Nous suivre Industrie Techno

Le béton poussé à l'extrême limite

Christian Guyard

Sujets relatifs :

, ,
- Unique au monde, la machine Giga permettra de déterminer les caractéristiques du béton sous des pressions dix mille fois plus fortes que la pression atmosphérique.

Des déplacements de l'ordre de 1 mm/s ; une montée en pression relativement lente de l'ordre de 1 000 bar/min. Les contraintes exercées sur l'éprouvette cylindrique de béton de taille décimétrique dans l'enceinte de l'installation Giga sont statiques. Rien à voir avec la brutalité extrême de l'impact d'un missile. Et pourtant, les données issues de ces expériences sont indispensables. Elles alimenteront les modèles qui calculeront la résistance d'un béton sous contrainte extrême et, in fine, les codes de calculs utilisés par les bureaux d'études.

Un tir expérimental de missile ou l'impact d'un avion militaire à plus de 700 km/h (test réalisé aux États-Unis) sur un massif de béton fournissent certes des images très spectaculaires, apportent des renseignements sur la manière dont les forces de destruction affectent le massif de béton lors de l'impact (traction, compression, cisaillement...) mais ne permettent pas de connaître la résistance de ce matériau à de très hauts niveaux de contrainte. La machine Giga est précisément conçue pour déterminer celle-ci.

Le premier demandeur pour de telles caractéristiques est bien sûr le domaine militaire. Il veut pouvoir construire des ouvrages résistants, concevoir des charges de destruction d'ouvrages. C'est donc la DGA, (Délégation générale à l'armement, en l'occurrence le centre d'études de Gramat) qui a payé la machine (1,5 million d'euros). Elle est installée dans les locaux du laboratoire 3S (Sols, Solides, Structures), unité mixte CNRS, Institut national polytechnique de Grenoble (ENSHMG) et Université Joseph-Fourier.

Aussi pour la prévention des risques naturels

Autre demandeur de tels essais, EDF qui possède des ouvrages qui peuvent être l'objet de risques terroristes ou naturels. En troisième lieu, les scientifiques du laboratoire 3S dont l'activité est notamment consacrée aux risques naturels et à leur prévention au sein de la fédération de recherche RNVO (Risques naturels et vulnérabilité d'ouvrages), qui rassemble neuf laboratoires rhônalpins. « Notre laboratoire développe des méthodes de calculs d'ouvrages sollicités par des forces extrêmes, comme les chutes de blocs et les risques sismiques. Les méthodes actuelles sont trop rudimentaires ce qui pose des problèmes de dimensionnement ou de coût d'ouvrages trop élevés, par exemple, pour la protection de routes de montagne », explique Laurent Daudeville chercheur au laboratoire 3S.

Pendant les deux premières années, les chercheurs travailleront sur des bétons classiques et se familiariseront avec la machine en explorant ses possibilités et les différents modes de chargement (hydrostatique, triaxial, séquentiel, etc.). La machine, construite par Thiot Ingénierie, permet de jouer indépendamment sur la contrainte de confinement et sur l'effort axial, on peut donc choisir de comprimer plus fortement dans l'axe ou au contraire de laisser le matériau s'allonger dans cette direction.

Le conditionnement de l'éprouvette est aussi important car il faut prévoir une enveloppe étanche pour que le béton, matériau poreux, ne soit pas imprégné par le liquide de compression ce qui fausserait l'essai. Les chercheurs doivent aussi se rôder à instrumenter l'éprouvette avec des jauges de contrainte pour mesurer les déplacements, la pression de confinement et l'effort axial ; pas question d'intervenir en cours d'essai (un essai coûte uniquement en consommables environ 500 euros).

Les premiers essais ont été effectués sur de l'aluminium, du polypropylène pour tester la machine qui reçoit maintenant des éprouvettes en béton classique, obtenue par forage d'un bloc.

LES PERFORMANCES

La machine Giga - Pression de confinement de 1 GPa sur l'éprouvette par l'intermédiaire d'un fluide organique "incompressible", l'équivalent de 100 km de hauteur d'eau. - Poussée axiale mécanique par piston de 13 MN, soit une contrainte de l'ordre de 3 GPa dans l'axe de l'éprouvette. - Éprouvette classique en béton de 70 mm de diamètre pour 140 mm de haut (maxi 100 mm sur 200). - La presse pèse 29 tonnes et tient dans un cube de 4,6 m d'arête. La chambre d'essai est un peu plus grande que l'éprouvette mais sa paroi est de l'ordre de 25 cm d'épaisseur.

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0859

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2004 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

Mousses métalliques : l'acier pourrait remplacer l'aluminium

Mousses métalliques : l'acier pourrait remplacer l'aluminium

les chercheurs du CTIF et de l'École centrale de Lille ont mis au point des mousses métalliques à base d'acier moins chères et plus résistantes que[…]

01/04/2009 | MATÉRIAUXR & D
MATÉRIAU

MATÉRIAU

TÉLÉCOMS

TÉLÉCOMS

ÉLECTROMÉNAGER

ÉLECTROMÉNAGER

Plus d'articles