Conférences

Enregistrements trouvés: 1 (Afficher toutes les activités)
Séminaire
SÉMINAIRE CONJOINT CRIB - GIREF
Yves Berthaud
1re présentation : Couplage entre essais et calculs grâce à la corrélation d'images numériques

La prédiction du comportement des structures est le plus souvent faite en utilisant des modèles de comportement. Ceux-ci sont iden-tifiés au travers d'essais simples (traction, compression, flexion, torsion ou plus complexes (multiaxiaux)). Le problème est que les informations expérimentales utilisées sont ponctuelles (jauges), les conditions aux limites mal contrôlées (classique pour l'essai de compression en mécanique des roches ou du béton).

Nous proposons une méthode expérimentale simple de détermination des champs de déplacement et de déformation laquelle permet de vérifier la pertinence des hypothèses faites (conditions aux limites, homogénéité, ...). Elle est basée sur l'observation en lumière naturelle de la surface plane d'un objet (éprouvette, élément de structure) à différents instants du chargement mécanique. Un traite-ment numérique permet, par intercorrélation itérative, d'obtenir une précision sur les vecteurs déplacement de 2/100 de pixel ce qui en pratique permet l'observation des déformations y compris en traction sur une éprouvette en béton (sensibilité de 10-5 environ).

Les données (déplacement, déformations) peuvent alors être injectées dans un calcul de structures pour obtenir l'endommagement (via un modèle non linéaire). On peut donc mieux apprécier l'interaction entre les hétérogénéités du matériau et les conditions aux limites. De nouvelles extensions sont en cours lesquelles lèvent une hypothèse faite lors du dépouillement (hypothèse de champ rigidifiant local).

2e présentation : Phénomènes électro-cinétiques dans les argiles

On sait depuis Reuss (début 19°) qu'un champ électrique appliqué à un matériau poreux contenant une solution saline provoque des modifications multiples (mouvement d'eau, d'ions) modification de pH. Des applications pratiques sont la consolidation des sols par électro-osmose ou par électro-injection, la réalisation d'essais de diffusion accéléré.

Nous avons repris l'ensemble de ces travaux et réalisé quelques essais d'électro-osmose sur une argile (kaolin) consolidée en incluant de nombreux capteurs dans la cellule d'essais (pH, pression intersticielle, température). Les essais sont de deux types : avec ou sans contrôle de pH dans les deux compartiments anodique et cathodique. On observe alors sans contrôle de pH des évolutions étonnantes de la pression intersticielle non compatibles avec un raisonnement simple de mécanicien des sols.

Nous avons donc essayé de comprendre le rôle joué par le potentiel zéta et montré que les perméabilités électro-osmotiques (ou de Casagrande) et hydraulique (de Darcy) sont fonction de ce potentiel (et donc du pH). Ce point avait déjà été pressenti par une analyse théorique qui a permis de proposer une relation généralisant la relation de Koseny Karman.

Une application pratique est l'estimation rapide (une heure au lieu de la semaine classique par oedomètre) de la perméabilité hydrau-lique d'un matériau peu perméable (argile) grâce à ces couplages thermodynamiques.

3e présentation : Analyse expérimentale de l'anisotropie élastique des matériaux par ultrasons

Le calcul de structure avec des matériaux anisotropes (bois, roches ou béton dégradé) passe par une hypothèse sur le type d'anisotro-pie du matériau. Le choix qui est fait est très souvent dicté par le peu d'informations expérimentales. C'est alors une hypothèse d'isotropie transverse (5 coefficients) ou d'orthotropie (9 coefficients) qui est couramment formulée. Le problème de la mesure des coefficients demeure. La méthode usuelle consiste à ne faire que les essais strictement nécessaires (5 ou 9) à l'identification. On n'a alors aucun indice de fiabilité sur ces données puisque le nombre d'essais correspond au nombre d'inconnues.

Nous proposons une démarche différente qui consiste :

- à obtenir une grande quantité d'informations expérimentales sur un matériau anisotrope inconnu : on utilise la propagation d'ondes ultrasonores (vitesse, polarisation),

- à déduire un tenseur d'élasticité à partir de ces données via une analyse inverse non linéaire,

- à analyser la distance qui existe entre ce tenseur (fatalement triclinique) et des tenseurs possédant des symétries (en balayant toutes les symétries),

- à proposer le meilleur choix pour la modélisation.

Cette démarche a été appliquée sur du bois, du marbre, ... Les outils employés (décomposition de Kelvin) nous ont donné l'idée de reprendre la modélisation de l'endommagement anisotrope (un récent benchmark a montré qu'aucun modèle de ce type n'est utilisable dans des calculs numériques tridimensionnels). Une thèse démarre.

Date: 2001-09-07 à 05:30
Endroit: salle 2750 pavillon Pouliot LMT - École normale supérieure de Cachan