Résumé.Thèse.2022_MEHZER.Ali

 Amélioration des performances pour le calcul des structures à comportement non linéaire de grandes dimensions De MEZHER Ali
 
 

La simulation de la fissuration dans les grandes structures en béton armé et précontraint nécessite un maillage fin et une loi de comportement non linéaire. Une telle modélisation n'est pas applicable sur des structures de grandes dimensions en raison de la charge de calcul. Pour cela, une méthode de Condensation Statique Adaptative (ASC), qui concentre l'effort de calcul sur la zone endommagée (Domaine D'intérêt ; DI) uniquement, qui peut évoluer en raison de l'initiation ou de la propagation de la fissure, a été développée. Le domaine d'application de l’ASC est étendu dans cette thèse pour traiter de la précontrainte en tenant compte de l'effet du fluage et du retrait. Ceci a été validé sur une poutre précontrainte par comparaison avec un calcul complet et l'efficacité numérique est évaluée avec un facteur de gain allant jusqu’à 8. L'ASC utilise un partitionnement de maillage en zones qui a un effet significatif sur son efficacité. Pour rendre l’ASC plus efficace, un partitionnement automatique basé sur des considérations physiques qui tient compte de la forme attendue et de l'évolution de l'endommagement est développé. À la suite de ce développement, l'ASC est devenue entièrement automatique et plus efficace. Pour rendre l'ASC encore plus efficace, un maillage évolutif, utilisant le raffinement du maillage, est utilisé. L'idée est d'utiliser un maillage fin uniquement sur le DI activé qui évolue. Une application sur une poutre en flexion montre que la précision de l’ASC est maintenue, tout en apportant une efficacité supplémentaire. Une enceinte simplifiée en béton armé soumise à une pression est ensuite considérée. Elle démontre une amélioration significative du temps de calcul, jusqu'à 14 (contre 5 sans le raffinement du maillage). Il devient également possible d'atteindre une finesse qui reste inaccessible en utilisant soit un calcul complet, soit l’ASC seule. L'efficacité de l’ASC est enfin montrée sur la maquette à l'échelle 1/3 d'une enceinte de confinement (Vercors). L’ASC a permis d’atteindre des niveaux de simulations inaccessibles avec le calcul complet tout en utilisant un modèle d'endommagement non local pour le béton.
 
Mots clés :  Fissure, endommagement, condensation statique, non linéarité, retrait, fluage
 
 
Abstract
The simulation of cracking in large reinforced and prestressed concrete structures requires a fine mesh and a nonlinear constitutive law. Such modeling is not directly applicable to large-scale structures because of the computational load. For this, an Adaptive Static Condensation (ASC) method, which concentrates the computational effort on the damaged area (Domain of Interest; DI) only, which may evolve due to crack initiation or propagation, has been developed. Its domain of application is extended in this thesis to deal with prestressing taking into account the effect of creep and shrinkage. This has been validated on a prestressed beam by comparison with a complete calculation and the numerical efficiency is evaluated with a time saving factor up to 8. ASC uses mesh partitioning into zones which has a significant effect on its efficiency. To make it more efficient, an automatic partitioning into zones based on physical considerations is developed. It takes into account the expected shape and the evolution of the damage. As a result, the ASC has become fully automatic and more efficient. To make ASC even more efficient, an evolutionary mesh, using mesh refinement, is used. The main idea is to use a fine mesh only on the activated DI which evolves. An application on a bending beam shows that the precision of the ASC is maintained, while bringing an additional saving on the computation time. A simplified reinforced concrete containment vessel subjected to internal pressure is then considered. It demonstrates a significant improvement in computation time, up to 14 (against 5 without the mesh refinement). It also becomes possible to reach a fineness which remains inaccessible by using either a complete calculation, or the ASC alone. The efficiency of the ASC is finally shown on the 1/3 scale model of a containment vessel (Vercors). The ASC allowed to reach levels of simulations inaccessible with the complete calculation while using a nonlocal damage model for concrete.
 
Key words:  Crack, damage, static condensation, nonlinear behavior, shrinkage, creep