Modélisation physico-chimique de la réaction alcali-granulat: apport au calcul des structures dégradées

ABSTRACT

Alkali-aggregate reactions are heterogeneous chemical reactions randomly distributed inside concrete. Now, there is a need in modelling of such reactions in order to make structural calculus. A multi-scale description of the phenomena is described. In a first local approach, mechanical effects are described by taking into account the elementary chemical reactions and the random distribution of size and number of reactive sites. Swelling due to the chemical reactions results from this modelling. In a second approach, in order to make structural calculus, local informations are used in a more global modelling capable to describe induced mechanical effects due to alkali-aggregate reactions in real structures.

RESUME

Les réactions alcalis-granulats sont des réactions chimiques hétérogènes aléatoirement réparties au sein même du béton. Il existe actuellement un besoin dans la modélisation de ces phénomènes en vue de calculs numériques permettant de statuer sur l'évolution ultérieure des dégradations de l'ouvrage. Dans cette optique, nous proposons une modélisation basée sur une description multi-échelle des phénomènes. Dans une première approche locale, les effets mécaniques sont décrits en tenant compte des réactions chimiques élémentaires et de la répartition aléatoire de la taille et du nombre de sites réactifs. Cette modélisation permet de décrire le gonflement dû aux réactions chimiques. Dans la deuxième partie de cette approche, les informations locales servent à alimenter un modèle global plus apte à représenter les effets mécaniques induits par les réactions alcalis-granulats sur une structure réelle.

KEY WORDS:

• alkali-aggregate reactions
• multi-scale modeling
• fracture mechanics
• probability
• swelling anisotropy

MOTS-CLES:

• réactions alcalis-granulats
• modélisation multi-échelle
• mécanique de la rupture
• probabilité
• anisotropie de gonflement