Sujet de recherche

Septembre 2017

Modélistion Chemo-Thermo-Hydro-Electrique du transport des ions chlorures en milieux poreux non-saturé

Les ouvrages vieillissent et leur état se détériore. L’observation des structures en béton permet d’établir le constat que la corrosion des armatures est le processus le plus rapide et le plus onéreux en présence de chlore.

Aussi, la prédiction de la cinétique de transport des ions de chlore dans le béton d’enrobage devient un élément clé pour évaluer la durabilité des éléments de structure. La vitesse de transport des ions chlorures dépend des deux processus physiques associés à la présence et au mouvement de l'eau dans les pores du béton: (1) diffusion des ions dans l'eau interstitielle des pores; (2) convection des ions générés par le mouvement de l’eau sous deux formes, la succion capillaire et/ou diffusion. Le transfert thermique joue un rôle également dans les processus de transport. La convection des ions avec un mouvement par succion capillaire est le processus de transport le plus rapide de toutes les autres possibilités. Un champs électrique accélère ces processus de transport, d’ailleurs utilisé dans les essais normalisés.

Tous ces phénomènes physiques sont couplés et nécessitent un modèle complexe pour obtenir des prédictions fiables. Ce projet de recherche étudie le développement d’un modèle du transport, avec les objectifs de recherche suivants: 1) créer une formulation appropriée du problème chemo-thermo-hydro-électrique couplé complexe du mouvement muti-ionique dans les milieux poreux, 2) établir un modèle 2D du transport contenant toutes les équations physiques, 3) programmer et intégrer le modèle dans un logiciel existant (Transchlor), 4) calibrer et valider le modèle développé par des résultats expérimentaux, puis simuler des tests de laboratoire ou dans le contexte réel sur site.

Techniques de recherche, logiciels

Simulation numérique et programmation en Matlab, VB.net, C++ et Phyton, Logiciels utilisés: Matlab, OpenFoam, Transhchlor, Mars, Essai de traction-diffusion en laboratoire

Mots clés

Modélisation numérique et validation, transport des espèces en milieu poreux, diffusion des ions avec fissures