ER1 : Modélisation numérique des problèmes couplés multi-échelles

L' équipe ER1 développe et utilise des modèles numériques afin de mieux comprendre le comportement des géomatériaux et des ouvrages.

Les travaux menés prennent en compte le caractère multi-échelle des situations, de l’échelle nano à l’échelle de l’ouvrage, les différents couplages (hydro-thermo-mécanique, physico-chimique,..) et l’interaction de l’ouvrage avec son environnement.

Cette équipe porte deux thèmes de recherche :

  • la modélisation à l’échelle nanométrique des géomatériaux,
  • l’interaction sol-structure.

 

La modélisation à l’échelle nanométrique vise à étudier les propriétés des géomatériaux dans des environnements variables de température, de pression, de fluide et de contaminants aussi bien en volume qu’en surface. Le principal objectif est d’analyser, aux petites échelles, les mécanismes qui régissent les propriétés mécaniques, thermodynamiques et dynamiques des minéraux et des sols ainsi que les autres matériaux de génie civil comme le béton. Les méthodes employées sont celles de modélisation et de simulation atomistique, incluant les méthodes de premier principe (ab initio), la dynamique moléculaire et Monte Carlo.

Exemple de matériaux étudiés:  argiles (gonflement/dégonflement, diffusion d'eau, de cations,...), roches et minéraux (calcite, dolomite,...), matériaux cimentaires,...

Applications possibles : stockage de déchets radioactifs, stockage C02, ....

 

L’interaction sol-structure pose des questions scientifiques complexes, notamment la description du comportement non linéaire et irréversible des géomatériaux et des interfaces, la modélisation des phénomènes couplés (hydro-thermo-mécanique), le traitement des milieux hétérogènes et la modélisation des chargements complexes de diverses origines. L’originalité de ce thème réside dans l’utilisation d’une approche numérique globale intégrant à la fois la structure, le sol et les différents éléments de complexité (3D, comportement non linéaires, conditions d’interface, différents couplages,…) pour analyser le comportement des ouvrages soumis aux différents types de sollicitations, y compris celles imposées par l’environnement. La modélisation intégrée débouche souvent sur des modèles plus simples et/ou des recommandations pratiques pour la conception, la réhabilitation et l'exploitation de l'ouvrage. Un intérêt particulier est porté aux ouvrages souterrains, aux ouvrages hydrauliques, à l’amélioration des sols et au comportement des fondations utilisées en géothermie.

Applications possibles : amélioration de sols en zone sismique, modélisation d'ouvrages, influence de la sécheresse sur les structures, impact de nuissances vibratoires, couplage thermo-hydro-dynamique dans des fondations énergétiques,....

 

Membres de l'équipe ER1 :

  • Responsable : Ali Zaoui
  • Professeurs :    H. Mroueh, I. Shahrour (50%), A. Zaoui, A. Amrouche (30 %)
  • Maîtres de conférences : L. Lancelot, M. Sadek (HdR), Y. Zheng
  • Ingénieurs de recherche : M. Sibai (50%)

Liste des thèses en cours de l'équipe ER1

 

logo artois couleur