Les dégradations du béton vues sous l’angle du matériau et de la structure
2014-11-12 12:15 - 13:30 | GC A3 30 http://plan.epfl.ch/?lang=fr&room=GC+A330
Prof. David Conciatori, Université Laval, Québec
Le département de génie civil et génie des eaux à l’Université Laval possède un grand laboratoire mécanique et environnemental. Ses nombreuses chambres climatiques, sa chambre saline, ses presses, etc. lui permettent de placer des éléments structuraux dans un environnement contrôlé en température et en humidité, et, par exemple pour reproduire des conditions hivernales réelles. Dans ce contexte et cet environnement, cette présentation sera divisée en 3 parties; (1) présentation générale rapide de l’Université Laval et du département de génie civil et génie des eaux, (2) experts, expertises et laboratoire et (3) développement d’outils de prédiction de l’évolution de la sécurité structurale d’un ouvrage en béton. Un résumé de la partie (3) est développé ci‐dessous.
Les détériorations rapides par la corrosion des ouvrages d’art nécessitent des investissements considérables des gouvernements. Un grand nombre de chercheurs s’intéresse à cette problématique. Les détériorations les plus rapides observées sur les ouvrages d’art se développent en présence simultanée d’eau liquide et de chlore qui accélèrent le processus de migration du chlore à l’intérieur du béton d’enrobage. Les ouvrages d’art dans les pays nordiques et/ou en zone côtière sont les plus touchés; le Canada fait partie de ces pays. Les détériorations par corrosion peuvent également apparaître à plus long terme en cas d’exposition à un brouillard salin et/ou avec un processus de carbonatation du béton. Il existe beaucoup de modèles de prédiction de transport, comme Stadium, Ms Diff, Masi, Shin, Schmidt‐Döhl, TransChlor (TC), ClincConc, Meijers, Saetta et Ishida. Tous les modèles prennent en considération des conditions d’exposition climatiques et environnementales simplifiées et la plupart ne prennent pas en considération l’effet de capillarité dû à la présence de l’eau liquide. Notons que le modèle "TC", développé à l’EPFL, prend en considération ces composantes. Lorsque des aspects non déterministes sont étudiés, les modèles utilisés sont encore plus simplifiés, afin que des méthodes de Monte‐Carlo puissent être utilisées. Il a été démontré que ces modèles simplifiés sont applicables seulement pour des cas idéaux et peuvent conduire à des résultats erronés dans les applications réelles. Aujourd’hui, des méthodes probabilistes simples permettent de prendre en considération la variabilité dans ces modèles de transport complexes, notamment avec TC.
Les détériorations peuvent être étudiées au niveau du matériau et également au niveau structural. Le comportement aux sollicitations mécaniques des structures endommagées en béton armé, en béton de fibres, en béton fibré à ultra‐hautes performances et en béton précontraint peut être combinées avec l’historique des détériorations présentes et futures des structures. EPM3D (Endommagement Progressif Multiaxial), un modèle qui simule le comportement du béton sous charge triaxiale, permet d’évaluer l’État Limite Ultime de l’ouvrage. EPM3D se concentre sur la modélisation du comportement en flexion, en cisaillement, en torsion et en compression (piles de pont et poutres précontraintes) et également sur la modélisation des bétons fibrés et des bétons avec armatures composites. La combinaison des modèles de détérioration et mécanique permettra de fournir des informations plus précises sur la durabilité des ouvrages face aux actions climatiques et environnementales. Ces modèles peuvent également prendre en considération les relevés provenant d’auscultation sur le site et diminuer la variabilité des résultats. La gestion du patrimoine construit bénéficiera ainsi de données plus précises et adaptives au vieillissement, au climat, aux épandages de sel et aux auscultations.
Bio : Après l'obtention d'un PhD à l'EPFL/MCS David Conciatori est Post-Doc aux Université de Laval et Mc-Gill au Canada (bourse FNSF). Entre 2009 et 2014 il était responsable du laboratoire numérique dans le groupe de Structure à l'Ecole Polytechnique de Montréal. Depuis juillet 2014 il est professeur adjoint à l'Université de Laval (Ingénierie des structures et matériaux, spécialité : durabilité et durée de vie des infrastructures en béton).
