Un modèle numérique permettant de simuler le comportement élastique des bétons légers avec prise en compte de leur mésostructure

Overview & Synopsis

Le béton est un matériau hétérogène dont la nature de l’hétérogénéité dépend de l’échelle d’observation. Dans notre étude, on présente le béton léger comme étant un matériau bi-phasique à l’échelle mésoscopique. Le béton est alors formé de gros granulats légers noyés dans une matrice composée de pâte et de sable naturel. L’adhérence entre les deux phases est considérée parfaite. Les caractéristiques mécaniques des bétons de granulats légers dépendent fortement des propriétés des granulats présents dans la formulation ainsi que de leurs proportions volumiques. Les granulats légers sont beaucoup plus déformables que la matrice cimentaire ce qui rend l’étude de leur influence sur la résistance du béton complexe. Le travail présenté consiste à développer un modèle numérique qui permet d’étudier le comportement élastique des bétons à granulats légers tout en tenant en compte de la « vraie » mésostructure. Cette approche numérique permet d’identifier les modules d’Young homogènes des bétons. Les résultats numériques sont ensuite comparés aux résultats expérimentaux afin de valider l’approche numérique. Ce modèle est aussi utilisé pour localiser la répartition des contraintes et des déformations principales dans les bétons à granulats légers. Ces efforts au sein de la mésostructure permet d’analyser les mécanismes de rupture dans les bétons légers tout en restant dans le domaine élastique. Les résultats numériques nous permettent de constater que la rupture dans les bétons à granulats légers peut être due à la rupture du mortier.