The development of tools, using a micromechanical approach, predicting the macroscopic behaviour of heterogeneous materials such as concrete, requires the knowledge of their microstructures (geometrical properties of phases), the behaviour of phases and the interaction laws between phases. This study is focused on a numerical modelling of a local shear test on a cement paste-aggregate composite using a cohesive zone model with the objective to identify the behaviour of the cement paste-aggregate interface. The computations use a 3D finite element modelling of the composite, using a cohesive law at the interface between the two phases. The cohesive model mimics the behaviour of the well-known interfacial transition zone. This work presents a methodology for the identification of cohesive law parameters at different stages of hydration and for different confining stresses using experimental results.

The non-smooth contact dynamics method was selected to investigate the damage occurred to typical masonry churches (namely Apennine churches) belonging to Central Italy areas affected by the seismic activity started in 2016. The investigated buildings show discontin-uous dynamics since the optioned method gave the chance to properly model the temples as multi rigid body systems using the Signorini's impenetrability condition and the dry-friction Coulomb's law, achieving a thoughtful response to ground seismic solicitations. The results provided by the assessment grant an overview of the most common damages and failure mechanisms, giving the guidelines to restoration projects that fully respond to structural needs.

Within the framework of Discrete Element Modelling of masonry structures, a contact law based on Cohesive Zone Model and Coulomb's law is proposed to describe the fracture behaviour of mortar joints. The contact law is expressed in mixed mode I + II and is based on the cohesive behaviours of pure modes I and II and on the frictional behaviour whose parameters can be estimated from an experimental procedure consisting in two fracture tests. Moreover, it is shown from numerical simulations that the contact law exhibits a load path dependency in agreement with the quasi-brittle behaviour expected for mortar. Finally, a parametric study performed from the simulation of the diagonal compression of a masonry panel shows a good agreement of the obtained load-displacement responses and failure modes compared to experimental results of the literature.

Dans le cadre de l’extension de la durée de vie des centrales nucléaires, différents travaux de recherche visent àévaluer le vieillissement des matériaux cimentaires sur les capacités de confinement de l’enceinte des réacteursnucléaires. L’objectif est ici la compréhension, à l’échelle des granulats, de l’impact de la Réaction SulfatiqueInterne (RSI) sur les paramètres matériaux (coefficient de diffusion et ténacité apparente du béton).La RSI est une pathologie endogène issue d’une exposition à des températures supérieures à 65°C au jeune âgeet un milieu à forte humidité relative. Au jeune âge, une espèce solide, l'ettringite, est dissoute et les ions laconstituant sont en partie adsorbés par la matrice de la pâte de ciment (C-S-H). L'environnement induit lelessivage des alcalins et la désorption des ions. Une fois en solution, l’ettringite précipite dans les pores dumatériau durci entraînant des gonflements locaux dans la pâte de ciment et une fissuration par déformationsdifférentiées. Les fissures créées constituent alors le lieu privilégié d’une nouvelle précipitation d’ettringite [1].Une modélisation chimio-mécanique est mis en œuvre. Le modèle prend compte la diffusion d’espècesentraînant la précipitation de l’ettringite et la mise sous pression du milieu. La désorption des sulfates par lelessivage des alcalins et la concentration d’ettringite sont estimées par un modèle chimique simple. Unesurpression locale est évaluée pour alimenter le modèle microporomécanique de la pâte de ciment et la loi depression post-rupture. Un modèle cohésif permet de traduire la fissuration du milieu par déformation différentiéeainsi que l'impact de la mise sous pression des fissures. Le modèle cohésif avec gonflement post-rupture, prenden compte les composantes normales et tangentes du saut de déplacement sur les lèvres de la fissure [u] etintroduit progressivement une pression post rupture p. Pour une fissure de normale n le vecteur contraintecohésif (Radh) dépend d'une variable d'endommagement surfacique β (β=1: interface saine, β=0 : interfacerompue) via un tenseur d'élasticité surfacique endommageable K(β) (avec a>0) :Radh=K(β)[u] - (1-β)^a p nLe modèle est appliqué sur différents tests issus de la littérature. Il est étudié en particulier l'impact desconditions aux limites (chimiques et mécaniques), la composition et la dégradation du matériau sur la cinétiqued'expansion. Afin d'étudier l'influence de la fissuration sur la cinétique d'expansion, le modèle prendra en comptel'influence de la fissuration sur la diffusion des espèces chimiques.[1] X. Brunetaud, Étude de l’influence de différents paramètres et de leurs interactions sur la cinétique etl’amplitude de la réaction sulfatique interne au béton, PhD thesis, École Centrale des Arts et Manufactures,2005.

An experimental and numerical study is proposed on a ½ scale masonry wall in order to validate a discrete element model with frictional and cohesive interface. The methodology consists in (i) identification of the cohesive characteristics of the mortars, (ii) macro-scale numerical discrete element simulation in which the previous characteristics are used as input parameter of the model, and (iii) confrontation between the numerical and experimental responses in order to validate the model. The confrontation between experimental and numerical displacement fields indicates that the DEM method simulate correctly the failures modes observed experimentally. The model is also predictive in term of maximum horizontal strength.

Le bois est un matériau de construction souple et hygroscopique. La maîtrise des déformations différées sous charges des structures bois est nécessaire dans une approche d’ingénierie. La diffusion de l’eau dans le bois, comme l’influence des conditions hygrothermiques sur ses propriétés viscoélastiques, ont fait l’objet de nombreuses études. Cependant, ces développements expérimentaux ou de simulation sont aujourd’hui principalement limités aux bois de résineux. Ce travail de thèse, réalisé dans le cadre du projet ANR EFEUR5, a pour objectif de proposer une caractérisation complète de la sensibilité aux conditions d’ambiance d’essences de feuillues très présentes en France : chêne, hêtre, peuplier. Une identification par essence des propriétés de diffusion, et des essais de comportement différé à l’échelle métrique permettent d’alimenter des modèles mécaniques de comportement long terme implémentés dans le logiciel de calcul éléments finis tel que Cast3M.