Fissuration des mortiers - CSTB
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Résumé<br />
L’objectif de la thèse est d’identifier à l’échelle locale les phénomènes physiques et<br />
chimiques liés aux variations volumiques (tensions capillaires, échauffement, hydratation,<br />
<strong>des</strong>siccation, carbonatation) afin de prévoir le risque de fissuration sur une géométrie d’enduit<br />
donnée.<br />
À l’échelle de la structure, l’essai à l’anneau développé depuis deux ans au LMT permet de<br />
reproduire en laboratoire les conditions thermo-hydro-mécaniques réelles imposées au mortier<br />
lors de son état de service. Ainsi, les couplages entre les phénomènes peuvent être identifiés<br />
de manière expérimentale (retrait de <strong>des</strong>siccation, altération par carbonatation, interaction<br />
hydratation-séchage, etc.). Une campagne expérimentale sur deux <strong>mortiers</strong> industriels a permis<br />
d’adapter et de valider l’essai pour les couches minces (10 mm d’épaisseur). Par ailleurs, un<br />
modèle incrémental a été proposé afin de découpler les déformations d’origines élastiques <strong>des</strong><br />
déformations non-linéaires liées au fluage et à la microfissuration du matériau.<br />
Dans un second temps, <strong>des</strong> investigations ont été menées afin de caractériser l’effet de<br />
paramètres de formulations (organiques et minéraux), de la carbonatation et du temps de<br />
démoulage sur un mortier modèle formulé par le CEReM. Cette dernière étude a révélé<br />
la prédominance du couplage hydratation/séchage sur l’évolution <strong>des</strong> contraintes et la<br />
macro-fissuration du mortier et la nécessité de la modélisation pour la quantification d’un tel<br />
phénomène.<br />
La dernière partie du travail concerne le développement d’un modèle numérique par<br />
éléments finis « micro-macro » qui permet de prévoir les évolutions <strong>des</strong> propriétés hydriques,<br />
physiques et mécaniques du matériau. A travers celui-ci, nous proposons une nouvelle<br />
représentation de la distribution poreuse du mortier basée sur une somme de 3 sous-distributions<br />
comprenant la porosité <strong>des</strong> C-S-H internes et externes (« inner » et « outer » products) et la<br />
porosité capillaire. Une nouvelle loi d’hydro-activation est également utilisée pour traduire l’interaction<br />
entre hydratation et <strong>des</strong>siccation. Le modèle est implanté dans le code de calcul Castem2001<br />
et a été validé sur les résultats de pertes en masse et de retrait libre du mortier CEReM.<br />
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