Caractérisation de la fissuration des bétons : utilisation de méthodes numériques

Depuis de nombreuses années, l'analyse de la fissuration des matériaux cimentaires fait l'objet  de développement de modèles numériques très performants et aussi d'outils de mesures très avancés. On peut citer, entre autre, la technique de corrélation des images (DIC) et les techniques ultra-sonores.

La fissuration des bétons se base sur de nombreuses observations expérimentales mais aussi sur des théories diverses sur l'origine et la propagation des fissures. Des modèles multi-échelles ont ainsi vu le jour pour tenter de relier les concepts théoriques de micro-fissuration à la simulation de la fissure à l'échelle macroscopique. Très souvent, les résultats expérimentaux n'ont servi qu'à la validation des modèles avec la volonté de les rendre performant.

Les travaux réalisés au GeM visent un autre objectif : comprendre la fissuration des bétons en utilisant les méthodes numériques en complément des outils expérimentaux afin de combler les lacunes de l'une ou l'autre technique. La technique de l'émission acoustique est exploitée pour localiser les micro-fissures dans le volume et la technique ultra-sonore CODA permet d'identifier une modification fine de la microstructure.

La technique de corrélation des images vient compléter l'analyse expérimentale à une échelle plus macroscopique. Mais la relation entre les phénomènes mécaniques et les propriétés des composants du matériau est établie sur des hypothèses théoriques.

Afin de confirmer ces hypothèses, des modèles numériques multi-échelles sont développés, par exemple pour modéliser l'endommagement sous fluage, ou encore l'auto-cicatrisation des matériaux cimentaires. Les résultats des études réalisées sur différents matériaux cimentaires ont permis de caractériser et/ou valider certains phénomènes difficiles à observer avec l'utilisation d'une seule technique.