Prédiction des propriétés poro-élastiques et de sorption d'eau en fonction du développement de la microstructure des matériaux cimentaires
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This study takes place in the framework of the concrete structures durability. It contributes to the understanding of cracking phenomena occurrences induced by shrinkage. Indeed, for special structures (specifically massive structures at early age), current engineering formulae are not efficient to predict the cracking risk. Specially cracking due to shrinkage induced by hydration phenomena (increase of temperature and autogeneous shrinkage) is under-evaluated. The aim of this work is to provide appropriate tools, based on the mix composition, to estimates cracking risk due to autogenous shrinkage. To reach this objective, the evolution of the microstructure of the material is considered by homogenization. This theory is used to evaluate the poro-elastic properties of the material. Moreover a sorption isotherm model enables the calculation of the capillary pressure. Finally, partially saturated poromechanics equation allows reaching autogenous shrinkage. This study takes place in national projects CEOS. Fr and Mefisto.
Abstract FR:
Assurer la durabilité des ouvrages de génie civil notamment par la maîtrise du risque de fissuration est un des enjeux important de cette recherche. Pour des ouvrages spécifiques (pièces massives par exemple), les approches classiques de l'ingénierie peuvent être mises à défaut. Le cas de la fissuration engendrée par les phénomènes accompagnant l'hydratation du ciment (élévation de température et retrait) est en particulier mal pris en compte. Notre travail vise à fournir des outils utiles pour l'estimation du risque de fissuration sous sollicitation de retrait endogène en se basant directement sur la composition du béton. Pour arriver à cet objectif, l'évolution de la microstructure en fonction de l'hydratation est modélisée et prise en compte via des techniques d'homogénéisation qui permettent de calculer l'évolution des propriétés poro-élastiques au jeune âge. Un modèle d'isotherme d'adsorption et désorption d'eau est également développé pour connaître la dépression capillaire. Le retrait endogène peut alors être évalué à partir d'un calcul poro-mécanique non saturé au jeune âge. Ce travail a été mené dans le cadre des projets nationaux CEOS. Fr et MEFISTO.