Utilisation de la méthode des éléments finis non-linéaires pour la conception des structures en béton armé: application aux structures massives

L'analyse non-linéaire par éléments finis constitue un outil numérique de pointe pour l'analyse des éléments en béton armé. Elle permet de reproduire le comportement fragile du béton après fissuration et constitue dans certains cas la seule alternative aux essais expérimentaux pour la prédiction précise du comportement des structures en béton. Jusqu'à date, cet outil a surtout été utilisé pour la reproduction de résultats d'essais expérimentaux simples – tirants, poutres et dalles en béton armé – et a rarement été utilisé pour l'analyse ou encore la conception de structures complexes en béton armé. Plusieurs raisons ont contribué à cela. La difficulté de la mise en oeuvre de telles analyses pour les structures complexes constitue le premier obstacle : temps de calcul important par rapport aux analyses linéaires, taille énorme des modèles de calcul et problèmes de convergence liés à la fissuration du béton. La deuxième raison est liée à la complexité du matériau béton et l'existence de plusieurs modèles de bétons issus de différentes théories de la littérature. Finalement, l'absence d'efforts pertinents au niveau de la littérature pour le passage des résultats de ces analyses jusqu'au dimensionnement et au calcul final des armatures a largement contribué à l'intérêt mitigé pour de telles analyses coûteuses. Le présent travail présente des solutions pour ces problèmes avec comme application le domaine des structures massives en béton armé. L'approche de résolution explicite en mode quasi-statique est présentée dans ce travail comme une solution au premier problème et est utilisée comme alternative à l'approche conventionnelle implicite. À travers des exemples d'application réels issus du milieu industriel, on montre que l'analyse de modèles complexes est rendue possible avec cette méthode et que le temps de calcul peut être déterminé à l'avance.