Date
2012 - 2018

Lieu
Amphithéâtre Romain de Nîmes

Collaboration
LMGC (CNRS / Université de Montpellier),
MAP (CNRS / École Nationale d’Architecture de Marseille),
CICRP

PHÉNOMÉNOLOGIE D’ALTÉRATION DU BÂTI 

Amphithéâtre Romain de Nîmes

Certaines pierres calcaires exposées aux conditions atmosphériques développent de spectaculaires dégradations qui affectent le matériau sur plusieurs centimètres d’épaisseur, voire à cœur. Sur les piliers de l’amphithéâtre de Nîmes, ces altérations se manifestent sous forme de fragmentation en esquille qui peuvent considérablement réduire la surface portante, conduisant généralement à la substitution partielle ou complète de la pierre.

Ces dégradations, dont l’origine demeure mal connue, nécessitent des recherches approfondies pour définir les mécanismes en jeu et envisager des stratégies alternatives de restauration. Grâce à la caractérisation expérimentale de la pierre de Barutel et à des modélisations numériques effectuées à différentes échelles (échelle du matériau, du bloc et de la structure), ce travail vise à évaluer le rôle de différents facteurs dans le développement des dégradations, qu’ils soient d’origine statique (surcharges localisées, défaut de planéité des joints) ou hydro-mécanique (gonflement hydrique, cycle d’imbibition/séchage).

Dégradations observées sur les piliers : fragmentation en esquilles.

Modèle géométrique de 5 travées de l’amphithéâtre composé de 5000 blocs.

Simulation par la méthode des éléments discrets du comportement sous poids-propre. Pression de contact entre les blocs et lignes de pression

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Caractérisation mécanique de la pierre de Barutel                       Essai Brésilien                                      Essai de compression

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Simulation hydro-mécanique à l’échelle d’un bloc. Contraintes mécaniques générées lors la pénétration d’eau pendant un épisode de pluie.

PUBLICATIONS

Fabien Cherblanc, Jérémie Berthonneau, Philippe Bromblet. Role of hydro-mechanical coupling in the damage process of limestones used in historical buildings, 13th International Congress on the Deterioration and Conservation of Stone, 6-10 Septembre 2016, Glasgow, Royaume-Uni.

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Marine Bagnéris, Fabien Cherblanc, François Guena. Modélisation et analyse du comportement mécanique des structures. Journées d’étude de la Cité de l’Architecture & du Patrimoine « Les technologies numériques pour la maîtrise d’œuvre sur le patrimoine », 16 Décembre 2015.

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Marine Bagnéris, Paul Taforel, Nicolas Nony, Frédéric Dubois. Geometrical model generation dedicated to masonry structures. 2nd French-Italian Meeting on Masonry, 30-31 Octobre 2014, Milan, Italie.

Fabien Cherblanc, Jérémie Berthonneau, Philippe Bromblet, Vincent Huon. Influence of Water Content on the Mechanical Behaviour of Limestone: Role of the Clay Minerals Content, Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016, vol. 49, pp. 2033-2042, doi : 10.1007/s00603-015-0911-y.

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Fabien Cherblanc, Jérémie Berthonneau, Philippe Bromblet, Marine Bagnéris, Frédéric Dubois. Hydro-mechanical coupling as a deterioration factor for limestone used in historical buildings. 2nd French-Italian Meeting on Masonry, 30-31 Octobre 2014, Milan, Italie.

P. Bromblet, F. Cherblanc, M. Bagnéris. Rapport du projet PNRCC « Rôle des contraintes hygro-mécaniques dans la dégradation des pierres calcaires, caractérisation expérimentale et modélisation numérique », Octobre 2012 – Octobre 2014.

Marine Bagnéris, Frédéric Dubois, Alexandre Martin. Numerical analysis of historical masonry structures for stone degradation diagnosis: An application to the Roman Amphitheater of Nîmes,  Digital Heritage International Congress, 2013, vol. 1, pp. 521–528. doi : 10.1109/DigitalHeritage.2013.6743792.