Thèse : Modèle pour la prévision de la résistance nominale des matériaux quasi-fragiles

Soutenance de thèse : Xiaofeng GAO

Équipe : GCE

Titre : Modèle pour la prévision de la résistance nominale des matériaux quasi-fragiles. Application à la modélisation de l'endommagement et de la rupture des enrobés bitumineux sous sollicitations de fatigue par la méthode des éléments discrets

Résumé : L’estimation de la durée de vie et de la rupture de structures composées par des matériaux quasi-fragiles (bétons hydrauliques ou bitumineux, roches, certains types de céramique, etc.), restent des sujets en évolution nécessitant le développement de nouveaux modèles théoriques et numériques. Dans ce travail, la modélisation de l’apparition des fissures et leur propagation en chargement monotone est d'abord étudiée. Une expression pour des spécimens géométriquement similaires est directement établie, ce qui permet des comparaisons du modèle proposé avec des résultats expérimentaux de la littérature (flexion à trois points de poutres fissurées) et d’autres modèles qui caractérisent l’effet de taille. L’utilisation d’un paramètre supplémentaire dans le modèle permet l’analyse de la rupture pour des structures présentant des défauts plus complexes qu’une fissure. Les prédictions du modèle de rupture sont comparées à des résultats expérimentaux de la littérature pour divers spécimens (intacts ou pré-fissurés) composés de différents matériaux et de différentes tailles. Des échantillons présentant des défauts initiaux en forme de V et en forme de trou illustrent les capacités de la formulation. Ensuite, l’endommagement et la fissuration induite par des chargements cycliques en fatigue sont discutés. Un modèle local en éléments discrets est développé, qui permet de coupler les deux mécanismes (endommagement et fissuration). Les prédictions numériques sont comparées aux résultats théoriques et expérimentaux. À la fin, des applications associées au comportement de poutres en béton bitumineux et à l’effet des renforts par des grilles en fibres de verres sont analysées plus en détail.

Cette thèse a été dirigée par Cyrille Chazallon de l'INSA de Strasbourg et co-dirigée par Yannick Descantes de l'IFSTTAR.

La soutenance aura lieu en anglais le lundi 6 mars 2017 à 13h30 dans l'amphithéâtre De Dietrich de l'INSA de Strasbourg.