La soutenance de thèse de Anicet Dansou, dont le sujet porte sur la « Méthode des éléments de frontière accélérée pour les structures multi-fissurées : Application au renforcement des chaussées », aura lieu le jeudi 21 novembre 2019 à 13h30, à l’INSA Strasbourg (amphithéâtre Arts et Industries).
Anicet Dansou a réalisé sa thèse au sein de l’unité de recherche ICube, équipe GC-E (Génie civil et énergétique).
Le jury est composé de :
- Cyrille Chazallon, Professeur, INSA Strasbourg, directeur de thèse
- Marc Bonnet, Directeur de recherche, ENSTA ParisTech, co-directeur de thèse
- Alain Millard, Directeur de recherche, CEA Saclay, rapporteur
- Amade Pouya, Professeur, Ecole des Ponts et Chaussées ParisTech, rapporteur
- Olivier Chupin, Chargé de Recherche, IFSTTAR Centre de Nantes, examinateur
- Hamid Zahrouni, Professeur, Université de Lorraine, examinateur
- Bertrand Pouteau, Directeur de recherche, Eurovia, examinateur
- Saïda Mouhoubi, Maître de Conférences, INSA Strasbourg, encadrant, examinateur
Résumé
La fissuration est l’une des causes majeures de la dégradation des structures en génie civil. La modélisation numérique des fissures et de leur propagation nécessite le développement d’outils numériques performants. Cette thèse présente l’optimisation et l’extension d’un outil numérique existant, pour la simulation efficiente des problèmes de propagation de fissures dans les structures de génie civil. Le code de calcul présenté est basé sur les équations intégrales de Galerkin 3D, accélérées par la méthode multipôle rapide. Les méthodes intégrales sont performantes en mécanique de la rupture pour la détermination des champs singuliers au voisinage des fissures et présentent l’avantage de la réduction d’une dimension de l’espace lors de la phase de maillage. La Méthode Multipôle Rapide, quant à elle, permet via une reformulation des fonctions fondamentales propres aux formulations intégrales, de réduire le coût des calculs. Les performances du code résultant sont améliorées dans ce travail, à travers la mise en place d’une technique de réutilisation de données, la parallélisation des parties chronophages et la proposition d’une nouvelle méthode de stockage de données. Des travaux d’extension sont également menés, pour la prise en compte des problèmes multizones complexes, le traitement des fissures débouchant en surface et l’étude de structures minces par couplage avec la méthode des éléments finis. Le code obtenu a permis de mener à bien des simulations en propagation de fissures dans des structures de chaussées. Nos travaux ont mis en évidence le rôle des grilles en fibre de verre dans le renforcement des chaussées, par limitation de la fissuration.
Mots clés : Méthode des éléments de frontière ; Méthode multipôle rapide ; Propagation de fissures ; Renforcement des chaussées.
Abstract
Cracking is one of the major causes of structural degradation in civil engineering. Numerical modeling of cracks and their propagation requires the development of efficient algorithms. This thesis presents the optimization and extension of an existing numerical tool, for the efficient simulation of crack propagation problems in civil engineering structures. The presented code is based on Galerkin integral equations accelerated by the fast multipole method. Integral methods are accurate in fracture mechanics problems, for the computation of stress and displacement fields near cracks and have the advantage of reducing the discretization dimension. The calculation cost of integral methods can be reduced with the fast multipole method, which is based on a reformulation of the fundamental solutions into series of product of functions. The performance of the resulting code is improved in this work through the implementation of a data reusing technique, the parallelization of time-consuming parts and the proposal of a new method of data storage. Extension work is also carried out to consider complex multi-domain problems, the treatment of surface breaking cracks and the study of complex problems by coupling with the finite element method. The obtained code made it possible to simulate crack propagation in road pavement structures. Our work permit to study the effect of fiberglass grids’ reinforcements on pavement cracking.
Keywords: Boundary element method; Fast multipole method; Crack propagation; Road pavement reinforcement.