Il est nécessaire de valider les nouvelles méthodes d’ingénierie et de modélisation numérique en les confrontant à des résultats d’essais représentatifs du comportement des ouvrages spéciaux. Par ailleurs, ce type d’essai, dont les conditions sont mieux contrôlées ou connues que celles des ouvrages réels, permet de mieux appréhender l’influence des principaux paramètres (armatures, béton, etc.) sur le nombre, l’ouverture et la profondeur des fissures, ainsi que leur évolution dans le temps.
Les données nécessaires à la validation des modèles numériques et à la définition de domaine d’utilisation des formules d’ingénierie seront recherchées parmi :
- les données disponibles provenant d’expérimentations antérieures et mises en commun par les partenaires du projet,
- les expérimentations réalisées dans le cadre du projet
- des mesures sur ouvrages existants.
Pilote Axe 2
Louis DEMILECAMPS
VINCI Construction
Les informations sur les résultats d’essais déjà disponibles font l’objet de l’annexe 2. Elles concernent des structures soumises à des chargements statiques et thermiques, des structures conçues pour étudier le comportement au jeune âge ainsi que des voiles soumis à des chargements cycliques.
Concernant les essais en laboratoire ou sur chantier, plusieurs séries d’essais ont été effectuées pour le problème de l’ouverture des fissures du béton armé parmi lesquelles on peut citer :
- Les essais sur des poutres en flexion du LERGEC-IUT de Strasbourg et leur interprétation effectuée par le LERMES (béton ordinaire), avec le financement d’EDF.
- Les essais de l’EPFL (Mivelaz) sur des tirants en béton armé (B courant et BHP).
- Les essais de la maquette MAEVA (BHP), durant lesquels une fissuration au bétonnage, des fissurations sous gradient thermique et des fissurations sous pression ont pu être observées.
- Les essais de comportement d’une paroi mince soumise à un gradient thermique (Béton courant et BHP EDF – LCPC).
- La réalisation de voiles d’épaisseur 1,20 m avec deux types de béton pour étudier la fissuration au jeune âge (Galeries sur site EDF).
- Comportement thermohydrique d’un cylindre BHP (Maquette MAQBETH, CEA).
- Poutres en cycle hydrique, thèse de S. Multon, LCPC.
- Fondation des piles du pont de Millau (Eiffage, SITES).
Un premier examen de ces différents cas sera effectué pour s’assurer que toutes les données nécessaires à une analyse dans le cadre de CEOS.fr sont ou non disponibles.
- Les essais de cisaillement de voile SAFE (EDF, ISPRA, AREVA).
Tout où partie de ces essais sera exploitée par les ingénieurs et les chercheurs impliqués dans le projet pour évaluer les capacités prédictives des méthodes actuellement proposées pour traiter de la fissuration. On appliquera soit des formules à caractère plus ou moins réglementaire ou des modèles numériques de complexité croissante. Cette première tâche fournira une référence initiale des performances des outils actuels et permettra de mesurer les progrès accomplis à la fin du Projet.
Ainsi que cela a été mentionné au chapitre « Présentation générale », paragraphe 4 « Philosophie générale de la recherche », l’objectif prioritaire du programme d’expérimentation n’est pas de fournir de nouvelles observations relatives aux mécanismes de fissuration, mais des jeux de données complets, précis et fiables pour permettre de « caler » et valider des modèles numériques scientifiques en vue d’accéder à la possibilité d’élargir l’acquisition des données grâce à l’expérimentation virtuelle. Le programme expérimental physique comprend donc deux stades :
- Une série d’expérimentations et d’essais à petite échelle, portant essentiellement sur l’acquisition de données relatives aux matériaux, directement destinée à l’amélioration des modèles utilisés. Ces essais sont définis et pilotés par les équipes de modélisation pour leurs besoins propres ;
- Une série d’expérimentations et d’essais conduits sur des corps d’épreuve de grandes dimensions, de façon à minimiser l’incidence des effets des différentes échelles. Dans ce second programme, la définition des corps d’épreuve et programmes de sollicitation a été faite de façon à ce que la géométrie et les conditions de chargement n’introduisent pas par eux-mêmes de complexité au niveau de la modélisation. De même, les phénomènes attendus et les observations à réaliser sont supposés ne pas apporter par eux-mêmes de difficulté d’interprétation. Ainsi les modélisateurs pourront-ils se concentrer sur la partie scientifique de leur modélisation.
En revanche, une attention exceptionnelle sera portée à l’acquisition de toutes les données pertinentes nécessaires à la modélisation d’une part, à l’interprétation des résultats de celle-ci d’autre part. Ainsi, un maximum d’informations relatives aux corps d’épreuve seront-elles rassemblées dès le départ : géométrie des différents éléments ; caractéristiques mécaniques, physiques et rhéologiques des différents matériaux ; conditions de fabrication et de maturation des corps d’épreuve jusqu’à leur utilisation.
Relativement peu nombreux du fait de leur taille et des difficultés de chargement mécanique, ces corps d’épreuve devront être instrumentés pour pouvoir apporter des données pour chacun des thèmes techniques retenus dans le cadre du projet CEOS.fr. Il est donc prévu de les instrumenter en ayant recours à des technologies de mesure redondantes : mesures de déformations locales sur bases courtes et bases longues, mesures de déformation d’ensemble par corrélation d’images, suivi des mécanismes internes de fissuration par détection des émissions acoustiques. Il est prévu de disposer ainsi de toutes les données identifiées a priori comme étant nécessaires à l’analyse des modélisations, mais aussi de données « de réserve » pouvant permettre une révision des modèles. Le programme définitif d’expérimentation sera finalisé avec les équipes de modélisation et l’expérimentation elle-même conduite en co-pilotage permanent avec celles-ci.
