MODELISATION MULTIPHYSIQUE DU COMPORTEMENT AU FEU DES COLONNES EN ACIER ET EN BETON ARME
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Date
2010
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Abstract
Ce travail est consacré à la modélisation numérique non linéaire des colonnes en acier et en
béton armé soumises à un incendie. Du fait que les colonnes ont un rôle extrêmement
important dans une construction, la vérification de leur résistance au feu dans les conditions
d’incendie est cruciale. Lors d’un incendie, les structures d’un bâtiment perdent de leur
résistance mécanique suite à l’augmentation de la température, ce qui entraîne la ruine du
bâtiment. La résistance au feu a pour but de préserver la stabilité des édifices et de s’opposer à
la propagation rapide du feu pendant le temps nécessaire à l’alarme et à l’évacuation des
occupants. Elle se mesure, pour un élément structurel par son temps de ruine. Dans ce travail
nous faisons une analyse multi-physique (tenant compte de la physique de transfert de chaleur
et de la mécanique des solides) non linéaire de colonnes chargées par des efforts de
compression (centrées et excentrés) et soumises à un feu normalisé. Nous avons consacré une
partie de notre thèse à la définition des actions thermiques (modélisation de l’incendie). Dans
le but d’évaluer la réponse des colonnes, l’analyse se divise en deux étapes. Dans la première
étape nous déterminons les températures à chaque instant et à chaque point des poteaux, en
résolvant les équations transitoires de transfert de chaleur par la méthode des éléments finis.
Pour ce faire, la section des poteaux est discrétisée en éléments bidimensionnels de type
quadrilatères. Dans cette analyse non linéaire; la non linéarité matérielle et la non linéarité
géométrique sont prises en compte. Elle a pour but la détermination: des nouvelles
caractéristiques mécaniques dans chaque particule du milieu (module tangent,
contraintes, déformations) ainsi que le temps de ruine de l’élément. L’analyse tient en compte
la dégradation des caractéristiques mécaniques du milieu suite à l’élévation des températures.
Les résultats importants obtenus lors de cette étude expriment bien : l’influence de la
température et l’importance de la sollicitation mécanique sur le temps de ruine de l’élément
étudié. Dans cette étude nous employons le logiciel SAFIR [FRA 87] (qui est un logiciel
universitaire dynamique encours de développement consacré aux structures soumises à
l’incendie, il a été réalisé au laboratoire ArGenCO université de Liège en Belgique par le
professeur J-M Franssen).