure à celle régnant au sein du matériau est à l’origine d’un déséquilibre hygrométrique. Ce déséquilibre se traduit par un mouvement de l’eau de l’intérieur du matériau vers l’extérieur, conduisant au séchage de celui-ci. En effet, au décoffrage, le béton se trouve dans une ambiance extérieure dont l’humidité relative est inférieure à celle au sein du matériau. Il subit alors un véritable choc hydrique. Il est donc en déséquilibre hygrométrique avec l’atmosphère. Le séchage va lui permettre de retrouver, très lentement, un équilibre hydrique avec le milieu extérieur.
Le séchage est un phénomène complexe. De multiples mécanismes sont mis en jeu simultanément: perméation, diffusion, convection, sorption/désorption. Le processus de séchage, dans les matériaux à matrice cimentaire, est un phénomène très lent (1000 à 10000 fois plus lent que le processus de diffusion thermique, [Acker et Ulm 2001]).
Le séchage des bétons a plusieurs effets sur le béton :
– Il est le moteur de déformations différées : le retrait de dessiccation et le fluage de dessiccation.
– Le degré de saturation a une influence importante sur le transfert des gaz et sur le coefficient de diffusion des espèces ioniques.
– La création de microfissures (voir de macro fissures) du fait des déformations de retrait de dessiccation différentielles entre la peau et le cœur, mais aussi entre les granulats et la pâte de ciment. Ces fissures peuvent affecter les propriétés de transfert.
Nous allons tout d’abord étudier les différents mécanismes du séchage et sa caractérisation, puis nous verrons différentes approches de modélisation. En dernière partie, les conséquences du séchage sur les propriétés mécaniques et sur les propriétés de transfert sont analysées.

Mécanismes du séchage et caractérisation expérimentale

Les mécanismes du séchage

L’eau est présente dans la pâte de ciment sous sa phase liquide et gazeuse. Bien que le mécanisme moteur du séchage soit le gradient d’humidité relative, lié à la phase vapeur, l’eau liquide est également concernée. L’équilibre thermodynamique entre les phases vapeurs et liquides doit être en effet maintenu.
Le séchage fait intervenir de multiples mécanismes complexes, qui se produisent de façon plus ou moins couplés ([Coussy et al. 2001], [Daïan 2001], [Mainguy et al. 2001]). Les phénomènes de perméation, diffusion, adsorption-désorption, condensation-évaporation sont en effet mis en jeu dans la pâte de ciment (Figure 10).

Caractérisation expérimentale du séchage

Le Tableau 1 présente les principales méthodes expérimentales permettant de caractériser le séchage. Cependant ces méthodes sont plus ou moins complexes à mettre en œuvre (modélisation nécessaire, analyse inverse…).
Les propriétés de séchage peuvent être caractérisées par : La mesure de la porosité accessible à l’eau, l’isotherme de désorption et le suivi de la perte en masse [Baroghel-Bouny et al. 1999]. Quelques exemples d’isothermes de désorption de pâtes de ciment, de mortiers et de bétons pour différents rapports e/c sont reportés sur la Figure 11.
On constate (logiquement) que plus le rapport e/c est important et plus la teneur en eau à HR = 100 % l’est également. De plus, en deçà d’environ 43 % d’humidité relative, les isothermes deviennent insensibles au rapport e/c. Baroghel-Bouny [Baroghel-Bouny 1997] suggère que cette partie de courbe correspond au séchage des C-S-H (dont la micro-structure est peu sensible au rapport e/c). Au-delà de 43 %, la porosité capillaire est concernée, celle-ci dépendant fortement du rapport e/c du matériau. Ainsi, cette partie de l’isotherme de désorption dépend fortement de la composition du matériaux. Il existe également un important hystérésis lors des cycles séchage/adsorption, généralement attribué à l’effet « bouteille d’encre ».
La Figure 12 reporte l’évolution de la perte en masse de pâtes de ciment et de bétons de différents rapports e/c [Baroghel-Bouny et al. 1999]. La cinétique de séchage est d’autant plus rapide que le rapport e/c est important.
La cinétique de séchage, dans les matériaux à matrice cimentaire, est un phénomène très lent (1000 à 10000 fois plus lent que le processus de diffusion thermique). La Figure 13 montre la distribution de la teneur en eau.
Ces mesures ont été effectuées sur un bloc de béton imposant (prisme de dimension 100 × 100 × 200 cm) séchant de façon unidirectionnelle sur une longueur de 1 m, pendant 12 ans. On constate une distribution fortement différentielle de la teneur en eau. L’équilibre hydrique est loin d’être atteint après 12 années de séchage. Les auteurs estiment, par extrapolation, la fin du séchage à 120 ans. Cette conclusion est directement applicable dans le cas des enceintes de confinement des centrales nucléaires dont l’épaisseur est du même ordre de grandeur. La teneur en eau mesurée sur l’enceinte de confinement de Civaux B11 est reportée sur la Figure 14 [Courtois et al. 2006].
De plus, les mesures expérimentales de perméabilité et de perte en masse indiquent que les caractéristiques de transport de l’eau ne sont pas affectées significativement par l’âge du béton, dès que l’âge est supérieur à une vingtaine de jours ([Powers et al. 1954], [Gamble et Parrott 1978]). Ainsi, l’étude de structures suffisamment âgées ne nécessite pas la prise en compte de ce paramètre.
Enfin, il est nécessaire de connaître la valeur de l’humidité relative initiale au sein du béton (qui diminue du fait de l’auto-dessiccation). Celle-ci dépend très fortement du rapport e/c et de l’âge du béton (Figure 15).

Les effets du séchage

Ce paragraphe présente les conséquences du séchage sur les propriétés mécaniques et sur le transfert de gaz dans le béton. Cependant il est à noter qu’il est difficile de séparer les effets du séchage proprement dit de ceux dus à la fissuration liée au retrait de dessiccation différentiel (induit par le séchage).
Le séchage induit par déformation différentielle de retrait de dessiccation entre le cœur et la surface d’éprouvettes (ou de structures) une micro-fissuration à la surface. A cette micro-fissuration s’ajoute celle due à la déformation différentielle entre la pâte de ciment et les granulats. Elle peut s’observer au microscope électronique à balayage ou optique ([Sicard et al. 1992], [Bisschop et van Mier 2002]). En surface, la micro -fissuration est quasi-isotrope [Sicard et al. 1992]. En profondeur, elle dépend de la taille et de la teneur en granulats [Bisschop et van Mier 2002]. L’ouverture de fissure est relativement faible (entre 0,25 et 50 µm, [Bažant et al. 1986]). Par conséquent, elle semble n’avoir que peu d’influence sur les propriétés de séchage (par exemple [Lassabatère et al. 1997] n’ont pas mesuré une différence significative de perte de masse entre une éprouvette séchante et une éprouvette séchante chargée en compression). Le faciès de fissuration observée après fissuration est reporté sur la Figure 16.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
1. Problématique :
1.1 Présentation du contexte industriel
1.2 L’énergie Nucléaire en France
1.3 La conception et réglementation des centrales nucléaires françaises
2. Objectif de l’étude
PARTIE A : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1. Généralité sur les bétons
1.1 Pâte de ciment
1.1.1 Les hydrates
1.1.2 La porosité
1.2 Granulat
1.2.1 Les granulats naturels
1.2.2 Les granulats artificiels
1.2.3 Les granulats recyclés
1.2.4 Auréole de transition
1.3 Adjuvants et additions
2. Le séchage des bétons
2.1 Mécanismes du séchage et caractérisation expérimentale
2.1.1 Les mécanismes du séchage
2.1.2 Caractérisation expérimentale du séchage
2.2 Les effets du séchage
2.2.1 Effet sur les propriétés mécaniques
2.2.2 Effet du séchage sur le transfert de gaz
2.3 La modélisation du séchage et du transfert de gaz
2.3.1 Equations de conservation de la masse : approches complètes
2.3.2 Equations de conservation de la masse : approche simplifiée pour le séchage
2.3.2.1 Equations constitutives
2.3.2.2 Identification des paramètres de séchage
2.3.3 Autre approche pour la modélisation du séchage
2.3.4 Equations de conservation de la masse : approche simplifiée pour le transfert de gaz
2.3.4.1 Conditions aux limites pour le séchage
2.4 Conclusion
3. La fissuration des bétons
3.1 Observations expérimentales de la fissuration
3.1.1 Comportement en compression uniaxiale
3.1.2 Comportement en traction uniaxiale
3.1.3 Modélisation de la fissuration
4. Les déformations différées dans le béton
4.1 La déformation de retrait de dessiccation
4.1.1 Caractéristiques du retrait de dessiccation
4.1.1.1 Effet structural du retrait de dessiccation
4.1.1.2 Effet de la composition du matériau sur le retrait de dessiccation
4.1.1.3 Effet de la fissuration induite par le retrait sur le séchage
4.1.2 Les mécanismes du retrait de dessiccation
4.1.3 Modélisation du retrait de dessiccation
4.1.3.1 Modélisation phénoménologique
4.1.3.2 Modélisation basée sur la mécanique des milieux poreux
4.2 Etude des déformations de fluage propre
4.2.1 Observations expérimentale
4.2.1.1 Le fluage propre en compression
4.2.1.2 Le fluage propre en traction directe
4.2.1.3 Fluage propre en flexion trois points
4.2.1.4 Comparaison des courbes de fluages spécifiques en traction et en compression
4.2.2 Les mécanismes de fluage propre
4.2.2.1 Mécanisme à court terme
4.2.2.2 Mécanisme à long terme
4.2.3 Modélisation du fluage propre
4.2.3.1 Cadre de la viscoélasticité linéaire
4.2.3.2 Couplage fluage/fissuration
4.3 Etude des déformations de fluage de dessiccation
4.3.1 Observations expérimentales
4.3.1.1 Le fluage de dessiccation en compression
4.3.1.2 Le fluage de dessiccation en traction
4.3.1.3 Comparaison des courbes de fluage spécifique en compression et traction 15
4.3.2 Les mécanismes de fluage de dessiccation
4.3.3 La modélisation du fluage de dessiccation intrinsèque
4.4 Montages expérimentaux pour la caractérisation du fluage
4.4.1 Etude du fluage en traction au jeune âge par déformation empêchée ou gênée
4.4.2 Essai à l’anneau
4.4.3 Dispositif de traction directe
5. Conclusion
PARTIE B : ETUDE EXPERIMENTALE
1. Composition, mise en oeuvre et conservation du matériau
1.1 Composition du matériau étudié
1.1.1 Références sur le B11
1.1.2 Nature des constituants de notre étude
1.1.2.1 Les granulats
1.1.2.2 Le ciment
1.1.3 Formulation
1.2 Mise en oeuvre et conservation du matériau
1.2.1 Fabrication
1.2.2 Essai de surveillance de la prise du béton grâce aux ultrasons
1.2.3 Cure du matériau
2. Présentation des différentes campagnes expérimentales
2.1 Campagne expérimentale du fluage en traction uniaxiale (LCPC)
2.1.1 Bâti de fluage en traction directe
2.1.2 Etalonnage des masses
2.1.3 Description des éprouvettes
2.1.4 Instrumentation des essais
2.1.4.1 Eprouvette 13×50 cm
2.1.4.2 Eprouvette 16×100 cm
2.1.5 Collage et décollage des éprouvettes
2.1.5.1 Collage
2.1.5.2 Décollage
2.1.5.3 Caractérisation mécanique de la colle
2.1.6 Conditions d’essais pour la mesure des déformations différées (LCPC)
2.1.7 Acquisition des données
2.1.8 Mesure de débit
2.2 Tests préliminaires
2.2.1 Détermination de la résistance en traction
2.2.2 Essais de fluage avec mesure de débit d’air
2.3 Campagne de fluage en traction avec pré-séchage des éprouvettes
2.4 Campagne expérimentale du fluage en compression (LMT)
2.4.1 Bâtis de fluage en compression
2.4.2 Description des éprouvettes
2.4.3 Positionnement des éprouvettes sur le bâti
2.4.4 Instrumentation des essais
2.4.5 Conditions d’essais pour la mesure des déformations différées (LMT)
3. Présentation des essais
3.1 Décomposition des déformations de fluage
3.2 Campagne de fluage en traction
3.2.1 Protocole expérimental
3.2.2 Présentation des différents essais (LCPC)
3.2.3 Cycle de vie d’une éprouvette
3.3 Campagne de fluage en traction avec préséchage
3.3.1 Présentation des différents essais (préséchage)
3.3.2 Mesure de débit
3.3.3 Niveau de chargement
3.4 Campagne de fluage en compression
3.4.1 Présentation des différents essais (LMT)
4. Conclusion
PARTIE C : RESULTATS ET ENSEIGNEMENTS
1. Présentation et analyse des résultats
1.1 Caractéristiques mécaniques du B11
1.2 Evolution de l’ambiance
1.3 Séchage
1.3.1 Perte en masse
1.3.1.1 Perte en masse LCPC (20°C, 50 % HR)
1.3.1.2 Perte en masse LMT (19°C, 42 % HR)
1.3.1.3 Perte en masse LMT (25°C, 60 % HR)
1.3.1.4 Perte en masse à 40°C et 80 % HR
1.3.1.5 Comparaison des suivis de perte en masse
1.3.2 Isotherme de désorption
1.3.3 Porosité
1.4 Déformations de retrait de dessiccation
1.4.1 Suivi des déformations d’origine thermique [LCPC]
1.4.2 Evolution du retrait de dessiccation en fonction du temps
1.4.2.1 Essais LCPC (20°C et 50% HR)
1.4.2.2 Essais LMT (19°C et 42 % HR)
1.4.2.3 Essai de retrait de dessiccation à 20°C, 50 % HR avec préséchage à 40°C et 80 % HR
1.4.2.4 Comparaison des déformations de retrait de dessiccation en fonction du temps
1.4.3 Détermination du retrait de dessiccation en fonction de la perte en masse
1.4.3.1 Essais LCPC (20°C et 50% HR)
1.4.3.2 Comparaison des résultats de retrait de dessiccation en fonction de la perte en masse
1.5 Essai de fluage propre
1.5.1 Fluage propre en traction
1.5.1.1 Essais de fluage propre LCPC
1.5.1.2 Comparaison des courbes de fluage propre spécifique en traction
1.5.1.3 Essais de fluage propre en traction avec préséchage
1.5.2 Fluage propre en compression
1.5.2.1 Essais de fluage propre LMT
1.5.2.2 Comparaison des essais de fluage en compression
1.5.3 Comparaison des courbes de fluage propre spécifique en traction et en compression
1.6 Fluage de dessiccation
1.6.1 Fluage de dessiccation en traction
1.6.1.1 Essais de fluage de dessiccation LCPC
1.6.1.2 Comparaison des courbes de fluage de dessiccation spécifique en traction
1.6.1.3 Essais de fluage de dessiccation avec préséchage
1.6.2 Fluage de dessiccation en compression
1.6.2.1 Essais de fluage de dessiccation LMT
1.6.3 Comparaison des courbes de fluage de dessiccation spécifique en traction et en compression
1.6.4 Comparaison entre le fluage de dessiccation et le fluage propre
1.6.5 Proportionnalité entre le fluage de dessiccation et le retrait de dessiccation
1.7 Propriétés mécaniques résiduelles
1.7.1 Evolution du module d’Young
1.7.2 Effet du séchage sur la résistance du béton (sans fluage)
1.7.3 Incidence du fluage et du séchage sur la résistance en traction résiduelle
1.7.4 Incidence du fluage et du séchage sur la résistance en compression résiduelle
1.7.5 Comparaison de la résistance résiduelle en compression et en traction
1.8 Conclusion
2. Simulation numérique des résultats
2.1 Modélisation du séchage
2.1.1 Description du modèle
2.1.1.1 Equation de conservation de la masse
2.1.1.2 Conditions aux limites en surface
2.1.1.3 Validation de l’approche simplifiée pour décrire le séchage
2.1.2 Identification des paramètres matériaux
2.1.2.1 Porosité
2.1.2.2 Isotherme de désorption
2.1.3 Simulation numérique du séchage sans prise en compte de la convection
2.1.3.1 Suivi de la perte en masse LMT (25°C et 60% HR)
2.1.3.2 Influence des conditions aux limites pour l’essai LCPC (20°C et 50% HR)
2.1.3.3 Influence de l’humidité relative interne initiale de l’éprouvette
2.1.3.4 Identification de la perméabilité intrinsèque pour les différentes courbes de perte en masse
2.1.3.5 Suivi de la perte en masse LMT en enceinte climatique (19°C, et 42% HR)
2.1.3.6 Suivi de la perte en masse LCPC (20°C, et 50% HR)
2.1.3.7 Récapitulatif des paramètres identifiés
2.1.4 Simulation numérique du séchage avec prise en compte de la convection
2.1.4.1 Simulation des essais LCPC (20°C et 50% HR)
2.1.4.2 Simulation des essais LMT (19°C et 42 % HR)
2.1.4.3 Simulation des essais LMT (25°C et 60 % HR)
2.1.4.4 Bilan des différentes simulations numériques (sans préséchage)
2.1.4.5 Simulation des essais de préséchage (40°C et 80 % HR)
2.1.4.6 Simulation des essais (20°C et 50 % HR) après préséchage (40°C et 80 % HR)
2.1.4.7 Récapitulatif des paramètres identifiés (avec convection)
2.1.5 Conclusion
2.2 Modélisation de la fissuration
2.3 Modélisation du retrait de dessiccation
2.3.1 Simulation des essais de retrait de dessiccation (séchage sans convection)
2.3.2 Simulation des essais de retrait de dessiccation (séchage avec convection sans prise en compte du fluage)
2.3.2.1 Simulation des essais de retrait de dessiccation LCPC (20°C et 50% HR)
2.3.2.2 Simulation des essais de retrait de dessiccation LMT (19°C, 42 % HR)
2.3.2.3 Simulation des essais de retrait de dessiccation LCPC 2008 (20°C, 50 % HR)
2.3.2.4 Simulation des essais de retrait de dessiccation (20°C, 50 % HR) avec préséchage (40°C, 80 % HR)
2.3.2.5 Bilan de l’identification des paramètres matériaux
2.3.3 Conclusion
2.4 Modélisation des déformations de fluage propre
2.4.1 Description du modèle utilisé
2.4.2 Identification des paramètres matériaux
2.4.3 Conditions aux limites
2.4.4 Simulation du fluage propre en traction
2.4.5 Simulation du fluage propre en compression
2.4.6 Modélisation combinée du fluage propre en traction et en compression
2.4.7 Conclusion
2.5 Modélisation des déformations de fluage de dessiccation
2.5.1 Conditions aux limites
2.5.2 Analyse des déformations de fluage de dessiccation
2.5.2.1 Essais LCPC en traction (20°C, 50 % HR)
2.5.2.2 Réanalyse du retrait de dessiccation avec prise en compte du fluage (20°C, 50 % HR)
2.5.2.3 Essais LMT en compression (19°C, 42 % HR)
2.5.2.4 Essais LCPC 2008 en traction (20°C, 50 % HR)
2.5.3 Conclusion
2.6 Etude de l’interaction entre la fissuration et les déformations de fluage propre et dessiccation
2.6.1 Modélisation du couplage fluage fissuration
2.6.2 Identification du paramètre de couplage
2.6.3 Rupture pendant l’essai de fluage en traction (essais LCPC)
2.6.3.1 Cas du fluage propre
2.6.3.2 Cas du fluage de dessiccation
2.6.3.3 Conclusion
2.7 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES