Fissuration et rupture continue – CONTIFISS

Les modèles mécaniques basés sur des descriptions continues enrichies permettent de décrire l'endommagement diffus du matériau, l'amorçage de la macro-fissuration et sa propagation tout en gardant un formalisme usuel en mécanique des milieux continus et des méthodes de calcul classiques. Leur inconvénient majeur est lié aux informations sur la fissuration localisée que l'utilisateur souhaite souvent avoir. L'estimation de l'ouverture des fissures est un paramètre clé pour déterminer la résistance des ouvrages à des agressions environnementales régies par des transferts. C'est une question récurrente depuis que les modèles d'endommagement ont été appliqués au comportement mécanique des milieux hétérogènes, un verrou fondamental pour leur emploi en ingénierie. Une autre approche consiste à représenter explicitement la discontinuité faible (saut de déformation) ou forte (saut de déplacement) apparaissant au sein de la matière. Cependant, il devient nécessaire d'écrire une loi de comportement permettant de calculer l'amplitude de la discontinuité et les conditions de son apparition. Dans la mécanique de la rupture, on considère que la discontinuité apparaît pour une valeur critique arbitraire de l'endommagement ou de la contrainte, fixée à l'avance. Or comme l'instant de transition continu discret conditionne le calcul de l'amplitude des discontinuités, celles-ci ne peuvent être calculées avec précision. Nous proposons de lier les modélisations continues et discrètes et de permettre de répondre à la question de l'estimation d'une ouverture de fissure à l'aide d'un modèle d'endommagement. Nous voulons garder une vision issue des milieux enrichis et plutôt que de tenter d'écrire les conditions de transition entre les deux formulations fondamentalement différentes ; nous nous baserons sur l'écriture d'une représentation non locale d'une discontinuité et nous tenterons d'établir sous quelles conditions les lois de comportement non locales peuvent converger vers cette limite asymptotique. Il deviendra alors possible de construire des mesures de la distance à cette limite asymptotique et d'établir sur une base plus rationnelle les critères de transition entre les modèles continus et discontinus pour évaluer l'amplitude des discontinuités. Cette approche sera validée par des mesures expérimentales sur des disques sollicités en compression diamétrale faits d'un matériau modèle. Les ouvertures de fissures et le champ de déplacement seront mesurés au cours du chargement et des comparaisons avec l'approche théorique et numérique seront établies. Nous voulons enfin exploiter les résultats obtenus (endommagement et ouverture de fissures traversantes) en procédant à des essais de perméabilité des disques en cours de fissuration et ainsi déboucher vers un modèle continu capable de reproduire les variations de perméabilité d'une enceinte de confinement dans ses régimes d'endommagement diffus et localisés.