Le béton numérique

Résumé

Tout d'abord, nous avons exposé le fait que les différents mécanismes qui sont à l'origine du comportement du béton sont si complexes et si dépendants les uns des autres qu'il est impossible de les étudier exclusivement par voie expérimentale.

Les méthodes numériques de simulation ont prouvé qu'elles sont un outil puissant et constituent de ce fait un moyen supplémentaire aux études expérimentales et théoriques. Un modèle de simulation réaliste de la structure composite du béton est nommé «béton numérique». On a montré que la géométrie des granulats naturels roulés peut être décrite par une loi morphologique. On a montré que les propriétés effectives d'un matériau composite, tels le module d'élasticité effectif, le retrait effectif, le coefficient de diffusion effectif, peuvent être prédits avec précision par le béton numérique. Un autre exemple d'application de béton numérique est l'étude des propriétés spécifiques des couches superficielles (peau) du béton. Finalement, on a montré que les contraintes thermiques dans un matériau composite, dues aux changements de température, peuvent créer un endommagement sérieux (fissuration) dans le béton.

Summary

First of all it is outlined that the different mechanisms underlying the observed behaviour of concrete are so complex and interrelated that it is impossible to study them by means of experimental technics exclusively. Numerical simulation methods have proved to be a powerful tool and an excellent supplement to experimental and theoretical studies.

A realistically simulated model for the composite structure of concrete is called “numerical concrete”. It is shown that the geometry of natural rounded aggregates can be described by a morphological law. It is shown that effective properties of the composite material such as effective modulus of elasticity, effective shrinkage and effective diffusion coefficient can be realistically predicted by means of the numerical concrete. Another example for the application of the numerical model is the study of the specific properties of the outer layers (skin) of concrete. Finally, it is shown that thermal stresses in the composite structure caused by temperature changes can cause serious cracking in concrete.