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Dissertations / Theses on the topic 'Béton – Analyse'
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Vauboin, Christophe. "Analyse et controle de la thermomaturation du béton." Perpignan, 1994. http://www.theses.fr/1994PERP0188.
Full textAbstract:
A l'heure actuelle, pour des raisons economiques, les composants en beton sont majoritairement prefabriques dans des unites industrielles ; les cadences de production sont accelerees en ayant recours au chauffage des pieces, afin d'activer leur durcissement: c'est le principe meme de la thermomaturation. La maitrise d'un tel procede est complexe: difficile quantification des apports et pertes energetiques, presence de reactions chimiques tres exothermiques qui induisent de forts couplages thermochimiques au sein du beton frais, l'objectif de la presente etude s'inscrit dans la thematique du genie des procedes: a partir d'une approche de modelisation, on cherche a evaluer les transferts thermochimiques dans le beton frais. Une approche systeme aboutit a la deduction de modeles phenomenologiques decrits par des equations d'etat non lineaires. La modelisation de la cinetique d'hydratation du ciment, ainsi que l'etude de l'action catalytique de la temperature, ont fait l'objet de developpements theoriques approfondis. La resolution numerique du systeme d'equations d'etat couplees a ete possible en utilisant la technique des elements finis, associee a un schema temporel de type predicteur-correcteur. Des etudes de sensibilite parametrique ont mis en evidence la forte influence des apports energetiques et de l'exothermicite d'hydratation sur la fixation des champs de temperature. Tenant compte de ces resultats, des caracterisations experimentales ont ete menees: par microcalorimetrie pour la cinetique chimique, et mesure des temperatures sur un banc de production pour quantifier le chauffage. Apres identification des parametres influents des modeles, la bonne adequation entre simulations et mesures permet de conclure positivement quant a la pertinence de l'approche systeme retenue et a la representativite des modeles proposes
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Paradis, François. "Analyse du comportement structural d'un composite mince en béton. : nalyse du comportement structural du canoë de béton." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/21701/21701.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur l’analyse du canoë de béton de l’Université Laval, Apogée 2002. L’objectif principal est de comprendre le comportement du canoë sous les divers cas de chargement auxquels il est soumis. Un deuxième objectif est de déterminer des critères de conception pour ce type de structure. Ces critères et la compréhension du comportement serviront de base à la conception des prochains canoës. Ces objectifs sont atteints par un apport combiné de la modélisation et de l’expérimentation.
Ce travail discute d’abord de la conception des mélanges de béton utilisés pour la construction du canoë de béton Apogée 2002. La caractérisation des propriétés physiques et mécaniques des composites qui ont servi à la construction de la structure est ensuite présentée. Puis, l’analyse du comportement structural du canoë et de ses sous-structures est réalisée à l’aide d’une analyse par éléments finis. Enfin, des essais in-situ sur le canoë sont effectués et les résultats sont comparés à ceux prédits par le modèle numérique. Les essais expérimentaux comprennent des essais statiques et dynamiques. Les essais dynamiques permettent de déterminer l’amplification des déformations causées par les coups de rame et les virages. Les critères de conception sont déterminés et présentés en fonction des résultats des analyses par éléments finis et finalement des essais expérimentaux.<br>This thesis presents bares the analyses of Laval University’s Apogee 2002 concrete canoe. The predominant objective is to investigate and understand the canoe’s reaction under various loading patterns. A second objective is to elaborate design criteria for these types of structures. These criteria and comprehension of the structural behavior will be used for the upcoming canoes. These objectives are achieved coalescing experimentation and modeling.
The present work begins with the elaboration of the concrete design used for Apogee’s construction. The characterization of the physical and mechanical properties of the composites used in the structure follows. Additionally, the sub-structures of the canoe and the entire canoe’s structural reaction analyses are predicted fulfilled using a finite element software. Finally, in-situ tests are performed on the canoe and the results compared to that obtained with the numerical model. The experimentation comprised both static and dynamic tests. Dynamic testing is used to determine the strain amplification due to paddling and turning. The design criteria are determined and presented according to the results obtained from the finite element software followed by experimentation.<br>Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures
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Hadjeb, Ammar. "Analyse des actions thermiques sur les ouvrages d'art en béton." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10042.
Full textAbstract:
L'étude de l'effet des gradients thermiques sur les ouvrages d'art est un travail qui a été engagé de longue date dans le réseau des laboratoires des ponts et chaussées. L'étude a eu pour objectifs les points suivants : rassembler les dossiers existants et constituer une bibliothèque de données, continuer les mesures sur sites en s'intéressant à d'autres paramètres : ensoleillement et effet du vent notamment, déboucher sur des modèles de calcul prévisionnels simples mais réalistes. Les principaux résultats obtenus sont : distinction de deux grands types d'ouvrages : les ponts à mesures et les ponts-dalles, les ouvrages en béton léger ne sont pas plus sollicités que les ouvrages en béton traditionnel, proposition d'un profil de calcul non linéaire pour les ponts à nervures
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Mousavi, Marjan. "Territorial Environmental Modeling of Cement Concrete Demolition Waste (CCDW) Management with a Life Cycle Approach." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4049/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’évaluer la performance environnementale de la gestion des déchets de béton en ciment issus de la démolition (DBCD), sur un territoire donné, pour évaluer si le recyclage améliorer e la performance environnementale de la gestion des déchets sur le territoire et minimise la dépendance envers les ressources primaires. Le territoire étudié est la Loire- Atlantique. Le béton recyclé issu de ciment (BRC), recyclé à partir de DBCD a été pris en compte comme une alternative possible à A1 (granulat de qualité basique et co-produit lié au processus d’extraction dans une carrière), utilisé pour des fondations en tant qu’agrégats de qualité basique (AQB). Une combinaison de différentes méthodes a été appliquée à la gestion étendue des DBCD sur le territoire, y compris des flux d’ACV, de MFA et un mécanisme de marché à l’échelle locale. Le modèle de marché à l’échelle local est basé sur les procédures de décisions des acheteurs entre A1 et BRC disponibles sur le marché des AQG. Ceci a permis en conséquence d’identifier les stocks de A1 inutilisés sur le territoire, les flux de déchets vers le système de gestion des déchets, les distances de transport et le degré de confiance des acheteurs dans le BRC. Bien que les impacts environnementaux du recyclage des DBCD soient bien inférieurs à ceux du processus d’extraction d’une carrière, augmenter la part de marché du BRC sur le marché des AQB, par comparaison avec la situation actuelle, n’apporte pas de bénéfices environnementaux substantiels du fait de l’accumulation des A1 produits, mais non utilisés<br>The aim of this PhD was to evaluate the environmental performance of Cement Concrete Demolition Waste (CCDW) management in a given territory to answer whether recycling would improve the environmental performance of waste management in the territory and minimize the dependence on primary materials. The territory understudy was Loire-Atlantique. Recycled Cement Concrete (RCC) recycled from CCDW was considered as an alternative to A1 (dependent co-product of the quarry process) to be used for foundations as basic quality aggregates (BQA). A combination of different methods was applied on the expanded territorial CCDW management including different reference flows: LCA, MFA and a local market mechanism model. The local market mechanism model revealed the decision procedures of buyers in the BQA market based on which they made choices between A1 and RCC in this market. This in turn identified the stock of unused A1 in the territory, waste streams to the waste management systems, transport distances and the mechanism in the market, which was based on comparing the prices and the buyers’ degree of confidence in RCC. Although the environmental impacts of CCDW recycling process were much lower than those of the quarry process, increasing the share of RCC in the BQA market compared to the current situation in the territory did not show substantial environmental benefits, because of the accumulation of produced but unused A1 in the territory
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Alarcon-Ruiz, Lucia. "Analyse de l'évolution des propriétés microstructurales des bétons lors d'une élévation de la température." Marne-la-vallée, ENPC, 2003. http://www.theses.fr/2003ENPC0022.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est d'apporter une contribution à l'étude des phénomènes mis en jeu dans les bétons lors d'une élévation de la température et particulièrement l'évolution de la microstructure. La première partie présente un modèle Thermo-Hydro-Chimique décrivant les principales évolutions du comportement du béton sous chargements thermiques. La deuxième partie donne la définition retenue pour la dimension caractéristique du pore. Une équation différentielle portant sur la fonction donnant la nouvelle dimension caractéristique d'un pore chauffé en fonction de la dimension caractéristique initiale est présentée. L'étude expérimentale fait appel à différentes techniques caractérisant la porosité et la distribution de la dimension caractéristique. Les résultats obtenus par porosimétrie mercure, en intégrant l'équation différentielle, permettent de vérifier l'hypothèse d'érosion uniforme des pores pour un domaine de rayon d'accès et une plage de température donnés<br>The objective of the thesis is a contribution to the study of the phenomena brought into concrete with an increase of temperature and particularly the evolution in the microstructure. The first part presents a Thermo-Hydro-Chemical model describing the principal evolutions of the concrete behaviour under thermal loadings. The second part gives the definition retained for the characteristic dimension of the pore. A differential equation relating to the function giving new characteristic dimension of a pore heated according to initial characteristic dimension is presented. The experimental study calls upon various techniques characterising the porosity and the distribution of characteristic dimension. The results obtained by mercury porosimetry, by integrating the differential equation, make possible to check the assumption of uniform erosion of the pores for a field of access radius and a given field of temperature
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Rahim, Mourad. "Analyse et caractérisation du comportement hygrothermique de parois agro-sourcées à l’échelle 1 : expérimentation et modélisation." Thesis, Amiens, 2015. http://www.theses.fr/2015AMIE0011.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de valoriser par une caractérisation multi-échelle, les bétons à base de chanvre, de lin et de colza, dont les cultures sont plutôt bien développées au niveau régional et national. De par leur composition, ces matériaux, à base de granulats végétaux associés à une matrice minérale, possèdent une forte sensibilité à l’humidité tout en conservant des performances thermiques intéressantes.Leurs propriétés sont en effet fortement liées à une porosité importante, qui leur confère une grande capacité à adsorber et restituer la vapeur d’eau contenue dans l’ambiance environnante ; cette spécificité vient s’interconnecter avec les échanges de chaleur d’une paroi ou d’un bâtiment. Il est donc indispensable de faire une analyse couplée des phénomènes de transferts thermiques et hygriques, non seulement pour déterminer les besoins en chauffage ou renouvellement d’air d’un local, mais aussi pour appréhender le confort des occupants et la durabilité de la construction.En s’appuyant sur de nombreux essais expérimentaux, les principales caractéristiques des matériaux mis en œuvre sont tout d’abord précisées. Est ensuite analysé plus particulièrement le comportement d’une paroi à l’échelle réelle, placée dans des conditions stationnaires ou variables d’humidité et/ou de température. Les propriétés des matériaux implémentées dans un modèle de simulation numérique (SPARK) permettent par ailleurs, et après validation expérimentale, une approche prédictive du comportement hygrothermique d’une paroi ou de l’enveloppe d’un bâtiment. A travers un modèle simplifié pour un local monozone, l’influence de l’inertie hygrique des matériaux sur le taux d’humidité relative de l’ambiance intérieure est mise en évidence<br>This thesis aims to enhance the use of bio-based materials such as concretes composed with hemp, flax or straw rapes, whose cultures are quite well developed at regional and national level. Due to their composition, these materials, plant-based aggregates associated with an inorganic matrix, have a high moisture sensitivity while retaining advantageous thermal performance.Their properties are indeed strongly associated with a high porosity, which gives them a great capacity to adsorb and release the water vapor contained in the surrounding atmosphere; this specificity comes interconnect with heat exchange of a wall or building. It is therefore essential to analyze the phenomena of coupled thermal and hygric transfers not only to determine the need for heating or for air exchanges, but also to apprehend occupant comfort and durability of construction.Built on many experimental trials, the main characteristics of the used materials are first specified. Then is specifically analyzed the behavior of a scaled wall, placed under stationary or variable conditions of humidity and / or temperature. Moreover, the properties of the materials provide, after implementation in a simulation model (SPARK) and experimental validation, a predictive approach of the hygrothermal behavior of a wall or a building envelope. Through a simplified model for a single zone room, is highlighted the influence of the hygric inertia of the materials on the relative humidity of the indoor atmosphere
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Msaad, Yahia. "Analyse des mécanismes d'écaillage du béton soumis à des températures élevées." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001794.
Full textAbstract:
Le béton est un matériau dont le comportement n'a pas été totalement compris surtout dans des situations accidentelles spectaculaires: les incendies de tunnels. De nombreuses recherches ont été donc entreprises pour comprendre son comportement à hautes températures (allant jusqu'à les 800°C) surtout qu'il y a eu trois incendies de tunnels en Europe durant les dix dernières années provoquant un écaillage de structures en béton. Ce travail vise à apporter une contribution à la compréhension des mécanismes de cet écaillage dans le béton chauffé. Par une première approche, on s'intéresse à l'étude de l'écaillage hydraulique provoqué par les pressions des fluides dans le béton considéré comme un milieu poreux. L'étude, basée sur un modèle thermo-hydro-chimique indéformable, porte plus particulièrement sur la formation d'un "bouchon" (zone quasi-saturée d'eau liquide) qui est à l'origine de l'augmentation importante des pressions de gaz qui se trouve "bloqué". Une approche analytique simplifiée et justifiée par un calcul numérique complet a permis de mettre en évidence l'existence d'une température de "saturation" qui peut nous renseigner sur la profondeur du "bouchon" majorant ainsi la profondeur de l'écaillage hydraulique. Par une deuxième approche basée sur un modèle de thermo-chimio-plasticité, on cherche à étudier l'écaillage mécanique. Le béton, considéré cette fois comme un milieu continu, est soumis à des contraintes de compression provoquées par la dilatation thermique empêchée. Sa rigidité et sa résistance sont aussi réduites sous l'effet de la déshydratation chimique des hydrates CSH à hautes températures. Le zone proche de la surface chauffée rentre en phase plastique. Un modèle analytique simplifié et justifié par un calcul numérique complet a permis de comprendre cet écaillage mécanique et de mettre en évidence l'existence d'une température de "plastification" qui peut nous renseigner sur la profondeur de la zone plastifiée majorant ainsi la profondeur de l'écaillage mécanique. Finalement, un modèle thermo-poro-élastique qui tient compte des transferts de chaleur et de masse ainsi que de la déformabilité du béton a permis de définir deux contraintes effectives: une contrainte de traction exercée par les fluides sur le squelette et qui caractérise donc l'écaillage hydraulique et une contrainte de compression conséquence de la dilatation thermique empêchée et qui caractérise donc l'écaillage mécanique. Un critère de plasticité a été utilisé pour voir la contribution de chacune des contraintes dans l'atteinte de la phase plastique ce qui peut nous renseigner sur le \poids" de chacun des deux mécanismes (hydraulique ou mécanique) dans le processus d'écaillage.
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Rahim, Mourad. "Analyse et caractérisation du comportement hygrothermique de parois agro-sourcées à l’échelle 1 : expérimentation et modélisation." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2015. http://www.theses.fr/2015AMIE0011.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de valoriser par une caractérisation multi-échelle, les bétons à base de chanvre, de lin et de colza, dont les cultures sont plutôt bien développées au niveau régional et national. De par leur composition, ces matériaux, à base de granulats végétaux associés à une matrice minérale, possèdent une forte sensibilité à l’humidité tout en conservant des performances thermiques intéressantes.Leurs propriétés sont en effet fortement liées à une porosité importante, qui leur confère une grande capacité à adsorber et restituer la vapeur d’eau contenue dans l’ambiance environnante ; cette spécificité vient s’interconnecter avec les échanges de chaleur d’une paroi ou d’un bâtiment. Il est donc indispensable de faire une analyse couplée des phénomènes de transferts thermiques et hygriques, non seulement pour déterminer les besoins en chauffage ou renouvellement d’air d’un local, mais aussi pour appréhender le confort des occupants et la durabilité de la construction.En s’appuyant sur de nombreux essais expérimentaux, les principales caractéristiques des matériaux mis en œuvre sont tout d’abord précisées. Est ensuite analysé plus particulièrement le comportement d’une paroi à l’échelle réelle, placée dans des conditions stationnaires ou variables d’humidité et/ou de température. Les propriétés des matériaux implémentées dans un modèle de simulation numérique (SPARK) permettent par ailleurs, et après validation expérimentale, une approche prédictive du comportement hygrothermique d’une paroi ou de l’enveloppe d’un bâtiment. A travers un modèle simplifié pour un local monozone, l’influence de l’inertie hygrique des matériaux sur le taux d’humidité relative de l’ambiance intérieure est mise en évidence<br>This thesis aims to enhance the use of bio-based materials such as concretes composed with hemp, flax or straw rapes, whose cultures are quite well developed at regional and national level. Due to their composition, these materials, plant-based aggregates associated with an inorganic matrix, have a high moisture sensitivity while retaining advantageous thermal performance.Their properties are indeed strongly associated with a high porosity, which gives them a great capacity to adsorb and release the water vapor contained in the surrounding atmosphere; this specificity comes interconnect with heat exchange of a wall or building. It is therefore essential to analyze the phenomena of coupled thermal and hygric transfers not only to determine the need for heating or for air exchanges, but also to apprehend occupant comfort and durability of construction.Built on many experimental trials, the main characteristics of the used materials are first specified. Then is specifically analyzed the behavior of a scaled wall, placed under stationary or variable conditions of humidity and / or temperature. Moreover, the properties of the materials provide, after implementation in a simulation model (SPARK) and experimental validation, a predictive approach of the hygrothermal behavior of a wall or a building envelope. Through a simplified model for a single zone room, is highlighted the influence of the hygric inertia of the materials on the relative humidity of the indoor atmosphere
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Pontiroli, Christophe. "Comportement au souffle des structures en béton armé : analyse expérimentale et modélisation." Cachan, Ecole normale supérieure, 1995. http://www.theses.fr/1995DENS0005.
Full textAbstract:
Pour déterminer la vulnérabilité et la ruine des structures en béton armé soumises à une onde de choc engendrée par une explosion, le centre d'études de Gramat (c. E. G. ) a développé un nouveau modèle de comportement pour le béton. Ce modèle isotrope, base sur la théorie de l'endommagement utilise deux variables scalaires d'endommagement afin de prendre en compte divers phénomènes tels que: la dissymétrie en tension et compression, le caractère unilatéral (ouverture-fermeture de fissures), l'existence de déformations anélastiques, les effets des vitesses de déformation et les effets de frottement. Couplé à une méthode de régularisation de la localisation, ce modèle permet d'assurer une indépendance des résultats vis à vis du maillage. La formulation explicite, sans processus itératif, de cette loi de comportement permet également d'obtenir une certaine rapidité (temps de calcul) et robustesse (instabilités lors de la rupture du béton) lors des simulations numériques. Afin de valider ce modèle de comportement du béton en dynamique, des essais de souffle sur des dalles circulaires en béton arme ont été réalises au c. E. G. A l'aide d'un tube a choc. Des comparaisons calculs/expériences montrent les capacités et possibilités de cette nouvelle formulation
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Lippiatt, Nicholas Richard. "Études sur la texture du béton pour le développement d’un processus de recyclage du béton en utilisant un chauffage par micro-ondes." Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0021/document.
Full textAbstract:
L’objet de cette thèse porte sur le développement de technologies efficaces pour le recyclage du béton. Le béton est le plus utilisé des matériaux conçus par l’homme, et par voie de conséquence, sa fabrication consomme plus de ressources naturelles que n’importe quelle autre industrie. Le béton est responsable de 7% des émissions anthropiques de CO2, la moitie provenant de la décarbonatation du calcaire. Compte-tenu des quantités de matières utilisées et de déchets produits, le recyclage du béton est un enjeu environnemental majeur, et une priorité grandissante. Le principal défi au développement et à la mise en oeuvre d’un procède de recyclage du béton concerne la difficulté à séparer ses constituants, les graviers et la pâte de ciment. Le chauffage microonde est un candidat idéal pour parvenir à ce résultat, de par sa capacité à chauffer sélectivement les différentes phases d’un matériau multiphasique, induisant ainsi des fractures aux interfaces entre phases et conduisant à leur libération. Les effets du chauffage microonde sur le béton ont donc été étudies dans cette thèse avec l’objectif de conclure quant au bien-fondé de développer un procède de recyclage qui intègre les microondes. Les effets ont été mesures par des analyses classiques d’échelle macroscopique qui ont mises en évidence une corrélation significative entre le chauffage, l’augmentation de porosité et la diminution des propriétés mécaniques du béton. Pour mieux comprendre les changements mesures à une échelle macroscopique, une technique d’analyse locale d’images de la texture du béton, base sur la microscopie électronique, a été développée. L’analyse locale des changes induits par le chauffage du béton a révélé la présence d’une porosité de fractures, qui a permis d’expliquer les changements observes des propriétés du béton les plus pertinentes vis-à-vis du recyclage. L’analyse de la texture du béton soumis au chauffage par microondes a mis en évidence la formation de deux réseaux de fractures dans la pâte de ciment, dont le développement est dicte par les conditions du chauffage microonde. Les propriétés texturales de ces réseaux de fractures ont été corrélées directement aux variations des propriétés macroscopiques du béton, ainsi qu’à la libération des agrégats. L’analyse texturale a montré que la croissance de la fracture à l’interface entre les agrégats et la pâte de ciment survient durant les premiers instants du chauffage, et que la libération des agrégats dans le béton, appelée libération texturale, est significativement plus grande que la libération mesurée après fracture du béton par impact. Cette observation a démontré l’importance de choisir un mode de fragmentation capable de tirer parti de la fracture sélective des interfaces agrégat-ciment. De plus, le travail réalise a établi qu’il existe des relations de causalité entre les variations de la porosité de fractures présente dans le béton et les propriétés du béton les plus significatives pour son recyclage, revelant ainsi la possibilite de concevoir un procede de valorisation des dechets de béton en manipulant la texture du béton. En etablissant que le chauffage microonde permet de modifier la porosite de fractures du béton, ce travail conclut que le chauffage du béton par microondes est une technologie prometteuse pour concevoir un procede de recyclage du béton. Au-dela du seul objectif du recyclage du béton, la demonstration de l’existence de relations de causalite entre les proprietes de texture du béton et les criteres de performance associes a sa fragmentation ouvre des perspectives nouvelles pour analyser et concevoir des procedes de broyage des minerais<br>This thesis is concerned with the development of efficient concrete recycling technology. Concrete is the most used manufactured material on the planet and as a consequence uses more natural resources than any other industry and is responsible for 7% of the world’s carbon dioxide production, 50% of that originating from the decarbonisation of limestone. Given the magnitude of materials used and the waste produced the recycling of concrete would be a major environmental boon and should be made a priority. The main obstacle to the development and implementation of a concrete recycling process is the necessity of separating concrete components, aggregate and cement paste before recycling. Microwave heating stands as an ideal candidate due to its capacity to selectively heat different phases in a multiphase material, thus producing phase boundary fracture and increasing the liberation of the component phases. The effects of microwave heating on concrete samples were investigated with the intent of concluding on the possibility of deriving a microwave-based recycling process for concrete. The effects were measured using standard macroscopic techniques and found a strong correlation between heating, increased porosity and decreased mechanical strength for concrete. In order to better understand the changes measured at the macroscopic scale, a dedicated image analysis technique was developed using electron microscopy to investigate local microscopic changes in concrete texture. Local investigation of the changes of heat treated concrete identified the presence of fracture porosity, which has significant explanatory power for observed changes in concrete properties most relevant to recycling. Textural analysis of concrete subjected to microwave heating showed the growth of two different networks of fractures throughout the cement paste matrix, whose development is associated with the microwave settings. These textural fracture properties correspond directly to the observed changes in mechanical properties as well as the observed liberation of aggregate particles. Textural analysis shows that phase boundary fracture growth occurs rapidly in the early stages of microwave treatment and that the absolute value of textural liberation is significantly higher than that of physical liberation. This highlights the importance of choosing an appropriate comminution method to make efficient use of phase boundary fracture. Moreover, the work established causal relationships between variations in fracture porosity and changes in properties of concrete most relevant to recycling, revealing the possibility of designing a concrete waste beneficiation process through manipulating concrete texture. Since microwave heating was found to be able to manipulate the form taken by the fracture porosity, this work concludes that microwave heating of concrete is a promising technology for designing a concrete recycling scheme. Moreover, through demonstration of causal links between textural properties and processing performance criteria, this work opens the possibility of an alternative approach for analysing and designing comminution process for minerals
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Granger, Laurent. "Comportement différé du béton dans les enceintes de centrales nucléaires : analyse et modélisation." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520675.
Full textAbstract:
Les enceintes de confinement des centrales nucléaires françaises sont réalisées en béton précontraint de 1,2 m d'épaisseur. L'étanchéité de la structure dépend principalement de la précontrainte résiduelle du béton. Or les dispositifs de surveillance des déformations différées font apparaître des différences sensibles, suivant les sites, que les modèles de calcul réglementaires ne prennent pas en compte d'une façon satisfaisante. Pour améliorer la gestion du parc de centrales, au sens durée de vie, EDF a lancé en 1991 un vaste programme d'étude centré sur le matériau béton, et visant à prévoir le comportement réel en fluage des enceintes déjà construites. Ici, nous analysons une par une les différentes déformations différées du béton. Une analyse fine des phénomènes physico chimiques qui en sont à l'origine, nous conduit à proposer une modélisation d'ingénieur, sur la base d'un modèle du type milieu continu équivalent. Enfin, nous présentons les résultats de nos simulations et nous concluons en donnant les enseignements théoriques et pratiques de cette étude ainsi que quelques propositions réglementaires.
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Handika, Nuraziz. "Multi-fissuration des structures en béton armé : analyse par corrélation d'images et modélisation." Thesis, Toulouse, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAT0001/document.
Full textAbstract:
La modélisation de la fissuration du béton armé à l'aide de la méthode des éléments finis nécessite de prendre en compte, outre l'endommagement du béton, trois phénomènes : la spécificité de la liaison acier-béton, l’autocontrainte due au retrait, et l'effet d'échelle probabiliste dû à l'hétérogénéité du béton. Cette recherche s'appuie sur une campagne expérimentale pour obtenir le comportement de la liaison et les caractéristiques des fissures sur des éléments de structures. La technique de corrélation d'images numériques a été utilisée pour observer l'espacement et l'ouverture des fissures.La liaison acier-béton est considérée dans la modélisation à l'aide d'éléments d'interface élasto-plastiques basés sur les résultats expérimentaux des tests de pull-out. Les effets du retrait sont pris en compte via un cadre poro-mécanique. Enfin, l'effet d'échelle probabiliste est intégré dans la modélisation via une méthode de champs aléatoires, puis de maillon faible. La modélisation est appliquée à l'élément de structure en béton armé étudié en laboratoire ce qui permet de quantifier l'importance relative de la liaison acier-béton, des contraintes induites par le retrait empêché, et de l'hétérogénéité du matériau<br>The modelling of cracking of reinforced concrete using the finite element method requires taking into account, in addition to the concrete damage, three phenomena: the specificity of the steel-concrete bond, the self-stress due to shrinkage, and the probabilistic scale effect due to the heterogeneity of concrete. This research is based on an experimental campaign to obtain the behaviour of the bond and the characteristics of the cracks on structural elements. The technique of digital image correlation was used to observe the spacing and opening of the cracks.The steel-concrete bond is considered in modelling using elastoplastic interface elements based on the experimental results of the pull-out tests. The effects of shrinkage are taken into account via a poro-mechanical framework. Finally, the probabilistic scale effect is integrated into the modelling via a random field method and then a weakest link one. Modelling is applied to the reinforced concrete structural element studied in the laboratory, which makes it possible to quantify the relative importance on cracking of the steel-concrete bond, the stresses induced by shrinkage, and the tensile strength heterogeneity of the material
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Bujnak, Jan. "Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718174.
Full textAbstract:
Deux types de modèles applicables à l'analyse globale de poutres mixtes acier béton sont présentés et analysés dans le mémoire de thèse. Le modèle analytique, basé sur la théorie élastique des poutres, permet le calcul du glissement et de son influence sur les flèches de poutres mixtes simples et continues. Le comportement non linéaire de la poutre mixte est étudié au moyen d'une modélisation par éléments finis. Une formulation par éléments de coque est utilisée pour représenter la dalle et la poutre métallique. La connextion est formulée par des éléments de poutre courts. Le modèle éléments finis tridimensionnel est validé par la confrontation à des résultats expérimentaux de différentes sources. Il s'avère être efficace pour représenter l'influence du glissement et de la fissuration du béton sur la raideur de la poutre mixte. Des exemples numériques illustrent l'application des modèles à l'analyse globale de poutres simples, continues et planchers mixtes
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Bujnak, Jan. "Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21762.
Full textAbstract:
Deux types de modèles applicables à l'analyse globale de poutres mixtes acier béton sont présentés et analysés dans le mémoire de thèse. Le modèle analytique, basé sur la théorie élastique des poutres, permet le calcul du glissement et de son influence sur les flèches de poutres mixtes simples et continues. Le comportement non linéaire de la poutre mixte est étudié au moyen d'une modélisation par éléments finis. Une formulation par éléments de coque est utilisée pour représenter la dalle et la poutre métallique. La connextion est formulée par des éléments de poutre courts. Le modèle éléments finis tridimensionnel est validé par la confrontation à des résultats expérimentaux de différentes sources. Il s'avère être efficace pour représenter l'influence du glissement et de la fissuration du béton sur la raideur de la poutre mixte. Des exemples numériques illustrent l'application des modèles à l'analyse globale de poutres simples, continues et planchers mixtes
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Mallat, Amjad. "Phénomènes de dégradation des ouvrages anciens, techniques et matériaux de réhabilitation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1111.
Full textAbstract:
La France compte' aujourd'hui plusieurs centaines de monuments historiques en béton. Ces batiments, qui pour les plus anciens datent de la fin du XIXe siècle, présentent parfois des états de dégradation importants. Il est urgent d'intervenir pour plusieurs d'entre eux. Les matériaux et les techniques de réparation sont nombreux. Leur choix est conditionné par l'état d'avancement des désordres et par la nature des substrats. L'objectif de cette études est une meilleure compréhension des caractéristiques et des comportements physico-chimique et mécanique d'un système complexe constitué d'un substrat (béton ancien dégradé) et d'un mortier de réparation. Dans cette démarche nous pouvons distinguer trois étapes essentielles : l'identification du matériau substrat, ainsi que l'analyse des causes et l'origine de la détérioration afin d'éviter qu'elles ne réapparaissent après la réparation. Le choix du mortier de réparation adéquat qui assurera sa fonction de réparation sans causer des dégradations au béton adjacent. On parle ici d'une compatibilité entre le matériau de réparation et le substrat. La dernière étape est celle de l'étude du système réparé permettant d'identifier l'influence de différents paramètres sur la stabilité et la durabilité de ce système. Pour atteindre nos objectifs, nous avons mis en IJuvre de nombreuses techniques expérimentales physico-chimiques et mécaniques dont les résultats ont permis de répondre aux questions abordées. Nous avons par ailleurs entrepris une étude numérique visant à renforcer les résultats expérimentaux notamment ceux concernant le comportement du système réparé. La connaissance des propriétés physico-chimiques et mécaniques des substrats et des matériaux de réparation, ainsi que les phénomènes agissant sur le comportement du système réparé nous paraissent un préalable indispensable à la cohérence de notre démarche ; cela nous a apporté de nombreux résultats complémentaires, ouvrant probablement la perspective de nouveaux travaux. L'identification des matériaux de base et de réparation, ainsi que le diagnostic des pathologies ont été effectués en utilisant les techniques physico-chimiques classiques d'analyse et d'observation : MEB, CL, DRX, IRTF, ATD/TG, mesure de porosité, mesure de retrait, etc. La caratérisation de leurs comportements mécaniques s'est appuyée sur des essais de flexion trois points et des essais de compression et de traction uniaxiales. Le choix de ces essais était motivé par la volonté d'appréhender l'évolution de leur comportement à la fois sous sollicitations de type traction et compression. Ces essais ont été définis dans la perspective d'étudier leur comportement mécanique et de caractériser "proprement"leur endommagement. Enfin, nous avons mis au point des essais de traction post-pic dans le but d'étudier la réponse complète en traction des mortiers étudiés. Bien que le manque de temps ne nous ait pas permis de mener à bien leur étude systématique sous ce type de sollicitation, Les résultats probants obtenus sur deux mortiers renforcés aux fibres et un mortier classique ont montré la faisabilité et la fiabilité de ces essais sur les matériaux cimentaires. L'étude du comportment mécanique des éprouvettes composites substrat-mortier de réparation a permis à la fois de dévoiler l'influence de différents paramètres sur le comportement du système réparé et de définir un protocole d'interventtion permettant la réalisation de réparations efficaces et durables. Des essais de compression-cisaillement, de flexion trois points et de traction sur éprouvettes composites substrat-mortier de réparation ont été réalisées. Plusieurs comportements ont été observés dont nous avons proposé les interprétations. L'effet du retrait empêché sur le comportement de l'élément réparé a été simulé à l'aide du code de calcul par éléments finis ABAQUS en se basant sur les résultats expérimentaux obtenus. Nous en avons pu étudier l'influence de différents paramètres tels que l'épaisseur de la couche de réparation, et leur conséquence sur le comportement de l'élément subissant le retrait. Des recommandations pour des réparations durables sont enfin proposées.
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Bayard, Olivier. "Approche multi-échelles du comportement mécanique des bétons à ultra hautes performances renforcés par des fibres courtes." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0002.
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Michou, Alexandre. "Analyse expérimentale et modélisation du comportement de structures précontraintes." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066578/document.
Full textAbstract:
Ces travaux ont pour but d'étudier le comportement mécanique de structures précontraintes et d'évaluer l'influence de la technologie de précontrainte utilisée : précontrainte par torons adhérents, précontrainte par torons non-adhérents TGG. Le champ d'application final porte sur l'analyse de la sûreté et de la durabilité des enceintes de confinement de centrales nucléaires. L'attention est alors portée principalement sur le comportement à la fissuration du béton et au rôle de la liaison mécanique torons de précontrainte-structure.La démarche proposée se décompose en trois étapes successives. Elle débute par la caractérisation expérimentale des mécanismes de dégradation à l'échelle de la structure (essais de flexion 4 points sur poutres précontraintes) et à l'échelle locale du matériau (fissuration, déformations différées du béton, liaisons armatures passives-béton et torons-structure par des essais d'arrachement et de traction sur tirants). Une instrumentation multiple (CIN, fibres optiques) favorise la robustesse de la démarche. Des modèles numériques sont ensuite développés pour décrire les mécanismes caractérisés expérimentalement. Un intérêt particulier est porté à la modélisation mésoscopique de l'interface armatures-béton et macroscopique de l'interface torons-coulis d'injection. L'utilisation des différents modèles, couplée à la prise en compte de l'évolution temporelle des déformations différées du béton, favorise une analyse prédictive du comportement des structures étudiées.L'application à une tranche d'enceinte de confinement permet de prédire l'influence de la technologie de précontrainte utilisée sur le comportement à la fissuration de la structure<br>This work aims to study the mechanical behavior of partially prestressed structures and to evaluate the influence of the post-tensioning system: bonded tendons, individual unbonded greased and sheathed strands. Under the scope of the safety and durability of nuclear containments, specific attention is devoted to the concrete cracking behavior and to the role of the mechanical tendons-structure bond. The proposed approach is divided into three successive parts. It starts with an experimental study of damage mechanisms at the structural level (4-point bending tests on prestressed concrete beams) and at the local scale (cracking, delayed strains of concrete, reinforcement-concrete bond, tendons-structure bond with pull-out tests and tension tests on reinforced concrete ties). The used instrumentation (DIC, optical fibers) allows for the robustness of the approach. Numerical models are then developed, based on the previous characterized mechanisms. A particular interest is focused on the meso-modeling of the reinforcement-concrete interface and on the macro-modeling of the tendons-injected grout bond. The use of the developed models, considering in parallel the influence of the evolutive delayed strains of concrete, provides a predictive analysis of the mechanical behavior of the studied prestressed structures. A final application to a part of a nuclear containment offers an accurate prediction of the influence of the post-tensioning system on the cracking behavior of the structure
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Poinard, Cédric. "Comportement du béton sous chargement triaxial sévère : analyse tomographique et modélisation à l'échelle mésoscopique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592103.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'intéresse au comportement du béton sous chargement triaxial sévère, et plus précisément, aux mécanismes de dégradation associés. Le cadre plus général de cette étude est l'amélioration de la tenue des infrastructures soumises à des chargements dynamiques de type impact, pouvant générer des contraintes moyennes dans le béton de l'ordre du GPa. Des essais quasi-statiques sont nécessaires pour caractériser le comportement d'un matériau dans un état de contraintes homogènes. Les travaux présentés dans ce manuscrit proposent d'investiguer les mécanismes de dégradation du béton lors d'essais triaxiaux. Pour cela, deux machines innovantes sont utilisées : une presse triaxiale de grande capacité (Giga) et un tomographe à rayons X. Le processus de réalisation des essais consiste à scanner des échantillons de béton à l'état vierge et après chaque cycle de chargement (charge-décharge) effectué avec la presse triaxiale. Les images issues de ces examens tomographiques permettent d'évaluer la modification de la mésostructure du béton (échelle où les granulats et les macropores apparaissent) selon différents trajets et niveaux de chargement. Deux échantillons ont été testés triaxialement selon ce processus. Le premier, à relativement faible confinement (50 MPa), montre que les mécanismes menant à la rupture sont fortement localisés et principalement initiés à l'échelle microscopique. Le deuxième, testé à un très fort confinement (650 MPa), présente un endommagement diffus avec également un mécanisme de rupture localisé. Un modèle mésoscopique, utilisant la méthode aux éléments discrets, est également présenté dans ce manuscrit. L'originalité de cette approche réside d'une part dans le caractère prédictif du modèle développé, le comportement du mortier, des granulats ou de leur interaction étant identifié a priori ou à partir d'essais réalisés sur mortier et roche. D'autre part, la méthode de construction du maillage éléments discrets s'appuie sur la segmentation 3D d'images tomographiques ce qui permet une comparaison des faciès de ruptures expérimentaux et numériques. Ce modèle aboutit à une bonne prédiction du comportement triaxial du béton, et semble être un outil prometteur d'étude des mécanismes d'endommagement et de l'influence de paramètres de composition du béton.
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Khatib, Rami. "Analyse et prévision des caractéristiques du pompage du béton auto-plaçant à haute résistance." Thèse, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6634.
Full textAbstract:
Modern construction practices require proper knowledge to predict concrete pumping pressure, especially in high-volume and high-rise applications. Despite the progress made over the last decades, the spread of concrete pumping to high-rise construction has been hampered by the lack of standardized operating procedures and performance criteria. By and large, the guidelines available today focus predominantly on pumping Conventional Vibrated Concrete (CVC), while ambiguity still surrounds pumping Self-Consolidating Concrete (SCC) and other types of Highly-Workable Concrete (HWC). This PhD dissertation focuses on the fundamental principles relevant to the flow of high-strength SCC in pumping pipes, and it aims to develop methods to predict and reduce the required pumping pressure. The flow pattern of SCC in pipes is analytically investigated, providing a numerical approach to predict the pumping pressure based on the properties of both concrete and the lubrication layer, the pipe diameter, and the flow rate. The analytical results are further validated through full-scale pumping tests executed at the laboratory of the Université de Sherbrooke. Through this phase 26 optimal concrete mixtures were pumped in a 30-m pumping circuit to investigate the interactions between the concrete properties and pressure loss. The same tests are also employed to empirically correlate pressure loss with rheological and tribological properties of concrete at different flow rates. The resulting correlations furnish instrumental models capable of computing pressure loss for a wide range of concrete properties. In another application, the experimental results are analyzed to identify the influence of pumping on concrete properties with time. Full-scale pumping results are statistically analyzed in order to establish a quantitative description of the most influential parameters governing the concrete flow in pipes. As a result, concrete pipe flow is statically modeled, allowing the computation of pressure loss at different flow rates based on the the rheological and tribological properties of the concrete and the pipe diameter. Another statistical model is derived to calculate the pressure loss as a function of the V-funnel flow time, granting the advantage of predicting the pressure loss on job sites without the need for complex rheological and tribological measurements. In light of the research findings of the previous phases, a new simple test method called the pipe flow test (PFT) is developed in the context of this research, specifically for predicting pipe flow pressure loss. With preceding research phases as insights, the final stage of this project is directed toward mix design optimization faced with the challenge of reducing the pumping pressure and meeting the strength requirements of high-strength SCC. Ultimately, the research findings emanating from this investigation provide practical guidelines and conclusive models to predict and reduce pumping pressure for a wide scope of concrete mixtures and pipe diameters.
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Martin, Renaud-Pierre. "Analyse sur structures modèles des effets mécaniques de la réaction sulfatique interne du béton." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00558200.
Full textAbstract:
La Réaction Sulfatique Interne (RSI) est une pathologie du béton pouvant affecter les matériaux soumis à un échauffement au-delà de 65°C. Elle consiste en une formation d'ettringite dans le matériau durci et conduit à son gonflement. Il s'en suit une fissuration et une dégradation des performances mécaniques pouvant poser des problèmes d'intégrité structurelle à l'instar de la Réaction Alcali-Granulat (RAG) à laquelle elle est fréquemment couplée in situ. Lorsqu'un ouvrage est atteint, il convient de poser un diagnostic, évaluer son aptitude au service, prédire son évolution et mettre en uvre des méthodes de réparation. Ceci nécessite une compréhension fine des effets de la RSI à l'échelle microscopique et à l'échelle de l'ouvrage. De nombreuses études expérimentales et théoriques ont été menées pour déterminer les mécanismes mis en uvre et les paramètres influençant la RSI. Toutefois, la complexité des phénomènes rend délicate la transposition de ces connaissances à l'échelle de la structure. Les approches macroscopiques semblent donc plus adaptées à ce type de problème. Pour mettre au point ces approches, il est nécessaire de comprendre en détail les effets de la pathologie à l'échelle du matériau et de la structure. Cette thèse décrit les résultats d'une étude de laboratoire basée sur des essais sur éprouvettes pour caractériser les couplages entre les gonflements et l'humidité, la température et l'état de contraintes. Ces travaux ont également été l'occasion d'étudier les couplages entre RAG et RSI. En parallèle, des suivis dimensionnels et hydriques de poutres soumises à des conditions d'exposition à l'humidité contrôlées ont permis de constituer une base de données des effets structurels de la RSI. La confrontation de ces essais menés conjointement à l'échelle du matériau et de la structure fournit des données permettant de mettre au point des méthodes de re-calcul des ouvrages et de les valider en confrontant leurs prédictions aux résultats expérimentaux
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Bihina, Gisèle. "Analyse du comportement au feu des planchers mixtes acier-béton constitutés de poutres cellulaires." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00673404.
Full textAbstract:
En situation d'incendie, la dégradation des propriétés mécaniques des matériaux constitutifs d'une structure peut sensiblement en modifier le comportement global. Ainsi, lors d'essais au feu ou de sinistres réels, des flèches significatives sont observées sans ruine globale du plancher. Ceci traduit l'activation d'un mécanisme basé sur une borne supérieure de plasticité en grands déplacements et appelé effet membrane. Ainsi, malgré la perte des propriétés du béton, de l'acier d'armatures et de l'acier de construction des poutres connectées à une dalle en béton armé ou mixte acier-béton, la capacité portante de cette dalle se définit comme une fonction croissante de sa flèche. En pratique, le comportement complexe des planchers mixtes acier-béton peut être appréhendé par des modèles dits simplifiés ou avancés, suivant le niveau de précision souhaité. La méthode analytique FRACOF permet par exemple d'étudier un plancher global à température élevée, en se basant sur les modèles de comportement simplifiés des matériaux, acier et béton, définis dans les Eurocodes. Par cette méthode, la capacité portante d'une dalle peut alors être déterminée en tenant compte des profilés métalliques connectés à la dalle, et de l'activation d'un effet membrane en grands déplacements. Cette méthode analytique a été validée par une comparaison à des modèles éléments finis, ainsi qu'à des résultats d'essais au feu en grandeur nature. Elle est applicable à des profilés en acier laminé à chaud avec des portées pouvant atteindre 20 m. Or le franchissement de ces portées nécessite des sections de poutre à forte inertie, afin de limiter les flèches du plancher en service. Pour limiter la quantité d'acier que requerraient de telles poutres, le recours à des poutres cellulaires est une solution pratique et esthétique. Un modèle élément finis de poutres cellulaires en acier seul et mixtes est proposé dans le cadre de la thèse de doctorat. Le comportement thermo-mécanique des poutres cellulaires en acier seul est modélisé sous le code Cast3M. Les poutres mixtes sont modélisées en combinant un calcul de transfert thermique sous Cast3M et une analyse mécanique sous ANSYS. Les poutres en acier et la dalle en béton ou mixte sont représentées par des éléments de type coque. Les connecteurs sont représentés par des éléments de type poutre. Ce modèle tridimensionnel tient par ailleurs compte des non-linéarités matérielle et géométrique. Il est confronté à des résultats d'essais à températures normale et élevée. La validation du modèle est suivie d'une comparaison à une méthode analytique existante pour en vérifier la précision et le degré de conservatisme. Les poutres cellulaires sont ensuite étudiées en tant que partie intégrante de planchers mixtes acier-béton sous incendie. Un essai en grandeur nature sous feu réel met en évidence l'activation d'un effet membrane en présence de poutres cellulaires non-protégées, sans ruine du plancher. Les résultats de l'essai sont utilisés pour calibrer un modèle élément fini tridimensionnel. La calibration est effectuée en s'appuyant sur la distribution des températures dans les différents composants du plancher, la durée de résistance au feu, la forme des déformées et les modes de ruine. Ensuite, le modèle, qui peut reproduire le comportement thermo-mécanique d'un plancher mixte, est utilisé pour évaluer une proposition d'extension de la méthode FRACOF à des planchers mixtes comportant des poutres cellulaires.
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Barrera, Eduardo. "Évaluation et analyse de l'initiation de la corrosion dans des éléments de béton armé." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25611.
Full textAbstract:
L’objectif général du projet est de valider l’existence d’un effet d’échelle liant temps d’initiation de la corrosion à la taille des éléments en béton armé. Dix-huit poutres ont été fabriquées avec les mêmes caractéristiques, soit : la même section transversale, le même gâchage de béton, le même lot d’acier, la même épaisseur de béton de recouvrement et les mêmes conditions de cure. Le seul facteur qui diffère entre les poutres est la longueur. Six poutres ont été construites avec une longueur de 0,60 m, six de 1,80 m et six de 3,00 m. Les éléments ont été exposés à un environnement salin (3% de NaCl) avec des cycles de mouillage de 2,5 jours et de séchage de 4,5 jours. Il a été confirmé que la taille des éléments en béton armé a une influence sur le temps d’initiation de la corrosion. Ce dernier diminue lorsque la taille de l’élément augmente.<br>The main objective of the study was to validate the existence of a scale effect of the initiation corrosion time related to the size of the reinforced concrete elements. Eighteen beams were poured with the same characteristics: same cross-section, same concrete pouring, same steel batch, same thickness of concrete and same curing conditions. The only difference between the beams was their length. Six beams were built to the length of 0.60 metres, six to 1.80 metres and six to 3.0 meters. The elements were exposed to a saline environment (3% of NaCl) with wetting cycles of 2.5 days and drying cycles of 4.5 days. It was confirmed that in the work conditions of the project, the size of the reinforced concrete elements has an influence on the corrosion initiation time. The initiation time decreases as the size of the element increases.
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Kahouadji, Amira. "Analyse et modélisation du retrait des bétons de sable fluides." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0060.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire est une contribution à l'étude des variations thermiques et hygrométriques des bétons de sable fluides et de leur influence sur les déformations de retrait de ces bétons. Nous avons d'abord cherché à faire le point sur les connaissances actuelles concernant le retrait des bétons de sable. Nous avons aussi recensé et analysé les trois principaux modèles existants, pour choisir si possible à la fois le plus efficace et celui pouvant être physiquement le mieux justifié. Des essais de conductimétrie, de calorimétrie, le suivi de la cinétique de séchage des matériaux, des observations d'échantillons au microscope électronique à balayage et l'analyse de leurs porométrie au moyen du porosimètre à mercure, ont été choisis pour caractériser la microstructure. L'étude expérimentale a concerné le retrait plastique, le retrait endogène, le retrait de dessication et les résistances respectives des bétons. Ont été suivies parallèlement, les déformations des bétons de sable pour différentes conditions de température (T=20°C et 30 °C) et d'hygrométrie (HR=50, 60, 70, et 90%) et leur perte de masse au cours du temps. Une approche de la modélisation du retrait est également proposée. La possibilité d'évaluer le retrait endogène en fonction des résistances et le retrait de dessiscation en fonction des compositions et des dosages, permet de réduire de manière conséquente le nombre d'essais préliminaires<br>The work presented in this thesis, compares the behavior of the fluid concrete to the ordinary one with the exactly the same strength of the free strain of concrete. The bibliographical study, presented in this work, had permitted to analyze the tree principal models used to describe the shrinkage The monitoring of the drying process of microscope and the analysis of their porometry, of the mono modal type, were thus shown. The drying shrinkage of sand concrete has a kinetic which does not greatly differ from of ordinary concrete, however the sand concrete amplitude is almost twice that ordinary concrete. The autogenously shrinkage of the two concrete are almost identical. We have study simu1tanemet the shrinkage at different conditions (T= 2 0° and 30°C) and humidity (HR=50, 60, 70, 9(0 %) and their lost of height. Another important result found is that the desiccation of the sand concrete occurs without major cracking. This is explaining by the velocity and essentially by the uniformity
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Dominguez, Ramirez Norberto. "Etude de la liaison acier-béton : de la modélisation du phénomène à la formulation d'un élément fini enrichi "béton armé"." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132749.
Full textAbstract:
Lors de l'étude du béton armé, la liaison acier béton est un élément "clé" dans le comportement du composite car celle-ci permet le transfert des efforts entre les armatures et le béton. La compréhension du phénomène, ainsi que sa prise en compte dans l'analyse numérique des structures en " béton armé ", ont été le principal objet de ce travail de recherche. Ainsi, on a formulé un modèle de comportement non linéaire thermodynamique de la liaison, écrit en termes de contrainte-déformation, supporté par un élément spécial d'interface 2D d'épaisseur nulle. Ensuite, on a effectué une identification des paramètres ainsi que quelques exemples d'analyse. Finalement, on a montré les bases d'un Elément Fini Enrichi pour le béton armé englobant les trois composants : béton - liaison - acier.
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Staquet, Stéphanie. "Analyse et modélisation du comportement différé du béton: application aux poutres mixtes, préréfléchies et précontraintes." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2004. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211146.
Full textAbstract:
The aim of this thesis is to assess the time-dependent behavior of a new kind of composite railway bridge deck composed by two precambered and prestressed beams. The method used until now to design these bridge decks is a simple classical computation method with a variable modular ratio. They have been placed only with simply supported spans up to 26 m.<p>It is now considered to apply this construction method for the building of continuous bridges (with larger spans) by connecting simply supported decks on their supports. It is known that this kind of construction will induce an additional and strong time-dependent redistribution of internal forces within the structure. It was felt that an in-depth understanding of the influence of the concrete time-dependent effects in this kind of composite structures is needed before proceeding with the design of statically indeterminate bridges. Two cross-section analysis programs applying the principle of superposition were developed: the first used the age adjusted effective modulus method and the second the step-by-step method. However, it is known that the delayed behavior of concrete does not fully comply with the principle of superposition. It appears that after a period of compression creep, creep recovery is significantly less than predicted by the superposition principle. In the construction phases of this bridge deck, the concrete fibers belonging to the bottom side of prestressed beams undergo a stress/strain history of significant unloading when the permanent loads are applied step-by-step. Moreover, these methods assume that the relative humidity remains constant. Finally, a lot of bridge decks are heated in order to transfer the prestressing as soon as possible. To evaluate more finely the time-dependent effects of concrete in such composite (and rather complex) structures with variable loading history, several steps have been carried out: <p>-Analysis of the influence of the heat treatment applied in the workshop and the level of applied stress on the creep and the shrinkage of the concrete.<p>-Analysis of the recovery phenomenon of the concrete resulting in the selection of the two-function method with the recovery function proposed by Yue and Taerwe.<p>-Development of a cross-section analysis program applying the two-function method to take into account more finely the recovery phenomenon, what resulted in a optimization of the phases of construction of the bridge decks by decreasing the minimum age of concrete before prestressing from 40 hours to 20 hours. <p>-Development of a structural analysis program with beam finite elements and applying the two-function method,what has resulted in an optimization of the phases of construction of continuous bridges composed by the junction of two bridge decks. <p>-Proposition of a modelling based on the understanding of the physico-chemical phenomenona which are at the origin of the delayed effects and coupled to a local analysis of the evolution of the degree of hydration and the internal relative humidity in order to take into account the changes of the boundaries conditions in terms of heat and moisture exchanges occurring along the construction history of the bridge decks in the evaluation of their long-term behavior. For each component of the delayed strains (the thermal strain, the autogenous shrinkage, the desiccation shrinkage, the desiccation creep, the basic creep), a modelling has been proposed.<p>-Development of a cross-section analysis program based on the numerically stable algorithm with increasing time steps for integral-type aging creep proposed by Bažant and including the different components of the delayed effects according to the proposed modelling.<p>The results seem to be very promising since it was possible to reproduce in a more realistic way the evolutions of the measured strains of the composite railway bridge deck instrumented in June 2000 and situated near Brussels South Station. <p><p><p>L’objectif de cette thèse est de prédire le comportement à long terme de structure mixte type pont-bac composée de poutres préfléchies, précontraintes et construites par phases. A l’heure actuelle, ils sont dimensionnés à l’état limite de service par une méthode traditionnelle pseudo-élastique avec un coefficient d’équivalence acier-béton variable. Il est envisagé d’étendre ce type de construction à la réalisation de viaducs hyperstatiques permettant de franchir de plus grandes portées en établissant une continuité entre deux travées au droit de leur support commun. Il est connu que ce type de construction induit une importante redistribution des efforts internes dans la structure. Il est donc indispensable d’évaluer très finement l’influence des effets différés du béton sur ce type de construction. Deux programmes généraux d’analyse de section basés sur la méthode du module effectif ajusté et la méthode pas-à-pas ont tout d’abord été développés. Ces méthodes appliquent le principe de superposition. Des limitations propres à ces méthodes ont été relevées pour des historiques où le béton subit plusieurs déchargements significatifs par rapport à son état de contrainte initial juste après le transfert de la précontrainte. Ces méthodes ont aussi l’inconvénient de supposer une humidité relative constante. Enfin,pour pouvoir être mis en précontrainte le plus tôt possible, les ponts-bacs sont chauffés. Les caractéristiques de retrait et de fluage s’écartent de celles déterminées en laboratoire sur des éprouvettes conservées à 20°C. Pour lever les limitations des méthodes classiques et évaluer plus finement l’état de contrainte et de déformation à long terme dans ce type de structure, plusieurs étapes ont été effectuées :<p>-Analyse de l’influence d’un traitement thermique appliqué dans les mêmes conditions que celles effectuées chez le préfabricant ainsi que du niveau de contrainte appliqué sur les déformations différées du béton. <p>-Analyse de l’influence de l’application de déchargements à des âges divers sur les éprouvettes de béton permettant de mettre en évidence le fait que la méthode dite aux deux fonctions avec la fonction de recouvrance proposée par Yue et Taerwe reproduit la plupart des résultats expérimentaux de manière très satisfaisante.<p>-Développement d’un programme d’analyse en section suivant la méthode pas-à-pas étendu à la méthode aux deux fonctions afin de mieux tenir compte de la recouvrance, ce qui a permis d’optimiser les phases de préfabrication des ponts-bacs en changeant l’instant de mise en précontrainte. Les simulations ont montré que si le béton du pont-bac est chauffé, la mise en précontrainte peut s’effectuer à 20 heures d’âge du béton. <p>-Développement d’un programme d’analyse de structure au moyen d’éléments finis de type poutre et dont l’algorithme de résolution applique la méthode aux deux fonctions, ce qui a permis d’optimiser les phases de construction de viaducs hyperstatiques constitués par la jonction de deux ponts-bacs. <p>-Proposition d’une modélisation fondée sur la compréhension des phénomènes physico-chimiques à l’origine des effets différés et couplée à une étude locale de l’évolution du degré d’hydratation et de la teneur en eau permettant de tenir compte des changements de conditions aux limites en terme d’échange de chaleur et d’humidité qui ont lieu au cours de l’histoire des ponts-bacs dans l’évaluation de leur comportement à long terme. Pour chaque composante des déformations différées (le retrait thermique, le retrait endogène, le retrait et le fluage de dessiccation, le fluage fondamental), une modélisation a été proposée.<p>-Développement d’un programme d’analyse de section basé sur une approche incrémentale avec l’algorithme récursif et exponentiel proposé par Bažant et dans lequel les composantes des effets différés ont été intégrées suivant la modélisation proposée. <p>Les résultats sont encourageants car ils ont permis de reproduire de manière beaucoup plus réaliste les évolutions des déformations mesurées dans le pont-bac instrumenté à Bruxelles. <p><br>Doctorat en sciences appliquées<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Paciorek, Christophe. "Analyse expérimentale du comportement d'éléments en vraie grandeur en béton renforcé de fibres métalliques à ancrage amélioré ou total." Artois, 1996. http://www.theses.fr/1996ARTO0002.
Full textAbstract:
Pour évaluer les performances de la nouvelle fibre Twincone à ancrage total et vérifier le comportement du béton renforcé par cette fibre ou par des fibres ondulées dans les ouvrages réels, des essais en vraie grandeur sont réalisés, correspondant aux diverses applications industrielles. Tout d'abord, nous appuyons la justification de l'essai de flexion quatre points développé par Bernier pour caractériser le béton renforcé de fibres métalliques appliqué aux dallages. La fiabilité de sa méthode énergétique d'appréciation de l'efficacité du renforcement est vérifié. L'amélioration du comportement du BRFM apportée par la fibre Twincone est constaté. Une nouvelle géométrie de corps d'épreuve du type dallette ronde est aussi proposée. Ensuite, une étude expérimentale du comportement des pieux en BRFM sous sollicitations de type sismique, en comparaison avec des pieux fibrés. Le retrait des dalles de grandes dimensions est abordé par la suite. Les paramètres pris en compte sont : l'épaisseur de la dalle, la présence des fibres et d'un superfluidifiant. Le retrait moyen et le cintrage sont mesurés et comparés entre différentes dalles. L'apport des fibres vis-à-vis de la résistance à l'effort tranchant des poutres en béton armé est étudié ensuite. Les essais de flexion circulaire sur les poutres où deux tiers des cadres étaient remplacés par des fibres Twincone, montrent que celles-ci reprennent une partie de l'effort tranchant et empêchent la rupture fragile. Le comportement de la structure à l'ELS est amélioré. Le dernier problème abordé concerne l'étude du comportement d'une dalle sur pieux réalisée entièrement en BRFM Twincone et soumise à une charge concentrée. Les résultats des essais in situ confirment les calculs théoriques de la charge de fissuration, mais se révèlent très supérieurs aux prévisions de la charge ultime.
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Lê, Ngoc Dong. "Amélioration de la régularité du béton en production." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003421.
Full textAbstract:
Les fournisseurs de bétons doivent assurer la qualité de leurs produits. Ceci requiert, en premier lieu, une maîtrise de la composition du béton fabriqué. Cependant, les variations d'humidité des granulats rendent difficile le dosage précis des constituants. Le travail présenté dans ce mémoire vise à proposer des méthodes pour améliorer la régularité du dosage en eau, et pour suivre en continu l'ouvrabilité des bétons fabriqués industriellement. Dans un premier temps, un protocole original de calibrage du wattmètre en tant que outil de mesure en ligne de l'humidité du béton frais a été proposé et évalué. Les mesures de dosage en eau calibrées sont utilisées dans un deuxième temps, pour la mise au point de plusieurs algorithmes. Le premier type d'algorithme se traduit par une correction de l'écart d'eau dans la bétonnière portée, alors que le deuxième permet le calibrage des sondes hydrométriques des granulats. Les méthodes présentées sont validées sur des données acquises en centrale industrielle. Le suivi de l'ouvrabilité fait appel à la construction d'un modèle de puissance consommée par le malaxeur, reliant les caractéristiques rhéologiques du béton à la puissance totale dépensée. La détermination de l'ouvrabilité du béton par cette méthode nécessite l'utilisation d'un variateur de vitesse du malaxeur. La validation expérimentale sur des malaxeurs à différentes échelles permet de montrer qu'il est possible d'estimer convenablement le seuil de cisaillement et l'affaissement au cône d'Abrams du béton en cours de malaxage, sans connaissance préalable de sa composition.
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Hamza, Sami. "Analyse probabiliste de la vulnérabilité sismique des bâtiments existants : application aux structures à portiques en béton armé." Université de Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0332.
Full textAbstract:
Les codes parasismiques actuels sont élaborés essentiellement pour prévenir le risque sismique dans les constructions neuves. Ces codes étant assez récents, une grande part du parc immobilier n'est donc pas conforme aux règles parasismiques. De plus, la méconnaissance des caractéristiques mécaniques des bâtiments existants rend ces données entachées d'incertitudes plus ou moins grandes. Le présent travail propose une méthodologie d'étude des bâtiments existants pour estimer leur résistance aux séismes jusqu'à la ruine. La méthodologie est appliquée au cas particulier des bâtiments à portiques en béton armé. Elle tient compte d'une part du comportement non linéaire de certains éléments structuraux et de leurs états de ruine, d'autre part, des incertitudes liées aux caractéristiques du bâtiment par un modèle probabiliste. L'étude est menée sur une structure de référence discrétisée par éléments finis. Ses propriétés physiques sont définies par une approche d'ingénierie standard. Le comportement sous chargement monotone puis sismique est étudié ainsi que la ruine de la structure. Le modèle discrétisé sert ensuite de modèle moyen pour le modèle probabiliste développé par la suite. La modélisation non paramétrique des incertitudes est utilisée pour construire ce modèle dans le cas de la dynamique linéaire. Le modèle est étendu à la dynamique non-linéaire par une approche mixte, paramétrique - non paramétrique. Les différents modèles sont mis en oeuvre numériquement et appliqués à la structure de référence pour évaluer l'incidence des incertitudes sur la réponse de la structure aux séismes. Une étude de sensibilité aux incertitudes et à leurs sources (paramétrique ou non paramétrique) permet de caractériser la robustesse de la modélisation<br>The civil engineering structures contain many sources of uncertainties, specially for the ageing ones, for which there is lake of data about the initial conditions and the evolution of the material properties in time. Earthquake regulations propose for that kind of buildings to proceed either with linear and nonlinear analysis to evaluate their resistance. This research aims to propose a methodology to estimate the reliability of a R/C frame structure under earthquake, taking into account the non linear behavior of the materials and the uncertainties in the dynamic system. The mean model is based on a a nonlinear finite element modelling of the structure. This FEM modelling allows to completely identify the failure mode into the structure : kind, cause, order. . . A stochastic linear analysis is made using the non parametric model applied to the reduced matrices of mass, stiffness and damping of the mean model and a Monte Carlo procedure. The random nonlinear behavior is then, treated by developing a mixed probabilistic model, combining a non parametric model applied on the reduced dynamic system and representing the linear part of the structure ; and a parametric model applied on the plastic localised parts of the structural element, representing the nonlinear part. Taking into account the effects of randomness in the nonlinearities allows us, on the one hand, to estimate the sensitivity of the structure to linear uncertainties in the case of a nonlinear behavior ; and on another hand, to compare this sensitivity to the linear and nonlinear uncertainties
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Sabri, Mohamed. "Contribution à l'analyse de la réponse aux chocs de structures en béton armé." Chambéry, 2006. http://www.theses.fr/2006CHAMS037.
Full textAbstract:
En région montagneuse où Ie risque de chutes de blocs rocheux sur les ouvrages est élevé, une des préoccupations actuelles concerne l'identification des efforts d'impact et la connaissance de l'endommagement des ouvrages impactes. L'objet de l'étude présentée est d'apporter une contribution à l'analyse de la réponse aux chocs de structures en béton armé. Trois axes ont été abordes dans cette étude : I) L'analyse directe des sollicitations d'impact. Cette étude est gouvernée par des mises en équations du comportement au choc au moyen d'équations différentielles ou d'équations aux dérivées partielles. La solution des problèmes étudiés a été établie en développant une méthode de résolution analytique (le modèle doubles masses déformables) et par la méthode des éléments finis. Les outils d'analyse directe développés permettent d'une part d'obtenir les champs de déplacements, de déformations et d’accélérations lors d'un choc et, d'autre part, d'évaluer la sensibilité de la réponse directe (au choc) aux variables d'entrée, cela en vue d'une analyse inverse. II) L'analyse inverse des sollicitations d'impact. Cette analyse met en évidence les deux principales difficultés des problèmes inverses lors de sollicitations dynamiques : d'une part les problèmes d’expérimentation et de méconnaissance des conditions aux limites réelles des structures et d'autre part les problèmes spécifiques de la résolution d'un problème inverse. III) Le développement de modèles simplifiées appliqués à l'estimation des efforts d'impact dans des dalles structurellement dissipantes. L'étude réalisée dans cette troisième partie propose des approches d’estimation de l'endommagement et des efforts appliquesài une structure à partir des mesures expérimentales. Les résultats de cette étude sont applicables en phase précoce de conception ou en phase d'avant projet où l'on analyse, en fonction des géométries, les efforts dans des dalles ou poutres impactées<br>In mountainous regions where the risk of rock falls on structures is significant, one of the current preoccupations is to identify the impact forces and to analyse the damage of impacted structures. The purpose of the presented study is to provide a contribution to the response analysis of reinforced concrete structures under shocks. Three axes have been approached in this study : (i) The direct analysis of impact solicitations. This study is concentrating on developing the shock behaviour equations by means of differential or partial differential equations. The solution of studied problems has been established by developing an analytical method of resolution (the model of double deformable masses) and by finite element method. The developed direct analysis allows, on the one hand, to obtain the displacements, deformations and accelerations fields at shock and, on the other hand, to evaluate the sensibility of direct response to input variables, with a view to the inverse analysis. (ii) The inverse analysis of impact solicitations. This analysis points out the two main difficulties of inverse problems due to dynamic solicitations: on the one hand, the experimentation and real boundary conditions misappreciation problems and, on the other hand, the specific problems related to inverse problem resolution. (iii) The development of simplified models applied to the impact force estimation in the structurally dissipating rock-shed. The work realized in this third part propounds damage and applied forces estimation approach using experimental measurements. The results of this research are applicable in early phase of conception or in pre-project phase where the forces in impacted slabs or beams are analysed in function of geometry
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Hassaim, Menouar. "Évaluation de la qualité de la peau du béton par analyse spectrale des ondes de surface." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0035/MQ67282.pdf.
Full text
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Sun, Zhefeng. "Une Théorie 3D des poutres élastiques hétérogènes et analyse non linéaire des structures en béton armé." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066473.
Full textAbstract:
Une théorie tridimensionnelle des poutres élastiques, heterogenes dans leur section est élaborée. Elle permet de trouver les champs tridimensionnels de déplacements et de contraintes avec un investissement beaucoup plus faible que celui correspondant au calcul complet tridimensionnel par éléments finis. Il s'agit de la solution intérieure de la poutre, à grande longueur de variation qui ne vérifie les conditions aux limites aux extrémités qu'en moyenne. La démarche consiste a compléter la solution classique des poutres avec des champs correcteurs détermines par une analyse de l'erreur. L'obtention de ces champs tridimensionnels nécessite la résolution, dans la section droite, de plusieurs problèmes d'élasticité linéaire de type plan et anti-plan par éléments finis bidimensionnels. Dans le cas de Saint-Venant, ces problèmes, ne dépendant que de la géométrie et des matériaux constitutifs de la poutre, sont donc résolus une fois pour tout type de chargement. La solution est du second ordre alors que la théorie linéaire classique des poutres est du premier ordre. La théorie est appliquée pour caractériser l'évolution de l'endommagement dans les poutres en béton arme. Des exemples numériques mettent en évidence l'interet des informations tridimensionnelles obtenues
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Bouhjiti, David El Mahdi. "Analyse probabiliste de la fissuration et du confinement des grands ouvrages en béton armé et précontraint." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI058/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le vieillissement des grands ouvrages en béton armé et précontraint dotés d’une fonction de confinement comme les bâtiments réacteurs des centrales nucléaires. Elle vise en particulier l'analyse probabiliste de l’évolution de leurs états de fissuration et de perméabilité dans le temps sous chargements Thermo-Hydro-Mécaniques (THM) simultanés et variables. L’étanchéité de telles structures est due à la faible perméabilité du béton mais reste conditionnée surtout par la maîtrise de la fissuration. Or, l'évolution de la perméabilité, l'apparition des fissures et leur propagation dépendent fortement de plusieurs aléas (les conditions de mise en œuvre, la variabilité spatio-temporelle des propriétés du béton et des chargements THM subis par la structure, etc.). Ainsi, la prise en compte de ces aléas dans les modèles numériques de vieillissement est une nécessité afin de permettre une meilleure évaluation de la performance de la structure dans son état présent et, surtout, permettre une prévision plus précise et plus fiable de son état futur. Pour y parvenir, cette thèse propose une stratégie globale de modélisation stochastique Thermo-Hydro-Mécanique avec post-traitement de la Fuite (THM-F), à l’échelle de Volumes Structurels Représentatifs, adaptée à la complexité du problème traité, au nombre important de paramètres THM-F intervenant dans les calculs et à son coût numérique. En particulier, les points suivants sont traités :(a) Modélisation du vieillissement tenant compte des effets de jeune âge : La modélisation des phénomènes de vieillissement est basée sur un modèle THM-F chaîné. En particulier, la modélisation proposée de la fissuration repose sur le couplage des lois d’échelle énergétique et des champs aléatoires autocorrélés selon une formulation locale, régularisée et vieillissante de l’endommagement. Cela permet une meilleure évaluation du risque de fissuration tant d’un point de vue qualitatif que quantitatif. Par conséquent, la prévision de l’étanchéité est aussi améliorée.(b) Identification des paramètres THM-F les plus influents : En appliquant une méthode d’analyse de sensibilité de type OFAT (One-Factor-At-a-Time) au modèle THM-F retenu, l’effet de la variabilité des différents paramètres en entrée sur la réponse numérique est quantifié. Cela permet de hiérarchiser les effets et de classifier les paramètres selon leur importance vis-à-vis du vieillissement (particulièrement en termes de fissuration et d’étanchéité).(c) Analyse de la propagation d’incertitudes THM-F : Des méthodes basées sur les surfaces de réponse (plans d’expérience adaptatifs, chaos polynomiaux) sont proposées pour construire des méta-modèles THM-F et analyser la propagation d’incertitudes moyennant un coût et une précision raisonnables. Étant donné la nature explicite des méta-modèles, la méthode de Monte Carlo est directement appliquée pour accéder à des fonctions de répartition, des indicateurs de sensibilité globaux et des analyses de fiabilité.L’applicabilité du modèle stochastique THM-F proposé aux grands ouvrages de confinement en béton armé et précontraint est évaluée en se basant sur la maquette VeRCoRs (enceinte de confinement à l’échelle 1 :3) selon des critères de représentativité physique du comportement et des mesures d’incertitudes simulés et de coût numérique<br>Concrete is a heterogeneous, multiphasic and ageing material. Consequently, its properties show intrinsically spatiotemporal variations. For large reinforced and prestressed concrete structures such as Nuclear Containment Buildings (NCB), these variations directly affect the kinetic of their ageing process in terms of cracking, drying, creep and tightness. They also lead, within the structure's volume, to a non-negligible spatial heterogeneity of the concrete's behavior to the applied Thermo-Hydro-Mechanical (THM) loads during the operational lifespan. Consequently, the introduction of such variations in numerical models is a mandatory step to enhance the assessment of these structures’ present behavior and the accuracy of predictive analyses of their future one. With that aim in view, the thesis suggests a global coupling strategy of THM-L models (Thermo-Hydro-Mechanical with Leakage estimation) and non-intrusive stochastic approaches adapted for the strongly non-linear and time consuming simulations of ageing phenomena and the large number of inputs they require. Applied to the VeRCoRs mock-up (1:3 scaled containment building) at the scale of Representative Structural Volumes (RSV), this thesis addresses the following issues:(a) RSV-based modeling of concrete ageing from the early age phase: The modeling of concrete’s ageing is based on a staggered Thermo-Hydro-Mechanical with Leakage evaluation (THM-L) strategy. In particular, concrete cracking is modeled according to a Stochastic Size Effect Law (SSEL) and a regularized, local, ageing and damage-based constitutive model. The spatial heterogeneity of the concrete's properties (mainly the Young's modulus) is described using Random Fields (RF). This leads to a better description of concrete cracking both qualitatively and quantitatively. Accordingly, the modeling of the structural tightness is also improved.(b) Most influential THM-L parameters: Using a 1st order sensitivity analysis strategy (One-Factor-At-a-Time OFAT perturbation method), the relative effect of the THM-F parameters on the computed behavior is quantified. The obtained results show a hierarchized list of the most influential parameters and their associated physical phenomena. A selection is then achieved to keep relevant parameters only for uncertainty propagation step and higher-order sensitivity analyses throughout the THM-L coupling path.(c) Uncertainties propagation through THM-L calculation steps: Surface Response Methods (SRM) are used to define the associated RSV-based THM-L meta-models. For the stochastic modeling of concrete’s cracking an original Adaptive-SRM-based algorithm is suggested. Whereas for continuous THM-L quantities, a Polynomial Chaos based strategy is retained. Finally, as the meta-models are explicit within a defined and bounded domain, crude Monte Carlo Method is applied, at low cost, aiming at the CDFs and the reliability analysis of the considered variables of interest.Eventually, the suggested SFEM shall lead operators to a better quantification of uncertainties related to the behavior of their strategic civil engineering structures. This remains a crucial step towards the enhancement of durability assessment and repair/maintenance operations planning
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Shiu, Wen Jie. "Impact de missiles rigides sur structures en béton armé : analyse par la méthode des éléments discrets." Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10198.
Full textAbstract:
Les ouvrages de protection jouent un jeu de paramètres important lorsque la structure est soumise à un chargement du type dynamique rapide. Cette thèse s'intéresse au problème des impacts de missile rigides contre une dalle en béton armé. En se basant sur les résultats d'essais expérimentaux, nous avons proposé une loi de comportement élasto-plastique-endommageable où le durcissement du béton a été pris en compte. Cette dernière à été implantée dans un code élément discret, puis des essais en quasi statique ont été simulés permettant de calibrer le modèle numérique. Une fois le modèle calibré, des simulations d'essai d'impact de missile sur la structure en béton armé ont été effectuées. Les résultats sont comparables à ceux menés par CEA-EDF en termes de trajectoire du missile. Nous avons montré la nécessité de la loi de comportement complète lors de l'apparition de la compaction du béton sur une dalle épaisse. Enfin, l'étude paramétrique nous confirme que le modèle numérique porte une bonne prédictivité comparé à des lois de prédiction empiriques<br>The protection of the building plays an important role when the structure is subjected to a fast dynamic loading. This thesis emphasize on the problem of the dynamic impact loading: a reformed concrete wall under a rigid missile impact. Based on the experimental test data, we have proposed a constitutive law, elasto-plasic-damage model, for which the hardening behaviour of the concrete is considered. This model has been implanted into a discrete element numerical code, then, some quasi static simulations have been carried out allowing us to calibrate the numerical model. After fixing the calibration process, we have achieved the simulation of a concrete target subjected to a rigid missile. The numerical results are well agree with these provided by French Atomic Energy Agency (CEA) and the French Electrical power Company (EDF) in terms of the trajectory of the missile. The result shows that the complete constitutive law is needed when the compaction process is observed in a thicker target. Finally, with the parametric study, we can confirm that the numerical model give us a good prediction insight when comparing to the empirical laws
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Rouzaud, Christophe. "Ebranlement de structures en béton armé soumises à un phénomène transitoire." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0014/document.
Full textAbstract:
Les méthodologies actuelles permettant d’évaluer les effets d’ébranlement d’une structure de génie civil reposent sur des analyses EF transitoires par intégration directe ou projection sur la base modale, rarement non linéaires. L’aspect linéaire n’est pas remis en question dès lors que l’on se place hors de la zone de choc, néanmoins la non linéarité de la partie de la structure impactée peut avoir une influence non négligeable. Les méthodologies actuelles permettant d’évaluer les effets d’ébranlement d’une structure de génie civil reposent sur des analyses EF transitoires par intégration directe ou projection sur la base modale, rarement non linéaires. Les accélérations induites servent à établir les spectres de réponse d’oscillateurs simples. L’aspect linéaire n’est pas remis en question dès lors que l’on se place hors de la zone de choc, néanmoins la non linéarité de la partie de la structure impactée peut avoir une influence non négligeable. Une démarche découplée d’analyse, consistant à traiter dans une première phase les aspects non linéaires de la zone de choc doit faire dans un premier l’objet d’une étude paramétrique visant à déceler l’influence des non linéarités dans le signal d’ébranlement.Cette première analyse a pour but de déterminer la modification du signal source de l’ébranlement en amplitude et en fréquence. En conclusion de cette première phase la quantification des modifications apportées au signal d’entrée par la nature de la cible doit pouvoir être estimée. Pour cela, différentes modélisations non linéaires de la zone d’impact seront testées en s’appuyant sur les travaux déjà réalisés. A l’issue de cette première étape, la mise en œuvre d’une méthode de traitement de l’ébranlement par l’utilisation de la TVRC (Théorie Vibrationnelle des Rayons Complexes) sera entreprise. Cette méthode consiste en une première décomposition FFT (Fast Fourier Transform) du signal de chargement. La TVRC assure le transfert du signal décomposé dans la structure. Les signaux obtenus sont ensuite traités en FFT inverse (IFFT) pour reconstituer un signal temporel puis un spectre de réponse. Les verrous scientifiques et points à résoudre susceptibles d’apparaître dans cette phase portent essentiellement sur : -la caractérisation de l’amortissement en fonction de la fréquence, donnée nécessaire à la bonne application de la TVRC - la caractérisation de la discrétisation de l’IFFT de sortie afin de reconstituer un signal juste. Cette démarche reposera sur des solutions analytiques connues sur des gammes de fréquence variées, -l’adaptabilité au GCN des « éléments » de TVRC disponibles actuellement dans la littérature: plaques, coques, tronc de cône. L’usage d’un spectre de sortie en pseudo-accélération doit être mis en question au regard des recommandations NRC vis-à-vis de son contenu corrélé aux pseudo-déplacements correspondants<br>In the design of nuclear engineering structures security and safety present a crucial aspect. Civil engineering design and the qualification of materials to dynamic loads must consider the accelerations which they undergo. These accelerations could integrate seismic activity and shaking movements consecutive to aircraft impact with higher cut-off frequency. Current methodologies for assessing this shock are based on transient analyses using classical finite element method associated with explicit numerical schemes or projection on modal basis, often linear. In both cases, to represent in meaningful way a medium -frequency content, it should implement a mesh refinement which is hardly compatible with the size of models of the civil engineering structures. In order to extend industrial methodologies used and to allow a better representation of the behavior of the structure in medium-frequency, an approach coupling a temporal and non-linear analysis for shock area with a frequency approach to treatment of shaking with VTCR (Variational Theory of Complex Rays) has been used. The aim is to use the computational efficiency of the implemented strategy, including medium frequency to describe the nuclear structures to aircraft impact
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Desprez, Cédric-Arthur. "Analyse et réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes : renforcement par collage de tissus de fibres de Carbone (TFC)." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0115.
Full textAbstract:
La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d’éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d’une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l’utilisation d’éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d’endommagement et de plasticité. Le confortement d’éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l’endommagement et le second sur une série d’études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d’études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d’un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiques<br>In structural engineering, the seismic vulnerability reduction of existing structures is an important issue. Retrofitting by Polymer Reinforced Fibres (FRP) is an interesting response in order to fulfil this aim. This paper presents a simplified modelling strategy to predict the behaviour of reinforced concrete structures upgrade with FRP. A nonlinear finite element method is used, based on multifiber beams with damage and plasticity models. Retrofitting of flexural element (wall, beam) and column confinement are studied. More specifically, a confined concrete constitutive law suitable for monotonic and cycling loadings is proposed. The model is inspired on two well-known concrete laws, one based on damage mechanics theory (La Borderie) and the other based on experimental studies (Eid & Paultre). Validation of the strategy is provided using two case studies: a retrofitted bridge pier and a vulnerability assessment on an existing building trough static (Pushover) and dynamic analysis
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De, Larrard Thomas. "Variabilité des propriétés du béton : caractérisation expérimentale et modélisation probabiliste de la lixiviation." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00551124.
Full textAbstract:
L'évaluation de la durabilité des modélisation probabiliste de la lixiviation structures nécessite de prendre en compte la variabilité des propriétés du matériau. La thèse présente deux aspects principaux : d'une part une campagne expérimentale visant à quantifier la variabilité d'indicateurs du comportement du béton ; d'autre part le développement d'une modélisation simple de la lixiviation des bétons afin de mettre en œuvre des méthodes probabilistes pour estimer la durée de vie de structures liées notamment au stockage des déchets radioactifs. La campagne expérimentale consiste à suivre deux chantiers et à quantifier la variabilité de ces indicateurs, étudier leur corrélation et caractériser la variabilité des champs aléatoires des grandeurs considérées (notamment vis-à-vis d'une longueur de corrélation). Afin de dépouiller des essais de lixiviation accélérée au nitrate d'ammonium en s'affranchissant des effets de la température, un outil d'analyse inverse basé sur la théorie des réseaux de neurones a été élaboré. Des outils numériques simples sont présentés afin d'étudier la propagation de la variabilité dans des problèmes de durabilité, de quantifier l'influence de celle-ci sur la durée de vie des structures et d'expliquer la variabilité des différents paramètres d'entrée du modèle numérique et des grandeurs physiques du matériau.
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Desprez, Cédric. "Analyse et Réduction de la Vulnérabilité Sismique des Structures Existantes : Renforcement par Collage de Tissus de Fibres de Carbone (TFC)." Phd thesis, Grenoble INPG, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560438.
Full textAbstract:
La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d'éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d'une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l'utilisation d'éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d'endommagement et de plasticité. Le confortement d'éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l'endommagement et le second sur une série d'études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d'études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d'un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiques.
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Ragueneau, Frédéric. "Fonctionnement dynamique des structures en béton : influence des comportements hystériques locaux." Cachan, Ecole normale supérieure, 1999. http://www.theses.fr/1999DENS0001.
Full textAbstract:
Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur la modélisation et la compréhension du comportement des structures en béton soumises à des chargements de type cyclique et dynamique. Le programme expérimental camus (maquette de bâtiment a échelle 1/3), réalisé sur la table sismique du CEA-Saclay, nous a permis, par une confrontation avec des simulations numériques, de mettre en avant les deux points sensibles du calcul que sont : la prise en compte physique des phénomènes d'amortissement ainsi que la détermination objective d'un critère de ruine sur structure. Afin d'améliorer la prédiction des calculs numériques, le présent travail tente de diminuer l'importance d'une matrice globale d'amortissement au profit d'une représentation locale des dissipations. Ainsi l'hystérésis du matériau, dérivant du frottement entre lèvres de fissures, est décrite par un couplage entre le niveau d'endommagement et la présence de contraintes de frottement sur les plans de décohésion. Ce modèle local, établi dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles, permet de relocaliser la dissipation dans les zones sollicitées et de la corréler au niveau de fissuration. L'implantation numérique du modèle a été réalisée dans un code ef de type poutre multicouches et validée sur des essais de flexion 3 points sur poutres en béton arme. La prise en compte d'un critère de ruine nous a conduits à la question de la localisation des déformations dans des contextes de dynamique lente et rapide. Dans ce but, un modèle visco-endommageable a été implante dans un code de dynamique explicite tridimensionnel permettant de traiter ce problème pour des chargements a grande vitesse de déformation.
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Lababidi, Issa. "Contribution à l'étude des bétons renforcés de fibres d'acier : caractérisation énergétique des dalles et poutres fléchies, analyse du comportement anisotrope d'un micro-béton de fibres orientées." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10045.
Full textAbstract:
La premiere partie de ce memoire consiste en une synthese bibliographique sur l'etat des connaissances a ce jour dans le domaine du beton renforce de fibres d'acier. La seconde partie developpe l'approche experimentale d'essais en laboratoire de flexion de poutres et de flexion centree de dalles carrees renforcees par differentes fibres a divers dosages. Cette etude conduit essentiellement a une analyse comparative des diverses methodes de caracterisation de l'effet de fibres a l'aide de l'enregistrement des graphes charge-deplacement et de leur exploitation. La troisieme partie concerne la mise en uvre d'un composite original constitue d'un composite original constitue d'un micro-beton fabrique a partir de couches successives de mortier et de fibres paralleles. Ces fibres sont orientees, lors de la mise en uvre du materiau, dans une direction variable par rapport aux directions de traction, compression monoaxiale et flexion pure auxquels seront ulterieurement soumis les echantillons preleves dans le materiau. Une etude experimentale detaillee est conduite sur ce materiau artificiel et une interpretation theorique est proposee
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Aouameur-Mesbah, Amel. "Analyse non-linéaire matérielle et géométrique des structures coques en béton armé sous chargements statiques et dynamiques." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529774.
Full textAbstract:
Les éléments de coques multicouches ont montré une grande efficacité dans l'analyse non linéaire des structures. A l'origine, ces éléments avaient été développés pour des lois de comportement spécifiques au béton et à l'acier. Leur généralisation à l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement à variables internes (plasticité, élasto-visco-plasticité, endommagement) constitue le propos de ce travail de thèse. Issus de l'approche semi-globale, les éléments de coques multicouches permettent de rendre compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques pour l'analyse des structures constituées de coques, sous divers chargements, avec un temps de calcul raisonnable. Dans une première partie, nous développons ces éléments dans le cadre de l'hypothèse des petites perturbations. Une extension est ensuite présentée en intégrant les effets non-linéaires géométriques. Une description lagrangienne actualisée avec un traitement semi-tangentiel des paramètres de rotation est utilisée à cet effet. Dans une seconde partie, nous présentons dans un cadre général, l'aspect théorique ainsi que le traitement numérique des lois de comportement à variables internes. A partir de là, un ensemble de lois de comportement à variables internes permettant la modélisation des comportements de l'acier et du béton sous divers chargements, est présenté. Le but étant d'utiliser ces modèles au sein des éléments finis de coques multicouches, pour le calcul de structures coques en béton armé soumises à des chargements statiques et dynamiques. Une attention particulière est portée sur la condition de contraintes planes d'une part dans le schéma d'intégration des contraintes, et d'autre part dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Enfin, les développements effectués sont implantés dans le code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Au travers d'exemples d'applications numériques, nous précisons le domaine d'application ainsi que les limites des outils proposés.
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Boutin, Carl. "Modélisation et analyse sismique des barrages-poids en béton et corrélation expérimentale : cas du barrage de Beauharnois." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21724.pdf.
Full text
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Piotrowska, Ewa. "Rôle du squelette granulaire dans le comportement du béton sous trés fortes contraintes : analyse expérimentale et numérique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961162.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'intéresse au comportement du béton sous chargement triaxial sévère. L'étude est réalisée dans le contexte plus général de la compréhension du comportement du béton sous impact, ce qui induit des états de contraintes triaxiales de très haute intensité. Afin de reproduire des niveaux de contraintes très élevés avec des chemins de chargement bien contrôlés, des essais triaxiaux statiques sont réalisés sur des échantillons de béton au moyen d'une presse triaxiale de très grande capacité. Nous nous sommes intéressés à l'influence des granulats, qui occupent environ 40% du volume du béton. Plus précisément, les effets de la forme et de la composition chimique des granulats sont étudiés pour des compression triaxiale entre 0 et 650 MPa de confinement . On considère à la fois la réponse macroscopique et les modes de rupture. La forme des granulats semble peu influencer le comportement du béton, alors que les effets de leur composition sont assez importants, quelque soit le confinement. La deuxième partie de la thèse est consacrée à une modélisation numérique du béton. L'objectif principal de ce travail numérique est de développer un modèle très simple en termes de lois d'interaction et d'introduire l'hétérogénéité du béton au niveau mésoscopique. Un modèle mésoscopique du béton est ainsi établi dans le cadre des éléments discrets. On étudie l'influence des propriétés des granulats et de l'interface graulats/mortier sur les courbes contrainte-déformation et les mécanismes d'endommagement. D'autre part, l'influence des vides est étudiée en utilisant des échantillons mono-phasiques avec différentes caractéristiques des vides. Un comportement complexe non linéaire, résultant de la présence, des vides est observé. Par ailleurs, les résultats numériques complètent, et permettent de mieux comprendre, les résultats expérimentaux.
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Paulina, Ewa. "Rôle du squelette granulaire dans le comportement du béton sous trés fortes contraintes : analyse expérimentale et numérique." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI015/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'intéresse au comportement du béton sous chargement triaxial sévère. L'étude est réalisée dans le contexte plus général de la compréhension du comportement du béton sous impact, ce qui induit des états de contraintes triaxiales de très haute intensité. Afin de reproduire des niveaux de contraintes très élevés avec des chemins de chargement bien contrôlés, des essais triaxiaux statiques sont réalisés sur des échantillons de béton au moyen d'une presse triaxiale de très grande capacité. Nous nous sommes intéressés à l'influence des granulats, qui occupent environ 40% du volume du béton. Plus précisément, les effets de la forme et de la composition chimique des granulats sont étudiés pour des compression triaxiale entre 0 et 650 MPa de confinement . On considère à la fois la réponse macroscopique et les modes de rupture. La forme des granulats semble peu influencer le comportement du béton, alors que les effets de leur composition sont assez importants, quelque soit le confinement. La deuxième partie de la thèse est consacrée à une modélisation numérique du béton. L'objectif principal de ce travail numérique est de développer un modèle très simple en termes de lois d'interaction et d'introduire l'hétérogénéité du béton au niveau mésoscopique. Un modèle mésoscopique du béton est ainsi établi dans le cadre des éléments discrets. On étudie l'influence des propriétés des granulats et de l'interface graulats/mortier sur les courbes contrainte-déformation et les mécanismes d'endommagement. D'autre part, l'influence des vides est étudiée en utilisant des échantillons mono-phasiques avec différentes caractéristiques des vides. Un comportement complexe non linéaire, résultant de la présence, des vides est observé. Par ailleurs, les résultats numériques complètent, et permettent de mieux comprendre, les résultats expérimentaux<br>This PhD thesis focuses on identifying concrete behavior under high triaxial loading. The study is carried out within a more general context of understanding the behavior of concrete under impact, which induces very high-intensity triaxial stress states. In order to reproduce very high stress levels with well-controlled loading paths, static triaxial tests are carried out on concrete samples by means of a very high-capacity triaxial press. We are interested in the influence of coarse aggregates, which occupy approximately 40% of the concrete volume. More specifically, the effects of coarse aggregate shape and composition on concrete behavior for triaxial compression tests ranging from 0 to 650 MPa of confinement are investigated. Both macroscopic response and failure patterns are concerned. Coarse aggregate shape seems to have only a slight influence on concrete behavior while the effects of coarse aggregate composition are quite important over whole range of confining pressures. The second part of the thesis is devoted to a numerical modeling of concrete. The main objective of this numerical work is to develop a very simple model in terms of interaction laws and introduce concrete heterogeneity at the mesoscopic level. A mesoscopic model of concrete is thus established within the discrete element framework. The effects of coarse aggregate and aggregate/mortar interface properties on the stress-strain curves and damage mechanisms in a concrete sample are investigated. On the other hand, the influence of voids is studied using one-phase samples having different void properties. A complex, nonlinear behavior of a numerical specimen arising from the void structuring is observed. The numerical results complete and allow better understanding of experimental observations
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Sierra, Ruiz Veronica. "Renforcement d'éléments structuraux en béton armé à l'aide de matériaux composites : analyse fine de la zone d'ancrage." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21399.
Full textAbstract:
Le collage externe de matériaux composites s'avère comme une méthode prometteuse pour la réparation de structures de génie civil. La mise en oeuvre de cette technique est relativement simple. Elle est de surcroît intéressante d'un point de vue économique. Cependant, si elle apporte de nouvelles solutions, elle entraîne aussi des problèmes spécifiques. En particulier, le mode de rupture par peeling-off du béton d'enrobage sous-jacent au renfort composite présente un caractère fragile. Il est provoqué par la concentration de contraintes dans la zone d'ancrage à l'extrémité du renfort. Le présent travail cherche à étudier les phénomènes dont cette zone est le siège afin de proposer une méthode de calcul pour son dimensionnement. Une étude à la fois analytique, expérimentale et numérique a été conduite dans ce but. Dans un premier temps, une analyse bibliographique montre la diversité des méthodes et des approches existantes pour modéliser le comportement de la zone d'ancrage et pour prédire la contrainte maximale dans le joint de colle entre le composite et le béton. Des modèles analytiques, très rigoureux mais complexes, et des modèles empiriques, plus simples à manipuler, ont été trouvés dans la littérature. Partant de ces éléments, un modèle analytique est proposé dans la continuité de l'analyse bibliographique. Il résume et unifie les modèles déjà disponibles en donnant les expressions analytiques des distributions des déformations et des contraintes dans la liaison béton composite. Dans un deuxième temps, une étude expérimentale du mécanisme d'interaction béton/composite a été menée. Elle comprend des essais de compression, de traction et de flexion. Les essais ont été réalisés du cas le plus simple (compression axiale) au plus complexe (moment fléchissant plus effort tranchant) en terme de chargement et de réponse structurelle. Ainsi, les résultats des essais de compression constituent une aide précieuse pour définir les essais de traction et analyser les résultats qui en découlent. De même, les essais de traction aident à définir puis à analyser les essais de flexion. Des corps d'épreuve de taille réduite en béton armé renfocés avec des plaques unidirectionnelles en carbone/époxyde ont été utilisés. L'instrumentation est basée principalement sur les jauges de déformation collées sur le béton et le renfort composite et sur des techniques de mesure optiques qui permettent de suivre l'évolution de la fissuration dans la zone d'ancrage et de mettre en évidence de manière précise le mécanisme de rupture par peeling-off. La confrontation des résultats expérimentaux et analytiques montre un décalage entre théorie et expérimentation. Des calculs par éléments finis confirment les résultats expérimentaux et mettent en évidence la carence du modèle analytique. Cette analyse comparative a permis de proposer une correction du modèle analytique pour compenser cette insuffisance. La modélisation numérique fournit aussi des éléments pour évaluer l'influence de la fissuration sur la répartition des contraintes à l'interface dans la zone d'ancrage. Sur cette base, un critère de rupture par peeling-off est proposé. Finalement, une règle simple de dimensionnement des éléments sollicités en traction ou flexion est proposée dans la dernière partie de ce travail à partir de l'ensemble des résultats obtenus
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Aouameur, Amel. "Analyse non-linéaire matérielle et géométrique des structures coques en béton arme sous chargements statiques et dynamiques." Marne-la-vallée, ENPC, 1998. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00529774.
Full textAbstract:
Les éléments de coques multicouches ont montré une grande efficacité dans l'analyse non-linéaire des structures. À l'origine, ces éléments avaient été développes pour des lois de comportement spécifiques au béton et a l'acier. Leur généralisation a l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement a variables internes (plasticité, elasto-visco-plasticite, endommagement) constitue le propos de ce travail de thèse. Issus de l'approche semi-globale, les éléments de coques multicouches permettent de rendre compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques pour l'analyse des structures constituées de coques, sous divers chargements, avec un temps de calcul raisonnable. Dans une première partie, nous développons ces éléments dans le cadre de l'hypothèse des petites perturbations. Une extension est ensuite présentée en intégrant les effets non-linéaires géométriques. Une description lagrangienne actualisée avec un traitement semi-tangentiel des paramètres de rotation est utilisée à cet effet. Dans une seconde partie, nous présentons dans un cadre général, l'aspect théorique ainsi que le traitement numérique des lois de comportement à variables internes. À partir de là, un ensemble de lois de comportement a variables internes permettant la modélisation des comportements de l'acier et du béton sous divers chargements, est présente. Le but étant d'utiliser ces modelés au sein des éléments finis de coques multicouches, pour le calcul de structures coques en béton arme soumises à des chargements statiques et dynamiques. Une attention particulière est portée sur la condition de contraintes planes d'une part dans le schéma d'intégration des contraintes et d'autre part dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Enfin, les développements effectues sont implantes dans le code de calcul par éléments finis cesar-lcpc. Au travers d'exemples d'applications numériques, nous précisons le domaine d'application ainsi que les limites des outils proposent.
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Yang, Mingguan. "Analyse de la stabilité au feu des murs en béton armé par l'approche calcul à la rupture." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1169/document.
Full textAbstract:
Pour les panneaux de grande hauteur soumis à un fort gradient thermique associé à l’incendie, ils subissent des déplacements hors plan importants qui, du fait de l’excentrement du poids propre qui en résulte, vont engendrer des efforts de flexion venant s’ajouter aux efforts de compression déjà existants. Un tel changement de géométrie, d’autant plus prononcé que le panneau est de grande hauteur, combiné à une dégradation simultanée des propriétés de résistance des matériaux sous l’effet de l’élévation de température, peut conduire à un effondrement de la structure sous poids propre. L’évaluation de la résistance au feu d’éléments de structures de grandes dimensions, repose sur la théorie du calcul à la rupture, appliquée d’une part à la détermination d’un diagramme d’interaction au feu caractérisant la résistance du panneau en chacune de ses sections, d’autre part à l’analyse de la ruine globale du panneau dans sa configuration déformée. Le programme comporte deux volets complémentaires. Le premier volet concerne l’approche expérimentale. Un mur de 9 mètre a été testé sur le grand équipement Vulcain afin de valider le modèle de calcul d’une part, qui est en cours du développement, et à identifier des phénomènes locaux éventuels non accessibles par la modélisation d’autre part. Le deuxième volet concerne le développement d’outils de modélisation et de calcul performants. Basées sur une approche cinématique, des procédures itératives qui se reposent sur la méthode de perturbation ont été construit pour chercher une solution analytique pour prédire la configuration déformée d’une plaque soumis à un fort gradient thermique. Ensuite, des méthodes numériques fondées sur la discrétisation en éléments finis du panneau déformé, traité comme une coque à faible courbure, et l’utilisation de techniques d’optimisation non-linéaires, qui ont connu récemment des progrès importants, devront pouvoir être développées et appliquées à ce problème<br>High rise reinforced concrete walls under fire exhibit important out-of-plane displacements, which in turn lead to an eccentricity of the self-weight with respect to the initial undeformed configuration, resulting in supplementary bending moments. This geometrical change, combined with the degradation of the stiffness and strength properties of reinforced concrete due to severe temperature increase, may lead to the failure of walls under fire.Investigation on fire resistance of reinforced concrete walls will be based on the yield design approach in order to analyze the global stability of high rise walls, taking into account the geometry changes induced by the thermal loading.The program consists of two parts.Firstly, a 9-meter high reinforced concrete wall has already been tested under fire with the equipment Vulcan. This full size experiment aims at validating the modeling of plates under large out-of-plan displacement and identifying potential local phenomenon which has not been considered in the model.Secondly, a yield design approach will carried out to analyze the stability of reinforced concrete walls. By using the perturbation method, a recursive analytical procedure based on a kinematic approach is proposed to find the deformed configuration of reinforced concrete walls under fire. The deformed configuration will be later modeled as a shallow shell, on which a yield design procedure will be performed by a non-linear optimization
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El, boukhari Mohamed. "« Analyse expérimentale du comportement mécanique et thermiqued'un béton et d'un mortier allégés par des grignons d'olives : Application au bâtiment »." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS040.
Full textAbstract:
La gestion des déchets agricoles et la promotion de matériaux de construction durables offrent de nombreux avantages considérables. En intégrant des pratiques durables dans le secteur de la construction, nous avons la capacité de réduire notre empreinte écologique en limitant l'exploitation excessive des ressources naturelles.La recherche menée dans la présente étude vise à développer un béton et un mortier de ciment structurels allégés avec des agrégats organiques de grignons d’olive. Deux types d’agrégats ont été utilisés selon qu’ils soient mélangés ou non avec des margines. L'objectif principal de cette étude est l’évaluation expérimentale des propriétés mécaniques et thermiques des éprouvettes de béton et de mortier allégés par rapport aux éprouvettes de béton et de mortier ordinaires. Elles ont été préparées en utilisant des agrégats des grignons d’olive à l’état sec et saturé, avec un pourcentage de substitution de sable naturel variant de 0% à 15%. Les résultats ont montré que la formulation optimale pour la production d’un béton allégé consiste en 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines. Cette formulation, offre de meilleures propriétés mécanique, notamment une résistance à la compression de 25 MPa, une résistance à la traction de 4,61 MPa et un module d'élasticité dynamique de 44,39 GPa. En plus, le matériau réalisé présente une masse volumique sèche réduite entraînant une diminution d’environ 5,69% par rapport au béton de référence.Pour le mortier de ciment, les meilleurs résultats ont été obtenus avec un mélange contenant 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines. Les résultats ont montré un effet marginal sur la résistance à la compression (Rc), atteignant 33,50 MPa, et ce après 28 jours de durcissement. Cependant, pour le béton et le mortier, l'analyse microstructurale a révélé une faible adhérence entre les agrégats de grignons d’olive et la matrice cimentaire au niveau de la Zone de Transition Interfaciale. Les tests expérimentaux ont montré également que l'augmentation de la teneur en agrégats de grignons d'olive réduit la vitesse de propagation des ultrasons et le module d'élasticité dynamique du béton et du mortier allégé ainsi que leur maniabilité tout en augmentant leur porosité.En ce qui concerne les propriétés thermiques des matériaux élaborés, l'incorporation d'agrégats de grignons d'olive a entraîné une amélioration de la résistance thermique. Dans le cas du béton allégé avec 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines, la conductivité thermique (λ) est passée de 1,3 W/m.K (pour l’éprouvette témoin) à 0,86 W/m.K. Dans le cas du mortier de ciment contenant 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines, la conductivité thermique (λ) est passée de 1,1 W/m.K (éprouvette témoin) à 0,87 W/m.K.En conclusion, cette étude a révélé que les matériaux élaborés et testés dans les conditions de laboratoires répondent aux normes requises pour une utilisation générale dans le bâtiment<br>The management of agricultural waste and the promotion of sustainable building materials offer many considerable benefits. By integrating sustainable practices into the construction sector, we have the ability to reduce our ecological footprint by limiting the excessive exploitation of natural resources. The research conducted in this study aims to develop a lightweight structural concrete and cement mortar using organic olive pomace aggregates. Two types of aggregates were used, depending on whether they were mixed with or without olive mill wastewater. The main objective of this study is to experimentally evaluate the mechanical and thermal properties of lightened concrete and mortar specimens in comparison with ordinary concrete and mortar specimens. They were prepared using dry and saturated olive pomace aggregates, with a percentage substitution of natural sand ranging from 0% to 15%. The results showed that the optimal formulation for producing lightweight concrete consists of 5% dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater. This formulation offers better mechanical properties, including a compressive strength of 25 MPa, a tensile strength of 4.61 MPa, and a dynamic modulus of elasticity of 44.39 GPa. Additionally, the resulting material has a reduced dry bulk density, leading to a decrease of approximately 5.69% compared to the reference concrete. For cement mortar, the best results were obtained with a mixture containing 5% dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater. The results showed a marginal effect on compressive strength (Rc), reaching 33.50 MPa after 28 days of curing. However, for both concrete and mortar, microstructural analysis revealed weak adhesion between olive pomace aggregates and the cement matrix at the Interfacial Transition Zone. Experimental tests also showed that increasing the content of olive pomace aggregates reduces the ultrasound propagation velocity and the dynamic modulus of elasticity of lightweight concrete and mortar, as well as their workability, while increasing their porosity.As regards the thermal properties of the developed materials, the incorporation of olive pomace aggregates led to an improvement in thermal resistance. In the case of lightweight concrete with 5% of dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater, the thermal conductivity (λ) decreased from 1.3 W/m·K (for the control specimen) to 0.86 W/m·K. In the case of cement mortar containing 5% of dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater, the thermal conductivity (λ) decreased from 1.1 W/m·K (control specimen) to 0.87 W/m·K. In conclusion, this study revealed that the materials developed and tested under laboratory conditions meet the required standards for general use in construction
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Bouteille, Sébastien. "Outils de caractérisation et analyse du comportement des matériaux cimentaires soumis à des cycles de gel-dégel en présence de sels." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1024/document.
Full textAbstract:
Un béton exposé à des cycles de gel-dégel peut subir des dégradations généralement identifiées sous deux formes. Le gel interne, d’une part, qui affecte le coeur du matériau et peut aboutir à une microfissuration généralisée de la pâte cimentaire. La sensibilité d’un béton courant à ce mode de détérioration peut être diminuée par la présence d’un réseau de bulles d’air au sein de la pâte cimentaire. L’écaillage, d’autre part, qui est une détérioration de surface. Cette dernière est le plus souvent quantifiée par la perte de masse sur la surface exposée. Cette forme de dégradation est fortement influencée par la présence d’une solution aqueuse proche de la surface de béton exposée et de sa concentration en sels fondants (généralement du chlorure de sodium). Lorsque la formulation d’un béton courant n’est pas adaptée pour résister à ce type d’environnement, les dégradations liées au gel interne et à l’écaillage peuvent pénaliser l’exploitation de l’ouvrage concerné dans des conditions de services attendues. Des essais laboratoire, exposant des corps d’épreuve en béton à des cycles de gel-dégel accélérés, permettent d’évaluer la résistance d’un béton face à ces deux formes de détériorations. La communauté scientifique s’accorde sur les essais permettant de caractériser la détérioration par le gel interne et l’aspect protecteur d’un réseau de bulles d’air. Par contre, l’écaillage est encore abordé par diverses procédures expérimentales qui ne font pas consensus et ont peu évolué depuis le milieu des années 1990 (...)<br>A concrete submitted to freeze-thaw cycles may undergo damages generally identified under two forms. On one hand, the internal frost affects the whole volume of the concrete. It can resul in generalized microcracks into the ciment paste. The sensibility of a common concrete to this deterioration can be decreased by the presence of a network of air bubbles within the ciment paste. On the other hand, the scaling, is a surface deterioration generaly quantified by the loss of mass from the exposed surface. The scaling is strongly influenced by the presence of a solution and its concentration in salts (generally some sodium chloride), over the exposed concrete surface. When a common concrete is not correctly formulated to resist this environment, its degradation can penalize the exploitation of the concerned structure in expected conditions of services. Laboratory tests exposing bodies of concrete to accelerated freeze-thaws cycles, allow to estimate the concrete resistance when exposed to these two kinds of deteriorations. The scientific community agrees on the internal frost laboratory test and on the protective aspect of a network of air bubbles. But the scaling is still approached by experimental procedures which do not make consensus and have little evolved since the middle of the 1990s (...)
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Behloul, Mouloud. "Analyse et modélisation du comportement d'un matériau à matrice cimentaire fibrée à ultra hautes performances : bétons de poudres réactives, du matériau à la structure." Cachan, Ecole normale supérieure, 1996. http://www.theses.fr/1996DENS0026.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement mécanique des bétons de poudres réactives renforces de fibres métalliques (bpr) et de définir des modèles de calcul permettant la prédiction du comportement des structures en bpr. Le comportement du bpr sous différentes sollicitations: compression, traction et flexion est présenté dans un premier temps. Ensuite, la distribution des fibres dans les structures est étudiée et son aspect aléatoire quantifié ; une formulation empirique de sa dispersion est proposée. Cet aspect aléatoire de la distribution des fibres est intégré dans un modèle probabiliste. Ce modèle, base sur la loi du maillon le plus faible, permet de rendre compte du comportement de structures sollicitées en traction directe. Une approche continue permettant la prédiction du comportement des structures fléchies est développée. La loi de comportement représentative intervenant dans ce calcul est obtenue en utilisant le modèle probabiliste. Enfin, l'ensemble de cette approche est validée sur des structures de différentes tailles, précontraintes et non précontraintes
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Peyras, Laurent. "Diagnostic et analyse de risques liés au vieillissement des barrages." Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21407.
Full textAbstract:
Cette recherche propose des méthodes d'aide au diagnostic et à l'analyse de risques liés au vieillissement des barrages dans le cadre d'une approche par expertise. La démarche adoptée met à profit les connaissances et le retour d'expérience des experts : -un modèle fonctionnel de vieillissement, bâti à partir de la méthode AMDE adaptée au domaine des barrages, et utilisant une représentation sous forme de graphes orientés. Il permet de construire des scénarios de vieillissement en enchaînant des séquences successives de défaillance ; -une méthode qualitative pour constituer des historiques de vieillissement et pour représenter les lois d'évolution des pertes de performance ; -des méthodes qualitatives pour évaluer la criticité des pertes de performance des barrages et de leurs composants. Dans le cadre plus applicatif, une première base de connaissance sur la pathologie des barrages est réalisée et différentes applications sur des mécanismes de vieillissement sont proposées