Grant: Discovery Grants Program - Individual

Contexte: De nombreux éléments d'ingénierie comportent des interfaces roc-matériaux cimentaires qui sont liées (barrages, pieu-caisson, tunnels, fondation de pont, puits pétrolier...). L'interface est considérée comme le lien faible et les études antérieures ont surtout porté sur les résistances à la traction ou au cisaillement du plan d'interface en investiguant ses propriétés de surface (la morphologie par exemple). Toutefois, le comportement global du matériau dans la zone interfaciale, tant sous sollicitations mécaniques que sur le plan de son évolution (durabilité), a très peu été étudié. Ce manque de connaissance et d'expérience limite actuellement notre compréhension des phénomènes se produisant à l'interface, tant à l'échelle du matériau qu'à l'ensemble de l'ouvrage. En conséquence, les ingénieurs sont contraints à choisir des paramètres de conception très conservateurs, occasionnant une augmentation des coûts d'ingénierie et de construction. Objectif général: Ce programme de recherche original vise à mieux comprendre comment se comportent, à court et long termes, les interfaces roc-matériaux cimentaires (IRMC) liées, en combinant des approches multiéchelles numériques et expérimentales, ainsi qu'une méthode d'évaluation non destructive originale et novatrice. Le programme vise également à former du personnel hautement qualifié et compétent selon des principes d'EDI qui assurera la relève à la fois dans les domaines de la recherche et de la pratique en ingénierie. Objectifs à long terme: Au-delà des 5 ans du programme, de nouveaux concepts et des approches globales et intégratrices seront considérées. Nous viserons ainsi à établir des lois de comportement et des critères de ruptures adaptés aux interfaces roc-matériaux cimentaires que l'on retrouve dans différents contextes de génie civil et minier. Démarche scientifique: Elle reposera à la fois sur des travaux de modélisation numérique permettant de passer de milieu continu à discontinu, ainsi que des essais en laboratoire et sur le terrain, permettant d'intégrer les concepts d'effet d'échelle et de contrôle des conditions environnementales. Les mécanismes de rupture et d'endommagement autour de lIRMC seront étudiés en prenant en considération: a) les propriétés différentes des composantes matrice cimentaire et granulats; b) l'adhérence initiale des IRMC qui peut varier spatialement; c) les phénomènes de dégradation physico-chimique de l'interface. Importance des travaux: Ce programme de recherche aura un impact en génie civil, géologique et minier, tant sur le plan de l'avancement des connaissances que sur les pratiques d'ingénierie. Les résultats permettront de mieux concevoir les éléments comportant une ou des IRMC et aussi mieux évaluer leur performance en service, à court et à long termes. Ce programme mènera au développement d'une technologie novatrice (acoustique non linéaire avec énergie focalisée) permettant la cartographie 3D de l'endommagement d'éléments en béton.