RV Newsletter - April 2022

Bienvenue sur la Newsletter de l'équipe RV d'avril 2022

L'équipe en quelques mots, par Stefano Dal Pont, responsable scientifique

L’équipe Risques et Vulnérabilités des Ouvrages (RVo) regroupe les chercheurs du laboratoire 3SR de Grenoble qui travaillent autour du comportement - sous chargements complexes - des matériaux cohésifs tels que les composites cimentaires, les matériaux de construction bio-sourcés, les matériaux céramiques et les structures et ouvrages associés. Le groupe est formé par 23 membres, dont 11 chercheurs permanents. L’ambition est de combiner les diverses expertises afin d’aboutir à une comprehension fine des mécanismes physiques, de l'échelle du matériau à celle de la structure, au travers d’une approche combinant l'experimentation et l’analyse théorique et numérique . Les activités de recherche de l’équipe couvrent des champs divers, de la recherche fondamentale et son articulation avec l'enseignement à la recherche technologique pour l’industrie.

Démarrage de nouvelles thèses

• Chakib El Faqir : "Chemo-hydro-mechanical response of carbonatable binders through coupled X-ray and neutron high resolution imaging and modeling" sous la direction de Stefano Dal Pont en collaboration avec Lafarge-Holcim et Institut Laue-Langevin. La thèse a démarré le 1er septembre 2021.
• Rida Grif : "Simulations multi-échelles à large amplitude pour les structures béton armé : apport des méthodes de décomposition de domaines à l'échelle mésoscopique" sous la direction d'Emmanuel Roubin (3SR) et de Pierre Gosselet (LaMcube) et Jean-Baptiste Colliat (LaMcube). La thèse a démarré le 1er octobre 2021. Toutes les infos ici.
• Dorian Janot : "Analyse de l'évolution du comportement vibratoire des immeubles de grande hauteur en bois" sous la direction de Florent Vieux-Champagne (3SR), Clément Boudaud (ESB) et Philippe Guéguen (ISTerre). La thèse a démarré le 03 janvier 2022.
• Mushfiq Sapay : " Influence des effets d’échelle et de vitesse sur le comportement dynamique des bétons. Application au risque gravitaire." sous la direction de Pascal Forquin. La thèse a démarré le 1er février 2022.

Ils nous ont également rejoints dans l'équipe

• Loic Metzen, Ingénieur de recherche sur le projet ANR Astrid MHICA (depuis le 6 décembre 2021),
• Florian Lachaume, Assistant Ingénieur sur le projet Rapid PROBALICS (depuis le 3 janvier 2022),
• Marie Zavard, Ingénieur d'études sur le projet Rapid PROBALICS (depuis le 21 février 2022).

Bienvenue à eux !

Les projets qui démarrent

L'année 2021 et le début 2022 a vu démarrer plusieurs projets très importants pour l'équipe RV :

InnovaXN

Lancement du contrat InnovaXN en collaboration avec Lagarge-Holcim et l'Institut Laue-Langevin. Ce programme finance la thèse de Chakib El Faqir.

Projet Astrid CAPBAB

"Céramiques légères A base de Phosphure de Bore pour Applications Balistiques"
Projet d'une durée de 36 mois. Le laboratoire 3SR conduit des expérimentations dynamiques et développe une modélisation de l’endommagement sous impact de nouvelles microstructures de céramique BP et B₁₂P₂.
Partenaires :

• Laboratoire IRCER, Université de Limoges
• IMPMC, Sorbonne Université
• LSPM, Université Paris XIII
• CTTC, Limoges
• 3SR, Université Grenoble Alpes

Projet CERAMBALL II

Financé par l'Agence Européenne de Défense. Les partenaires du projets sont l'Institut Saint-Louis et Saint-Gobain. Durée : 36 mois. Le laboratoire 3SR est en charge de la caractérisation des propriétés mécaniques dynamiques de différentes nuances de céramique à l’aide de 4 configurations expérimentales.

Projet CEA-GRAMAT

Projet portant sur la caractérisation dynamique de bétons et sols. Dans le cadre de ce projet, le laboratoire 3SR est en charge de conduire des essais dynamiques sur géomatériaux et sur béton ordinaire (essais d’impact de plaque, essais de compression quasi-œdométrique dynamique, essais triaxiaux vrais)

Projet DEFI

"Dynamic Fragmentation of Ice"
La glace d’hydrogène est utilisée dans les tokamaks à la fois comme combustible de la fusion nucléaire et comme moyen de stabiliser le plasma. En effet, les performances élevées des tokamaks (ITER, JT-60SA) font craindre des disruptions finales brutales et potentiellement destructrices, qu’il s’agit donc de minimiser. La référence actuelle consiste à injecter des nuages de glaçons millimétriques et submillimétriques (d’hydrogène, deutérium, néon, argon…) pour minimiser la disruption. L’injection de tels glaçons, se fera par fragmentation de glaçons « parents » centimétriques, accélérés, et fragmentés juste avant leur injection dans le tore. Les lois de fragmentation de ces glaçons sont étudiées expérimentalement et numériquement dans la cadre de ce projet. Le laboratoire 3SR met en œuvre des essais de compression dynamique et d’impact avec imagerie ultra-rapide en vue d’identifier une modélisation de l’endommagement décrivant les processus de fragmentation dynamique dans la glace d’hydrogène.

Projet EVIBois en lien avec la thèse de Dorian Janot

Partenariat avec le bailleur social Actis pour l'instrumentation (vélocimètres et station météo) de l'immeuble en murs porteurs bois CLT de 9 niveaux à Grenoble (une des rares constructions de cette envergure en France). Le suivi sur le long terme des propriétés dynamiques de l'ouvrage permettra, au travers d'un travail de thèse, d'analyser le comportement d'une telle structure soumise aux aléas climatiques (vent, neige, séisme, température nuit/jour et saisonnière, humidité).

Partenariat BE Terre et AIS ingénierie

Partenariat avec les BE Terre et AIS ingénierie en lien avec des projets de construction en terre crue ayant pour objet l'analyse du comportement sismique des structures en pisé et en maçonnerie de terre crue.

Nouveaux équipements

Le vérin rapide : nouvel outil de caractérisation mécanique

Le nouveau vérin rapide du laboratoire 3SR dont la mise en place a été portée par Pascal Forquin, est à présent opérationnel.Il sera inauguré le 2 mai 2022, à la suite du Workshop I-Risks (3SR).

Quelques caractéristiques en vrac :

• Course utile : 400 mm
• Course d’accélération : 50-100 mm
• Plage de vitesses : 0.1 à 6 m/s
• Capacité de charge : 300 kN
• Masse de la tige de vérin : 850 Kg
• Capteurs d’effort : 125 / 500 kN
• Longueur du banc : 4 m

Banc de stéréovision

Nouveau banc de stéréovision, projet porté par l'équipe RV / 2 caméras 25 MPx pleine résolution jusqu'à 84 im/s en 8 bits et 2 caméras 1,1 kHz à 4 MPx en 12 bits pour l'analyse 3D surfacique de l'échelle micrométrique à l'échelle décamétrique.

Portique de réaction

Portique de réaction versatile adapté à la flexion 4 points sur murs de dimensions 1m x 0,60m.

SPAM est disponible sur conda pour OsX et Windows !

SPAM: Software for Practical Analysis of Material is now available on Conda for our dear OsX and Windows users.
https://anaconda.org/conda-forge/spam
https://ttk.gricad-pages.univ-grenoble-alpes.fr/spam
 
This is a Python package for handling and correlating 3D fields for applications in material science. Spam has evolved to cover needs of data analysis from 3D x-ray tomography work and correlated random fields with mechanical applications.

Des essais de traction dynamique à l'ESRF ID19

Entre mars et mai 2021, ont eu lieu sur la ligne ID19 de l'ESRF les tous premiers essais de traction dynamique sur bétons et roches de l'équipe RV en associant avec Bratislav Lukic de l'ESRF. Des essais d'écaillage et de compression diamétrale (dynamic brazilian disc tests) ont pu être réalisés au cours d'une campagne de faisabilité. Un article à ce sujet en cours de soumission.

Hani Cheikh Sleiman : un travail de thèse remarqué

L'ancien doctorant de l'équipe a vu son travail de thèse sélectionné et publié dans le rapport annuel de l'ILL. Bravo à lui. Les détails ici.

Les dernières publications de l'équipe

• Capdevielle, S., Grange, S., Dufour, F., & Desprez, C. (2021). A shear warping kinematic enhancement for fiber beam elements with a damaging cross-section. Finite Elements in Analysis and Design, 195, 103559. https://doi.org/10.1016/j.finel.2021.103559
• Stocchi, A., Giry, C., Capdevielle, S., Zentner, I., Nayman, E., & Ragueneau, F. (2021). A simplified non-linear modelling strategy to generate fragility curves for old masonry buildings. Computers & Structures, 254, 106579. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2021.106579
• Stocchi, A., Giry, C., Zentner, I., Capdevielle, S., Ragueneau, F., \& Nayman, E. (2021). Methodology for updating magnitudes assigned to historical earthquakes: application to the La Tour-du-Pin 1889 earthquake. Comptes Rendus. Géoscience, 353(S1), 1-14. https://doi.org/10.5802/crgeos.82
• Lejouad, C., Richard, B., Mongabure, P., Capdevielle, S., & Ragueneau, F. (2022). Experimental study of corroded RC beams: dissipation and equivalent viscous damping ratio identification. Materials and Structures, 55(2), 1-17. https://doi.org/10.1617/s11527-022-01906-y
• Lejouad C., Richard B., Mongabure P., Capdevielle S., and Ragueneau F. (2022) Assessment of the seismic behavior of reinforced concrete elements affected by corrosion: an objective comparison between quasi-static and dynamic tests. Structures (Vol. 39, pp. 653-666). https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.03.058
• P. Forquin, R. Abdul-Rahman, D. Saletti. A novel experimental method to characterise the shear strength of concrete based on pre-stressed samples. Strain, 58(2), e12407, accepted 2021.
• Y. Duplan, P. Forquin. Investigation of the multiple-fragmentation process and post-fragmentation behaviour of dense and nacre-like alumina ceramics by means of tandem impact experiments and tomographic analysis. Int. J. Impact Eng., 155, 103891. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2021.103891, 2021.
• M. Dargaud, P. Forquin. A Shockless Plate-Impact Spalling Technique Based on Wavy-Machined Flyer-Plates to Evaluate the Strain-Rate Sensitivity of Ceramic Tensile Strength, J. Dynamic Behavior Mat., DOI: 10.1007/s40870-021-00317-4, Sept. 2021
• P. Forquin, M. Blasone, D. Georges, M. Dargaud. Continuous and discrete methods based on X-ray computed-tomography to model the fragmentation process in brittle solids over a wide range of strain-rates-application to three brittle materials, J. Mechanics and Physics of Solids, 152, 104412, DOI: 10.1016/j.jmps.2021.104412, July 2021.
• M. Blasone, D. Saletti, J. Baroth, P. Forquin. E. Bonnet, A. Delaplace. Ultra-high performance fibre-reinforced concrete under impact of an AP projectile: Parameter identification and numerical modelling using the DFHcoh-KST coupled model, Int. J. Impact Eng., 152, 103838, DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2021.103838, June 2021
• D. Georges, D. Saletti, P. Forquin, M. Montagnat, P. Forquin, P. Hagenmuller. Influence of Porosity on Ice Dynamic Tensile Behavior as Assessed by Spalling Tests, J. Dynamic Behavior Mat., DOI: 10.1007/s40870-021-00300-z, May 2021
• R. Abdul-Rahman, D. Saletti, P. Forquin. Experimental study of the static and dynamic behavior of pre-stressed concrete subjected to shear loading, Engineering structures, 234, 111865, DOI: 10.1016/j.engstruct.2021.111865, May 2021
• M.Moreira, S.Dal Pont., R. Ausas, T. Cunha, A. da Luz, V. Pandolfelli, Direct Comparison of Multi and Single-Phase Models Depicting the Drying Process of Refractory Castables May 2021 DOI: 10.1016/j.oceram.2021.10011
• M.Moreira, R. Ausas, S. Dal Pont., P. Pellissari, A. da Luz, V. Pandolfelli, Towards a single-phase mixed formulation of refractory castables and structural concrete at high temperatures, International Journal of Heat and Mass Transfer 171(5):121064 DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121064
• M.Moreira, , S. Dal Pont, A. Tengattini, A. da Luz, V. Pandolfelli, Main trends on the simulation of the drying of refractory castables - Review, Ceramic International (47/2)DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.07.015
• H. Sleiman, A. Tengattini, M. Briffaut, B. Huet, S. Dal Pont,, Simultaneous x-ray and neutron 4D tomographic study of drying-driven hydro-mechanical behavior of cement-based materials at moderate temperatures,Cement and Concrete Research 147(11):106503 DOI: 10.1016/j.cemconres.2021.106503
• M.Moreira, , S. Dal Pont, A. Tengattini, A. da Luz, V. Pandolfelli, Experimental proof of moisture clog through neutron tomography in a porous medium under truly one‐directional drying, Journal of the American Ceramic Society  DOI: 10.1111/jace.18297
• Rossat D., Baroth J., Briffaut M., Dufour F., Bayesian inversion using adaptive Polynomial Chaos Kriging within Subset Simulation, Journal of Computational Physics. 2022, Vol. 455 DOI: 10.1016/j.jcp.2022.110986
• Zhang T., Guo X., Baroth J., Dias D., Metamodel-based slope reliability analysis - Case of spatially variable soils considering a rotated anisotropy, Geosciences, 2021, 11. DOI: 10.3390/geosciences11110465 
• Zhang T., Baroth J., Dias D., Probabilistic basal heave stability analyses of supported circular shafts in non-homogeneous clayey soils, Computers and Geotechnics, 2021 140 DOI: 10.1016/j.compgeo.2021.104457
• Savin O., Baroth J., Badina C.; Charbonnier S.; Bérenguer C., Damage due to start-stop cycles of turbine runners under high-cycle fatigue, Int. J. of Fatigue, 153 (2021), 153 DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2021.106458
• Baroth J., Briffaut M., Vu D., Malecot Y, Daudeville L., Prediction of perforation into concrete accounting for saturation ratio influence at high confinement, Int. J. of Impact Engrg, 2021,156 DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2021.103923
• Bouhjiti D. E-M., Demri D., Huguet-Aguilera M., Erlicher S., Baroth J. Probabilistic analysis of the crack spacing in reinforced concrete members under tensile loads – Numerical investigation of size effects European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2021, 10.1080/19648189.2021.1908914
• Rossat D., Bouhjiti DEM., Baroth J., Briffaut M., Dufour F., Monteil A., Masson B., Michel-Ponelle S., A Bayesian strategy for forecasting the leakage rate of concrete containment buildings - Application to nuclear containment buildings, Nuclear Engineering and Design, 2021, 378 DOI: 10.1016/j.nucengdes.2021.111184
• Blasone M., Saletti D., Baroth J., Forquin P., Bonnet E., Delaplace A., Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concrete under impact of an AP projectile: parameter identification and numerical modelling using the DFHcoh-KST coupled model, Int. J. of Impact Engrg, Vol., Elsevier, 2021, 152, pp.103838. ⟨10.1016/j.ijimpeng.2021.103838⟩
• Attal R., Grange S, Baroth J., Mechanical-probabilistic formulation of the soil-structure interaction, accounting for the average shear wave velocity, Int. J. for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol. 45(2), pp. 176-190, 2021, DOI :10.1002/nag.3138  
• S. YADAV , H. DAMERJI , R. KECO , Y. SIEFFERT , E. CRÉTÉ , F. VIEUX-CHAMPAGNE , P. GARNIER et Y.MALECOT . « Effects of horizontal seismic band on seismic response in masonry structure : Application of DIC technique ». In : Progress in Disaster Science (2021), p. 100149.
• S. YADAV , Y. SIEFFERT , F. VIEUX-CHAMPAGNE , L. DEBOVE , D. DECRET , Y. MALECOT et P. GARNIER . « Optimization of the Use Time of a Shake Table with Specimen Preparation outside the Table Surface ». In : Buildings 12.3 (2022), p. 319.

L'équipe RV en conférences

• M. H. Moreira, S. Dal Pont, R. F. Ausas, T. M. Cunha, A. P. Luz, V. C. Pandolfelli, Analyses of Numerical Models Applied to the Drying Process of Refractory Castables, The 4th International Postgraduates Seminar on Refractories, 2021
• M. H. Moreira, S. Dal Pont, R. F. Ausas,  T. M. Cunha, A. P. Luz, V. C. Pandolfelli, Drying of refractory castables – How complex the modelling needs to be? A numerical and experimental study, UNITECR 2022, Chicago, 2022
• M. H. Moreira, S. Dal Pont, A. Tengattini, A. P. Luz, T. M. Cunha, R. F. Ausas, V. C. Pandolfelli, Direct observation of drying by neutron and x-ray tomography analysis, UNITECR 2022, Chicago, 2022
• D. Saletti, B. Lukic, B. Cordonnier, A. Yosef-Hai, M. Blasone, P. Forquin, A. Rack, A. Cohen. MHz X-Ray Imaging of Multi-Fracturing Processes in Geomaterials. Photomechanics IDICS Conference. November 3-5 2021, Nantes, France.
• N. Jacquet, P. Forquin. Numerical simulation of multi-hit impact on Ceramic/Composite armor. 13th Int. Conference on Mechanical and Physical  Behaviour of Materials under Dynamic Loading. DYMAT 2021. Sept. 20-24 2021, Madrid, France.
• M. Dargaud, P. Forquin. Modelling of the dynamic tensile behaviour of a SiC ceramic from a flaw description via X-ray tomography, and experimental validation via shockless plate-impact tests. MECADYMAT 2021, April 6-7 2021, Valenciennes, France
• P. Forquin, M. Blasone, D. Georges, M. Dargaud, B. Lukić, D. Saletti, E. Andò, D. Eakins, A. Rack. Dynamic fragmentation process involved in brittle solids: towards a better understanding of the relationship between microstructural parameters and strain-rate sensitivity. DyCoMax - 3rd workshop on Studies of Dynamically Compressed Matter with X-rays. January 14-15 2021, Grenoble, France
• S. YADAV , Y. SIEFFERT , F. VIEUX-CHAMPAGNE , P. GARNIER , M. HAJMIRBABA , L. ARLÉO et E. CRÉTÉ . « Dynamic response of masonry structure with the application of horizontal seismic band : shake table tests ». In : 5th ICSA 2022, 06 to 08 July, Aalbourg, Denmark. 2022.