Détails du sujet
Analyse numérique par éléments finis du comportement thermo-mécanique et de la fissuration sous un gradient thermique : cas des chaussées rigides en béton
Résumé
Auteur : UWEZO NTAKOBAJIRA
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2025-2026 , | 2026-02-20 15:22:28
Mots clés
Chaussée rigide, éléments finis, fissuration thermique, Analyse numérique
Intérêt
La fissuration thermique constitue l’une des principales causes de dégradation des chaussées en béton ; elle conduit à des maintenances couteuses, des perturbations du trafic pendant les réparations. Elle peut aussi être une brèche qui peut aggraver certains phénomènes néfastes à l'ouvrage comme l'infiltration de l'eau dans le corps de la chaussée qui réduit sa durabilité.
Dans un contexte de changement climatique, l'intérêt en est plus grand à cause des gradients thermiques journaliers plus intenses, le développement d’outils de modélisation numérique permettant de prédire et de limiter ces pathologies représente un enjeu technique, économique et sociétal majeur.
Problématique
Les variations journalières et saisonnières de température induisent des différences de température dans l’épaisseur des dalles de chaussées en béton, générant ainsi des contraintes internes qui peuvent conduire à la fissuration prématurée de ces dernières.
Comment un modèle numérique par éléments finis peut-il permettre de représenter ces sollicitations thermo-mécaniques et d’identifier les paramètres influençant l’apparition des fissures ? Plan provisoire
RESUME
INTRODUCTION GÉNÉRALE
Chapitre 1 : Revue de la littérature
1.1 Les chaussées rigides en béton
1.2 Fissuration thermique
1.3 Modélisation thermo-mécanique
Chapitre 2 : Modélisation théorique du problème
2.1 Hypothèses de modélisation
2.2 Formulation thermo-mécanique
2.3 Conditions d'apparition des fissurations
Chapitre 3 : Modélisation par éléments finis
3.1 Description du modèle
3.2 Maillage
3.3 Conditions aux limites
3.4 Procédure de calcul
Chapitre 4 : Résultats et discussion
4.1 Distribution des contraintes
4.2 Influence du gradient thermique
4.3 Influence de l’épaisseur de la dalle
4.4 Interprétation des résultats
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES Hypothèses
1. Les gradients thermiques dans l’épaisseur de la dalle généreraient des contraintes de traction favorisant l’initiation des fissures.
2. L’augmentation de l’amplitude du gradient thermique entraînerait une augmentation quasi linéaire des contraintes de traction maximales dans la chaussée.
3. Une augmentation de l’épaisseur de la dalle réduirait les contraintes de traction maximales induites par le gradient thermique. Méthodes
Pour l'exécution de ce travail, nous avons envisagé les étapes suivants :
1. Revue de la littérature
2. Modélisation physique du problème
3. Formulation thermo-mécanique
4. Construction du modèle EF
5. Étude paramétrique
6. Analyse et interprétation des résultats Bibliographie
[1] GHEZALI Sabah, MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE LA FISSURATION DES STRUCTURES EN BETON ARME : APPLICATION A LA SIMULATION DES ENCEINTES DE CONFINEMENT, Université Abou-bekr Belkaid
[2] ILLOULI Said, ANALYSE PAR ELEMENTS FINIS
DES EFFETS DE COUPLAGE DE CHALEUR ET DE
TRANSFERTS DE MASSE DANS LE BETON A
DES TEMPERATURES ELEVEES, Thèse, UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2015
[3] Dolice Dontsi Maken, FISSURATION THERMOMÉCANIQUE DES BARRAGES EN BÉTON
SOUMIS AUX VARIATIONS SAISONNIÈRES DE TEMPÉRATURE EN RÉGIONS NORDIQUES, Mémoire, UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, 2012
[4] SERGIO ALEJANDRO PEREZ ROMERO, APPROCHE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA FISSURATION REFLECTIVE DES CHAUSSEES, Thèse, UNIVERSITE DE LIMOGES, 2008
[5] Florent MANZONI, Comportement thermo-hydro-mécanique des structures en béton, Thèse, Université Fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées, 2019
Directeur & Encadreur
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON
Analyse numérique par éléments finis du comportement thermo-mécanique et de la fissuration sous un gradient thermique : cas des chaussées rigides en béton
Résumé
Auteur : UWEZO NTAKOBAJIRA
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2025-2026 , | 2026-02-20 15:22:28
Mots clés
Chaussée rigide, éléments finis, fissuration thermique, Analyse numériqueIntérêt
La fissuration thermique constitue l’une des principales causes de dégradation des chaussées en béton ; elle conduit à des maintenances couteuses, des perturbations du trafic pendant les réparations. Elle peut aussi être une brèche qui peut aggraver certains phénomènes néfastes à l'ouvrage comme l'infiltration de l'eau dans le corps de la chaussée qui réduit sa durabilité.Dans un contexte de changement climatique, l'intérêt en est plus grand à cause des gradients thermiques journaliers plus intenses, le développement d’outils de modélisation numérique permettant de prédire et de limiter ces pathologies représente un enjeu technique, économique et sociétal majeur.
Problématique
Les variations journalières et saisonnières de température induisent des différences de température dans l’épaisseur des dalles de chaussées en béton, générant ainsi des contraintes internes qui peuvent conduire à la fissuration prématurée de ces dernières.Comment un modèle numérique par éléments finis peut-il permettre de représenter ces sollicitations thermo-mécaniques et d’identifier les paramètres influençant l’apparition des fissures ?
Plan provisoire
RESUMEINTRODUCTION GÉNÉRALE
Chapitre 1 : Revue de la littérature
1.1 Les chaussées rigides en béton
1.2 Fissuration thermique
1.3 Modélisation thermo-mécanique
Chapitre 2 : Modélisation théorique du problème
2.1 Hypothèses de modélisation
2.2 Formulation thermo-mécanique
2.3 Conditions d'apparition des fissurations
Chapitre 3 : Modélisation par éléments finis
3.1 Description du modèle
3.2 Maillage
3.3 Conditions aux limites
3.4 Procédure de calcul
Chapitre 4 : Résultats et discussion
4.1 Distribution des contraintes
4.2 Influence du gradient thermique
4.3 Influence de l’épaisseur de la dalle
4.4 Interprétation des résultats
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
Hypothèses
1. Les gradients thermiques dans l’épaisseur de la dalle généreraient des contraintes de traction favorisant l’initiation des fissures.2. L’augmentation de l’amplitude du gradient thermique entraînerait une augmentation quasi linéaire des contraintes de traction maximales dans la chaussée.
3. Une augmentation de l’épaisseur de la dalle réduirait les contraintes de traction maximales induites par le gradient thermique.
Méthodes
Pour l'exécution de ce travail, nous avons envisagé les étapes suivants :1. Revue de la littérature
2. Modélisation physique du problème
3. Formulation thermo-mécanique
4. Construction du modèle EF
5. Étude paramétrique
6. Analyse et interprétation des résultats
Bibliographie
[1] GHEZALI Sabah, MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE LA FISSURATION DES STRUCTURES EN BETON ARME : APPLICATION A LA SIMULATION DES ENCEINTES DE CONFINEMENT, Université Abou-bekr Belkaid[2] ILLOULI Said, ANALYSE PAR ELEMENTS FINIS
DES EFFETS DE COUPLAGE DE CHALEUR ET DE
TRANSFERTS DE MASSE DANS LE BETON A
DES TEMPERATURES ELEVEES, Thèse, UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2015
[3] Dolice Dontsi Maken, FISSURATION THERMOMÉCANIQUE DES BARRAGES EN BÉTON
SOUMIS AUX VARIATIONS SAISONNIÈRES DE TEMPÉRATURE EN RÉGIONS NORDIQUES, Mémoire, UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, 2012
[4] SERGIO ALEJANDRO PEREZ ROMERO, APPROCHE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA FISSURATION REFLECTIVE DES CHAUSSEES, Thèse, UNIVERSITE DE LIMOGES, 2008
[5] Florent MANZONI, Comportement thermo-hydro-mécanique des structures en béton, Thèse, Université Fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées, 2019
Directeur & Encadreur
Status
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON