APPORT DE L'ÉMISSION ACOUSTIQUE DANS LA COMPRÉHENSION ET LA MODÉLISATION DU COUPLAGE FLUAGE-ENDOMMAGEMENT DU BÉTON

In order to design reliable concrete structures, prediction of long term behaviour of concrete is important. In fact, creep deformation can cause mechanical deterioration and cracking, stress redistribution, loss in presteressed members and rarely ruin the structure. The aim of this research is to have a better understing of the interaction between creep and crack growth in concrete. An experimental investigation on the fracture properties of concrete beams submitted to creep bending tests with high levels of sustained load is reported. The influence of creep on residual capacity and fracture energy of concrete is studied. In parallel, the acoustic emission technique (AE) was used to monitor crack development. The results give wealth information on damage evolution and show a decrease in the width of the fracture process zone (FPZ) characterizing a more brittle behaviour for beams subjected to creep. The AE shows that this may be due to the development of microcracking detected under creep Based on those experimental results, a mesoscopic numerical study was proposed by coupling a damage model based on the microplan theory and a viscoelastic creep model defined by several Kelvin-voigt chains. The numerical results on concrete specimens in tension and in bending confirm the development of microcracks during creep at the mortar-aggregate interface.La prédiction des déformations différées est d'une très grande importance pour l'étude de la durabilité des structures en béton. En effet, elles peuvent être à l'origine de la fissuration, de pertes de précontrainte, d'une redistribution des contraintes et même, plus rarement, de la ruine de l'ouvrage. L'objectif de cette étude est de mieux comprendre l'interaction entre les déformations de fluage et l'évolution de la fissuration dans le béton. Une investigation expérimentale sur l'évolution des propriétés de rupture de poutres en béton soumises à des hauts niveaux de fluage en flexion a été menée. L'influence du fluage sur la résistance résiduelle et l'énergie de fissuration du béton a été étudiée. En parallèle, la technique d'émission acoustique (EA) a été exploitée afin de suivre l'évolution de l'endommagement. Les résultats montrent une diminution de la zone de microfissuration caractérisant un comportement à la rupture plus fragile pour les poutres ayant subi le fluage. L'EA indique que ceci peut être dû au développement des micro-fissures observées pendant le fluage. L'ensemble de ces résultats conduit à proposer une approche de modélisation à l'échelle mésoscopique couplant un modèle d'endommagement basé sur la théorie des microplans et un modèle de fluage viscoélastique de type Kelvin-Voigt afin de mieux comprendre le processus de fissuration sous fluage. Les calculs du fluage d'échantillons de béton en traction directe et de poutres en flexion trois points ont confirmé la formation de micro-fissures pendant le fluage aux interfaces entre le mortier et les granulats