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Simulez le comportement au feu des bétons

Ph. Donnaes

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- Développé au CSTB, le logiciel Symphonie plonge le béton dans une tourmente virtuelle...

Les nouvelles générations de bétons - BHP, BAP, bétons fibrés - présentent des risques de fissuration, voire d'éclatement, sous l'effet des hautes températures. Pour aider les fabricants à maîtriser leur comportement dans des conditions extrêmes, les chercheurs du CSTB ont développé - avec le laboratoire de modélisation et mécanique des structures de l'université Pierre-et-Marie-Curie - un modèle à l'échelle mésoscopique capable de représenter le béton avec ses différents constituants : pores, granulats, ciment, sable...

Cette approche, qui prend en compte de manière explicite la complexité du matériau, permet d'étudier les interactions entre les différents constituants, phénomènes indétectables par une approche macroscopique classique qui considère le matériau comme isotrope et homogène.

Dans la pratique, les composants du béton sont générés de manière aléatoire en introduisant des caractéristiques spécifiques pour chacun d'eux. Le matériau est ensuite soumis à des incendies virtuels, les résultats de la simulation ayant été préalablement validés au moyen d'essais expérimentaux menés à l'université de Cergy (Val-d'Oise).

Optimiser les éléments de structure

Ce nouveau module du progiciel Symphonie, qui évite donc de recourir à de coûteux essais en vraie grandeur, permet de déterminer la rigidité du béton, sa réaction au feu et à l'eau, ainsi que l'énergie de fissuration qu'il subit en fonction de la taille des granulats.

L'avancement de la connaissance dans ce domaine fournira les moyens d'optimiser les éléments de structure et de mieux dimensionner les ouvrages au feu, tout en facilitant la formulation de nouveaux bétons en fonction de leur usage : mur de centrale nucléaire, façade d'immeuble, tunnel...

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