Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux

Type de document

THESE

Langue

francais

Auteur

RICHARD

Résumé / Abstract

Un manque significatif d'infrastructures est apparu pendant la période d'après guerre. Face à cette demande pressée et grandissante, les ingénieurs ont été contraints à répondre dans la rapidité, parfois même sans considérer pleinement les aspects liés à la durabilité. De nos jours, l'ensemble de ces infrastructures constitue un héritage qui doit être maintenu en fonction. Néanmoins les gestionnaires d'ouvrage ont fait état d'importants signes de dégradation causés par l'interaction entre l'environnement extérieur et les matériaux constitutifs des ouvrages existants. Leur durabilité est nettement affectée, pouvant conduire parfois à une perte d'aptitude au service voir jusqu'à une perte de sécurité structurale. Une des causes majeures responsables de cette perte de performance a été identifiée comme étant la corrosion des armatures présentes dans le béton armé. Ce phénomène est susceptible de se développer soit par carbonatation, soit par pénétration des ions chlorures par le béton d'enrobage. C'est alors que des produits de corrosion apparaissent et génèrent des contraintes de traction qui, dès que la résistance en traction est dépassée, favorisent l'apparition de fissures. D'un point de vue pratique, dès que les premières fissures sont remarquées à la surface du béton, la corrosion a généralement atteint un stade avancé et des actions de maintenance doivent être lancées. Cela entraine d'importants coûts qui auraient pu être évités si une prédiction satisfaisante avait pu être réalisée. Cette étude vise à apporter des éléments de réponse à cette problématique. Deux objectifs essentiels ont été considérés : le premier consiste à proposer des lois de comportement robustes et satisfaisantes permettant de bien décrire le comportement des éléments de la structure existante et le second consiste à proposer une méthode probabiliste permettant d'actualiser les paramètres de modèle sur la base de l'information disponible sur le terrain. Un cadre constitutif générique couplant élasticité, endommagement isotrope et glissement interne a été développé. Son admissibilité thermodynamique a été montrée. Cette classe d'équations a été particularisée au cas de l'interface acier/béton en présence de corrosion et au cas du béton. Ces dernières peuvent être utilisées non seulement sous chargement monotone mais aussi sous chargement cyclique. Les lois proposées permettent de prendre en compte les effets hystérétiques, les déformations permanentes et l'effet unilatéral. En outre, ces dernières ont été validées sur différents cas tests. Parfois, il n'est pas justifié de rechercher des informations très locales, c'est alors que le recours à des modèles simplifiés est justifié. Des versions multifibres des lois précédemment mentionnées ont donc été développées. En particulier, une prise en compte du caractère imparfait de l'interface acier/béton au sein du formalisme multifibre a été considérée. L'étape d'identification des paramètres matériaux n'est pas toujours aisée à réaliser en raison d'une part des incertitudes qui entachent ces derniers et d'autre part, de la méconnaissances des mécanismes locaux. Ainsi une méthodologie probabiliste complète permettant d'actualiser les paramètres d'entrée sur la base d'observations extérieures a été proposée. Elle s'appuie sur une utilisation conjointe des réseaux bayésiens et de la théorie de la fiabilité. Elle permet de réduire l'écart entre la prédiction numérique et les mesures réalisées sur le terrain. Cette étude devrait contribuer à fournir aux gestionnaires d'ouvrages des outils d'aide à la décision leur permettant de mieux gérer leur parc d'ouvrages.

Editeur

UNIVERSITE DE PARIS EST