CONTRIBUTION A L'ETUDE DU COMPORTEMENT AU TRES JEUNE AGE DES STRUCTURES MINCES EN MORTIER
Résumé
The works of this thesis consign plastic shrinkage and cracking induced for cement based material having great exposed areas. The plastic shrinkage is a deformation of cement based materials which occurs before hardening. The reference mortar considered for this study is a formulation in other exploited by CEReM (consortium for Study and Research on the Mortar). In thesis, a whole experimental means was set up in order to study the very early age behavior of mortar under free and restrained shrinkage condition. Measurement without contact of free shrinkage (surface shrinkage) is carried out by means of an optical instrumentation. A new technique of restrained shrinkage was also setting up: it is distinguished from the others usually met in literature by its simplicity and it makes it possible to have directly the internal stress evolution in material during the shrinkage. The whole of these experimental protocols made it possible to study the influence of fibers (AR glass fibers, polypropylene fibers) admixtures (cellulose ether, latex EVA) and additive anti-shrinkage (Glycol type) in plastic shrinkage. Part of the thesis, is devoted to numerical modeling of mortar behavior during the plastic shrinkage. In this part, an elastoplastic model is proposed. Plasticity is described by Von Mises isotropic criterion in which we introduced an evolution of the load surface according to material's maturation. The establishment of this model in a computer code led to the digital simulation of the restrained shrinkage test: a comparison between model and experiment is then discussed.
Ce travail de recherche porte sur le retrait plastique et la fissuration induite pour les matériaux cimentaires présentant une grande surface libre par rapport au volume. Le retrait plastique est une déformation du matériau cimentaire qui se produit avant durcissement. Le mortier de référence considéré pour cette étude est une formulation par ailleurs exploitée dans le cadre des travaux initiés par le projet CEReM (Consortium pour l'Etude et la Recherche sur les Mortiers). Dans le cadre de cette thèse, un ensemble de moyens expérimentaux a été mis en place de façon à étudier le comportement du mortier au très jeune âge dans des conditions de retrait libre et de retrait empêché. La mesure sans contact du retrait surfacique est réalisée au moyen d'une instrumentation optique. Une nouvelle technique de retrait empêché a été également mise en place : elle se distingue des autres couramment rencontrées dans la littérature par sa simplicité et elle permet d'avoir directement l'évolution de la contrainte interne de traction dans le matériau au cours du retrait. L'ensemble de ces protocoles expérimentaux ont permis d'étudier l'influence des fibres (fibres de verre, fibres de polypropylène), de l'adjuvant anti-retrait (type Glycol), des poudres de polymère (éther de cellulose, le latex “EVA”) sur le comportement au très jeune âge du matériau cimentaire. Une partie de la thèse est consacrée à la modélisation numérique du comportement du matériau cimentaire pendant la prise. Dans cette partie, un modèle élastoplastique est proposé. La plasticité est décrite par le critère isotrope de Von Mises dans lequel nous avons introduit une évolution de la surface de charge en fonction de la maturation du matériau. L'implantation de ce modèle de comportement dans un code de calcul a conduit à la simulation numérique de l'essai de retrait empêché : une comparaison entre modèle et expérience est ensuite discutée.