Description

La terre crue est un matériau de construction dotée d’un impact écologique très faible, et dont les propriétés hygrothermiques sont avantageuses. Son utilisation est cependant pénalisée par l’absence de règles de dimensionnement, notamment vis-à-vis des sollicitations dynamiques/sismiques. En effet, peu d’informations sont actuellement disponible sur le comportement du matériau [Thompson et al., 2022], et rend la modélisation à l’échelle structurelle et la définition de règles de calculs particulièrement complexes [PN Terre]. De plus, les études portant sur l’influence de la vitesse de déformation sur la réponse mécanique sont presque inexistantes [Chen el al., 2024]. L’objectif de la thèse est donc de proposer une caractérisation mécanique approfondie du matériau, pour différentes vitesses de déformation, afin de mieux comprendre son comportement. Cette dernière portera sur l’analyse du pisé, méthode très largement majoritaire dans l’état de l’art scientifique actuel [Thompson et al., 2022]. Le but est de mettre en place différents essais permettant de proposer différentes sollicitations (traction, compression, cisaillement, œdométrique), pour différentes gammes de vitesses de déformation, allant du quasi-statique à la dynamique rapide (103-104 s-1). En effet, les essais actuels sont généralement limités à de la compression simple, sans prise en compte de potentiels effets dynamiques [Avila et al., 2021]. La thèse sera également axée sur un dialogue numérique-expérimental, basée sur la méthode des éléments finis, en s’appuyant sur des lois de comportement non-linéaires existantes. Les essais de caractérisation seront donc simulés afin de calibrer un modèle numérique du matériau étudié. Enfin, la réalisation d’essais à l’échelle pilote permettra de confronter le modèle mis en place à la réponse dynamique d’éléments structuraux pour différentes sollicitations (monotone type impact, puis cycliques/sismiques).

Compétences requises

Le projet de recherche possède un important volet expérimental, incluant des expérimentations fines à l’échelle du matériau et des expérimentations plus lourdes à l’échelle structurelle. Une attention particulière sera mise sur l’instrumentation des essais. Il sera nécessaire d’avoir un candidat ayant un goût particulier pour un travail expérimental, manuel, soigné et rigoureux, avec de bonnes capacités d’analyse et de compréhension des phénomènes mécaniques en jeu. Il n’y aura pas de développement de code significatif durant la thèse. Le candidat devra néanmoins être capable de traiter des données volumineuses issues des expérimentations (instrumentation, stéréo-corrélation), de construire et d’identifier un modèle numérique basée sur un comportement non-linéaire. De bonnes connaissances en calcul par éléments finis sont nécessaires, ainsi que des capacités de développement de routines en langage de programmation (Python).

Bibliographie

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[PN Terre] Projet National Terre. (n.d.). Projet National Terre – Collectif universitaire et partenarial sur la terre crue. https://projet-national-terre.univ-gustave-eiffel.fr/
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Mots clés

Influence de la vitesse de chargement , Constructions en terre crue, Expérimentations multi-échelles, Caractérisation mécanique du matériau, Sollicitations dynamiques, Méthode des Éléments Finis