Comportement thermomécanique d'un béton réfractaire en compression uniaxiale

Dans la première partie de l'étude, on présente un dispositif expérimental inédit qui a été développé pour réaliser des essais de compression uniaxiale de la température ambiante à 1500 °C. Ce dispositif finalisé a servi à la caractérisation rhéologique d'un béton réfractaire de type silico-alumineux dans la plage de température de 20 à 1200°C. Les essais ont été effectués en atmosphère oxydante sur des éprouvettes de bétons réfractaires ayant subi après démoulage un étuvage à 110 °C. Pour étudier l'influence du traitement thermique ou de la cuisson sur la réponse du matériau, certaines éprouvettes ont subi une cuisson en atmosphère oxydante à 900 °C. Ensuite, les résultats des essais de compression simple ont permis de mettre en évidence l'évolution du comportement du béton réfractaire étudié d'un type non linéaire fragile aux basses et moyennes températures vers un type non linéaire visqueux aux hautes températures. Enfin, des essais cycliques avec charge-décharge ont permis de quantifier l'importance des déformations irréversible

Etude du comportement thermomécanique de deux bétons réfractaires silico-alumineux (applications à une poche d'aciérie)

Dans le cadre d'un programme national de recherche sur les matériaux réfractaires PROMETHEREF, deux bétons réfractaires silico-alumineux ont été étudiés. Tout d'abord, une nouvelle installation expérimentale dite à Haute Température et de Grande Capacité (HTGC) a d'abord été développée. Les essais de compression simple ont ensuite permis de mettre en évidence la transition du comportement d'un caractère quasi-fragile à basse et moyenne température à un caractère beaucoup plus ductile à haute température. Les essais de fluage et les essais réalisés avec des sauts de vitesse ont permis de préciser le comportement viscoplastique observé à partir de 900C pour les deux bétons réfractaires. Les résultats des essais réalisés ont alors pu être identifiés raisonnablement sur une loi d'élasticité couplée à l'endommagement pour les températures basses et moyennes. Pour les hautes températures (>900C) une première modélisation par la loi de Norton a semblé satisfaisante. Après identification de tous les paramètres thermomécaniques, des simulations numériques ont été effectuées sur une poche d'aciérie à l'aide du code de calcul par éléments finis CAST3MGRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Etude du comportement sous très hautes températures des Bétons Fibrés à Ultra Performances (application au BCV)

L'étude du comportement sous incendie des bétons a particulièrement pris son essor depuis des incendies répétés de tunnels comme celui sous la Manche ou du Mont-Blanc. La problématique de résistance au feu est essentielle puisque les éclatements qui peuvent accompagner la diminution de résistance du matériau sont de nature à fragiliser fortement les structures. Depuis plusieurs décennies, le domaine de la résistance au feu des bétons ordinaires et à hautes performances a été exploré tant expérimentalement que théoriquement. Cependant il existe des matériaux plus récents, que sont les bétons fibrés à ultra performances (BFUP), pour lesquels le phénomène d'instabilité thermique est accentué et dont le comportement mécanique à chaud n'a pas été beaucoup exploré. L'étude menée ici a pour vocation de s'intéresser à un BFUP particulier, le BCV®, fourni par l'entreprise Vicat. Les résultats exposés permettent de mieux comprendre l'efficacité des fibres de polypropylène face aux autres fibres synthétiques, grâce à une approche expérimentale originale complétée par une étude à l'échelle microscopique. Cette dernière est constituée de nombreuses analyses au microscope électronique à balayage ainsi que d'études de porosimétrie au mercure. Cette première phase est suivie d'un vaste programme de caractérisations mécaniques à chaud sur le BCV® à des températures variant de 20C à 1100C, essais peu courants pour ce genre de matériau. Ce travail contribue à la compréhension du comportement des BFUP à haute température, et montre que l'évolution avec la température de leurs caractéristiques mécaniques principales (résistance en flexion, résistance en compression et module d'élasticité) est assez semblable à celle des bétons ordinaires. Les résultats de cette étude contribuent à une meilleures connaissance du comportement à haute température des bétons fibrés à ultra performances.Study of concrete behaviour under fire has really increased since the occurence of several fires in tunnels such as the Chunnel or the Mont-Blanc tunnel. Fire resistance of concrete is a very important subject because the possible spalling coupled with a decrease of the strength of the material can deeply weaken the structures. For decades the fire resistance field of ordinary concrete and high performance concrete was studied experimentally and theorically. However more recent materials such as ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC), for which spalling phenomenon is emphasized and whose high temperature mechanical behaviour has not been studied so much. The present study is aimed to study a particular UHPFRC, the BCV®, supplied by Vicat. The results enable to better understand the effenciency of polypropylene fibres compared to other synthetic fibres, thanks to an original experimental approach coupled with a study at the microscopic scale. The latter consists in various scanning electron microscope analysis and mercury intrusion porosimetry. This first part is followed by a wide number of experimental results which characterize the mechanical behaviour of BCV® for a range of temperatures from 20C to 1100C. Experiments in such testing conditions are not common for this material. The work achieved contributes to a better understanding of the high performance behaviour of UHPFRC. It reveals also that the evolution with temperature of main mechanical characteristics (bending strength, compression strength and Young Modulus) is really close to those of ordinary concretes. The results of this study contributes to a better knowledge of ultra-high performance fibre reinforced concrete under high temperature.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Caractérisation rhéologique de bétons réfractaires en traction simple et en flexion 4 points

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceL'essai de traction simple sur des matériaux hétérogènes et fragiles tels que les bétons réfractaires est toujours délicat. D'infinies précautions doivent être prises afin d'obtenir des courbes représentatives du comportement du matériau. La présence de défauts, en surface ou en profondeur, détermine le comportement en traction de ces matériaux. Un dispositif expérimental conçu et réalisé au Laboratoire 3S a permis de caractériser à température ambiante un béton réfractaire silico-alumineux. Les essais de flexion 4 points ont été réalisés sur un béton réfractaire carboné ayant subi une cuisson réductrice. Les éprouvettes de section carrée de 25 mm de côté et de 200 mm de longueur ont été équipées de jauges de déformation sur leurs faces supérieure et inférieure. Grâce à ces essais on a pu obtenir simultanément les courbes contraintes-déformations en traction et en compression. Ils ont aussi permis de mettre en évidence le caractère non linéaire du comportement en traction avant la rupture, ce qui est moins visible sur les résultats d'essais de traction simpl

Comment réaliser le test de vibration osseux vestibulaire (TVOV)

International audienceLe test de vibration osseux vestibulaire est un test robuste, de réalisation simple, non invasif, qui se comporte comme un test de Weber vestibulaire haute fréquence et permet au fauteuil de consultation de révéler instantanément une asymétrie vestibulaire même ancienne ou compensée sous la forme d’un nystagmus induit par les vibrations. Ce test se pratique chez un sujet assis en stimulant successivement la mastoïde droite puis gauche (en regard des conduits auditifs externes) puis le vertex à 30, 60, ou plus efficacement à 100 Hz. Il peut être observé sous vidéoscopie, lunettes de Frenzel ou enregistré en vidéonystagmographie 2D ou 3D en trace directe ou en enregistrement de la vitesse de phase lente chez un sujet présentant un état de relaxation suffisant et non traité par des sédatifs. Ce test rapide de premier niveau, non influencé par la compensation vestibulaire, complète utilement les autres explorations vestibulaires dans l’analyse multi-fréquentielle du vestibule et se comporte comme un test vestibulaire global interrogeant les structures canalaires et otolithiques. Il est également informatif si le test calorique à l’eau n’est pas possible (lésions d’oreille moyenne ou externe), et chez le sujet âgé arthrosique et vasculaire chez qui le Head-Shaking-Test et/ou le Head-Impulse-Test ne sont pas réalisables

Etude expérimentale des instabilités thermiques dans un béton à hautes performances

Résumé : L'étude proposée porte sur la mise en évidence des instabilités thermiques lors de la chauffe d'une paroi de Béton à Hautes Performances (BHP) en vue de leur modélisation par des lois de comportement d'endommagement. Le béton étudié est caractérisé par un rapport E/C de 0,25 et une teneur en fumée de silice de 10%. Les essais ont été effectués sur une installation constituée d'un brûleur à plusieurs ouvreaux, afin d'uniformiser la température sur la paroi, coiffé par un four. Les éprouvettes constituées de dalles carrées de 25 cm de côté et de 10 cm d'épaisseur sont chauffées sur l'une de leurs grandes faces en suivant la courbe standard de température ISO 834 de l'Eurocode 2. Elles sont munies de thermocouples placés pendant la confection de l'éprouvette et disposés à différentes distances de la face chauffée destinés à mesurer la variation de température dans l'épaisseur. Pour certaines d'entre elles, des tiges creuses noyées dans le béton et reliées à un capteur de pression permettent de mesurer la variation de pression en certains points au cours des essais. Les premiers essais, réalisés avec une première version du four remplissant partiellement le cahier des charges, ont permis toutefois de valider la capacité du brûleur à produire la puissance nécessaire pour suivre les courbes de température ISO 834 et HCM de l'Eurocode 2. Ils ont aussi permis d'optimiser les procédures d'implantation des thermocouples dans le béton lors de la confection des éprouvettes. Ils ont enfin permis au niveau de la physique de mettre en évidence la sensibilité du béton étudié aux instabilités thermiques car le phénomène d'écaillage et même d'explosion a été observé à chacun des essais. Les résultats de ces essais sont disponibles et prêts à être présentés. Nous travaillons actuellement à la finalisation de la version complète du four garantissant qu'au cours de l'essai les conditions aux limites appliquées à l'éprouvette soient conformes à celles imposées dans la modélisation numérique. En plus de la mesure de température réalisée avec la première version du four, il sera possible avec la version finalisée de faire des mesures de pression dans le béton et de réaliser un film vidéo de la face chauffée de l'éprouvette en cours d'essai. Ainsi, les résultats de mesure de température et de pression de vapeur en certains points seront analysés et corrélés avec les observations expérimentales directes et indirectes : occurrence des éclats, dimensions des éclats, fissuration et microfissuration, analyse des images vidéo. Cette étude permettra d'améliorer la compréhension des phénomènes générant les instabilités thermiques dans le béton par la réalisation d'un nombre d'essais représentatif d'un point de vue statistique. Elle permettra aussi de fournir des données expérimentales sur le champ thermique afin de caler les calculs de champ thermique issus de la modélisation numérique, préalable indispensable pour modéliser correctement le comportement d'endommagement du béton au cours de l'essai. Mots-clés : Béton à haute performance, courbe de température ISO 834, écaillage, température, pression de vapeur. Bibliographie : [1] W.Z. Zheng, X.M. Hou, D.S. Shi, M.X. Xu. 2010. Experimental study on concrete spalling in prestressed slabs subjected to fire. Fire Safety Journal 45 (2010) 283-297. [2] K.D. Hertz, L.S. Sorensen. 2005. Test method for spalling of fire exposed concrete. Fire Safety Journal 40 (2005) 466-476. [3] Pierre Kalifa, Gregoire Chene, Christophe Galle. 2001. High-temperature behavior of HPC with polypropylene fibres: From spalling to microstructure. Cement and Concrete Research 31 (2001) 1487-1499

Etude de la densification des poudres metalliques au cours de la mise en forme

SIGLECNRS TD Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Modélisation de l'endommagement d'un béton réfractaire dans une structure modèle constituée d'un disque de béton muni d'un ancrage métallique

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceL'étude présentée s'appuie sur des résultats expérimentaux obtenus dans le cadre d'un programme national de recherche sur les bétons réfractaires, PROMETHEREF. Bien que le comportement de ces matériaux soit assez complexe, on montre que la loi de comportement d'élasticité couplée à l'endommagement de Mazars est capable de traduire le comportement monotone permettant ainsi d'accéder, au moins, à des états d'endommagement réalistes. Après avoir décrit succinctement la loi de comportement, on présente les résultats de l'identification de cette loi sur les résultats d'essais de compression simple. Les résultats de l'identification ont alors permis de mener des calculs par éléments finis, en approche non locale, sur une structure modèle constituée d'un disque d'ancrage de bétons réfractaires. Enfin, les résultats de la simulation numérique de l'endommagement engendré par le chauffage du disque sont comparés avec des observations micrographiques faites sur un modèle expérimental permettant d'apprécier qualitativement la pertinence de la modélisation numérique