Simulation multi-physique et multi-échelle pour l'évaluation des ouvrages hydrauliques en béton atteints par la réaction alcali-granulats et autres types de dégradation

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La société d'aujourd'hui fait face à un problème unique: un héritage de barrages, ponts, tunnels, centrales, etc, en dégradation continue, qui approchent la fin de leur vie utile. Le développement de modèles prédictifs apparait alors comme une étape incontournable dans le contexte économique actuel, dans la mesure où ces modèles permettront de planifier à l'avance les opérations de réhabilitation ou de remplacement au bon moment, à la bonne place et au juste coût. La notion de modèles prédictifs en génie des structures est en réalité aussi ancienne que les codes ou normes. En effet, un code de conception ou d'évaluation peut être vu comme un ensemble d'équations prédictives qui permettent de vérifier une structure ou un élément d'une structure. L'origine généralement semi-empirique de ces équations pour le cas du matériau béton fait que leur validité est limitée à l'étendue des essais expérimentaux qui les supportent.****Les travaux de recherche envisagés s'intéressent aux ouvrages hydrauliques hors normes en béton (ex : centrales, évacuateurs, barrages) qui sont atteints par des dégradations naturelles ou accélérées tel que la réaction alcali-granulats (RAG). Le programme de recherche vise le développement de modèles numériques prédictifs pour l'évaluation de ces ouvrages et d'une méthodologie d'utilisation de ces modèles permettant aux ingénieurs spécialisés de faire une prédiction de la durée de vie restante et aux gestionnaires de planifier et d'évaluer plusieurs alternatives de réfection afin de prolonger la durée de vie utile de l'ouvrage. Selon l'expérience industrielle originale du candidat, les méthodes conventionnelles d'évaluation de cette catégorie d'ouvrages sont généralement très conservatrices en raison des incertitudes liées au matériau et à la structure. L'utilisation des analyses sophistiquées dans le domaine d'ouvrages hydrauliques peut amener à des économies substantielles à cause de l'hyperstaticité présente et de la réserve d'énergie de post-fissuration du béton négligée.****La présente demande couvre un premier volet majoritairement expérimental dont l'objectif est la caractérisation des paramètres fondamentaux de modèles de béton en mode traction pour un ouvrage hydraulique existant. Il s'agit de tester de très grands spécimens en béton non armé sur des plages de variables jamais ou rarement explorées auparavant. La finalité de est de développer des lois qui permettront de déduire ces paramètres à partir d'essais sur carottes prélevées de l'ouvrage en tenant compte des phénomènes physiques suivants : effet d'échelle, effet d'hétérogénéité, effet de la pression de l'eau dans les fissures, et cinétique de la RAG.****La méthodologie utilisée dans le programme de recherche est innovatrice. Elle est inspirée de l'approche de vérification et validation (V&V) bien développée dans d'autres disciplines scientifiques telles que l'aérospatial ou l'industrie d'armement.********** **