Thèse Impact de la Formation Différée d'Ettringite sur le Comportement Mécanique de Fondations de Pylônes Électriques à Haute Tension H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences Laboratoire de recherche : LMPS - Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay Direction de la thèse : Farid BENBOUDJEMA ORCID 0000000263100856 Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-07-17T23:59:59 Les travaux de recherche portent sur l'impact de la formation différée d'ettringite sur le comportement mécanique de fondations de pylônes électriques à haute tension. Ils consisteront à réaliser des essais à échelle réduite sur des mortiers et des fondations représentatives de structurels réelles ayant subi ou non des cycles de température/humidité relative en présence de sulfates. Ces essais ont pour but d'évaluer l'impact des gradients et des incompatibilités de déformation thermo-hydriques, ainsi que du développement de réactions sulfatiques sur le comportement mécanique de fondations de pylônes électriques à haute tension. Plusieurs essais seront réalisés : essais de caractérisation mécanique du mortier (module d'Young, résistances en compression et en traction), essais de durabilité (perméabilité et diffusivité ioniques), essais d'arrachement. Des simulations thermo-hydro-mécaniques en présence de sulfates seront réalisées pour reproduire au mieux l'état de contraintes attendu pour un pylône réel pour évaluer sa capacité portante. Les fondations en béton, dont la construction et l'installation remontent au début du XXème siècle, sont le plus souvent inaccessibles et les dimensions et caractéristiques des fondations en béton ne sont pas toujours connues. Le vieillissement du béton et le développement de pathologies (qui peuvent se déclencher après plusieurs années et durer plusieurs centaines d'années) peuvent entraîner des problèmes de stabilité mécanique en cas de séisme ou d'actions climatiques extrêmes (tempête, sécheresse, inondation, canicule). Plusieurs études internationales imputent aux problèmes de qualité et de durabilité du béton les problèmes de stabilité des pylônes à haute tension ou aux inondations exceptionnelles. Il apparaît donc urgent de développer de nouvelles technologies pour inspecter les fondations en béton et les sols, de développer des modèles pertinents alimentés par des mesures in-situ pour prédire le comportement ultime des pylônes en cas d'événements climatiques extrêmes, malheureusement de plus en plus fréquents. Afin de répondre à cette problématique, le projet de recherche HEAT COFFEE (HEalth evAluaTion of COncrete Fundation For ElEctricity transport) a été lauréat de l'appel à projet de chaire Industrielle ANR. Le projet doté de 2 M€, financé à parts égales par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) et RTE (Réseau de Transport d'Électricité), a pour problématique l'évaluation de l'intégrité des fondations en béton des liaisons aériennes du réseau de transport de l'électricité. Ceci concerne les fondations des pylônes électriques, lesquelles sont soumises au vieillissement du béton, à ses pathologies et aux événements climatiques. Pour des applications industrielles et l'analyse de la réponse de structures, il est nécessaire d'établir et de recenser les modèles permettant de faire un lien entre la composition des matériaux, les conditions environnementales et les propriétés des bétons (mécanique, thermique, hydrique etc.). Ce projet se propose dans un premier temps d'apporter une lecture et une analyse critique des principaux modèles existants dans la littérature afin de faciliter le choix et leur mise en oeuvre dans des applications industrielles. Une recherche bibliographique sera ainsi menée pour avoir des informations sur les compositions de béton usuelles utilisées dans le domaine de la construction après la 2nde guerre mondiale (période où la construction de fondations de pylônes a été importante). Plusieurs bases de données expérimentales existent dans la littérature donnant les propriétés mécaniques et des informations sur la composition des matériaux. Les modèles de la littérature seront comparés aux données expérimentales, après avoir effectué une étude bibliographique sur les types de granulat utilisés dans la construction. Cette première approche permettra d'identifier les points d'amélioration (notamment le lien entre les conditions d'exposition et les propriétés, en particulier la résistance en compression/traction et l'adhérence béton/pylônes). Le développement d'un modèle d'homogénéisation accompagné de l'utilisation d'outils d'intelligence artificielle (basée sur des réseaux de neurones si cela est nécessaire) sera réalisé. Les bases de données existantes de la littérature seront utilisées pour entraîner et tester le modèle développé. La base de données en cours d'élaboration par RTE basée sur des mesures destructives et non destructives sera utilisée pour vérifier les capacités prédictives du modèle. Ensuite une étude sera menée en faisant varier les paramètres de formulation réalistes (ciment, rapport eau sur ciment, fraction volumique de granulats et propriétés obtenues par homogénéisation) et les propriétés du sol. Il s'agira ensuite d'effectuer une analyse de risque pour identifier les compositions de béton (probablement en lien avec les granulats et la nature du sol) potentiellement problématique vis-à-vis de chargements mécaniques extrêmes (vent violent par exemple) ou de réactions sulfatiques potentiellement délétères. Des simulations numériques permettront de déterminer les capacités de résistance de système pylônes/fondations en béton. Cela permettra par la suite de développer des outils de gestion du parc existant, pour planifier le renforcement voire le démantèlement d'installations existantes et la construction de nouvelles installations.

Formation en sciences des matériaux ou en Génie CivilCompétences sur les matériaux de construction appréciées