Contribution à l'étude numérique du comportement du béton et des structures en béton armé soumises à des sollicitations thermiques et mécaniques couplées : une approche thermo-élasto-plastique endommageable

Le but de cette recherche consiste en l'elaboration d'un modele Elements Finis pour l'analyse des structures en beton arme sous sollicitations thermiques et mecaniques combinees. Une synthese des resultats disponibles sur le comportement du beton sous sollicitations thermiques et mecaniques est exposee. Les differents comportements du beton qui peuvent etre rencontres et notamment en analyse thermomecanique sont soulignes (Endommagement, phenomene unilateral, interaction thermo-mecanique,. . . ). Les diverses familles de modelisation sont par la suite analysees en soulignant les aspects importants du comportement que chacune peut reproduire. Un nouveau modele thermo-plastique endommageable est alors developpe, permettant de rendre compte des divers phenomenes recenses lors de la synthese. Ce modele est construit dans le cadre de la thermodynamique des processus irreversibles et plus particulierement sur la thermo-plasticite couplee a l'endommagement. Un couplage entre le niveau d'ecrouissage atteint et l'endommagement est propose. Deux variables d'endommagement scalaires y sont introduites. Une premiere variable permet la modelisation des effets du chargement mecanique et la seconde sert a representer les effets du chargement thermique. Les relations constitutives de la reponse thermo-elasto-plastique sont decouplees de celles de la reponse endommagee en utilisant le cocnept de la contrainte effective. Cette methode confere une souplesse dans l'implementation numerique. En complement a ces developpements, un procede simple est mis en place pour la gestion de la refermeture des fissures lors d'un chargement cyclique. Un critere de plasticite, adapte a la description des surfaces de rupture du beton sous hautes temperature, est alors repris et enrichi pour une meilleure modelisation du beton.