Flexion d'une poutre épaisse

Dansettepartie,lemodèleproposédanse manusritesttesté surunepoutreépaisse

maçonnée[Page, 1978℄.Lemur présenteunelongueurégaleà754mmpourunehauteurde

457 mm. Il esten appuisur deuxsupports en aierqui mesurent 188 mm, omme illustré

surleshémadelagure2.27.Lapressionvertiale

p

^,uniformémentrépartie,estappliquée par l'intermédiaire d'unepoutreen aier.Cet essaia déjà étémodélisé par Lourençoave

unmodèleélasto-plastique[Lourenço, 1996 ℄et parSutlie ave uneapproheparanalyse

limite [Sutlieet al.,2001 ℄.

Les onditions aux limites pour e modèle sont les suivantes : les supports ne sont

pasmodélisés, ainsiles n÷uds sont bloqués dansladiretion vertiale tandis que la

pres-sion vertiale est appliquée par l'intermédiaire d'une poutre en aier. Dans ses travaux

[Page,1978 ℄, Page ne rapporte pasles déformations mesurées maisles ontraintes d'oùla

gure 2.28qui présente la distribution des ontraintes vertiales obtenue par lemodèle à

états de joints et expérimentalement. Il est ànoter que de partle manque d'informations

sur la position des jauges de déformation, les valeurs des ontraintes sont relevées à la

Figure 2.27 Essaide exion surpoutreépaisse [Page, 1978 ℄.

mi-hauteur de la maçonnerie,omme dansla thèse de Lourenço [Lourenço, 1996 ℄.Les

ré-sultats mettent en avant une orrespondane satisfaisante entre les valeurs numériques et

expérimentales. Le modèle reproduit orretement les prols à deux pis des ontraintes.

La gure 2.28 montre aussi les ouvertures de joints se produisant dans le mur. En haut

de la maçonnerie, les ouvertures de joints sont dues au isaillement qui se produit entre

la poutre en aier et le mur. Dans la partie en tration, il se produit une ouverture des

jointsvertiaux(état2)maisonaperçoitégalementunezonede isaillementau-dessusdes

supports. Comme pour les essais de isaillement, le hangement d'état des joints permet

debien reproduire les non-linéaritésdela maçonnerie.

-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0

0 100 200 300 400 500 600 700

Contraintes (MPa)

80 kN 60 kN 40 kN 20 kN Numérique Expérimental

PSfragreplaements

État0

État2

État3

État2-3

(a) (b)

Figure 2.28 Poutre épaisseen exion : (a)Ouverture des joints; (b)Prol des

ontraintes vertialespour diérentseorts vertiaux.

2.5 Bilan

Les problématiquesliées à lamodélisation de struturesmaçonnéesont été présentées

andemettreenlumièrelesdiultésmajeuresrenontréesdanslamodélisationde

stru-tures industrielles ou de grandes dimensions. Dans l'optique de modéliser un piédroit de

okerietoutenonsidérantlesproblèmesd'ouverturedesjoints,unmodèleàétatsdejoints

aétédéveloppé.Cemodèleestfondésurl'hypothèse qu'ilexiste4états dejointsdiérents

(étatsain,étataveouverture desjointsvertiaux,respetivementhorizontaux,et unétat

deruine). Le omportement de lamaçonnerie estalors dérit parune ombinaison de

dif-férents états qui se suèdent grâe à un ritère de transition. Des essais de isaillement

sur un mur plein ou ave une ouverture entrale, ainsi que des essais de exion ont été

simulés an de valider lemodèle. Les résultatsde es simulations numériques mettent en

évidene que les non-linéarités apparaissant à l'éhelle globale sont retransritesgrâe au

omportement hétérogènede la maçonnerie.De plus, e modèle permet de apturer aussi

lesphénomènesdedégradationsansintroduireni endommagement,niplastiité.Dee fait

lemodèleestrelativement simpleentermesde paramètres àidentier maisaussienterme

d'interopérabilité.

L'outil onstruit dans e hapitre répond au ahier des harges du hapitre 1,

'est-à-dire un modèle apable de prendre en ompte la omplexité globale de la struture, et

leomportement de l'interfae brique/mortier. Pour simuler lepiédroit, ilest maintenant

néessaire de onnaître le omportement thermoméanique des onstituants ainsi que les

solliitationsàappliquer à ette struture.Cetravail fait l'objetdu hapitre suivant.

Modélisation thermoméanique d'un

piédroit de okerie

Au oursduhapitre préédent,unmodèlepermettant dereproduire leomportement

des strutures maçonnées a été développé. Ce dernier hapitre présente l'appliation à

un piédroit de okerie de la méthodologie élaborée au hapitre 2. Dans le adre de ette

étude, les solliitations ne sont pas uniquement méaniques, la thermique étant prise en

ompte. De plus, les interations entre le piédroit et les autres omposants de labatterie

sont onsidérées.

Dans un premier temps, les résultats des ampagnes expérimentales menées à la fois sur

lesbriques,le mortieret dessandwihs brique/mortier sontprésentés. L'identiation des

propriétés de es matériaux permet de dénir, dans un seond temps, les aratéristiques

desdiérents Matériaux HomogènesÉquivalents ainsique les paramètres du ritère

d'ou-verturedesjoints. Lesonditionsauxlimites sontensuiteétablies àpartir desrésultatsde

l'instrumentationthermoméaniquedupiédroit305de Fos-sur-Mer.Enn,dessimulations

numériques surlepiédroit sont réaliséesan d'évaluer lapoussée maximale admissible.

3.1 Comportement thermoméanique des réfrataires de

si-lie

Les propriétés générales des réfrataires de silie ont été introduites dans le hapitre

1 (paragraphe

§

^{1.2). Le piédroit étudié est omposé de briques de haute densité de nom}

ommerial KD(he produit enannexe C)et d'un jointde mortierà basedesilie (he

produitenannexe D).Danslebut dedéterminer lesparamètres eetifs delamaçonnerie

dupiédroit, desessais ontétéréalisés dansdeuxlaboratoires spéialisés dansl'étudeet la

aratérisation des matériaux réfrataires, à savoir ICAR et le CEMHTI. Les propriétés

méaniquesontétéétudiéesàtroistempératures:800,1080et1350C.Cesvaleursont été

hoisiesdemanièreàapparteniràlaplagedetempératured'uneokerieenfontionnement

touten évitant les hangementsde phasede lasilie.

Dans le document Modélisation thermomécanique d'un piédroit de four à coke (Page 62-65)