Simulation du béton cellulaire

par Pierre Lafortune, Idra Simulation, membre de Code_Aster ProNet

Idra Simulation offre des services dans la domaine de la simulation numérique par éléments finis. Idra Simulation
travaille avec différents secteurs de l’industrie, mais aussi avec des institutions scientifiques et universitaires.

Le béton cellulaire est créé par l’introduction de vides d’air macroscopiques d’approximativement 0,1 à 1 mm dans la pâte de ciment (voir Figure 1). Cette étude cherche à estimer l’effet du contenu d’air sur les caractéristiques mécaniques du béton cellulaire.

Figure 1 : échantillon de béton cellulaire

Un programme écrit en Octave détermine l’arrangement des vides en fonction de certains paramètres (contenu d’air, configuration d’enrobage, taille, etc). Ce programme cherche à placer une quantité prédéterminée de sphères dans un cube. Comme les sphères ne doivent pas se toucher, le programme itère jusqu’à atteindre la porosité désirée.

Ensuite, il produit une série de commandes pour créer cette géométrie dans SALOME. Il s’agit simplement des sphères à extraire du cube pour créer les "vides" : 

v1= geompy.MakeVertex(612.182623,485.772024,594.004208)

s2= geompy.MakeSpherePntR(v2 ,78.500000 )

Finalement, un test de compression est simulé avec Code_Aster.
Cette séquence d’opérations est intégrée dans un script shell. Cette méthodologie permet l’étude automatique d’un grand nombre de configurations et met en évidence la flexibilité de l’environnement logiciel utilisé par Idra Simulation.

Figure 2 : chaînage Octave-SALOME-Code_Aster

Bibliographie :
– [1] Air-Void System of Foamed Concrete and its Effect on Mechanical Properties
by Tiong-Huan Wee, Daneti Saradhi Babu, T. Tamilselvan, and Hwee-Sin Lim - ACI Materials Journal/January-February 2006
– [2] Young’s Modulus of Macroporous Bioceramics : Measurement and Numerical Simulation
par François Pecqueux,1,2 Franck Tancret,1 and Jean-Michel Bouler Polytech-Nantes et INSERM UMR791
Ashdin Publishing - Bioceramics Development and Applications - 2010