Modélisations expérimentales et numériques du comportement à l'écoulement des bétons fluides

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Le développement des bétons fluides (BF) à faible seuil d'écoulement a ouvert la voie à des nouvelles innovations dans le secteur de la construction, notamment le coulage des éléments très ferraillées ou des zones d'architecture complexe et difficilement accessibles et le pompage du béton sur des grandes hauteurs (ex. Tour burdj Khalifa, Dubaï). Les BF se caractérisent par une rhéologie et une thixotropie complexes, dont les conséquences sur la mise en oeuvre du béton sont nombreuses. Les paramètres rhéologiques des BF sont exprimés en termes de seuil d'écoulement (une manifestation directe de la friction entre les particules solides) et de viscosité plastique (résultat de la dissipation visqueuse due à la migration de l'eau dans la zone cisaillée). Par ailleurs, la thixotropie ou structuration réversible se traduit par une évolution de la viscosité apparente en fonction du temps et de l'historique de l'écoulement subi par le matériau. Un taux de restructuration rapide peut causer un blocage de l'écoulement dans les conduites de pompage et induire une faiblesse à l'interface d'un coulage multicouche. Par contre, un taux de structuration lent peut induire une instabilité du béton. Ces phénomènes sont mal compris et les mécanismes physiques sont encore mal identifiés à cause de la complexité des mesures. Le développement des connaissances fondamentales et des modèles de prédiction est devenu une nécessité pour comprendre la performance à l'écoulement des BF prévenir les incidences de coulage. L'objectif général de cette étude est de quantifier, à partir des résultats de modélisations expérimentales et numériques effectuées sur des matériaux modèles (fluides à seuil thixotropes et non thixotropes) et conventionnels, les phénomènes d'écoulement dans des coffrages sans et avec ferraillage. Les modélisations numériques de l'écoulement des BF s'effectueront par le biais de la réalité virtuelle en 3D. Les modélisations numériques par réalité virtuelle permettront de visualiser les différentes stratégies de mise en place pour pouvoir optimiser les conditions de mise en place des BF. Les résultats de cette étude aideront la compréhension de l'écoulement des BF pour optimiser leurs formulations et ce, selon leurs besoins spécifiques.