Dissertations / Theses: 'Construction en béton précontraint – Fluage'

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Raphael, Wassim. "Étude fiabiliste du fluage des structures en béton armé et précontraint." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0878.

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Abstract:

Les déformations différées du béton, en particulier dues au fluage, peuvent avoir des conséquences préjudiciables dans les structures précontraintes. Or, les déformations observées sur les structures réelles sont souvent nettement plus importantes que les valeurs prévues. Dans le cadre de cette étude, une importante base de données expérimentales a été constituée. Une première partie du travail consiste à examiner la précision de certains codes de calcul du fluage : BPEL, CEB 78, CEB 90 et EUROCODE 2, en confrontant les résultats théoriques et expérimentaux. Pour tous ces codes, et dans la plupart des cas, la déformation de fluage est sous-estimée. A long terme, l'erreur peut atteindre parfois les 300%. C'est pourquoi, et à partir de la base de données, un nouveau modèle de calcul du fluage, le MPF, a été développé et permet d'obtenir des résultats très satisfaisants. . Dans le but d'effectuer une étude fiabiliste des codes de calcul mentionnés ci-dessus, et à partir d'une étude de sensibilité, des modèles probabilistes sont proposés pour les variables prépondérantes. Pour un élément comprimé de référence, une étude de fiabilité est alors effectuée pour évaluer l'influence des variabilités dans les modèles de fluage. Cette analyse confirme les résultats déterministes obtenus quant aux raisons de la mauvaise qualité des résultats donnés par les codes. L'approche fiabiliste est ensuite appliquée sur le cas du pont de Cheviré en France, où les flèches mesurées en extrémité des consoles, atteignent des valeurs excessives, dépassant de loin les valeurs prédites par le BPEL. Un couplage entre le logiciel de calcul des structures ST1 et le logiciel de calcul fiabiliste PHIMECA a été effectué. Cette étude montre le rôle de chacun des paramètres et permet d'expliquer en partie les écarts constatés entre les prédictions et la réalité. Elle montre également que l'Eurocode donne les meilleurs résultats, en comparaison avec les autres codes. Cette analyse est complétée pat une étude paramètrique sur le module d'élasticité du béton aisni que sur la contribution des granulats. L'approche du problème sous l'angle fiabiliste montre l'intérêt de cet outil et permet au concepteur de tenir compte de l'incertitude des codes de calcul dans la prédiction des déformations de fluage.

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Chhun, Ponleu. "Modélisation du comportement thermo-hydro-chemo-mécanique des enceintes de confinement nucléaire en béton armé-précontraint." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30139/document.

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Abstract:

Dans le cadre de la prolongation de la vie et de la démonstration de la sécurité des bâtiments des réacteurs nucléaires suite aux accidents graves de Tchernobyl (en Ukraine, 1986) et Fukushima (au Japon, 2011), le projet " Maitrise du confinement d'une enceinte en accident " (MACENA) soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) a été lancé depuis 2013. Les campagnes expérimentales et les travaux de modélisation dans ce projet sont basés sur une maquette expérimentale de confinement à l'échelle 1/3 nommée VeRCoRs qui est construite et surveillée par Electricité de France (EDF). Les principaux problèmes liés à l'exploitation à long terme des centrales nucléaires de plus de 50 ans sont le vieillissement du béton et la perte de précontrainte puisque l'enceinte de confinement est en béton précontraint. Ces phénomènes conduisent à un risque de fissurations qui pourraient être déterminant si les conditions induites par l'"Accident de Perte de Réfrigérant Primaire" (APRP) sont maintenues pendant plusieurs semaines. Les caractéristiques des matériaux de construction de l'enceinte de confinement nucléaire peuvent également avoir été modifiées par les chargements avant l'APRP, conduisant éventuellement à une réduction des propriétés mécaniques (fissuration précoce, test de mises en pression, effet du séchage). Les conditions pendant l'APRP, c'est-à-dire l'augmentation de la température et de la pression relative de la vapeur dans l'enceinte, peuvent ensuite faire propager ces fissures. Ainsi, les capacités de confinement dépendent de l'histoire des sollicitations depuis le coulage du béton. Dans ce contexte, cette thèse présente une stratégie de calcul pour considérer l'accumulation de l'endommagement en utilisant un seul modèle mécanique depuis le jeune âge jusqu'à l'APRP, ce modèle est toutefois inclu dans un contexte global de modélisation faisant appel à d'autres modèles multiphysiques destinées à fournir les facteurs influents les plus importants tels que le degré d'hydratation, la température ou l'humidité. Ainsi, plusieurs modèles sont étudiés, améliorés ou testés dans ce travail de thèse : le premier modèle est consacré à la prédiction du degré d'hydratation, de la température, de la teneur en eau et de la porosité du béton au jeune âge, le second permet de suivre l'évolution de la température et de la saturation en eau en condition thermo hydrique ambiante ou proche des conditions APRP. Le modèle mécanique utilise les résultats des deux précédents pour estimer les déformations différées du béton, la relaxation des fils précontraints, et le risque de fissuration. Cette méthodologie d'analyse a été mise au point pour éviter la perte d'information concernant l'état du matériau tout au long de la vie de la structure. Les principaux avantages de la méthodologie sont la possibilité de considérer automatiquement l'accumulation de l'endommagement depuis le jeune âge jusqu'à l'APRP d'une part et d'autre part les améliorations apportées au modèle matériau pour qu'il soit utilisable en conditions APRP, qui améliore la qualité de modélisation, y compris pour le jeune âge In the context of life extension and safety demonstration of nuclear reactor buildings following the severe accidents of Chernobyl (in Ukraine, 1986) and Fukushima (in Japan, 2011), the "Confinement Assessment of a vessel during an Accident" (MACENA) project supported by the French National Research Agency (ANR) has been initiated since 2013. The experimental campaigns and modelling works of this project are based on an experimental containment vessel mock-up at scale 1/3 named VeRCoRs which is constructed and monitored by Electricity of France (EDF). The main issues for long-term operation of nuclear power plants that have more than 50 years old consist of ageing mechanisms in concrete and prestressing losses, as the internal concrete wall is prestressed with steel wires. These phenomena influence the cracking occurrence that can be significant if the "Loss-of-coolant accident" (LOCA) induced conditions are maintained for several weeks. The material characteristics of nuclear containment building can be modified by the loading prior to the LOCA, leading possibly to a reduction of tensile strength (early cracking, pre-operational pressurization test). The loadings during the LOCA i.e. increase of temperature and vapour relative pressure can then propagate the cracks. Thus, the material properties depend on the solicitation history since the concrete pouring In that context, this PhD thesis introduces a computational strategy adopted to consider the damage accumulation using a single mechanical model from the early age until the LOCA. Considering the effect of chemo-physical of the concrete on the response of this mechanical model along the life of the structure requires the preliminary prediction of the evolution of chemical, thermal and hydric state from casting to later ages, including the LOCA. Several multiphysics models are studied, improved or tested in this thesis work: the first model is devoted to predicting the hydration degree, temperature, water content and porosity of concrete at an early age; the second allows to follow the evolution of temperature and water saturation for later ages (ageing period and effects of the LOCA conditions on the thermal and hydric state of concrete). The mechanical model uses the results of the two previous ones to estimate the delayed deformations of concrete, the relaxation of prestressing wires, and the risk of cracking. This methodology was developed to avoid the loss of information relative to material state throughout the life of the structure. The main advantages of the methodology are the possibility to consider automatically the accumulation of damage until the LOCA on the one hand and on the other hand the improvements made to the material model to be used in the LOCA conditions, which improve the modelling quality, especially during the early age

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Timsah, Yahia. "Simulation numérique du comportement non-linéaire à long terme des ossatures spatiales : prise en compte des déformations différées de retrait et de fluage du béton et de la relaxation de l'acier de précontrainte." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0307.

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Abstract:

L'étude du comportement non linéaire à long terme des structures en béton armé, béton précontraint ou mixte (béton- acier ou béton - béton) nécessite la considération des effets diffèrés de ces matériaux (retrait et fluage du béton et relaxation des aciers de précontrainte). Ces effets peuvent influer considérablement sur le comportement des structures, par une redistribution des efforts à l'état de service et aussi à l'état limite ultime. La prise en compte du fluage de béton est introduite dans la quasi totalité des logiciels de calcul par des lois de comportements basées sur le modèle de la visco-élasticité-linéaire (principe de superposition). Or l'utilisation de ces lois s'avère limité sous certaines conditions, notamment la restriction de l'application au domaine linéaire de contraintes et le maintien des valeurs constantes de la température et de l'hygrométrie. A cela s'ajoute leur inaptitude dans le cas d'une diminution des contraintes. D'ou la nécessité d'introduire une loi de comportement capable de dépasser ces limitations. Dans cette étude, on propose quatre méthodes pour calculer numériquement les effets du fluage du béton: a) La méthode de superposition, dite de référence. Cette méthode, bien qu'elle soit limitée à certaines conditions, est introduite pour estimer l'exactitude des autres méthodes dans le cadre de la limitation de cette approche. B) La méthode de discrétisation en série de Dirichlet, dans laquelle, et pour certains types de fluage, on peut substituer à la formulation intégrale une formulation différentielle qui ne fait intervenir que l'état courant des variables et de la sollicitation. C) Le modèle incrémental de P. Acker, dans lequel la déformation de fluage ne dépend que de certaines variables qui caractérisent l'état acutel de la structure. La présentation des principes de ces méthodes et du logiciel de calcul instantané non linéaire établi antérieurement constitue la première partie de cette étude; la deuxième partie concerne la résolution numérique selon les différentes méthodes et leur intégration dans le logiciel. Une étude comparative faite dans la dernière partie entre les résultats obtenus avec le logiciel (avec les différentes méthodes) et des résultats d'essais, a permis de tirer des conclusions sur le mérite de chacune des méthodes et sur les lois de comportement rhéologique utilisées.

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Miao, Buquan. "Effets mécaniques dus au retrait de dessiccation du béton." Marne-la-vallée, ENPC, 1988. http://www.theses.fr/1988ENPC8912.

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Abstract:

Etude expérimentale de la fissuration de peau dans les structures, par création d'entailles à profondeur successives sur dalles ayant séchées pendant 56 jours ; constatation d'une ouverture des lèvres de l'entaille, même en présence de précontrainte, et d'un comportement de la structure restant linéaire après libération des contraintes. Modèle stochastique pour la distribution des contraintes de fluage-retrait.

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Lavergne, Francis. "Contributions à l'étude des déformations différées des matériaux composites viscoélastiques." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1171/document.

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Abstract:

L'estimation des pertes de précontrainte liées aux déformations différées des bétons est un sujet d'intérêt pour la maintenance à long terme d'ouvrages de génie civil tels que les enceintes de confinement des centrales nucléaires. L'objectif de ce travail de doctorat est d'améliorer la prise en compte des particularités morphologiques de la microstructure des bétons pour estimer le comportement à long terme des bétons précontraints. Cette étude est limitée au cadre de la mécanique des matériaux et à la théorie de l'homogénéisation : le béton y est décrit comme un matériau composite constitué de granulats élastiques enchâssés dans une matrice cimentaire viscoélastique linéaire vieillissante. Les outils novateurs mis en œuvre sont la tomographie par rayons X et la simulation numérique 3D.On distingue sur les images de tomographie les granulats, la matrice cimentaire et l'air occlus. Mais l'extraction de données morphologiques de ces images est une tâche difficile à systématiser. En revanche, la construction numérique de microstructures matrice-inclusions et la simulation numérique 3D en viscoélasticité linéaire se sont montrées assez robustes pour permettre l'étude de l'influence de paramètres morphologiques (fraction volumique, granulométrie et forme des inclusions) sur le comportement macroscopique estimé. Le schéma d'homogénéisation semi-analytique de Sanahuja dédié aux matériaux composites viscoélastiques linéaires vieillissants a été étendu aux cas d'inclusions ellipsoïdales pour étudier l'influence du rapport d'aspect des inclusions sur le comportement viscoélastique vieillissant d'un béton. Les estimations du comportement macroscopique par les simulations numériques 3D restent proches de celles obtenues par les schémas d'homogénéisation semi-analytiques. Ainsi, il reste difficile d'expliquer la dispersion des résultats expérimentaux de Granger par l'homogénéisation, dans la mesure où les bétons de Granger ont des formulations similaires. Enfin, les simulations numériques 3D permettent l'estimation des contraintes dans la matrice cimentaire lorsque l'on impose à un échantillon de béton une histoire de chargement similaire à celle rencontrée sur les ouvrages Prestress losses due to creep of concrete is a matter of interest for long term operations of containment buildings. In the present study, the time-dependent strains of concretes are estimated starting from morphological details of the microstructure. X-ray tomography provide a new way to spot such details and 3D numerical simulations are performed to estimate the time-dependent strains. Concrete is described as a composite material made of aggregates embedded in a cementitious matrix. On X-ray tomography images, aggregates can be separated from the cementitious matrix and entrained air. But extracting morphological parameters remains a difficult task. Nevertheless, building numerical matrix-inclusion microstructures and performing 3D numerical simulations proved a reliable way to estimate the influence of morphological features such as a the volume fraction of aggregates or the sieve curve on the time-dependent strains of concretes. Moreover, the semi-analytic homogenization scheme of Sanahuja dedicated to linear aging viscoelastic composite materials has been extended to the case of ellipsoidal inclusions to study the influence of the aspect ratio of the aggregates on the time-dependent strains of concretes.3D numerical estimates of the overall time-dependent behavior of concrete are similar to the ones produced by semi-analytical homogenization schemes. Hence, explaining the differences between the experimental measurements of the time-dependent strains of concretes performed by Granger remains challenging given the similarities between their mix designs. Lastly, 3D numerical simulations are performed on a sample of concrete to estimate the local stress in the cementitious matrix, the history of loading being representative of the one experienced in a containment building

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Daviau-Desnoyers, Dominic. "Caractérisation et modélisation de l’évolution de la fissuration des bétons renforcés de fibres sous charge soutenue." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1048/document.

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Abstract:

L'intérêt grandissant des chercheurs et de l'industrie démontre l'énorme potentiel que les bétons renforcés de fibres (BRF) peuvent procurer aux ouvrages de béton armé. Afin de répondre aux enjeux modernes que pose la durabilité, il est nécessaire de maîtriser et d'anticiper les problèmes de fissuration. Ce projet de thèse a pour objectif d'identifier les mécanismes conduisant à la propagation de la fissuration sous charge soutenue, et de modéliser ces mécanismes par la méthode des éléments finis. Pour ce faire, trois programmes expérimentaux en plus des essais de caractérisation furent conduits sur des éprouvettes de différentes tailles en BRF : des poutrelles de 0.7 mètres ; quatre poutres de 4 mètres, une renforcée de fibres uniquement, une renforcée de barres d'armature traditionnelle, une de torons adhérents, et une de torons non-adhérents ; et enfin une poutre de 8 mètres. Les résultats permettent de comparer l'évolution du comportement global (flèche, complaisance, etc.) et du comportement local (ouvertures de fissures, nombre de fissures, etc.) pour trois grandeurs de poutres, et pour des conditions de renforcement différentes. Les résultats des essais sur les poutrelles montrent que la propagation de la fissuration gouverne la rupture des poutres en BRF soumises à des niveaux élevés de charge maintenue constante. Et qu'il existe une relation exponentielle entre les vitesses secondaires de flèche et d'ouverture de fissure et les niveaux élevés de charge maintenue constante. Les résultats des essais sur les poutres de 4 mètres montrent que le mécanisme moteur de la propagation de la fissuration des BRF sous charge soutenue conduisant à l'augmentation de la complaisance, et donc de l'évolution de l'endommagement global, est le même pour toutes les poutres, indépendamment du type de renforcement. De plus, la contribution de l'armature influence les vitesses secondaires de flèche une fois que l'efficacité du pontage des fibres diminue. La vitesse secondaire de flèche tend à diminuer lorsque la contribution du renforcement augmente. Finalement, la prédiction de l'évolution de la fissuration dans le temps dans le but d'accroître la durée de vie des structures est une perspective avantageuse et prometteuse que seuls les modèles numériques cohérents avec les mécanismes de fissuration des bétons peuvent offrir. À cet effet, un modèle numérique est proposé pour l'analyse de l'évolution de la fissuration des BRF sous charge soutenue à de hauts niveaux de chargement. Ce modèle est basé sur une approche probabiliste de la fissuration. Il a pour particularité de prendre en compte le rôle de l'hétérogénéité du matériau dans les processus de fissuration et notamment sur leur caractère aléatoire. La capacité du modèle numérique à prédire le comportement global et l'évolution de la fissuration est vérifiée à l'aide des résultats expérimentaux. Les résultats montrent que l'approche proposée est une des approches possibles pour simuler la propagation de la fissuration des BRF sous des niveaux élevés de chargement soutenu The growing interest of researchers and of the construction industry demonstrates the enormous potential that steel fibre reinforced concrete (SFRC) may bring to reinforced concrete structures. In order to address modern durability concerns, it is necessary to control and anticipate cracking problems. This thesis aims to identify the thriving mechanisms of crack propagation under sustained loading, and simulate these mechanisms using a finite element approach. Three experimental programs were conducted on different SFRC specimen sizes: beams of 0.7 m; four beams of 4 m, one reinforced with steel fibres only, one with traditional reinforcement, one with bonded strands and one with unbonded strands; and one beam of 8 m. The results are used to compare the evolution of the global behaviour (deflection, compliance, etc.) and the local behaviour (crack openings, number of cracks, etc.) for three beam sizes and reinforcement conditions.For the small beams, the results show that crack propagation governs the failure of SFRC beams submitted to high sustained loadings and that an exponential relation exists between the secondary deflection and CMOD rates per unit load and sustained load levels greater than 60%, suggesting that the creep mechanism is the same regardless of the global or local scale of observation.For the 4 meters beams, the results show that the thriving mechanism of creep, resulting in the evolution of the compliance, and thus the evolution of the damage state under sustained loading, is the same for all beams, regardless of the reinforcement type. Moreover, the contribution of the reinforcement influences the secondary creep deflection rates once the efficiency of the bridging effect of fibres decreases. A greater contribution of the reinforcement leads to a lower secondary creep deflection rate.Finally, the prediction of the evolution of cracking in time in order to increase the lifetime of structures is an advantageous and promising perspective that only numerical models consistent with the cracking mechanisms of SFRC may offer. To this end, a numerical model is proposed to analyze the evolution of cracking of SFRC under high sustained loadings. This model is based on a probabilistic discrete cracking approach. The model takes into account the heterogeneity of the material in the cracking process, thus taking into account scale effects. The model is validated using the experimental results

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Bou, Said Elias. "Contribution à la modélisation des effets différés du bois et du béton sous conditions climatiques variables : application aux structures mixtes bois-béton." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0017/these.pdf.

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Abstract:

Les effets combinés des phénomènes de sorption, de retrait, et de fluage agissent directement sur l'état de service des ouvrages du génie civil exposés à des variations climatiques. La sous-estimation de ces interactions peut induire des déformations excessives et des redistributions de contraintes affectant la durabilité des structures, notamment celles de grandes dimensions. La nécessité de sécuriser ces structures sur le long terme implique la maîtrise qualitative et quantitative des effets différés induits par les sollicitations hydromécaniques. L'objectif de ce travail consiste à développer un outil numérique capable d'apporter une estimation fiable au comportement différé des structures en bois, en béton ou plus généralement en multi-matériaux The long term serviceability of timber and concrete structures subjected to moisture variations is influenced by many coupled hydromechanical phenomena. The underestimation of the induced time-dependent effects may cause large deflections, stress redistributions, cracks or even delayed failure. Improving structures durability goes through an accurate prediction of delayed strains. The objective of this work is to develop an efficient numerical tool able to describe shrinkage, creep and time dependent failure of wood, concrete and composite structures

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Lefebvre, Eric. "Stratégie de modélisation pour suivre des fissures existantes dans une structure en béton armé précontraint." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM069/document.

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Abstract:

Nous avons donc proposé dans cette thèse une stratégie pour suivre l’évolution des fissures dans une structure en béton précontraint. L'objectif principal est de définir des briques de modélisation permettant d'étudier le comportement des fissures dans les enceintes de confinement des centrales nucléaires. Chaque brique de modélisation permet ainsi de représenter un phénomène non-linéaire présent dans ces structures : la fissuration du béton, les grilles d'armatures, les cables de précontrainte, la décohésion de l'acier dans le béton ainsi que le vieillissement du béton. Elles ont été validées grâce à plusieurs essais expérimentaux et appliquées à différentes zones. de l'enceinte de confinement pour simuler l'amorçage et la propagation des fissures. Enfin, une stratégie pour définir un état initialement fissuré a été développé à l'aide de ces différentes briques ainsi qu'une méthode de zoom pour reproduire les conditions limites de la précontrainte et la montée en pression sur une partie de l'enceinte The difficulty of predicting cracks on reinforced concrete structures is due to the heterogeneity of the concrete and the dependence on environmental boundary conditions. To overcome this problem, we introduce directly a potential crack at the initial time, using cohesive zone models. A major difficulty will be to juggle the cohesive zone models describing cracking and the phenomena of creep and drying, and thus to consider three types of nonlinearities appearing in the calculation : cracking, decohesion of steelconcrete and creep. We also propose a strategy to represent an initially cracked structure. In this thesis, the crack behavior in different parts of the confinement building are modeled using the above described method

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Ulm, Franz-Josef. "Modélisation élastoplastique avec endommagement du béton de structure. Application aux calculs statiques et dynamiques de structures en béton armé et béton précontraint." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529366.

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Abstract:

Le but de cette thèse est l'étude prédictive par calcul aux éléments finis des effets de la fissuration à l'échelle de structures en béton armé et précontraint soumises à des chargements statiques, cycliques et dynamiques. Il s'agit d'une part de préciser les lois de comportement des matériaux constitutifs de ces structures, et d'autre part de développer des outils numériques adaptés. Pour la modélisation du comportement du béton, un modèle du comportement macroscopique est présenté, couplant la plasticité à l'endommagement. Pour la partie plastique, il s'agit d'adapter la loi élastoplastique au comportement spécifique du béton. La (micro)fissuration du matériau est représentée à l'échelle macroscopique en termes de déformations plastiques, et l'apparition et l'évolution du dommage par l'évolution de variables plastiques. En particulier, la porosité plastique modélise la variation irréversible de l'espace poreux connecté créé par (micro)fissuration. Cette signification physique est à la base du couplage phénoménologique de la plasticité et de l'endommagement : les effets du dommage sont modélisés par une variation des caractéristiques élastiques fonction de la variable d'endommagement choisie : la porosité plastique. Cette loi de comportement est utilisée au sein d'un élément fini particulier : l'élément poutre multifibre, issu de l'extension des approches multicouches au cas tridimensionnel. L'outil numérique développé permet de prendre en compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques dans l'analyse de structures à poutres sous des chargement divers avec un temps de calcul raisonnable. Pour l'application au cas des structures en béton précontraint, la formulation prend en compte des déplacements relatifs (glissement) entre câble précontraint et béton : la précontrainte est traitée comme un problème de condition aux limites à l'interface acier-béton. Ces développements sont mis en oeuvre dans un code de calcul par éléments finis. Au travers d'exemples d'applications numériques, le domaine d'application et les limites des outils proposés sont précisés. Ces outils se veulent une aide à la conception pour les ingénieurs, dans les études prédictives des effets du dommage à l'échelle des structures.

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Loukili, Ahmed. "Etude du retrait et du fluage de bétons à ultra-hautes performances." Nantes, 1996. http://www.theses.fr/1996NANT2080.

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Abstract:

L'objectif principal des travaux présentés dans ce mémoire est l’étude des déformations différées de nouveaux bétons à ultra-hautes performances (BUHP). Deux BUHP renforcés de fibres d'acier ont été testés: le CRC (compact reinforced composite) et le BPR (béton de poudres réactives). Le premier a une résistance en compression de 140 mpa et le second atteint 160 mpa à l'âge de 28 jours et 200 mpa s'il subit un traitement thermique. Parallèlement aux mesures des déformations de retrait, un suivi de l'hydratation du ciment, de la structure poreuse et de l'humidité relative ont permis de caractériser l'évolution microstructurale des deux matériaux. L'analyse thermogravimétrique (ATG) a montre que l'hydratation du ciment dans les matériaux est très incomplète et que la réaction pouzzolanique devient prédominante après deux semaines de durcissement. Les mesures de porosimétrie au mercure ont mis en évidence une porosité très faible des matériaux étudiés avec une absence de porosité capillaire des le très jeune age. Un phénomène original a été observé: le retrait endogène du CRC s'arrête brusquement au bout d'une semaine de durcissement, date a laquelle l'humidité relative au sein du matériau atteint 73%. Malgré des cinétiques très différentes, les amplitudes des retraits endogènes du CRC et du BPR sont identiques et plus importantes que celles des BTHP. Ce retrait est inexistant après le traitement thermique des BPR. Autre résultat fort remarquable, le retrait endogène des BPR a très faible quantité d'eau initiale croit avec le rapport e/l. Pour tous les matériaux étudiés, les déformations libres dues a la dessiccation sont faibles et diminuent avec le rapport e/l. Elles se développent avec une vitesse élevée dans les premiers jours et se stabilisent rapidement (2 a 3 semaines). Le fluage propre des BUHP est caractérisé par une cinétique extrêmement rapide semblable a celle des BHTP, toutefois son amplitude peut être deux fois plus importante. Le traitement thermique permet de réduire fortement l'amplitude du fluage des BPR ; d'une autre façon, l'incorporation de 6% en volume de fibres d'acier dans le CRC diminue le fluage spécifique d'environ 20%. L'amplitude et la cinétique du fluage des BUHP, mûris dans des conditions normales, sont fonction de l'âge du béton lors du chargement. Enfin, à partir des résultats expérimentaux, nous proposons un modèle de prévision des déformations de fluage pour le CRC et le BPR qui sera destiné aux concepteurs.

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Grimault, Anne. "Utilisation d'ondes mécaniques guidées pour l'évaluation non desctructive d'acier noyé." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2050.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée au développement d'un modèle sur la propagation d'ondes dans un guide cylindrique (acier) noyé dans un solide infini (coulis de ciment) et à des expériences de laboratoire, de sorte que des techniques d'inspection non destructives ultrasonores puissent être développées. L'application principale est l'inspection des câbles des ponts en béton précontraint. Le modèle basé sur l'analyse de Fourier permet de considérer le champ spatio-temporel de la source. Le champ spatio-temporel à l'intérieur du cylindre est déterminé par une double transformée de Fourier-Bessel s'interprétant comme la décomposition en une somme infinie d'ondes cylindriques dans le plan (r,) et planes dans la direction z, dont les amplitudes sont pondérées par les spectres spatial et temporel de la source et les fonctions de transfert du guide. Ces fonctions décrivent les réflexions multiples sur les parois du guide et s'expriment comme la somme d'une série d'ondes partielles (séries de Debye). Les diagrammes (k,f) issus de la simulation d'une onde longitudinale-longitudinale montrent que le coulis environnant filtre certaines combinaisons (k,f) qui traduissent l'atténuation par fuites de l'onde se propageant de l'acier vers le coulis. Tous les modes guidés sont atténués et constitués de bandes de transmission et de bandes d'arrêt périodiques à hautes-fréquences. Des expérimentations réalisées en transmission sur la barre noyée confirment les résultats de modélisation et montrent que la distance maximale d'auscultation est d'environ 10 m. Les résultats sur le toron montrent que la transmission dans le brin central est meilleure que dans les brins périphériques de forme hélicoïdale.

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Arsenault, Guillaume. "ÉTUDE DIAGNOSTIQUE D'UNE STRUCTURE EN BÉTON, PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27528/27528.pdf.

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Abstract:

Le présent mémoire est issu d’une collaboration entre le Ministère des Transports du Québec (MTQ) et le Centre de Recherche sur les Infrastructures en Béton (CRIB) de l’Université Laval lors du réaménagement de l’échangeur Dufferin-Montmorency. La démolition de certaines structures dont la vie utile n’était pas à terme a permis de recueillir une grande quantité d’informations sur l’état d’une structure en béton précontraint du réseau autoroutier québécois. Dans le 5ième chapitre, on y regroupe les observations particulières sur les éléments de précontrainte qui sont habituellement inaccessibles pour l’inspection. Dans le 7ième chapitre, on propose une classification des conditions d’exposition des divers éléments structuraux investigués ainsi qu’une technique numérique pour la prédiction du temps nécessaire avant l’initiation de la corrosion. Les 8ième et 9ième chapitres regroupent les discussions sur l’état de cette structure qui a la particularité d’avoir une portion n’ayant jamais été mise en service. This work has been possible due to collaboration between the Ministère des Transports du Québec and the Centre de Recherche sur les Infrastructures en Béton de Université Laval at the restructuration of Dufferin-Montmorency overpass. The demolition of structures that haven’t reached their total service life time allowed the production of a great quantity of information on a prestressed structure of the Quebecer road network. In chapter 5, observations on prestressed structures have been grouped. This kind of information is, most of time, unavailable on an existing structure due to impossible inspection. In chapter 7, a classification of different exposure conditions of the inspected structural elements is showed as well as a numerical technique for predicting the time before corrosion starts. The last two chapters relate discussions on the actual state of this structure which is particular because one section has never been exposed to traffic.

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Hamzaoui, Abderrahmane. "Contribution à l'étude des déformations différées des bétons autonivelants." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0053.

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Abstract:

Les bétons auto-nivelants ou BAN, sont des bétons spéciaux, très fluides, qui se mettent en place et se serrent sous le seul effet de la gravité, donc sans apport de vibration interne ou externe. Ils contiennent généralement un volume de fines important que les bétons classiques et souvent un agent de viscosité. Le but de cette étude est une contribution à l'étude des déformations de fluage propre (fluage en équilibre hygrométrique) et de fluage hygrométrique (fluage lié à l'évaporation de l'eau) des BAN. L'étude a été comparative : les essais ont été faits parallèlement sur un BAN contenant 370 kg /m3 de fines et un béton ordinaire contenant 340 kg /m3 de fines. Il a été mis en évidence une cinétique de fluage du BAN semblable à celle du béton ordinaire. Des essais de fluage ont été également effectués sur un BAN contenant une quantité importante de fines (600 kg/m3) et sur un BAN renfermant 110 kg/m3 de tiller calcaire (370 kg /m3 de fines), sous un taux de chargement de 30 %. Les déformations de fluage propre du béton contenant 600 kg/m3 se sont avérées supérieures à celles des BAN contenant 3 70 kg/m3 de fines. Cependant en ambiance de dessiccation, les déformations de fluage hygrométrique du béton contenant 600 kg/m3 sont inférieures à celles des bétons contenant 370 kg/m3 de fines. Par ailleurs, les déformations de fluage propre du béton contenant 600 kg/m3 sont très proches de celles de fluage hygrométrique, ce qui signifie la disparition des déformations de fluage supplémentaires liées à la dessiccation. Enfin, les valeurs expérimentales de retrait et de fluage ont été comparées aux valeurs théoriques issues des modèles réglementaires CEB - FIP 90, BPEL91, et du modèle de BAZANT Self leveling concrete or SLC, are special concrete, very fluid, that put in place and squeeze under the alone effect of the gravity, therefore without internal or external vibration contribution. They contain generally an important fine materials volume that classic concrete and often an agent of viscosity. The scope of this study is a contribution to the study oh time dependent deformations of the self leveling concretes subjected to sealed curing and air - dried curing. The study has been comparative: tests have been carried out similarly on self leveling concrete containing 370 kg/m3 of fine materials and an ordinary concrete containing 340 kg/m3 of fine materials. It has been observed that the behavior of self leveling concrete is similar to that the ordinary concrete. Tests creep have been equally undertaken on a self leveling concrete containing an important quantity of fine materials (600 kg/m3) and a self leveling concrete containing 110 kg/m3 of limestone ground ( 370 kg/m3), under a rate of loading of 30 %. Basic creep of concrete containing 600 kg/m3 f fine materials has proven higher to that of concrete containing 370 kg/m3of fine materials. However, for air-dried conditions, the creep of concrete containing 600 kg/m3 of fine materials are lower to that of concrete containing 370 kg/m3 of fine materials. Furthermore, a basic creep of concrete containing 600 kg/m3 of fine materials is close to a creep obtained in air - dried conditions. What means the disappearance of drying creep, caused by moisture Joss under constant stress. Finally, experimental shrinkage and creep values of self leveling concrete have been compared to values obtained from a model: CEB-FIP 1990, BPEL 1991, and from a model of BAZANT

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Hammadi, Hichem. "Précontrainte et architecture." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20028.

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Abstract:

Le travail presente dans cette these est consacre a l'etude de la relation entre precontrainte et architecture. La premiere partie est consacree a une etude historique de la precontrainte mettant en evidence le passage d'une utilisation implicite a une utilisation explicite de ce principe constructif dans la phase de conception des ouvrages. L'articulation entre ces deux phases se situe dans le travail realise par e. Freyssinet pour l'application de la precontrainte au beton ; l'importance de ce travail est telle qu'elle a conduit certains a penser que la precontrainte ne pouvait etre utilisee qu'avec ce materiau, ce que dement le developpement ulterieur de recherches et de realisations utilisant le principe de la precontrainte. L'examen du concept de precontrainte est traite dans une deuxieme partie en etudiant les differents parametres constitutifs des processus de conception de systemes constructifs: forme, force, structure, materiau, technologie. L'objectif de cette partie est de clarifier l'importance relative de ces differents parametres et de leurs couplages afin d'aider les concepteurs qui souhaitent tirer parti de la precontrainte dans un processus de conception. La relation entre architecture et precontrainte fait l'objet de la troisieme partie. Quelques exemples significatifs mettent en evidence l'elargissement du champ des solutions constructives qu'offre la precontrainte aussi bien dans le domaine du beton que dans beaucoup d'autres comme en particulier le domaine des structures legeres avec une ouverture sur les possibilites d'asservissement du niveau de la precontrainte

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Ostrowski, Christopher. "Auscultation des ouvrages en béton par thermographie infrarouge active et passive." Artois, 2005. http://www.theses.fr/2005ARTO0210.

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Abstract:

Dans un premier temps, nous proposons, à partir d’un dispositif électrique qui permet par effet Joule d’élever en température les aciers de construction, de détecter le tracé des câbles de précontrainte et des vides d’injection ainsi que de caractériser la diffusivité thermique du béton d’enrobage par thermographie infrarouge active. Dans un deuxième temps, nous présentons une étude sur la localisation géo-référencée de cavités sous un ouvrage en béton par thermographie infrarouge passive. Tout d’abord, sur la base d’un modèle numérique en différences finies utilisant un schéma ADI , une étude comparative est réalisée sur la détection des câbles par contraste et par thermographie à phase pulsée (TPP). Dans l’étude expérimentale réalisée sur des spécimens de poutre précontrainte, nous montrons que la TPP améliore, grâce à l’analyse des images des déphasages fréquentielles, la détection des câbles lorsque le béton d’enrobage est dégradé ainsi qu’en présence de vides d’injection. A partir des mêmes données expérimentales, la caractérisation du béton d’enrobage sain et un béton dégradé est réalisée à l’aide d’une méthode inverse. Les résultats montrent que les diffusivités thermiques estimées sont proches de celles mesurées en laboratoire. En ce qui concerne la démarche d’une localisation géo-réféncée de cavités dans un ouvrage de grande taille, une méthodologie basée sur une étude bi-temporelle est présentée. Les résultats montrent une concordance importante des anomalies thermiques relevées en surface et la présence de cavités observées en sous face de l’ouvrage This work deals with the study of infrared thermography as a non destructive testing method in order to detect defect in concrete buildings. First time, the aim is to detect tendons and empty duct and characterise the thermal diffusivity of reinforced concrete by active thermography. Pulsed Phase Thermography (PPT) is used to increase the detection by the analyse of phase images in low frequencies. The thermal diffusivity is identified by iterative inverse method Gauss Seidel and numerical model. This method minimise the sum of a least square function defined as the difference between measurements and a model results. Based on an exhaustive study of sensitive coefficients, the experimental mode is optimally designed. Second time, by passive thermography, we try to detect flaws under concrete slabs using time sequential thermography. To obtain accuracy location, the thermal images are associated to a topographical reference

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Benboudjema, Farid. "Modélisation des déformations différées du béton sous sollicitations biaxiales : application aux enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0152.

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Abstract:

La prédiction des déformations différées est d’une très grande importance pour l’étude de la durabilité et de l’aptitude au fonctionnement à long terme des structures en béton (ponts, enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires, etc. ). En effet, elles peuvent être à l’origine de la fissuration, de pertes de précontrainte, d’une redistribution des contraintes et même, plus rarement, de la ruine de l’ouvrage. L’objectif de ce travail est alors de développer des outils de calcul numérique, capable de prédire le comportement différé de structures en béton. Pour cela, un nouveau modèle hydromécanique du béton est développé, intégrant la description des phénomènes de séchage, de retrait, de fluage et de fissuration. La modélisation du retrait de dessiccation est basée sur une approche unifiée du fluage et du retrait. Les modèles de fluage propre et de fluage de dessiccation sont basés sur des mécanismes hysico-chimiques plausibles, se produisant à différentes échelles d’observation de la pâte de ciment. Le modèle de fluage propre est associé à la micro-diffusion de l’eau adsorbée entre la porosité interhydrates et intrahydrates et la porosité capillaire, et au glissement des feuillets de C-S-H à l’échelle des nanopores. Le fluage de dessiccation est induit par la micro-diffusion de l’eau adsorbée à différentes échelles de porosité sous l’effet d’une sollicitation mécanique et hydrique combinée. Le retrait de dessiccation résulte, en effet, de la déformation élastique et différée du squelette solide, sous les effets de la pression capillaire et de la pression de disjonction. Le comportement mécanique du béton fissuré est modélisé en utilisant le formalisme de l’élastoplasticité endommageable orthotrope. La combinaison de ces phénomènes est effectuée dans le cadre de la mécanique des milieux poreux non saturés, en s’appuyant sur le concept des contraintes effectives. Ce modèle a été incorporé dans un code de calcul aux éléments finis. L’analyse du comportement différé d’éprouvettes et de structures en béton et en béton précontraint, soumises à des sollicitations hydriques et mécaniques combinées, est alors présentée The prediction of delayed strains is of crucial importance for durability and long-term serviceability of concrete structures (bridges, containment vessels of nuclear power plants, etc. ). Indeed, creep and shrinkage cause cracking, losses of pre-stress and redistribution of stresses, and also, rarely, the ruin of the structure. The objective of this work is to develop numerical tools, able to predict the long-term behavior of concrete structures. Thus, a new hydro mechanical model is developed, including the description of drying, shrinkage, creep and cracking phenomena for concrete as a nonsaturated porous medium. The modeling of drying shrinkage is based on an unified approach of creep and shrinkage. Basic and drying creep models are based on relevant chemo-physical mechanisms, which occur at different scales of the cement paste. The basic creep is explicitly related to the micro-diffusion of the adsorbed water between interhydrates and intrahydrates and the capillary pores, and the sliding of the C-S-H gel at the nano-porosity level. The drying creep is induced by the micro-diffusion of the adsorbed water at different scales of the porosity, under the simultaneous effects of drying and mechanical loadings. Drying shrinkage is, therefore, assumed to result from the elastic and delayed response of the solid skeleton, submitted to both capillary and disjoining pressures. Furthermore, the cracking behavior of concrete is described by an orthotropic elastoplastic damage model. The coupling between all these phenomena is performed by using effective stresses which account for both external applied stresses and pore pressures

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Al, Hajjar Hikmat. "Applicabilité et efficacité d'une protection galvanique aux aciers de précontrainte." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/275/.

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Abstract:

L'objectif de ce travail consiste à évaluer les avantages et les inconvénients de l'application d'une protection cathodique par anode sacrificielle sur des éléments en béton précontraint et de faire une comparaison avec la protection cathodique par courant imposé. On s'intéressera particulièrement à vérifier si ces systèmes de protection peuvent vraiment protéger les aciers en diminuant leur vitesse de corrosion, et éventuellement donner la possibilité de les repassiver. Pour réaliser cette étude, nous avons choisi deux types de corps d'épreuve : des poutrelles de béton en acier précontraint par pré-tension et des éprouvettes (modèles) de béton fabriquées au laboratoire avec des aciers d'armatures courants (HA), des aciers à haute résistance pour la précontrainte (HR), préalablement corrodés ou non et avec ou sans application de protection cathodique. Afin d'accélérer la corrosion, une agression chimique a été simulée soit par immersion partielle des corps d'épreuve dans une solution saline de NaCl de 35g/l, soit par ajout de 2% ppc de Cl- (sous la forme NaCl). Un courant galvanique, qui offre aux aciers un potentiel inférieur à -800 mV vs SCE et une dépolarisation supérieure à 100 mV après un temps de 4 heures, a été appliqué sur les poutrelles en béton précontraint et sur les éprouvettes modèles. Un autre système de protection par courant imposé, de densité 5mA/m² de la surface active de l'acier, a été appliqué sur les éprouvettes modèles. Les résultats obtenus montrent que le courant galvanique appliqué sur les poutrelles en béton précontraint peut augmenter les potentiels d'acier mesurés 24 heures après la déconnexion de l'anode sacrificielle, spécialement dans la zone intermédiaire. L'application de courant galvanique aux éprouvettes modèles augmente ces potentiels seulement dans le cas où les aciers étudiés ne sont pas corrodés avant le traitement. Enfin, l'application d'un courant imposé de 5mA/m² de la surface active de l'acier aux éprouvettes modèles était, en général, plus efficace. La prévention galvanique a diminué la vitesse de corrosion des éprouvettes modèles, et aussi des poutrelles en béton précontraint dans la zone intermédiaire et dans la zone immergée proche de l'anode. . The objective of this work is to evaluate the advantages and disadvantages of applying a cathodic protection by sacrificial anode on elements in concrete and make a comparison with cathodic protection by imposed current. It will focus particularly to verify if these protection systems can really protect steels by reducing the corrosion rate. To carry out this study, two types specimens were selected: beams of prestressed concrete (pre-tension) and samples (models) of concrete produced in the laboratory with high adhesion (HA) and high-strength (HR) steels reinforcement, previously corroded or not and with or without the application of cathodic protection. To accelerate corrosion, a chemical attack was simulated by partial immersion of specimens in a saline solution of NaCl 35 g/l, either by adding 2% ppc Cl- (in the form NaCl). A galvanic current, which offers a potential steel less than -800 mV vs SCE and a depolarization, a toff = 4 h, greater than 100 mV, was applied to prestressed beams and model specimens. Another system of protection by imposed current, with density equal to 5mA / m² of the active surface of the steel, has been applied to test models. The results show that the galvanic current applied to pre-stressed beams can increase the potential of steel measured 24 hours after the disconnection of sacrificial anode, especially in the intermediate zone. Thus, the application of galvanic current to model specimens increases these potential if the steel is not corroded before treatment. .

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Guénot-Delahaie, Isabelle. "Contribution à l'analyse physique et à la modélisation du fluage propre du béton." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523284.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude du comportement sous charge de longue durée du béton et s'inscrit comme une étape vers la modélisation physique du fluage propre. Ce mémoire présente d'abord une analyse des processus physicochimiques qui ont cours au sein du matériau, en parallèle avec une récapitulation de la phénoménologie du comportement macroscopique sous charge, le tout étant appuyé par une campagne expérimentale sur pâte de ciment, centrée sur l'effet de l'âge du matériau sur la déformation et sur le comportement à la décharge. Une modélisation à l'échelle macroscopique est ensuite présentée, qui prend en compte, de manière explicite, les mécanismes d'hydratation et de comportements visqueux qui agissent à l'échelle microscopique. On montre enfin comment les paramètres de ce modèle peuvent être identifiés et déterminés à partir d'essais classiques.

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Proust, Erwan. "Retraits et fluages des bétons auto-plaçants : vers une meilleure compréhension des comportements différés." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0020.

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Abstract:

Les bétons autoplaçants constituent une nouvelle génération de matériaux. Si leurs propriétés à l'état frais ont été largement étudiées, leurs comportements mécaniques différés semblent sujet à caution. Ces caractéristiques sont pourtant essentielles pour le dimensionnement d'ouvrages. Nous avons étudié les déformations différées des BAP en les comparant à celles de bétons vibrés (résistance mécanique équivalente, matériaux identiques). Ces déformations ont été ensuite comparées aux prévisions données par les principaux règlements de conception. Nous avons développé un modèle de prévision des déformations de fluage qui prend en compte le lien entre déformations sous charge et déformations spontanées. Ce modèle permet d'écourter des essais coûteux de fluage. Nous avons cherché à cerner les mécanismes régissant les comportements différés en provoquant des endommagements différenciés par des chargements stationnaires sur béton et pâte. Nous avons mis en évidence le rôle de l'eau, du réseau poreux et de la microstructure.

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Robert, Florent. "Contribution à l'analyse non linéaire géométrique et matérielle des ossatures spatiales en Génie Civil : application aux ouvrages d'art." Lyon, INSA, 1999. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1999ISAL0032/these.pdf.

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Abstract:

En Génie civil, la tendance actuelle à concevoir des structures de plus en plus élancées et le besoin d'optimiser les quantités de matériau, conduisent les projeteurs à mener des calculs prenant en compte les non-linéarités du système. En ouvrage d'art, considérer le couplage entre les non-linéarités matérielle et géométrique est impératif, d'où la nécessité de disposer d'outils informatiques adaptés au métier et résolvant ce problème. Nous proposons une formulation basée sur les coordonnées convectées spatiales en décomposant le mouvement d'une particule en un mouvement de corps rigide de grande amplitude et un mouvement modéré induisant les déformations. Ceci permet de prendre en compte les grands déplacements et les grandes rotations pour des éléments de poutre tridimensionnels alors que la non-linéarité matérielle repose sur l'hypothèse des petites déformations. On peut ainsi modéliser les ossatures spatiales composées de métal, de béton armé ou de béton précontraint. Les effets différés, à savoir le retrait et le fluage du béton ainsi que la relaxation des aciers de précontrainte, sont intégrés dans le schéma général de résolution. Pour simuler la construction des ouvrages d'art et étudier leur schéma statique, nous développons la prise en compte des grands déplacements pour les articulations ainsi qu'un élément simulant correctement le comportement d'un câble pesant, même lors des phases où il est détendu. Nous développons le calcul d'instabilité élastique à partir de la matrice des contraintes initiales issue de notre formulation. Nous proposons l'extension possible de l'algorithme de résolution du cas de chargement statique au cas dynamique. Nous validons notre approche en confrontant les résultats de nos calculs à des mesures expérimentales ou à la solution théorique de cas tests représentatifs. Enfin, une exemple d'utilisation du programme sur un tel projet réel est présenté : la simulation du remplacement du système de suspension du Pont de Tancarville In the field of civil engineering, the current trend to design structures more and more slender and the need to reduce the quantities of material, lead designers to make nonlinear calculations taking into account of the nonlinearities of the System. In the field of engineering structures, considering both material and geometrical nonlinearities is essential, therefrom the necessity to have computer tools fitting the profession and solving that problem. We propose a space convected coordinates based formulation consisting in breaking up the movement of a particle into a large rigid body movement and a small movement inducing strains. Large displacements and large rotations are taken into account for tridimensional beam éléments, whereas the material nonlinearity is based on the hypothesis of small strains. We can modelize space frames made of métal, of reinforced concrète or prestressed concrète. Delayed effects, that are concrète shrinkage and creep and prestressed concrète steel relaxation, are integrated in the général resolution scheme. In order to simulate the engineering structures construction and to study their statics, we consider large displacements for articulations, and we develop a spécifie beam élément that simulâtes correctly the behaviour of weighty cables, even though when not tensed. From the initial stress matrix, we develop the linear instability calculation. We propose the possible extension of our resolution scheme from static loads to dynamic ones. We validate our approach by comparing the results of our calculations tô the expérimental results or the theoretical solution of représentative tests. At last, an example of use of the programme on a real project is shown : the simulation of the replacement of the suspension System of the Tancarville Bridge

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Hubert, François-Xavier. "Contribution à l'étude du comportement mécanique des ouvrages en béton avec prise en compte des effets de la dessiccation." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/55376-2004-Hubert.pdf.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre du développement durable et de l'étude du vieillissement des structures en béton soumises à la dessiccation. Les concepteurs doivent de nos jours prévoir l'évolution du comportement mécanique des ouvrages à des échéances de plusieurs centaines (ou milliers) d'années, notamment dans le cadre du stockage des déchets radioactifs. La bonne connaissance des propriétés physico-chimiques de la pâte de ciment durcie ainsi que des paramètres régissant son vieillissementest donc requise. Ce travail est destiné à modéliser l'influence du séchage sur le comportement mécanique du béton, et à proposer un outil fiable de prédiction du vieillissement destiné aux ingénieurs. Le séchage du béton durci a de multiples conséquences sur les caractéristiques mécaniques du béton. Le retrait de dessiccation en est le premier signe, générant de la fissuration visible au niveau de la peau sous forme de fai͏̈ençage, et de la fissuration à coeur notamment à cause de la présence des granulats qui empêchent le retrait de la pâte de ciment de se faire librement. Les paramètres élastiques en sont fortement altérés (baisse de la raideur, du coefficient de poisson). Une modélisation simplifiée de la perte de raideur lors du séchage est proposée sous la forme d'un endommagement hydrique isotrope. Le modèle est validé dans le cas unidimensionnel grâce à des résultats d'essais effectués au LML. Il permet d'estimer avec plus de précision l'état des contraintes hydriques dans le béton. Des simulations numériques sur des structures en 3D sont ensuite proposées. Une application au cas d'un voile en cours de réalisation est faite. Les apports du modèle sont également testés dans le cas où on simule la réponse mécanique globale d'éprouvettes cylindriques en mortier soumises au séchage et à des essais de compression simple. L'effet de la succion capillaire ainsi que l'augmentation de limite élastique lors du séchage sont alors discutés. Enfin, les apports de la modélisation pour les calculs de fluage propre et de dessiccation sont présentés.

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Manzoni, Florent. "Comportement thermo-hydro-mécanique des structures en béton." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30311.

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Abstract:

Dans le cadre du projet de stockage en couche profonde des déchets radioactifs à Moyenne Activité et à Vie Longue (MA-VL) initié par l'Andra (Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs), le comportement à long terme de Bétons à Hautes Performances (BHP) sous sollicitations Thermo-Hydro-Mécaniques (THM) variables est étudié afin de prédire la tenue des ouvrages dans le temps. Le travail de cette thèse se décompose en trois parties qui visent à améliorer la compréhension du rôle de chaque sollicitation THM de manière dissociée ainsi que leurs couplages. Tout d'abord, un nouveau modèle basé sur des constations expérimentales d'études antérieures est proposé pour expliquer et simuler la Déformation Thermique Transitoire (DTT). Ce modèle présente l'originalité d'intégrer un couplage THM basé sur des mouvements d'eau entre deux échelles de pores (nanopores des C-S-H et réseau capillaire). Dans un second temps, une étude expérimentale du comportement différé du BHP, retrait et fluage en compression uniaxiale, à 20 °C en endogène ou à 50% HR est menée, sous charge variable modérée et/ou intense et sur différentes géométries de corps d'épreuves (cylindres 11 x 22 cm3 et anneaux), afin de vérifier, d'une part, que le modèle est capable de reproduire les évolutions des déformations sous charge quels que soient l'historique de chargement, son intensité, et l'état de consolidation du béton, et d'autre part, que les calages du modèle sur une géométrie cylindrique permettent bien de prédire un état de déformation réaliste sur une géométrie annulaire similaire à celle des tunnels de l'Andra (à l'échelle 1/25ème). Enfin, la dernière partie de ce travail consiste à proposer une modélisation des déformations en condition de dessiccation. Cette dernière partie intègre le modèle de DTT ainsi que la prise en compte d'une microfissuration d'origine hydrique conduisant à une amplification des contraintes effectives dans la direction de chargement. Ce phénomène est modélisé par un endommagement hydrique. Le modèle complet est par la suite testé sur les données expérimentales issues de cette thèse ainsi que sur des résultats de la littérature. L'ensemble des travaux menés permet d'améliorer notre compréhension des phénomènes physiques à l'origine des déformations du béton et de proposer un modèle intégrant les couplages THM pouvant être utilisé pour simuler le comportement des ouvrages sous sollicitations variables dans l'espace et dans le temps Within the framework of the future underground disposal structures of Intermediate Level Long-Life nuclear wastes steered by Andra (the French National Agency for Nuclear Waste Management), the delayed behaviour of High Performance Concrete (HPC) under variable Thermo-Hydro-Mechanical (THM) solicitations is studied to predict the long-term performance of the structures. The study contains three parts that aim to improve knowledge of each THM solicitation and their couplings effects. First of all, a model based on experimental results is proposed to explain and simulate the Thermal Transient Deformation (TTD) with a Thermo-Mechanical coupling using water movements between two porous types (C-S-H nanopores and capillary pores). Secondly, the study of delayed strain of a HPC at 20 °C in autogenous or desiccation (50% RH) conditions are led under variable mechanical stress, moderate and intense levels of loading, and different samples geometries (cylinder 11 x 22 cm3 or ring) in order to verify, in one hand, the capacity of the model to reproduce the strains evolutions under loading whatever the history of loading, the level of loading, and the concrete consolidation state, and, in the other hand, if the model fitted on cylinders results is able to simulate the behaviour of a circular geometry analogous to the Andra's tunnel, but at a reduced scale (1/25th). Finally, the last part of this research consists of simulating the desiccation strain. In this part, the need resorting to a hydric damage modelling and to consider the loading effect amplification is shown. Finally, the model is tested on strains measured during this study and on literature data. This work allows to improve the understanding of the physical phenomena at the origin of delayed strains, and to propose a model which integrates THM couplings and able to simulate structure behaviour under various solicitations over space and time

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Nguyen, Xuan Son. "Algorithmes probabilistes pour la durabilité et la mécanique des ouvrages de Génie Civil." Toulouse, INSA, 2007. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000171/.

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Abstract:

Cette étude présente des applications des méthodes probabilistes en Génie Civil pour l'estimation de la fiabilité et de la durabilité des ouvrages. Deux méthodes probabilistes performantes en termes de temps de calcul et de précision sont développées. La première méthode est une amélioration de la technique du gradient projeté et permet l'utilisation efficace de l'algorithme de Rackwitz-Fiessler, en intégrant dans ce dernier la prise en compte de l'imprécision numérique du modèle associé à la fonction de défaillance, imprécision conduisant dans bien des cas à l'échec de l'algorithme. La seconde méthode est une amélioration d’une méthode de surface de réponse et permet de minimiser le coût de calcul en assurant la précision des résultats grâce à deux systèmes de pondération pour les points de calage. Ces deux méthodes probabilistes sont ensuite appliquées à la durabilité d’ouvrages de Génie Civil par couplage avec des modèles de calculs aux éléments finis. L’étude aborde deux problèmes de durabilité souvent rencontrés en Génie Civil : la carbonatation du béton et l'endommagement lié à la perte de précontrainte par retrait et fluage du béton d'un ouvrage en béton précontraint This study deals with the application of probabilistic methods to Civil Engineering structures in order to assess their reliability and durability. Two probabilistic methods efficient in terms of the computational time and the accuracy are developed. The first one which is an improvement of the projected gradient method allows using the Rackwitz-Fiessler’s algorithm efficiently, by accounting for the numerical inaccuracies involved by the model associated to the limit state function and frequently causing convergence unstability. The second one which is an improvement of a response surface method allows reducing the computational time while producing satisfactorily results thank to two weighting regression techniques for fitting points. Both probabilistic methods are then applied to the durability of Civil Engineering structures by coupling with the finite element method. The study deals with two typical durability problems of Civil Engineering concrete structures: on the one hand the carbonation of concrete which allows the reinforcing bars to be depassivated and the corrosion to be initiated and on the other hand the loss of prestressing forces due to shrinkage and creep of concrete which can lead to various damages in presstressed structures

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Girard, Marion. "Étude de la précontrainte par post-tension par évaluation non destructive (END) : application de la méthode impact-écho (IE) combinée à l'endoscopie." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/28573/28573.pdf.

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Abstract:

L’auscultation des ouvrages en béton précontraint à l’aide de la post-tension pose un défi particulier puisque l’armature de précontrainte de même que les gaines de précontrainte sont noyées dans le béton et deviennent, par le fait même, difficilement accessibles pour inspection. L’état des armatures de précontrainte (présence de corrosion) de même que la qualité de l’injection au coulis de ciment des gaines (présence de vides de coulis) sont pourtant des indicateurs importants de la durabilité des ouvrages. Afin d’apporter un éclairage sur l’auscultation de tels ouvrages, la présente étude propose d’abord une revue de la littérature sur les méthodes d’évaluation non destructives et commente leur applicabilité dans le contexte des ouvrages précontraints. Suite à cette étude, la méthode de l’impact écho a été sélectionnée puis mise à profit pour l’auscultation de corps d’épreuve fabriqués en laboratoire ainsi que pour l’auscultation de portions de poutres de ponts démantelés. L’endoscopie, considérée comme une méthode semi-destructive, est venue en appui à la méthode de l’impact écho et a été utilisée sur les mêmes éléments de béton. Suite à la description du processus méthodologique utilisé et des échantillons de béton à disposition, un chapitre entier est dédié aux résultats typiques observés. Les conclusions de l’étude montrent que la pratique d’endoscopies sur les ouvrages précontraints est particulièrement bien adaptée à l’observation de vides de coulis dans les gaines de post-tension et à l’observation de l’état des câbles de précontrainte. Dans le cas de l'impact-écho l’étude a montré que, bien qu’il existe un potentiel de détection des vides de coulis, dans les situations de pièces massives et complexes du fait de la présence de multiples câbles, de la présence de dégradations ou d’imperfections géométriques, l’interprétation des résultats s’avère difficile. Le traitement des résultats (signaux) demande à être plus approfondi avant que la méthode impact écho puisse être utilisée de façon courante sur des éléments massifs. Auscultation of post-tensioned concrete structures represents a particular challenge because the prestressing reinforcement as well as prestressing ducts are embedded in the concrete and become, thereby, mostly inaccessible to Inspection. However, the condition of the tendons (presence of corrosion) as well as the quality of the grout injection of the ducts (presence of voids) are important indicators of a structure durability. In order to shed light upon auscultation of post-tensioned structures, this study first proposes a review of the literature on nondestructive methods and discusses their applicability in the context of prestressed structure assessment. Based on the review, the impact echo method was selected and utilized for the auscultation of test bodies, manufactured in laboratory, as well as for the auscultation of dismantled post-tensioned bridge sampled beams. Endoscopy, considered a semi-destructive testing method, came in support to the impact echo method and was used on the same concrete test bodies or samples. Following the description of the methodology related to the two assessment methods and the description of the concrete samples available, an entier chapter is dedicated to typical experimental results. The findings of the study show that the practice of endoscopy is particularly well suited to the observation of injection voids or of the prestressed reinforcement state in the grouted ducts.. In the case of the impact-echo the study showed that, although there is a potential of grout void detections, in situations where massive and complex parts are involved (due to the presence of multiple cables, the presence of damage or geometrical imperfections), the interpretation of results is difficult. The treatment of the mesures (signals) needs to be further developed before the impact echo method can be used routinely on large elements.

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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.

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Abstract:

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.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: -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.-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.-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. -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. -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.-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.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. 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 :-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. -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.-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. -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. -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.-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. 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. Doctorat en sciences appliquées info:eu-repo/semantics/nonPublished

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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.

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Abstract:

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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Fortin, Carl. "Curling and strain monitoring of slabs strips in a laboratory environment." Thesis, Université Laval, 2005. http://www.theses.ulaval.ca/2005/22702/22702.pdf.

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Abstract:

Le but principal du projet était de relier le cambrement et l'ouverture des joints avec les résultats de l’essai de retrait de séchage normalisé ASTM C157. Afin d'atteindre cet objectif, 12 dalles ont été construites à l'aide de 8 différents mélanges de béton. Les variables principales de l'étude étaient le type et la quantité d'armature de même que l'utilisation d'un agent réducteur de retrait (ARR). Différents phénomènes ont fait l’objet d’un suivi élaboré, dont le cambrement, l'ouverture des joints, le fluage et le retrait. Les résultats obtenus ont clairement démontré les avantages reliés à l'utilisation d'un agent réducteur de retrait. L'étude a également prouvé l'efficacité de certaines fibres dans l'atténuation des effets reliés au retrait de séchage. La vaste base de données sur le cambrement et l'ouverture des joints produite au cours de cette recherche sera employée pour valider et calibrer des modèles prédictifs et aidera l'industrie du béton à raffiner les règles de conception pour l'espacement des joints. The primary goal of this project was to relate curling and joint opening with ASTM C157 drying shrinkage measurements. In order to achieve this objective, 12 slabs were built with 8 different concrete mixtures. The main variables of the study were the type and amount of reinforcement and the use of a shrinkage-reducing admixture (SRA). Different phenomena were monitored, in particular curling, joint movements, creep and shrinkage. The advantages of using a shrinkage-reducing admixture (SRA) in ordinary concrete slabs are clearly demonstrated through the results obtained in this investigation. The study also shows the effectiveness of some fiber reinforcement systems in counteracting the detrimental effects of drying shrinkage. The large database on curling and joint opening produced in this investigation will be used to validate and calibrate predictive models in development, and will help the concrete industry to refine design rules for joint spacing.

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Tran, Quoc Thanh. "Interface ancien-nouveau béton : caractérisation du comportement adoucissant de l'interface au cours de décollement et son évolution dans le cas de sollicitation de fatigue." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30207.

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Abstract:

Ce travail, couplant l’expérimentation et la modélisation, est dédié à l'étude de la propagation du décollement le long d'une interface entre un support simulant une structure en ancien béton et un Rechargement Mince Adhérent à base Cimentaire (RMAC). Il s’agit d’une contribution pour la maîtrise de la durabilité des réparations. En se basant sur des données expérimentales, un modèle couplant des effets mécaniques (chargements monotones et en fatigue) et des effets différés (retrait, fluage, relaxation des contraintes) a été construit. La modélisation par la méthode d’éléments finis a permis de mieux comprendre l’origine du décollement de l’interface support-réparation et d’identifier des paramètres essentiels qui conditionnent la durabilité des RMACs This work, associating experiment and simulation approaches, is dedicated to the study of debonding propagation between a substrate simulating an old concrete structure and a thin bonded cimentitious overlay. It is a contribution to the durability of repairs. Based on the experimental data, a model integrating the mechanical effects (monotonic or fatigue loadings) and delayed effects (shrinkage, creep, stress relaxation) has been developed. The modelling by the Finite Element Method has allowed to better understand the origin of overlay-substrate interface debonding and to identify key parameters governing the durability of thin bonded cimentitious overlays

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Hilaire, Adrien. "Etude des déformations différées des bétons en compression et en traction, du jeune au long terme : application aux enceintes de confinement." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014DENS0048/document.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'apporter des éléments de connaissance sur le comportement des enceintes de confinement des centrales nucléaires françaises. L'aptitude au confinement de ce type de structures est garantie par la faible perméabilité du béton. En cas d'accident, le béton est protégé de la fissuration par la compression biaxiale assurée par les câbles de précontrainte orthoradiaux et verticaux. Dès lors, il s'agit de vérifier deux points principaux : premièrement, le niveau de précontrainte doit rester suffisamment élevé pour équilibrer les contraintes de traction induites lors d'un accident, deuxièmement, la fissuration du matériau qui apparaît hors situation accidentelle doit être limitée. La réalisation de ces objectifs passe par la connaissance du comportement du béton depuis sa fabrication jusqu'à la fin de la durée d'exploitation du réacteur. L'étude du matériau est séparé en deux grandes périodes : la phase du jeune âge caractérisée par de forts couplages chemo-thermo-mécaniques et la phase du long terme où le matériau subit des sollicitations hydro-mécaniques. Une modélisation couplant l'hydratation, les transferts thermiques et hydriques et la mécanique est développée : elle est apte à décrire les principaux mécanismes en jeu. Ce modèle est implanté dans le logiciel CAST3M : le nombre limité de paramètres permet de faciliter le processus d'identification. En parallèle à ce travail de modélisation, plusieurs essais expérimentaux ont été réalisés : certains sont destinés à la détermination de paramètres spécifiques (par exemple, le coefficient de Poisson du fluage propre), d'autres ont pour but d'évaluer la pertinence des mécanismes physiques retenus dans la modélisation (notamment sur les couplages séchage-retrait-fluage). Par la diversité des phénomènes abordés, cette étude s'articule autour de plusieurs axes. La première partie traite des phénomènes thermo-chimiques du béton au jeune âge et du séchage des matériaux cimentaires : problèmes qui ont en commun leur nature diffuse. Une attention particulière est portée sur l'identification des principaux paramètres d'influence de ces deux phénomènes. La deuxième partie concerne l'étude des déformations différées du béton. Contrairement à la décomposition conventionnelle de ces déformations, fluage et retrait sont corrélés et induisent un endommagement du matériau. La modélisation proposée, qui se place dans le cadre de la mécanique des milieux poreux non saturés, permet de considérer une partie des interactions entre ces déformations. La dernière partie se concentre sur l'étude du comportement différé de structures. Les résultats mettent en lumière l'importance de certains verrous technologiques dans la prédiction du comportement à long terme d'une enceinte de confinement This work aims to study the behaviour of the containment buildings in a nuclear power plant. The gas-proofing of these structures is based on the low conductivity of concrete (the hydraulic conductivity is around 10-11 m/s for a standard concrete). However, if cracks appear, this material property increases and the containment may not be longer guaranteed. In accidental situations, the concrete is protected from cracking by the bi-axial prestressing of the internal safety enclosure. The ageing of the structure may have two main consequences : firstly, the prestress has to remain sufficiently high to counterbalance the tensile stress caused by an accident, secondly, cracking induced by non-accidental loads has to be limited. These aims cannot be satisfied if the behaviour of the concrete is not understood from its manufacturing to the end of the operating life of the nuclear reactor.\\ The lifespan of the structure is broken down into two distinguished periods : on one hand, strong chemo-thermo-mechanical couplings characterise the early age phase, on the other hand, the material is under hydro-mechanical stress during the long term phase. In the proposed modelling, hydration, thermal and hydric transfers are coupled with the mechanical behaviour of the concrete- the main mechanisms are considered. The model is implemented in the software \textit{CAST3M} : the limited number of parameters facilitate the identification process. In tandem with this work, several experimental tests are realised. Parameters are identified from their results, moreover, some of the experimental observations confirmed the physical mechanisms considered in the model. \\ Because of the complexity of the different phenomenon, this document is built around the following principles. The first part deals with the chemo-thermal couplings at early age and the drying process of concrete at long term : the nature of these two problems is diffusive. This part is focused on the identification of the main parameters of these two phenomenons. The second part is about the delayed strains in concrete. Unlike the conventional decomposition of these strains, creep and shrinkage are correlated and influence the damage evolution. Mechanics of unsaturated porous media is used to consider the couplings between these strains. The last part is focused on the delayed behaviour of structures. Results highlight the importance of some technological barriers in order to predict accurately the long-term behaviour of a containment building

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Francisco, Philippe. "Déformations différées des bétons fibrés à ultra hautes performances soumis à un traitement thermique." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00973198.

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Abstract:

Les travaux présentés sont une contribution à l'état des connaissances sur les déformations différées des Bétons Fibrés à Ultra hautes Performances (BFUP) subissant un traitement thermique réalisé à température modérée. Ce type de traitement thermique est appliqué dans des conditions de fabrication usine, juste après la mise en œuvre du béton dans son moule, en vue d'accélérer pendant quelques heures le durcissement d'un produit destiné à se voir appliquer une précontrainte au jeune âge. L'analyse bibliographique souligne l'importance de considérer le type de traitement thermique utilisé comme un des paramètres prépondérants associés à la structuration des hydrates à court, moyen et long terme et à la teneur en eau résiduelle libre des bétons. Les résultats expérimentaux ont permis d'une part de quantifier les déformations différées de BFUP subissant un traitement thermique à température modérée et d'autre part de mettre en corrélation ces déformations avec l'évolution de paramètres matériaux mesurés tels que l'humidité relative interne et le degré d'hydratation. Des modèles analytiques adaptés, s'inspirant de ceux présentés dans l'Eurocode 2, sont proposés pour prévoir les déformations différées des BFUP. En outre, la modélisation et les simulations numériques révèlent qu'il est possible de prédire correctement le comportement de ces BFUP tant sur l'évolution des températures internes que sur l'évolution des déformations différées. La prédiction de l'évolution des propriétés des produits en BFUP en fonction de la nature de l'échauffement appliqué devrait permettre en outre l'optimisation des cadences de production et de l'énergie utilisée pour les traitements thermiques.

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Orengo, José Ramon. "Modélisation numérique des structures en béton armé." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529365.

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Abstract:

On développe dans ce travail un modèle de comportement pour le béton armé conçu pour le calcul des structures pour éléments finis dans le cadre de comportement à court terme et sans effets dynamiques. Le comportement du béton entre fissures est modélisé par une formulation élastoplastique avec paramètres multiples d'écrouissage. La fissuration est introduite au moyen de la formulation distribuée avec un diagramme de radoucissement qui tient compte de l'énergie de rupture et la géométrie de l'élément fini. On obtient ainsi l'objectivité des résultats vis-à-vis du maillage d'éléments fini. On incorpore à cette formulation l'effet de l'armature; on propose un modèle pour le comportement du béton armé: 1) la liaison de l'armature avec le béton armé fissuré incorpore l'effet dit tension stiffening; 2) on considère l'effet du glissement acier béton : l'énergie consommée par ce processus est considérée de façon conjointe avec l'énergie de rupture en traction dans le diagramme du radoucissement; 3) le modèle considère aussi l'effet de goujon et peut inclure n'importe quelle loi d'engrènement pour la fissure; 4) le modèle permet un nombre quelconque de directions de fissures et de couches d'armature. Finalement on montre les bonnes performances du modèle par comparaison de leurs résultats avec les données expérimentales sur structures planes en béton armé.

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Llau, Antoine. "Méthodes de simulation du comportement mécanique non linéaire des grandes structures en béton armé et précontraint : condensation adaptative en contexte aléatoire et représentation des hétérogénéités." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI029/document.

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Abstract:

Les structures en béton et béton armé de grandes dimensions, en particulier les enceintes de confinement, peuvent être sujettes à de la fissuration localisée suite à leur vieillissement ou dans le cas d’une forte sollicitation (APRP, par exemple). Afin d’optimiser les actions de maintenance, il est nécessaire de disposer d’un modèle prédictif de l’endommagement du béton. Ce phénomène se produit à une échelle matériau relativement petite et un modèle prédictif nécessite un maillage fin et une loi de comportement non linéaire. Hors ce type de modélisation ne peut être directement appliquée sur une structure de génie civil de grande échelle, le calcul étant trop lourd pour les machines actuelles.Une méthode de calcul est proposée, qui concentre l’effort de calcul sur les zones d’intérêt (parties endommagées) de la structure en éliminant les zones non endommagées. L’objectif est ainsi d’utiliser la puissance de calcul disponible pour la caractérisation des propriétés des fissures notamment. Cette approche utilise la méthode de condensation statique de Guyan pour ramener les zones élastiques à un ensemble de conditions aux limites appliquées aux bornes des zones d’intérêt. Lorsque le système évolue, un système de critères permet de promouvoir à la volée des zones élastiques en zones d’intérêt si de l’endommagement y apparaît. Cette méthode de condensation adaptative permet de réduire la dimension du problème non linéaire sans altérer la qualité des résultats par rapport à un calcul complet de référence. Cependant, une modélisation classique ne permet pas de prendre en compte les divers aléas impactant le comportement de la structure : propriétés mécaniques, géométrie, chargement… Afin de mieux caractériser ce comportement en tenant compte des incertitudes, la méthode de condensation adaptative proposée est couplée avec une approche de collocation stochastique. Chaque calcul déterministe nécessaire pour caractériser les incertitudes sur les grandeurs d’intérêt de la structure est ainsi réduit et les étapes de prétraitement nécessaires à la condensation sont elles-mêmes mutualisées via une deuxième collocation. L’approche proposée permet ainsi de produire pour un coût de calcul limité des densités de probabilités des grandeurs d’intérêt d’une grande structure. Les stratégies de résolution proposées rendent accessibles à l’échelle locale une modélisation plus fine que celle qui pourrait s’appliquer sur l’ensemble de la structure. Afin de bénéficier d’une meilleure représentativité à cette échelle, il est nécessaire de représenter les effets tridimensionnels des hétérogénéités. Dans le domaine du génie civil et nucléaire, cela concerne au premier chef les câbles de précontrainte, traditionnellement représentés en unidimensionnel. Une approche est donc proposée, qui s’appuie sur un maillage et une modélisation 1D pour reconstruire un volume équivalent au câble et retransmettre les efforts et rigidités dans le volume de béton. Elle combine la représentativité d’un modèle 3D complet et conforme des câbles lorsque le maillage s’affine et la facilité d’utilisation et paramétrage d’un modèle 1D. L’applicabilité des méthodes proposées à une structure de génie civil de grande échelle est évaluée sur un modèle numérique d’une maquette à l’échelle 1/3 de l’enceinte de confinement interne d’un réacteur de type REP 1300 MWe à double paroi Large-scale concrete and reinforced concrete structures, and in particular containment buildings, may undergo localized cracking when they age or endure strong loadings (LOCA for instance). In order to optimize the maintenance actions, a predictive model of concrete damage is required. This phenomenon takes place at a rather small material scale and a predictive model requires a refined mesh and a nonlinear constitutive law. This type of modelling cannot be applied directly on a large-scale civil engineering structure, as the computational load would be too heavy for the existing machines.A simulation method is proposed to focus the computational effort on the areas of interest (damaged parts) of the structure while eliminating the undamaged areas. It aims at using the available computing power for the characterization of crack properties in particular. This approach uses Guyan’s static condensation technique to reduce the elastic areas to a set of boundary conditions applied to the areas of interest. When the system evolves, a set of criteria allows to promote on the fly the elastic areas to areas of interest if damage appears. This adaptive condensation technique allows to reduce the dimension of a nonlinear problem without degrading the quality of the results when compared to a full reference simulation.However, a classical modelling does not allow to take into account the various unknowns which will impact the structural behaviour: mechanical properties, geometry, loading… In order to better characterize this behaviour while taking into account the various uncertainties, the proposed adaptive condensation method is coupled with a stochastic collocation approach. Each deterministic simulation required for the characterization of the uncertainties on the structural quantities of interest is therefore reduced and the pre-processing steps necessary to the condensation technique are also reduced using a second collocation. The proposed approach allows to produce for a reduced computational cost the probability density functions of the quantities of interest of a large structure.The proposed calculation strategies give access at the local scale to a modelling finer than what would be applicable to the full structure. In order to improve the representativeness at this scale, the tridimensional effects of the heterogeneities must be taken into account. In the civil and nuclear engineering field, one of the main issues is the modelling of prestressing tendons, usually modelled in one dimension. A new approach is proposed, which uses a 1D mesh and model to build a volume equivalent to the tendon and redistribute the forces and stiffnesses in the concrete. It combines the representativeness of a full conform 3D modelling of the tendon when the mesh is refined and the ease of use of the 1D approaches.The applicability of the proposed methodologies to a large-scale civil engineering structure is evaluated using a numerical model of a 1/3 mock-up of a double-wall containment building of a PWR 1300 MWe nuclear reactor

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Martyniak, Valentin. "Etude du comportement différé des revêtements dans les galeries souterraines." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02573431.

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Abstract:

L’équilibre de la contrainte dans les revêtements de galeries souterraines à grande profondeur, ou dans des roches meubles, est un phénomène complexe. Il résulte du comportement couplé du terrain et du béton de revêtement. Le caractère fluant de la roche implique une mise en charge progressive du revêtement de la galerie et l’amplitude de ce phénomène est fortement liée à la rigidité de ce dernier. Les calculs permettant de prédire la contrainte générée dans le revêtement sont généralement réalisés en intégrant des modèles très aboutis dans le terrain, mais les résultats peuvent montrer une contrainte beaucoup plus élevée que ce qui est mesuré sur ouvrage réel. Les sources d’erreur de ces modèles peuvent être multiples et ces différences peuvent s’expliquer par l’omission de certains phénomènes pouvant influer sur l’équilibre de la contrainte de revêtement.Au travers de différentes approches à complexité croissante, les phénomènes pouvant influer sur l’évolution de la contrainte au sein des revêtements de galeries souterraines profondes ont été étudiés. Ces phénomènes peuvent être liés au comportement du béton de revêtement ou à celui du terrain. Une approche semi-analytique de type convergence-confinement a été développée en intégrant les effets différés du terrain par un modèle phénoménologique de Singh-Mitchell ainsi que le fluage et le retrait du béton de revêtement par les modèles empiriques des Eurocodes. Cela a permis de déterminer un ordre de grandeur des différents phénomènes et de sélectionner ceux ayant un effet significatif. De plus, grâce à une analyse des données expérimentales sur les ouvrages de Chamoise et de Bure, nous avons pu montrer que l’évolution de la vitesse de contrainte dans le revêtement semble suivre une évolution linéaire dans le plan log⁡(dσ)/log⁡(t) avec une pente qui semble constante en dépit des différences entre les ouvrages. L’étude de ces données expérimentales a également permis de quantifier les effets différés du béton de revêtement à travers l’analyse des mesures de contrainte et de déformation.Le deuxième niveau de complexité intègre le modèle de comportement viscoplastique L&K à un modèle numérique. Afin d’étudier l’amplitude de ces phénomènes de manière plus précise, dont les effets peuvent dépendre de la méthode de mise en œuvre, nous avons défini deux cas de référence. Ces deux cas correspondent aux deux configurations les plus couramment rencontrés en travaux souterrains, à savoir une galerie creusée de manière traditionnelle à section en fer à cheval et une galerie à section circulaire creusée au tunnelier. Une étude de sensibilité aux paramètres de l’étude ainsi que ceux du modèle a été réalisée afin de déterminer la plage de variation possible du paramètre de pente de la vitesse de chargement.Enfin le troisième niveau de complexité d’analyse intègre un modèle de comportement du béton couplant le modèle mécanique aux effets de l’hydratation et du séchage du béton de revêtement. Une analyse de ces phénomènes a été effectuée sur des éprouvettes au travers d’essais de fluage, puis le modèle a été intégré à un des cas de référence. Cela a permis d’obtenir une meilleure estimation de l’effet du fluage dans les revêtements de galerie qui semble être le phénomène prépondérant à la modification de l’évolution de la contrainte dans le revêtement Stress equilibrium in concrete lining of deep tunnels, or in soft rocks, is a complex phenomenon. It results from the coupled behavior of the rock and the concrete of the lining. The creep behavior of the rock implies a progressive loading of the gallery lining. The magnitude of this phenomenon is strongly related to the rigidity of the concrete lining. Numerical simulation led to predict the stress generated in the lining are generally done by integrating very complex models in rock behavior, but the results can show a higher stress than those measured in real galleries. The origin of the mistakes in these numerical models can be multiple. These differences can be explained by the omission of certain phenomena which can influence the balance of the stress in the lining.Through various approaches with increasing complexity, the phenomena that can influence the evolution of the stress in deep underground tunnel lining have been studied. These phenomena can be related to the behavior of the concrete lining or to the behavior of the ground. A semi-analytical convergence-confinement approach have been developed by integrating the long term behavior of the ground effects with a Singh-Mitchell phenomenological model. The creep and shrinkage of the concrete lining follow an empirical model of Eurocode. This allowed for determining an order of magnitude of the different phenomena and to select those having a significant effect. Moreover, thanks to an analysis of experimental data on the Chamoise and Bure galleries, we have been able to show that the evolution of the stress velocity in the lining seems to follow a linear evolution of log⁡(dσ)/log⁡(t) with a constant slope despite the differences between the structures. The study of these experimental data have quantified the long time behavior of concrete lining through the analysis of stress and strain measurements.The second level of complexity integrates the L&K viscoplastic model into a numerical model. In order to study more precisely the amplitude of these phenomena, their effects can depend on the method of construction, we have defined two reference cases. These two cases correspond to the two configurations most commonly encountered in underground structures: the first is a gallery excavated in a traditional way with a horseshoe section, the second one is a tunnel with a circular section dug with a TBM. A sensitivity study of the parameters of the numerical model, and of the L&K model was performed to determine the possible range of variation of the concrete lining stress velocity parameter.Finally, the third level of complexity integrates a concrete model coupling the mechanical model to the effects of hydration and drying of the concrete. An analysis of these phenomena will be performed on samples through creep tests in the numerical model, then the model will be integrated into one of the reference cases. This will provide a better estimation of the effect of concrete lining creep, which appears to be the most noticeable effect on concrete lining stress evolution

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Alnajim, Ali. "Modélisation et simulation du comportement du béton sous hautes températures par une approche thermo-hygro-mécanique couplée : application à des situations accidentelles." Université de Marne-la-Vallée, 2004. http://www.theses.fr/2004MARN0192.

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Abstract:

Dans les applications du génie nucléaire, dans l'évaluation de la sécurité, dans les grands bâtiments et dans les tunnels, en particulier, les incendies récents dans les tunnels européens (Channel, Mont-Blanc, Great Belt Link, Tauern), l’évaluation de la performance du béton lorsqu’il est soumis à des températures extrêmes est d’un grand intérêt. Dans ces accidents, les tunnels ont présenté un endommagement très important (éclatement) au niveau des sections affectées dans les éléments en béton. En fait, quand le béton est exposé à des empératures pouvant dépasser les 1000°C, des transferts de chaleur et des transports de masses fluides ont lieu dans le matériau ce qui cause des expansions thermiques et le développement de pressions de pores. Aussi, dans cette gamme de température, la microstructure du béton est soumise à des modifications physico-chimiques qui influencent fortement son comportement. Ces phénomènes affectent alors l’ensemble des propriétés matérielles du béton : thermiques, hydriques et mécaniques. Dans de telles conditions sévères, une analyse complexe est alors requise. L’objectif de cette étude est donc de développer un modèle numérique capable de prédire les comportements Thermo-Hygro-Mécanique couplés du béton, intégrant les transformations Physico-Chimiques qui ont lieu dans ce milieu poreux partiellement saturé (THM - PC). Pour les transferts de chaleur et de masse (incluant liquide, vapeur et air sec), les équations constitutives de Fourier, Darcy et Fick et des équations d’état local sont utilisées. Le comportement fissurant du béton est décrit en utilisant un modèle élasto-plastique avec l’endommagement isotrope. De plus, des modèles de séchage et de fluage thermique transitoire ont également été pris en compte. Dans ce modèle mécanique, le concept de la contrainte effective, incluant les contraintes externes appliquées et les pressions de pores, a été utilisé. Ce modèle numérique a été incorporé dans le code d’éléments finis CAST3M. Après avoir vérifié la validité des différents couplages élémentaires décrits par le modèle, des simulations ont été effectuées dans un cas mobilisant, simultanément, l’ensemble des couplages In nuclear engineering applications, in safety evaluation, in tall buildings and in tunnels, particularly with the recent major fires in the European tunnels (Channel, Mont-Blanc, Great Belt Link, Tauern), the assessment of concrete performance will be of great interest. In these accidents, tunnels presented an extensive damage (spalling) of the concrete elements in the affected sections. In fact when the concrete is exposed to a temperatures from ambient up to 1000°C, this will lead to a heat and mass transfer into the concrete structure and will cause a thermal expansion of the constituents, evaporation of water and pore pressures build up. Within this range of temperature, the behaviour of concrete is affected by the physical and chemical changes of its microstructure. These entire phenomena will influence the thermal, hydral and mechanical material properties of the concrete. So in such severe conditions, a complex analysis is then required. Therefore, the objective of this study is to develop a numerical model as a tool to analyse the Thermo-Hydro-Mechanical coupling problems and the Physico-Chemical transformation THM-PC that take place in a partially saturated porous medium. For the heat and mass transfer (involving liquid, vapour and dry air), Fourier’s, Darcy’s and Fick’s constitutive equations have been used together with the thermodynamic and state equations. The cracking behaviour of the concrete is described by using an isotropic elasto-plastic-damage model. Moreover, the drying shrinkage and the transient creep have been taken also in the modelling. In this mechanical model the effective stress concept, accounting for both external applied stresses and pore pressures build up, has been used. This numerical model has been incorporated into the finite element software CAST3M. After verifying the validity of the different coupling processes of the model, numerical examples have been taken to demonstrate the capacity of the model to predict the behaviour of concrete when subjected to a fire

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Soucy, Jean-François. "Propriétés mécaniques et comportement des éléments fléchis ayant subi des réparations structurales en béton." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29838/29838.pdf.

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Abstract:

Ce projet était composé d’une campagne expérimentale en deux phases. Dans la première phase, des simulations à l’aide de la méthode des éléments finis ont été réalisées afin d'identifier les paramètres les plus sensibles. Dans la seconde phase, une série de 12 poutres en béton armé de 3,4 m de long ont été confectionnées. Ces poutres ont par la suite subi une cure thermique et un séchage à l’air. Ensuite, 10 des 12 poutres confectionnées ont été réparées dans leurs zones centrales en compression à l’aide de deux types de matériaux de réparation. Le premier matériau possédait une plus faible rigidité que le substrat, et le second, une rigidité supérieure. Les conclusions principales de l’étude montrent que le fait d’utiliser un matériau de réparation avec une rigidité supérieure à celle du substrat permet d’obtenir un comportement semblable à celui d’une poutre monolithique. En revanche, l’utilisation d’un matériau à plus faible rigidité tend à affecter négativement le comportement de la poutre réparée. Cette tendance est davantage marquée lorsque l’on considère une charge soutenue, car les matériaux à plus faible rigidité tendent à se déformer davantage que les matériaux plus rigides. Mots clés : Béton, capacité structurale, fluage, compression, MEF, poutre, propriétés mécaniques, réparation A two-phase research program has been undertaken. In the first phase, computer simulations using a finite-element analysis (FEM) software have been performed to highlight the most sensitive. In the second phase, a series of 12 real-size reinforced concrete beams (3,4 m long) has been cast, air-conditioned and repaired at midspan to different extents, using two formulations of repair self-compacting concrete (high-stiffness and low-stiffness SCC’s), 10 of the 12 beams are repaired beam. The last 2 beams are monolithic beams and used as references. After the installation of the instrumentation, the beams are tested on a 4-point bending setup using two servo-hydraulic actuators, for the measurement of the instantaneous and long-term load deformation. The analysis that follows illustrates the correlation between laboratory results and numerical simulations. The main findings of the study show that using a repair material with a higher stiffness than that of the substrate results in a behavior similar to the monolithic beam. However the use of a material with a lower stiffness tends to negatively affect the behavior of the repaired beam. This trend is more pronounced when considering a sustained load, because the materials with lower stiffness tend to deform more than the rigid materials, it follows that the creep at the young age of the material also affects the behavior of the repaired beams, and that the use of a more rigid material allows the repaired beam to behave like a monolithic beam. Keywords: Beam, concrete, compression, creep, FEM, mechanical repair, structural capacity

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Tran, Nhu Cuong. "Développement d'un modèle d'interface acier-béton à haute température : modélisation des structures en béton exposées au feu." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657207.

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Le comportement des structures en béton armé (BA) et en béton précontraint (BP) exposées au feu est une thématique de recherche importante en génie civil. Actuellement, le comportement de l'interface béton-acier à haute température et la simulation thermomécanique non linéaire des structures en béton sont des verrous à lever. Ces deux questions font l'objet de cette thèse. Après avoir fait un état de l'art sur le comportement à froid de l'interface béton-acier, un modèle à haute température est proposé ainsi que son intégration numérique dans le code de calcul ANSYS. Puis, les performances de plusieurs modèles non linéaires du béton ont été analysées. Finalement, des méthodologies de modélisation du transfert thermique et du comportement mécanique des structures exposées au feu ont été proposées et validées à travers des simulations d'essais

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Le, Roy Robert. "Déformations instantanées et différées des bétons à hautes performances." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529739.

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Abstract:

On présente ici deux types de modélisations, ainsi que de nombreuses données expérimentales, portant sur les déformations des bétons et en particulier celles des bétons à hautes performances. La première a pour but de prévoir les amplitudes des déformations instantanées, de retrait endogène et de fluage propre, en fonction de la formulation. On utilise pour cela une approche par homogénéisation, en adaptant le modèle bisphère de Hashin au calcul du module du béton. La démarche de modélisation, fondée sur la prise en compte de la compacité réelle du squelette granulaire, aboutit à une géométrie trisphère. On fait le choix, après l'avoir justifié, de fixer les coefficients de Poisson à un cinquième. Puis, on applique le modèle trisphère au calcul des amplitudes de fluage propre et de retrait endogène. Les paramètres principaux de formulation (rapports eau sur ciment, fumée de silice sur ciment, proportion granulaire, classe du ciment) sont pris en compte. L'approche appliquée au fluage est confortée par un calcul viscoélastique linéaire. Dans la deuxième approche, on propose un modèle simplifié, de type réglementaire, pour le calcul des déformations des bétons à hautes performances en fonction du temps, et d'un nombre Limité de paramètres. Les apports principaux de la modélisation concernent la prise en compte de l'autodessiccation, de la maturité et de la résistance du matériau au moment du chargement. Le modèle a été validé d'après de nombreuses données, et pour des bétons de maturités très variables au chargement, variant de seize heures à plus de deux ans. Elaboré dans le cadre de l'Association Française pour le Recherche et l'Etude des Matériaux et des Structures (AFREM), le modèle est proposé comme annexe au règlement français de béton précontraint (BPEL), pour les bétons couvrant la gamme B40-B80.

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Aili, Abudushalamu. "Shrinkage and creep of cement-based materials under multiaxial load : poromechanical modeling for application in nuclear industry." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1014/document.

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Abstract:

L’intérêt principal de la thèse est le comportement mécanique à long terme des enceintes de confinement des centrales nucléaires françaises. Les enceintes de confinements des centrales sont des structures en béton précontrainte biaxiale. Nous résumons donc le problème que nous nous adressons en deux points clés : la biaxialité du chargement et les déformations différées à long terme.Afin de caractériser les déformations différées sous chargement biaxial, nous nous concentrons dans un premier temps au coefficient du Poisson viscoélastique du béton. Dans ce but, nous commençons par examiner minutieusement la définition du coefficient de Poisson dans le cadre de la viscoélasticité linéaire isotrope non-vieillissente. Puis, en analysant les résultats expérimentaux de la littérature, nous obtenons le coefficient de Poisson viscoélastique du béton. Comme extension, nous amenons une analyse micromécanique et essayons d’éclaircir le mécanisme du fluage à long terme du gel de C-S-H.Dans un deuxième temps, nous visons à proposer un modèle poroviscoélastique sans supposer préalablement la décomposition classique des déformations différées. Nous commençons par identifier les tendances expérimentales majeures et phénomènes physiques que nous voulons capturer par le modèle. À partir des résultats expérimentaux du retrait endogène et du fluage propre de la littérature, nous analysons l’origine physique possible du retrait endogène à long terme. À la fin, dérivé de la théorie de la poromécanique, un modèle poroviscoélastique basé sur la physique est proposé. La prédiction du modèle est comparée avec les résultats expérimentaux de la littérature The main interest of the thesis is the long-term mechanical behavior of the containment building of french nuclear power plants. The containment buildings of the power plants are biaxially prestressed concrete structures. Therefore, we summarize the problem of interest into two following key points: biaxiality of load and long-term delayed strain.In order to characterize the delayed strain under biaxial load, our study first concentrates on the viscoelastic Poisson's ratio of concrete. In this purpose, we start by scrutinizing the definition of Poisson's ratio in non-aging linear isotropic viscoelasticity. Then, from the analysis of experimental results from the literature, we can obtain the viscoelastic Poisson's ratio of concrete. As an extension, we use micromechanics to shed some light on the long-term creep mechanism of the C-S-H gel.In a second step, we aim at proposing a poroviscoelastic model without postulating a priori the classical decomposition of delayed strains. We start by identifying the major experimental tendencies and physical phenomena that we aim at capturing with the model. From experimental data of autogenous shrinkage and basic creep from the literature, we analyze the possible physical origin of long-term autogenous shrinkage. In the end, a physics-based poroviscoelastic model is proposed, derived from the poromechanics theory. The prediction of the model is compared with experimental results from literature

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Zhang, Qing. "Creep properties of cementitious materials : effect of water and microstructure : An approach by microindentation." Phd thesis, Université Paris-Est, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00996571.

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Abstract:

Cementitious materials such as concrete, cement and gypsum are widely used in construction, as the raw materials of which they are made are abundant on Earth. Such trend is unlikely to change in the coming decades. But these materials suffer from creep. The creep of cementitious materials is a complex issue. On one hand, in cementitious materials creep is often coupled with other phenomena such as drying, hydration and cracking, and can be influenced by various parameters such as temperature, level of stress, water content and mix design. On the other hand, measuring creep by traditional macroscopic creep testing is time-consuming (creep test on concrete is recommended to be carried out over several months in order to provide a reliable characterization of long-term creep) and tedious, since experimental parameters need to be well controlled over extensive periods of time. This thesis studied microindentation at the scale of cement paste or gypsum plaster for the assessment of long-term basic creep properties of cementitious materials, by comparing creep functions obtained by minutes-long microindentation testing with those obtained with macroscopic creep experiments which lasted up to years. For cement paste, the comparison was made at the scale of concrete with the aid of upscaling tools. The study validated that minutes-long microindentation testing can provide a measurement of the long-term creep properties of cementitious materials. With the validated indentation technique, we studied the effect of microstructure (i.e., the distribution and the spatial organization of phases) and of water on long-term basic creep of cementitious materials. The effect of microstructure was studied on materials such as C3S pastes and C2S pastes as well as on compacts of synthetic C-S-H, portlandite (CH) and their mixtures prepared by compaction of powders. For all samples considered, we identified the right micromechanical model that allows predicting the results. The choice of micromechanical model was consistent with microstructural observations. The effect of relative humidity was studied by conditioning and testing some of those materials (i.e., C3S paste, compact of C-S-H, and compact of CH) in various relative humidities ranging from 11% to 94%. Relative humidity had a significant effect on creep: for all materials tested, a greater humidity led to a greater creep. The compact of portlandite was the most sensitive to relative humidity, probably because creep occurs at interfaces between portlandite crystals. For C3S paste, a linear relation was identified between long-term creep properties and water content at relative humidities ranging from 11% to 75%.Finally, we proposed micromechanical models that allow predicting long-term basic creep properties of cementitious materials with a wide range of volume fraction of crystalline phase and over a wide range of relative humidities

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Sayed, Ahmad Firas. "Mise en précontrainte des Bétons Fibré à ultra haute performance (BFUHP) à l'aide de matériaux composites en carbone (PRFC)." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00700491.

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Abstract:

Nous nous intéressons dans ce travail à la mise en précontrainte par pré-tension d'éléments en Béton Fibré Ultra Performant (BFUP) par des renforts en Polymères Renforcés de Fibres de Carbone (PFRC). L'association de ces deux matériaux doit permettre de réaliser des éléments précontraints présentant une haute résistance mécanique et une grande durabilité. Cette étude à forte composante expérimentale s'est déroulée en trois phases. La première phase concerne l'étude de l'adhérence entre les PFRC et le BFUP au cours de laquelle des configurations de surface optimales des renforts (joncs) sont présentées. Dans la deuxième phase nous proposons un système d'ancrage permettant de mettre en tension les joncs de précontrainte. Ce système permet de conserver l'intégralité de la résistance en traction des joncs PFRC. La troisième phase est dédiée à une campagne expérimentale d'essais de flexion 4 points menée sur des poutres BFUP précontraintes par des joncs PFRC et des torons acier. Le comportement global des poutres précontraintes en flexion est analysé en termes de rigidité, de suivi de la fissuration, de pertes de la précontrainte, de capacité portante et de ductilité. Les résultats obtenus sont très encourageants et ouvrent des perspectives pour l'utilisation des PRFC en tant que renforts actifs pour la précontrainte

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El, Assami Yassine. "Homogénéisation en viscoélasticité linéaire non-vieillissante par la méthode de l'inclusion équivalente : application aux matériaux cimentaires." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1051/document.

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Abstract:

La prédiction du comportement à long terme des matériaux cimentaires est un enjeu majeur pour contribuer à l'étude de la durabilité des structures précontraintes. Le présent travail porte sur l'utilisation de la méthode de l'inclusion équivalente, approche d'homogénéisation multi-échelle simplifiée, pour la prédiction du fluage dans ces matériaux. Le fluage est modélisé par la viscoélasticité linéaire sans vieillissement. La méthode de l'inclusion équivalente permet de contourner certaines difficultés et limitations que présentent les approches classiques. Pour les matériaux cimentaires, fortement hétérogènes, les approches multiéchelles classiques sont ou bien numériquement lourdes et très complexes à mettre en œuvre, ou bien pas suffisamment détaillées pour prendre en compte les spécificités d'une microstructure. La méthode de l'inclusion équivalente présente un juste-milieu et permet de calculer des microstructures simplifiées de type matrice-inclusions et de fournir des estimations ou des bornes sur le comportement homogénéisé. Sous sa forme variationnelle, la méthode de l'inclusion équivalente n'a jusqu'alors été mise en œuvre que pour des inclusions de forme sphérique. Le présent travail propose d'étendre cette méthode à des inclusions de forme ellipsoïdale dont la variation de l'élancement permet de modéliser de nouveaux éléments asphériques tels que les fissures, les fibres et les cristaux de portlandite. Cette complexification de la géométrie a un impact sur le temps de calcul, qui est amplifié dans le cadre du fluage. Le second volet du travail porte alors sur l'extension de la méthode de l'inclusion équivalente à la viscoélasticité linéaire sans vieillissement par l'intermédiaire de la transformée de Laplace-Carson. Une méthodologie efficace (tant du point de vue de la précision que de celui du temps de calcul) est finalement proposée pour effectuer l'inversion numérique de cette transformée The prediction of long-term behaviour of cementitious materials is a major concern which contributs to the study of the durability of prestressed structures. This work focuses on the use of the equivalent inclusion method, simplified multi-scale homogenization approach, for the prediction of creep in these materials. Creep is modelled by the non-ageing linear viscoelasticity. The equivalent inclusion method overcomes certain difficulties and limitations posed by conventional approaches. For cementitious materials (highly heterogeneous), conventional multi-scale approaches are, either digitally heavy and complex to implement, or not sufficiently detailed to take into account the specificities of a microstructure. The equivalent inclusion method presents a middle way and allows the calculation of simplified matrix-inclusion type microstructures and to provide estimates or bounds on the homogenized behaviour.Under its variational form, the equivalent inclusion method has, up to now, been implemented only for spherical inclusions. This work proposes to extend this method to ellipsoidal inclusions whose variation of slenderness allows the modelling of new aspheric elements such as cracks, fibers and portlandite crystals. Such enrichment of the geometry has an impact on the computation time, that is amplified in the context of creep. The second aspect of the work then applies to the extension of the equivalent inclusion method to the non-ageing linear viscoelasticity by means of the Laplace-Carson transform. An effective methodology (both from the viewpoint of precision and calculation time) is finally proposed to perform the numerical inversion of this transform

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Moreillon, Lionel. "Shear strength of structural elements in high performance fibre reinforced concrete (HPFRC)." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00861175.

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Abstract:

For members and flat slabs without shear reinforcement, the shear and punching shear strength are often the determining design criteria. These failure modes are characterized by a fragile behaviour implying possible partial or total collapse of the structure. Despite extensive research in this field, shear and punching shear in reinforced and prestressed concrete structures, remain complex phenomena so much that the current approach is often empirical or simplified. The ability of Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) to reduce shear reinforcement in reinforced and prestressed concrete members and slabs,or even eliminate it, is supported by several experimental studies. However its practical application remains marginal mainly due to the lack of standard, procedures and rules adapted to its performance. The stationary processes in precast industry offer optimal possibilities for using high performance cementitious materials such as Self Compacting Concrete (SCC) and High Strength Concrete (HSC). For the author, the combination of High Performance Concrete and steel fibres is the following step in the development and the optimization of this industry. The High Performance Fibre Reinforced Concrete (HPFRC) stands between conventional SFRC and Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC). The HPFRC exhibiting a good strength/cost ratio is, thus, an alternative of UHPFRC for precast elements. The principal aim of this work was to analyse the shear and punching shear behaviour of HPFRC and UHPFRC structures without transversal reinforcement and to propose recommendations and design models adapted for practitioners. Several experimental studies on structural elements, i.e. beams and slabs, were undertaken for this purpose. Firstly, an original experimental campaign was performed on pre-tensioned members in HPFRC. A total number of six shear-critical beams of a 3.6 m span each, and two full scale beams of a 12 m span each, were tested in order to evaluate the shear and flexural strength. The principal parameter between the specimens was the fibres (...)

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Dissertations / Theses on the topic 'Construction en béton précontraint – Fluage'

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