Analysis of masonry structures in civil engineering : serviceability, safety, and environmental performance

Étude des ouvrages en maçonnerie du génie civil : aptitude au service, sécurité et performances environnementales

Anne Sophie Colas (1)

1 IFSTTAR/MAST/EMGCU - Expérimentation et modélisation pour le génie civil et urbain

Masonry refers to the technique consisting in fitting blocks together, with or without a mortar. Masonry construction stands for an important part of built heritage, not only in the building sector, but also in transportation, energy or hydraulic infrastructure. However, the behaviour of these structures remains fairly unknown, which makes it difficult to maintain existing heritage, and promote the development of new construction. This habilitation thesis presents the research undertaken to enhance the knowledge of masonry structures in civil engineering. The first three chapters are dedicated to the development of models to characterise the mechanical performance of this type of structure, in terms of durability, using finite element method, or safety, based on yield design theory. The last chapter considers the environmental performance of masonry constructions, meeting eco-design requirements. Further perspectives on this work are given as a conclusion.

Le terme maçonnerie désigne la technique de construction consistant en la pose de blocs, assemblés avec ou sans liant. Les constructions en maçonnerie représentent une part importante du patrimoine bâti, dans le domaine du bâtiment bien sûr, mais aussi dans celui des Infrastructures de transport, de l'énergie ou de l'hydraulique. Pourtant, le fonctionnement de ces ouvrages reste assez méconnu, ce qui rend difficile la gestion de l'existant et freine le développement de la construction neuve. Ce mémoire d'habilitation retrace les recherches entreprises pour apporter un éclairage sur le comportement des ouvrages en maçonnerie du génie civil. Les trois premiers chapitres sont consacrés au développement de modèles pour caractériser la performance mécanique de ce type de structures, que ce soit en termes de durabilité, par la méthode des éléments finis, ou de sécurité, en s'appuyant sur la théorie du calcul à la rupture. Le dernier chapitre amorce un virage dans ce travail, en engageant une réflexion sur la performance environnementale des constructions en maçonnerie au regard des exigences d'éco-conception. Ce travail s'achève sur les perspectives à venir dans un domaine en plein renouveau.

Mots clés: MASONRY; FULL-SCALE FIELD TRIALS; LIFE CYCLE ANALYSIS

Mots clés: ESSAIS DE CARACTERISATION DES MATERIAUX; EXPERIMENTATION ECHELLE~1; MACONNERIE; CALCUL A LA RUPTURE; METHODE DES ELEMENTS FINIS; HOMOGENEISATION; CARACTERISATION MINERALOGIQUE; ANALYSE DU CYCLE DE VIE; INFRASTRUCTURE (TRANSPORT); CONSTRUCTION (EXECUTION); ECOBILAN

Domaines: Génie civil

Anne Sophie Colas. Étude des ouvrages en maçonnerie du génie civil : aptitude au service, sécurité et performances environnementales. Génie civil. Université Paris-Est, 2017. ⟨tel-01823590⟩