Fissuration des mortiers - CSTB

Conception de l’essai à l’anneau adapté aux couches minces
3 Conception du banc d’essai pour les couches minces
3.1 Introduction
L’objectif principal de notre étude est de caractériser le comportement au jeune âge d’une
structure mince en mortier. Utilisé comme enduit de parement monocouche ou comme chape
auto-lissante, ce matériau est généralement mis en oeuvre sur une fine épaisseur (environ 10
mm). Par conséquent, la conception de notre essai de retrait empêché doit prendre en compte
l’épaisseur particulièrement faible de l’éprouvette de mortier et les déformations qui lui sont
associées. Par soucis de clarté, nous dénommerons l’anneau en laiton et l’éprouvette de mortier
dans toute la suite du manuscrit respectivement « anneau laiton » et « anneau mortier ».
3.2 Analyse paramétrique pour l’optimisation de l’épaisseur de l’anneau
Afin d’adapter l’essai aux couches minces, il est nécessaire de déterminer l’épaisseur optimale
de l’anneau laiton afin de pouvoir mesurer une déformation significative dûe au retrait.
En effet, ce type d’essai était préalablement utilisé au laboratoire pour des épaisseurs plus importantes
(40 mm d’épaisseur de mortier). Grâce à une simulation sur le code de calcul par
éléments finis CAST3M (développé au CEA), la déformation mesurée est calculée en fonction
de l’épaisseur de l’anneau, des caractéristiques mécaniques et de l’épaisseur du mortier. La
figure 2.8 présente un schéma simplifié de la géométrie de l’essai souhaitée.
FIG. 2.8: Schéma simplifié de l’essai à l’anneau passif et des caractéristiques géométriques
imposées
Les caractéristiques du mortier sont choisies en première approximation : E = 10 GPa,
ν = 0,2 et les déformations prévues dans celui-ci sont de l’ordre de ε = 1000.10 −6 (cette valeur
est choisie arbitrairement et correspond à une valeur moyenne obtenue avec ce type de
matériau). Pour l’anneau laiton les caractéristiques sont : E = 103 GPa et ν = 0,3 (données
fabricant). Le rayon intérieur (Rint) et l’épaisseur de l’anneau laiton (Eplaiton) sont déterminés
de façon optimale afin de mesurer une déformation de l’ordre de ε = 100.10 −6 . Cette valeur
cible est un bon compromis afin d’obtenir une bonne sensibilité de l’anneau laiton tout en étant
conscient que les mesures sont effectuées avec une précision de plus ou moins 5.10 −6 (précision
des jauges). Le modèle utilisé est de type élastique isotrope. Les résultats obtenus sont regroupés
dans le tableau 2.1 :
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