Etude Et Modélisation de La Fissuration Des
il y a 2 semaines
**Etude et modélisation de la fissuration des couches de roulement des infrastructures de transport sous charges roulantes.**:
- Réf **ABG-121666**
- Sujet de Thèse- 04/04/2024- Contrat doctoral- INSA Strasbourg- Lieu de travail- Strasbourg - Grand Est - France- Intitulé du sujet- Etude et modélisation de la fissuration des couches de roulement des infrastructures de transport sous charges roulantes.- Champs scientifiques- Génie civil, BTP
- Matériaux
- Numérique
- Mots clés- modèles numériques, mécanique des structures, fissuration, bétons bitumineux**Description du sujet**:
Dans un contexte où les réseaux routiers vieillissent et où les moyens consacrés à l’entretien de ces réseaux sont en diminution, il est important de rechercher des solutions techniques de construction de plus en plus efficaces et durables. Actuellement, concernant les couches de roulement qui constituent les couches de surface des chaussées, il existe des spécifications concernant le frottement, la texture, la planéité, mais aucune norme ou méthode de conception ne permet de définir les caractéristiques mécaniques, garantissant la durée de vie des couches de surface qui supportent directement les charges du trafic. Les recherches actuelles dans ce domaine tentent de modéliser et de comprendre le lien entre les charges roulantes considérées comme des charges dynamiques et la dégradation observée dans les infrastructures routières.
Le sujet de thèse proposé rentre dans le cadre du projet ANR Binary [démarrer en avril 2020, sur 54 mois]. Le projet intègre des thèmes sur l’étude du comportement des matériaux et sur la durabilité des structures et répond principalement aux préoccupations de développement des solutions de construction, de maintenance et d'optimisation des matériaux et des technologies de rénovation à moindre coût et à haute performance. L’approche retenue dans le cadre des travaux de thèse proposés est basée sur l’utilisation des concepts des équations intégrales de Galerkin (3D) accélérés par la méthode multipôle rapide en mécanique de la rupture. Les méthodes intégrales sont bien connues pour leur souplesse à définir des géométries complexes, spécialement celles des domaines tridimensionnels et pour la grande précision qui caractérise ses résultats dans la détermination des champs singuliers au voisinage de la fissure. Les environnements numériques, issus de travaux menés à INSA-ICUBE (Pham et al., 2012, Trinh et al., 2015 et A. Dansou et al., 2019) et basés sur ces méthodes de modélisation par éléments de frontière ont permis, à ce jour, de développer un outil numérique robuste de modélisation des structures de Génie Civil fortement endommagées.
Des configurations complexes de naissance et de propagation de fissures dans les infrastructures routières ont été étudiées avec succès et d’autres bien plus complexes restent à prendre en compte dans nos futurs travaux.
Il s’agit d’étudier des problématiques liées à l’intersection de grands réseaux (3D) de fissures en propagation ou de réseaux de fissures qui évoluent le long des interfaces des couches des infrastructures routières. Aussi, un des verrous scientifiques qui doit être levé dans le cadre de cette thèse est l’intégration dans le traitement par le code, des perturbations induites par la présence d’hétérogénéités sur la concentration des champs de contraintes pouvant ainsi accélérer l’endommagement et la rupture dans le matériau. Une attention particulière sera apportée à l’étude des réseaux de fissures propageant dans un milieu fortement hétérogène à différentes rigidités sous efforts provenant des charges de roulement en surface pour prévoir les trajectoires de propagation. Les travaux de thèse s’appuieront essentiellement sur des adaptations et des extensions théoriques de la méthode des équations intégrales, accélérées par la méthode multipôles rapide, à l’élastodynamique et sur un important travail de programmation numérique avec l’objectif premier, le développement des environnements numériques existants en FORTRAN 2008. Cet outil numérique contribuera efficacement à prédire la dégradation des infrastructures routières et à la mise en place des solutions de renforcement les plus efficaces.
**Pertinence et objectifs de la thèse**
Dans le cadre du projet Binary, les travaux de thèse porteront sur un important travail de développement théorique et numérique pour l’interprétation des essais en laboratoire et la modélisation du comportement _in situ _des couches de roulement.
Le modèle aux éléments de frontière MBEMV3.0, qui a connu des développements (thèse d’Anicet Dansou, soutenue le 21 novembre 2019) pour traiter efficacement des zones à fortes concentrations de contraintes telles que les fissures en propagation et des zones à fortes dispersions en hétérogénéi
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