MODÉLISATION ANALYTIQUE DE L’EFFET DU SQUELETTE GRANULAIRE SUR LE FLUAGE PROPRE DU BÉTON

Abstract

Sous une charge maintenue constante au cours du temps, des
conditions isothermes et sans échange d’humidité avec l’extérieur, le béton développe des déformations différées de fluage
propre qui sont fortement liées à sa composition hétérogène et
à sa microstructure. Afin de prédire ces déformations, le béton
est modélisé par un composite à trois phases ; des granulats
(phase inclusions) entourés chacun par une auréole de transition
(phase ITZ) d’épaisseur variable, et noyés tous dans une pâte
de ciment durcie (phase pâte). D’abord, la fraction volumique
de l’ITZ est évaluée analytiquement en se basant sur une modélisation discrète et probabiliste de la microstructure du béton,
proposée récemment par Zouaoui et al. [1]. Ensuite, le modèle
d’homogénéisation trisphère, proposé initialement par Le Roy
[2] pour prédire le module d’Young effectif d’un composite
cimentaire à deux phases (sans ITZ), a été étendu pour prendre
en compte l’auréole de transition entre les granulats et la pâte
cimentaire. Ainsi, le module d’Young instantané du béton
ensuite son module différé sont évalués analytiquement par
ce modèle micromécanique quadrisphère où la pâte de ciment
et l’auréole de transition ont un comportement viscoélastique
linéaire non vieillissant de type Kelvin-Voigt généralisé et les
granulats sont supposés élastiques linéaires. Selon le modèle
proposé, le module différé effectif du béton est prédit au cours
du temps en fonction du module différé de la pâte cimentaire
et des caractéristiques géométriques du squelette granulaire et
de l’auréole de transition (volume et compacité granulaires,
distribution de taille des granulats et épaisseur de l’auréole
de transition). La validité du modèle proposé est discutée en
comparant ses prédictions avec des résultats expérimentaux
issus de la littérature.