Modélisation par éléments discrets du comportement des matériaux cimentaires sous impact sévère : prise en compte du taux de saturation

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Submitted on 14 Sep 2017

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Modélisation par éléments discrets du comportement des matériaux cimentaires sous impact sévère : prise en

compte du taux de saturation

Hicham Benniou

To cite this version:

Hicham Benniou. Modélisation par éléments discrets du comportement des matériaux cimentaires sous impact sévère : prise en compte du taux de saturation. Mécanique des matériaux [physics.class-ph].

Université Grenoble Alpes, 2016. Français. �NNT : 2016GREAI055�. �tel-01587775�

THÈSE

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE LA COMMUNAUTÉ UNIVERSITÉ GRENOBLE ALPES

Spécialité : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie (2MGE) Arrêté ministériel : 7 Août 2006

Présentée par :

Hicham BENNIOU

Thèse dirigée par : Yann Malecot codirigée par Laurent Daudeville et encadrée par Matthieu Briffaut

Préparée au sein du Laboratoire 3SR Grenoble

dans l’École Doctorale Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production (I-MEP2)

Modélisation par éléments discrets du comportement des matériaux ci- mentaires sous impact sévère

prise en compte du taux de saturation

Thèse soutenue publiquement le : 30 - 09 - 2016, devant le jury composé de :

M. Fabrice Gatuingt

Professeur, Ecole Normale Supérieur de Cachan, Président

M. Jean-Yves Delenne

Directeur de Recherche INRA, UMR IATE Montpellier, Rapporteur

M. Fabrice Bernard

MCF-HDR, INSA Rennes, Rapporteur

M. Sergueï Potapov

Ingénieur de Recherche, EDF, Examinateur

M. Yann Malecot

Professeur, Université Grenoble Alpes, Directeur de thèse

M. Laurent Daudeville

Professeur, Université Grenoble Alpes, Co-Directeur de thèse

M. Matthieu Briffaut

MCF, Université Grenoble Alpes, Encadrant de thèse

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Chapitre 1

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❧♦"&0✉✬✐❧ &✬❛❣✐- ❞❡ ❞✐♠❡♥&✐♦♥♥❡" ❞❡& ♦✉✈"❛❣❡&✳ ❊✛❡❝-✉❡" ❞❡& ❡①♣/"✐♠❡♥-❛-✐♦♥&

' ❝❡--❡ /❝❤❡❧❧❡ ♣"/&❡♥-❡ ❜❡❛✉❝♦✉♣ ❞❡ ❞✐✣❝✉❧-/& ❡♥ -❡"♠❡ ❞❡ ♣"♦❝/❞✉"❡& ❡- ❞❡

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♠♦❞V❧❡ ♥✉♠&/✐B✉❡✳

DIF = f

f

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 

 

 

  ( ε ˙

˙ ε

)

δ

if ε ˙

≤ 1 s

β( ε ˙

˙ ε

)

1 3

if ε ˙

≥ 1 s

✭✶✳✶✮

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❆✈❡❝ ✿

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❂ ❧❛ +,-✐-/❛♥❝❡ ❡♥ /+❛❝/✐♦♥ ❞②♥❛♠✐5✉❡

✖ f

❂ ❧❛ +,-✐-/❛♥❝❡ ❡♥ /+❛❝/✐♦♥ -✐♠♣❧❡ 5✉❛-✐✲-/❛/✐5✉❡

✖ ε ˙

❂ ❧❛ ✈✐/❡--❡ ❞❡ ❞,❢♦+♠❛/✐♦♥ 5✉❛-✐✲-/❛/✐5✉❡ ❞❡ +,❢,+❡♥❝❡ ✭ 10

s

✮

✖ log(β) = 6δ − 2

✖ δ =

1+8^fcs_fc

✖ f

❂ ❧❛ +,-✐-/❛♥❝❡ ❡♥ ❝♦♠♣+❡--✐♦♥ -✐♠♣❧❡ 5✉❛-✐✲-/❛/✐5✉❡

✖ f

❂ ✶✵▼>❛

✶✳✷✳✹ $❤&♥♦♠&♥♦❧♦❣✐❡ ❧♦./ ❞✬✉♥ ✐♠♣❛❝6 /✉. ✉♥❡ /6.✉❝6✉.❡ ❡♥

❜&6♦♥

▼?♠❡ -✐ ❧❡- ❡--❛✐- ❞②♥❛♠✐5✉❡- ♣❡✉✈❡♥/ ❡①♣❧✐5✉❡+ ❧✬❡✛❡/ ❞❡ ❧❛ ✈✐/❡--❡ ❞❡

❞,❢♦+♠❛/✐♦♥ -✉+ ❧❡ ❝♦♠♣♦+/❡♠❡♥/ ❞✉ ❜,/♦♥✱ ❧❡ ❝♦♠♣♦+/❡♠❡♥/ ❞✬✉♥❡ -/+✉❝/✉+❡

❡♥ ❜,/♦♥ ❧♦+-5✉✬❡❧❧❡ ❡-/ -♦✉♠✐-❡ E ✉♥ ✐♠♣❛❝/ +❡-/❡ ❝♦♠♣❧❡①❡✳ ■❧ ❞,♣❡♥❞ ♥♦♥

-❡✉❧❡♠❡♥/ ❞❡- ♣+♦♣+✐,/,- ❞✉ ♠❛/,+✐❛✉ ❞❡ ❧❛ ❝✐❜❧❡ ❡/ ❞❡ ❧❛ ✈✐/❡--❡ ❞❡ ❧✬✐♠♣❛❝/✱

♠❛✐- ❛✉--✐ ❞✉ ♠❛/,+✐❛✉ ❞✉ ♣+♦❥❡❝/✐❧❡ ❡/ ❞❡ -❡- ❝❛+❛❝/,+✐-/✐5✉❡- /❡❧ 5✉❡ ❧❛

❢♦+♠❡ ❞✉ ♥❡③ ✭❈❛❧✐❜❡+✲❘❛❞✐✉-✲❍❡❛❞✱ ❈❘❍✮ ❬✹✵❪✳

❯♥❡ ♠✉❧/✐/✉❞❡ ❞❡ ♠♦❞Q❧❡- ❡♠♣✐+✐5✉❡- ❡/ ❛♥❛❧②/✐5✉❡- ♦♥/ ,/, ❞,✈❡❧♦♣♣,-

❛✜♥ ❞❡ ♣+,❞✐+❡ ❧❛ ♣+♦❢♦♥❞❡✉+ ❞❡ ♣,♥,/+❛/✐♦♥ ❡/ ♣❧✉-✐❡✉+- /+❛✈❛✉① ❞❡ -✐♠✉❧❛✲

/✐♦♥ ♦♥ ,/, ♠❡♥,-✳ ▲✐ ❡/ ❛❧✳ ❬✹✸❪ ♦♥/ +❡❣+♦✉♣, ✉♥❡ ❣+❛♥❞❡ ♣❛+/✐❡ ❞❡- ❢♦+♠✉✲

❧❛/✐♦♥- ❡/ ❧❡- ♠♦❞,❧✐-❛/✐♦♥- ❞❡- ❡✛❡/- ❞✬✐♠♣❛❝/ ❞❛♥- ❧❡ ❜,/♦♥ ❬✸✾❪✱ ❬✸✸❪✱ ❬✶❪✱

❬✷✷❪✳ ❉❡- /+❛✈❛✉① ♣❧✉- +,❝❡♥/- ♦♥/ ,/, ♠❡♥,- ❞❛♥- ❝❡ ❞♦♠❛✐♥❡ ❬✷❪✱ ❬✶✹❪✱ ❬✹❪✱

❬✽✵❪✱ ❬✺❪✳