Prix de thèse CSMA/NAFEMS 2023 – Elodie Donval

Prix de thèse CSMA/NAFEMS 2023 – Elodie Donval

Lors du 16ème Colloque national en Calcul des Structures organisé par le CSMA,

Elodie Donval s’est vue décerner le prix de thèse CSMA – NAFEMS 2023 pour sa thèse intitulée

Résistance au feu des murs de maçonnerie en pierre naturelle.

La thèse a été réalisée au laboratoire Navier en collaboration avec le CSTB et le CTMNC sous la direction de : Ghazi HASSEN, co-direction de Duc Toan PHAM et Patrick de BUHAN

Résumé

La pierre naturelle, matériau bas carbone, est de plus en plus employée dans la construction neuve. Cependant, il n’existe pas de recommandations pour le calcul au feu des bâtiments en pierre naturelle dans les textes normatifs comme l’Eurocode 6, ce qui représente un obstacle à l’utilisation de ce type de matériau dans la construction. Dans ce manuscrit, on propose une méthode de dimensionnement au feu de telles structures, à visée applicative pour l’ingénieur.Cette méthode s’intéresse, de manière découplée, aux deux principaux effets du feu sur le mur : la dégradation des matériaux due à l’élévation de température et l’apparition d’une courbure thermique causée par le développement d’un gradient thermique dans l’épaisseur du mur. La courbure thermique, qui crée des moments additionnels dus à l’excentrement des charges verticales initialement présentes, est évaluée par une méthode d’homogénéisation en thermoélasticité. En parallèle, l’effet de la dégradation de la résistance des matériaux est évalué à l’échelle de l’assemblage bloc-mortier, en se basant sur une méthode d’homogénéisation en calcul à la rupture. Différentes approches, semi-analytique et numériques, sont proposées afin de prendre en compte à la fois les hétérogénéités initiales de l’assemblage, ainsi que celles dues à la perte de résistance de la pierre et du mortier à haute température. Il devient alors possible d’évaluer par le calcul à la rupture la résistance au feu du mur, modélisé par une plaque, dans sa configuration déformée par le feu. Le caractère direct de l’approche calcul à la rupture et l’homogénéisation périodique permettent un calcul rapide et adapté à l’ingénieur.En complément des modélisations proposées, des validations expérimentales sont réalisées à deux échelles. Une étude expérimentale à température ambiante permet tout d’abord de caractériser le comportement d’un trumeau vis-à-vis de sollicitations de compression centrée et excentrée par rapport à son plan, et de vérifier l’applicabilité de la démarche pour la détermination du critère de résistance à température ambiante. Un essai au feu sur un mur à l’échelle 1 fournit ensuite une première validation expérimentale de l’ensemble de la méthode.

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