Dissertations / Theses on the topic 'Fibre d'acier'

L'installation de l'armature de cisaillement dans les poutres en béton armé est souvent onéreuse et complexe. De plus, la fragilité de la rupture en cisaillement en fait un danger pour la sécurité du public. L'utilisation d'un béton renforcé de fibres (BRF) s'avère être une alternative intéressante pour fournir une résistance en cisaillement suffisante et éviter ce mode de rupture. Suite aux diverses études réalisées dans le passé par les chercheurs, certains points restent à analyser concernant les poutres en BRF. En effet, la majorité des études ont porté sur des poutres de petites tailles faites de béton renforcé de fibres d'acier. Il faut donc approfondir l'effet d'échelle et l'utilisation de fibres synthétiques. Des essais à la rupture en quatre points sur trois séries de poutres de tailles différentes (150x250x2200mm, 300x500x4400mm, 300x800x7100mm) ont été réalisées à l'Université de Sherbrooke par Tran [2009], Nguyen [2006] et Lavictoire [2010]. Le présent projet de recherche s'inscrit à la suite de leurs projets et consiste à compléter les essais déjà réalisés afin d'étudier l'effet d'échelle en présence de fibres. L'objectif est également d'analyser et de comparer l'apport des fibres utilisées (synthétiques et crochetées en acier) sur la résistance à l'effort tranchant des poutres en BRF. Des essais à la rupture ont été réalisés sur huit poutres dans le but de posséder des résultats pour des poutres avec les renforts en cisaillement suivant : aucun renfort, minimum d'étriers selon la norme CSA A23.3-04, taux volumiques de 0.5% et 1.0% de fibres d'acier et synthétiques. Parallèlement, des essais de caractérisation du comportement post-fissuration des BRF ont été réalisés conformément à la norme ASTM C1609/C1609M-10. Les résultats montrent que malgré une augmentation significative de la résistance à l'effort tranchant, les fibres ne parviennent pas à enrayer l'effet d'échelle. De plus, les deux types de fibre utilisés ont permis d'obtenir des résistances semblables avec un taux volumique de 0.5%. Alors qu'un taux de 1.0% de fibres d'acier a permis d'atteindre des résistances comparables aux poutres avec le minimum d'étriers selon la norme, l'utilisation de 1.0% de fibres synthétiques n'a pas eu d'effet notable comparativement à 0.5%. Les fibres ont également permis de retarder l'apparition des fissures diagonales et d'en réduire l'ouverture en comparaison aux poutres sans renfort en cisaillement sous chargement équivalent. Elles ont par ailleurs provoqué une augmentation de la rigidité des spécimens. Des tentatives d'estimation de la résistance en cisaillement des sept poutres en BRF du programme expérimental ont été réalisées en utilisant différentes valeurs de résistance post-fissuration obtenues par l'essai ASTM C1609/C1609M-10. Les données récoltées avec ce projet étant insuffisantes, davantage de recherches sont nécessaires afin de déterminer une équation de design adaptée aux poutres de BRF et un paramètre de résistance post-fissuration adéquat.

Malgré les avantages multiples du béton à hautes performances, il reste relativement peu étudiédans les structures en béton armé. Notamment, la servicibilité du matériau et son comportementvis-à-vis de la fissuration nécessitent une investigation profonde. En effet, dans les structures enbéton armé, c’est souvent la servicibilité du matériau qui se détériore et écourte la durée de vied’une construction. Dans le même contexte, le comportement à l’effort tranchant du béton àhautes performances (BHP) reste insuffisamment étudié comparativement à la littératureabondante sur le béton ordinaire (BO). Le principe de l’effort tranchant en béton armé n’estd’ailleurs toujours pas suffisamment explicité avec rationalité et l’on continue à utiliser desméthodes empiriques pour se prémunir contre les effets désastreux de cette sollicitation sur lesstructures en béton armé. Ce manque de compréhension est illustré par des approches de calculdifférentes et parfois contradictoires utilisées dans les principaux règlements de calcul en bétonarmé. L’applicabilité de ces approches de calcul réglementaires au béton à hautesperformances nécessite une evaluation profonde. Cet aspect fait partie des objectifs de laprésente étude. L’utilisation des fibres d’acier comme renforcement en béton en général et enbéton à hautes performances en particulier semble améliorer le comportement structural de cematériau en effort tranchant. Sur ces aspects de comportement structural, un total de 70 poutresen béton armé, ordinaire et de hautes performances, avec et sans fibres d’acier, ont été testéesen flexion quatre-points. Les fibres d’acier ont été utilisées en différentes quantités /f et différentsélancements lf/df. Les essais réalisés dans ce travail ont montré que les fibres d’aciers couturentefficacement les fissures et ainsi permettent aux éléments de structures d’être servicibles à desniveaux de chargement élevés. Cette efficacité se distingue particulièrement dans le matériauBHP qui développe une adhérence relativement meilleure avec l’acier par comparaison au BO.Ces effets de coutures efficaces ne sont, cependant, pas reflétés dans les modèles de calculsutilisés dans les règlements universels<br>Despite de multiple advantages of high performances, it is still relatively unknown. It is thusimportant to study this material from all the aspects in the aim of understanding its structuralbehavior and using it as a building material in composition with steel and hence beneficiate fullyfrom its higher compressive strength and denser compactness. In this sense, the serviceability ofthe material, particularly its behaviour towards cracking which affects its integrity, necessitates adeeper investigation. In the same context, the shear behavior of high performances concrete(HPC) is still insufficiently investigated by comparison to the abundant literature for that of ordinaryconcrete (OC). On the aspect of shear behaviour, it is worth noting that such a solicitation inreinforced concrete is a topic which continues to arouse a lot of interest despite the abundanceof the existing literature. The applicability of the different design approaches to high performancesconcrete requires further investigations. This aspect is a part of the objectives of the presentexperimental study. The use of steel fibers as reinforcement for concrete in general and for highperformances concrete in particular seems to improve the structural behavior of this concretematerial, particularly for shearing. On these aspects of structural behaviour, a total of 70 reinforcedconcrete beams, from ordinary concrete and high performances concrete, with and withoutsteel fibers, have been tested in four-point flexural bending. The steel fibers were used in differentquantities /f and different aspect ratios lf/df. The test carried out in this investigation have shownthat fibers stitch up effectively the two faces of a crack and thus enable structural elements to beserviceable at higher loading levels. This efficiency is particularly distinguishable for highperformances concrete (HPC) which develops a relatively better bond with the reinforcement bycomparison to ordinary concrete (OC). These stitching effects are however not reflected in thedesign models presented in the different universal design codes

La premiere partie de ce memoire consiste en une synthese bibliographique sur l'etat des connaissances a ce jour dans le domaine du beton renforce de fibres d'acier. La seconde partie developpe l'approche experimentale d'essais en laboratoire de flexion de poutres et de flexion centree de dalles carrees renforcees par differentes fibres a divers dosages. Cette etude conduit essentiellement a une analyse comparative des diverses methodes de caracterisation de l'effet de fibres a l'aide de l'enregistrement des graphes charge-deplacement et de leur exploitation. La troisieme partie concerne la mise en uvre d'un composite original constitue d'un composite original constitue d'un micro-beton fabrique a partir de couches successives de mortier et de fibres paralleles. Ces fibres sont orientees, lors de la mise en uvre du materiau, dans une direction variable par rapport aux directions de traction, compression monoaxiale et flexion pure auxquels seront ulterieurement soumis les echantillons preleves dans le materiau. Une etude experimentale detaillee est conduite sur ce materiau artificiel et une interpretation theorique est proposee

Les matériaux architecturés attirent de plus en plus d’attentions de par leur capacité à combiner différentes propriétés ciblées. Dans ce contexte, les matériaux enchevêtrés, et plus particulièrement les matériaux monofilamentaires enchevêtrés, présentent des propriétés intéressantes en terme de légèreté, de ductilité, et de facteur de perte. En raison de l’architecture interne complexe de ces matériaux, leur caractérisation et la compréhension des mécanismes de déformation nécessitent une méthodologie adaptée. Dans cette étude, l’enchevêtrement est réalisé manuellement pour différents fils d’acier et soumis à une compression oedométrique. De manière à étudier le comportement sous charge de ce type de matériaux, un dispositif de compression uniaxiale guidée a été mis en place dans le tomographe. Il est ainsi possible de suivre, à l’aide de mesures quantitatives, la déformation de l’échantillon et l’évolution du nombre de contacts pour différentes fraction volumiques. L’utilisation de ces données microstructurales a permis un meilleure compréhension du comportement mécanique de tels enchevêtrements. Une rigidité pouvant varier de 20 à 200 MPa en fonction des paramètres de mise en forme (diamètre et forme du fil, fraction volumique, matériau constitutif) a été déterminé. Un matériau homogène de rigidité plus faible a pu être obtenu en pré-déformant le fil sous forme de ressort avant enchevêtrement. Le facteur de perte du matériau a ensuite été mesuré à la fois sous chargement statique et dynamique. L’analyse mécanique dynamique a mis en évidence la capacité de ce matériau à absorber de l’énergie avec une valeur de facteur de perte d’environ 0.25. Les propriétés mécaniques du matériau ont tout d’abord été modélisées analytiquement par un modèle de poutres et un bon accord avec les résultats expérimentaux a pu être obtenu en définissant un paramètre d’orientation equivalent, spécifique à la compression oedométrique de matériaux enchevêtrés. En parallèle, un modéle éléments discrets a été developé afin de simuler le comportement en compression de matériaux monofilamentaires enchevêtrés. Ce modèle s’appuie sur une discrétisation du fil en éléments sphériques, acquise à partir de données de tomographie. Bien que seul le comportement élastique du fil constitutif ait été pris en compte, une bonne adéquation entre résultats numériques et expérimentaux a été obtenu en ajustant les coefficients de frottement du modèle<br>Playing with the architecture of a material is a clever way of tailoring its properties for multi-functional applications. A lot of research have been made, in the past few years, on what is now referred to as “architectured materials” (metal foams, entangled materials, steel wool, etc), mostly for their capacity to be engineered in order to present specific properties, inherent to their architecture. In this context, some studies have been carried out concerning entangled materials but only a few on monofilament entangled materials. Such a material, with no filament ends, could exhibit interesting properties for shock absorption, vibration damping and ductility. In this study, entanglements were manually produced, using different types of wire, and submitted to constrained (inside a PTFE die) in-situ compressive tests within the laboratory tomograph. This technique enabled a 3D, non destructive, microstructural characterization of the complex architecture of these materials, along with the analysis of their macroscopic mechanical properties. The stiffness of this material was found to be in a 20-200 MPa range and homogeneous samples could be obtained, while lowering their stiffness, by pre-deforming the initial wire as a spring. Damping measurements were performed using different types of entanglements (constitutive materials, volume fraction, wire diameter, wire shape) under both monotonic and dynamic loadings and directly linked to the measurements of the number of contacts. The Dynamic Mechanical Analysis underlined the great capacity of this material to absorb energy with a loss factor of about 0.25 and damping was found to decrease with the stiffness of the entanglement. The mechanical properties of this material were first modeled using an analytical “beam” model based on the experimental evolution of the mean distance between contacts and a good agreement was found with the experimental results. In parallel, a Discrete Element Method was used in order to model the compressive behaviour of Monofilament Entangled Materials. Although purely elastic properties were taken into account in the model, a very good agreement with the experimental results was obtained by adjusting the friction coefficients of the model. This tends to prove that the plasticity of these entangled materials is rather due to the structure (friction) than to the constitutive material itself

Les fibres d'acide polylactique (PLA), issues de ressources agricoles renouvelables, ont suscité à leur apparition un grand intérêt car il s'agit de fibres ayant les avantages des fibres synthétiques. Or très vite des inconvénients sont apparus en particulier lors de leur teinture : elles se saturent très facilement conduisant a des nuances pastel et les solidités aux lavages des teintures sont médiocres. Nous avons vérifié que la cristallinité des fibres de PLA est du même ordre de grandeur que celle du polyester classique (55- au pire 60%). Par contre les traitements aqueux type teinture font croître cette cristallinité, peut-être par hydrolyse des zones amorphes. Mais la teinture est très rapide, ce qui signifierait que les zones amorphes sont à peine orientées ce qui est confirmé par RX (un fond continu vraiment plat) et de ce fait elles ne retiennent pas le colorant. Les isothermes d'adsorption montrent également qu'il n'y a pas d'adsorption mais " solution " puisqu'elles sont de type Nernst et que la fixation de colorant décroît avec la croissance de la température. En plus, à chaque traitement aqueux de la fibre est hydrolysée ce qui entraîne une perte de colorant et une réduction lente des propriétés mécaniques de la fibre. Ce dernier phénomène étant relativement long d'où nous avons formulé une hypothèse que l'hydrolyse des bouts de chaine serait plus rapide que celle des milieux de chaine.

Les chambres souterraines préfabriquées en béton armé avec des barres d’acier sont fréquemment utilisées dans la construction et les industries électriques pour les câbles d’alimentation, pour les logements et les transformateurs. Au Québec, plus de 30 000 de ces chambres ont été installés par Hydro-Québec au cours des 30 dernières années. Cependant, comme d'autres structures en béton armé traditionnel, la corrosion de l'armature d'acier constitue la principale cause de détérioration des chambres souterraines, conduisant à des réparations coûteuses et des réhabilitations ainsi que d'une réduction significative de la durée de vie. Ce problème pourrait donc être enrayé avec l’utilisation d’armatures en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV). Ce document présente un résumé des normes canadiennes en vigueur qui régissent l’utilisation des matériaux composites essentiellement. En plus, les données expérimentales pertinentes sur le comportement et la résistance d'un total de 9 chambres souterraines à grande échelle de béton totalement renforcé de polymères renforcés de fibres de verre (PRFV) et de barres d'acier sont présentées. Les chambres mesurent 2 300 mm de largeur par 3 800 mm de longueur et les murs sont d'une hauteur de 2 800 mm. Différents scénarios de charge sont testés pour représenter toutes les sortes de sollicitation au cours de sa vie au service (fatigue, compression et tirage direct). Les résultats expérimentaux ont été indiqué en termes de charge de ruptures, de réseaux, de fissures et en déformation. L’essai de fatigue présente des résultats négligeables par rapport aux déformations (béton et armature), aux déplacements ainsi qu’aux réseaux de fissurations. L’essai de tirage direct se termine par la rupture par poinçonnement suite aux essais en fatigue et les chambres n’ont révélé aucune rétention de résistance dans les données recueillies. Les essais statiques, qui sont également à la suite des essais en fatigue, ont le même comportement que les essais statiques simples, réalisés par l’étudiant M. Alexandre d’Amours. Finalement, la charge combinée (application d’une charge de 180kN statique avec un essai de tirage direct) reflète les conditions d’installation et le comportement en charge est légèrement différent, mais non significatif. Également, les résistances finales sont concordantes avec les essais de tirage direct seulement. En somme, les chambres souterraines en acier et en PRFV respectent toutes les exigences minimales du devis de performance par rapport à tous les tests effectués. À la suite de la conclusion de l'analyse, les chambres en PRFV ont démontré une «équivalence» par rapport aux chambres souterraines en acier.

Plus de 30 000 structures en béton armé ont été installées par Hydro-Québec au cours des 30 dernières années. Ces structures, préfabriquées ou coulées sur place, subissent d'importants problèmes de dégradation avec le temps. La pression hydrostatique constante du sous-sol accélère l'infiltration de l'eau, parfois saturée de sels de déglaçage, dans le béton. L'eau réagit avec les armatures d'acier qui se corrodent prématurément. La corrosion des armatures cause ensuite la fissuration prématurée du béton ce qui augmente de débit l'infiltration d'eau, etc.. Le problème peut être résolu en remplaçant l'armature en acier par de l'armature non corrodable en matériaux composites, telles que les barres en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV). Ce mémoire présente un résumé des normes canadiennes en vigueur qui régissent l'utilisation des matériaux composites. De plus, une revue de la littérature est effectuée pour le poinçonnement des dalles conventionnelles et renforcées de PRFV. La conception préliminaire des dalles sous charges pondérées et de service est ensuite effectuée pour les chambres renforcées d'acier et de PRFV. Il est démontré lors de la conception préliminaire que les deux types de chambres (renforcées en acier et en PRFV) comportent certains manques sous charges pondérées. Ces manques peuvent être simplement réglés apportant des modifications mineures au ferraillage. Trois types d'essais expérimentaux sont effectués sur huit spécimens de taille réelle. L'essai de compression simule les charges verticales (la pression des terres, le trafic, le camion de tirage, etc.). L'essai de traction avec poulies simule un tirage de câbles sur les murs, le plancher et le plafond. L'essai de traction direct simule le tirage de câbles sur un seul ancrage. L'essai de compression démontre que pour les chambres renforcées de PRFV avec coulis cimentaire entre les pièces, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration des chambres sont adéquats pour des charges de service et pondérées selon le devis de performance proposé par Hydro-Québec. L'essai de tirage avec poulies se termine chaque fois avec la rupture de la soudure de l'anneau au plancher. Pour toutes les chambres, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration sont adéquats selon le devis de performance proposé. L'essai de tirage direct se termine par la rupture en poinçonnement du mur. Pour toutes les chambres, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration sont adéquats selon le devis de performance proposé. De plus les équations de poinçonnement de la norme S806-12 sont toujours conservatrices par rapport aux valeurs expérimentales obtenues.

Cette these de doctorat presente un modele de reseau d'acces pour etudes technico-economiques et conception optimale des architectures fibre/radio-dans-la-boucle d'abonne. Le modele presume que la zone de desserte de commutateur locale est un carre dans laquelle les abonnes sont uniformement distribues. Cette zone est ensuite subdivisee en zones des desserte des sous-repartiteurs, qui sont elles aussi presumees des carres. La zone de desserte du sous-repartiteur est ensuite subdivisee en zones des desserte des points de branchement. Chaque point de branchement a la capacite ou modularite pour raccorder t abonnes (ou t = 4, 8, 16, 32). Pour chaque valeur de t, la zone de desserte de sous-repartiteur est modelisee comme un quotient du carre de la densite d'abonnes. Par consequent, les longueurs des arcs de distribution et de branchement sont des sequences qui sont des fonctions de la densite d'abonnes et de la modularite des points de branchement t. Ces sequences peuvent etre generees iterativement ainsi permettant l'implementation d'un algorithme iterative pour calculer les longueurs des arcs de distribution et de branchement. Trois topologies de cable de distribution peuvent etre simulees par le modele: l'etoile, le bus et la boucle. Les fonctions de cout pour les architectures fibre-dans-la-boucle d'abonne sont derivees sur la base de ce modele. Ces architectures point-a-multipoint realisent le partage de signaux au sous-repartiteur et aux points de branchement de maniere passive ou active. L'impact du cout de l'implementation de partages des signaux sur le cout d'investissement du reseau fibre-dans-la-boucle d'abonne est tres significatif. Le modele presente dans ce travail peut etre utilise pour mener des etudes de sensibilite de couts, afin de determiner le taux de partage des coupleurs ou la modularite des interfaces de reseaux optiques (optical network units (onu), qui optimise le cout de reseau pour une densite d'abonne donne

In this work, long-term behaviour of FRP RC beams has been investigated both analytically and experimentally to further extend the knowledge in this particular research domain. In this respect, a new methodology to determine the long-term deflections due to creep and shrinkage is presented. Based on multiplicative coefficients, the methodology is straightforward and simple, and therefore suitable to be used in design. In addition, an experimental campaign on two series of GFRP RC beams subject to long-term loading has been performed. Different reinforcement ratios, concrete strengths and sustained load levels have been considered. For comparison purposes steel reinforcement has also been used. The experimental long-term results have been reported and discussed. Furthermore they have been compared to predictions using the most representative procedures, as well as, the proposed methodology presented in this work.<br>En aquest treball, es presenta una nova metodologia per a la determinació de fletxes diferides degudes als efectes de la fluència i la retracció del formigó. La metodologia presentada es basa en coeficients multiplicadors, essent així un mètode directe i simple, apte per ser utilitzar en el disseny. Addicionalment, l’estudi presenta els resultats d’una campanya experimental realitzada en dues etapes, on bigues armades amb barres de material compost han estat sotmeses a càrregues a llarg termini. S’han considerat diferents quanties de reforç, resistències de formigó i nivells de càrrega. Per tal de comparar-ne els resultats, també s’han assajat bigues armades amb barres d’acer. Els resultats experimentals han estat analitzats i comparats amb els models de predicció més significatius, així com amb la metodologia desenvolupada i presentada en aquest estudi.