Dissertations / Theses: 'Matériaux de construction'

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Achchaq, Fouzia. "Étude hygro-thermique de matériaux isolants fibreux." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0122.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est l'amélioration des connaissances du comportement hygro-thermique d'isolants de nature minérale et végétale utilisés dans le bâtiment. Deux milieux non tissés sont choisis : la laine de verre et la laine de chanvre. Trois aspects constituent cette étude. La caractérisation structurale des laines aux échelles macroscopique et microscopique (VER, microporosité. . . ), puis une caractérisation hydrique en condition isotherme (sorption/désorption, méthode de la coupelle, microscope électronique à balayage électronique environnemental. . . ) et enfin, une caractérisation thermo-physique (ATG, méthode Alembêta, conductivité thermique. . . )
The thesis objective is the understanding of hydric and thermic behavior of mineral and plant insulators used in building field. Two not weaved medias are chosen : glass wool and hemp wool. Three aspects constitute this study. The stuctural characterization of wools according macroscopic and microscopic scales (EVR, microporosity. . . ), then a hydric characterization in isothermal condition (sorption/desorption, cup test, ESEM. . . ) and finally, a thermic characterization (ATG, method Alembêta, thermal conductivity. . . )

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Miquel, Anne. "Détermination expérimentale des caractéristiques hydriques des matériaux du bâtiment : contribution à la mise au point et validation de techniques nouvelles." Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120012.

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Abstract:

Ce travail porte essentiellement sur la metrologie des transferts hygrothermiques pour les materiaux consolides du batiment. Le but final est l'alimentation en caracteristiques hydriques des modeles de transferts couples masse/chaleur sans lesquels la simulation et la validation est impossible. Deux objectifs ont ete fixes : - montrer que toutes les mesures hygrometriques necessaires pour finaliser les travaux de modelisation et acceder a la simulation peuvent etre effectuees avec precision et a l'aide de techniques simples et fiables sur tout le domaine hygroscopique. - reduire notablement les temps de mesures necessaires a l'obtention des caracteristiques par l'emploi de nouvelles techniques et une bonne gestion de strategies experimentales. Nous avons ainsi exploite un ensemble de techniques experimentales dont certaines ont fait l'objet d'amelioration. Pour etudier l'equilibre hydrique, nous avons exploite les plaques de succion et les solutions salines a la pression atmospherique et sous vide. Les methodes de mesures pour etudier les transferts hydriques sont des methodes directes exploitant le regime permanent : le permeametre osmotique et la methode de la coupelle utilisant les solutions salines a la pression atmospherique et egalement sous vide. Tous les bancs experimentaux sont facilement transposables et/ou trasportables a d'autres temperatures que l'ambiance. Nous avons notamment montre que la technique par le vide permet a faible cout la determination d'isothermes et de permeabilites vapeur pour n'importe quel type de materiau en dehors des materiaux a cellules fermees. Elle a ete validee par comparaison aux techniques classiques sur un beton cellulaire. L'interet de son utilisation repond ainsi directement aux deux objectifs fixes au debut de ce travail.

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Sellier, Alain. "Modélisations probabilistes du comportement de matériaux et de structures en génie civil." Cachan, Ecole normale supérieure, 1995. http://www.theses.fr/1995DENS0012.

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Abstract:

Des méthodes de calcul basées sur la théorie des probabilités sont développées. Elles permettent d'étudier la sécurité de structures métalliques à assemblages semi-rigides et la sécurité de structures en béton arme. Ces méthodes sont également intéressantes pour la modélisation de matériaux hétérogènes. Elles permettent alors de développer une loi de comportement du béton intégrant des phénomènes aussi divers que la localisation des déformations, les effets d'échelle ou les mécanismes physico-chimiques de la réaction alcali-granulats

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Rouchier, Simon. "Évaluation des performances hygrothermiques des matériaux de construction endommagés." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00761749.

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Abstract:

Les transferts d'humidité dans les matériaux de construction ont une influence importante sur leur durabilité et sur les performances hygriques et thermiques des bâtiments. De nombreux mécanismes d'endommagement chimiques et physiques de ces matériaux sont en effet dus à l'infiltration d'eau. En conséquence, leur structure poreuse peut évoluer au cours du temps, et des fissures microscopiques comme macroscopiques peuvent s'y développer. La description des matériaux à l'échelle microscopique est cependant une source d'erreur importante dans les codes de simulation actuels des transferts d'humidité et de chaleur, notamment en raison du fait que les milieux sont considérés comme homogènes, et que les effets du vieillissement des matériaux sont négligés. Il importe donc de trouver un moyen d'inclure les effets de l'endommagement dans les simulations de transferts d'humidité et de chaleur à l'échelle du bâtiment. Des méthodes existent pour la prédiction du comportement de milieux soumis à des sollicitations hygriques et mécaniques, mais supposent que l'ensemble des facteurs extérieurs influant sur l'endommagement soient connus tout au long des simulations. Une nouvelle méthodologie a été proposée pour compléter ces approches prédictives, en combinant des mesures expérimentales d'endommagement avec la simulation de transferts couplés d'humidité et de chaleur. Une étude préliminaire a d'abord été menée, consistant à mesurer la perméabilité vapeur équivalente d'éprouvettes de mortier multi-fissurées. Cette démarche a permis d'identifier les besoins expérimentaux et numériques de la suite du travail, visant à modéliser les écoulements dans un réseau discret de fissures sur la base de leur caractérisation. Une méthodologie expérimentale combinant corrélation d'images numériques et émissions acoustiques a ensuite été développée, permettant de disposer de cartographies d'endommagement et de proposer une démarche pour la mesure de réseaux de fissures dans les matériaux de construction en place. La méthode optique, associée à une procédure de traitement d'images, a permis de disposer de données précises de la géométrie de réseaux de fissures. De plus, une méthode a été proposée pour permettre l'interprétation des mesures d'émissions acoustiques en termes de quantification, localisation et identification des phénomènes d'endommagement. Un code de simulation a ensuite été écrit, permettant d'intégrer ces mesures de fissuration dans la modélisation des écoulements couplés d'humidité et de chaleur en milieu poreux. Ce modèle a été validé sur la base de mesures expérimentales : la corrélation d'images numériques a été appliquée durant la fracturation d'éprouvettes de béton, dans lesquelles l'infiltration d'eau a ensuite été suivie par radiographie aux rayons X. Les résultats numériques obtenus sont en bonne conformité avec les mesures expérimentales en termes de prédiction de la concentration d'eau en deux dimensions. Enfin, la méthodologie a été appliquée à une série de cas test, dans le but de modéliser les performances hygrothermiques de parois multi-couches, incluant des matériaux endommagés, soumises à des conditions climatiques réelles. On a ainsi pu estimer les conséquences potentielles de l'endommagement sur l'accumulation d'eau dans des parois, sur l'amplitude des cycles de sorption et de séchage, ainsi que sur les transferts thermiques.

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Dang, Tuan Anh. "Valorisation des sédiments marins bretons comme matériaux de construction." Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0016.

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Abstract:

Le projet SEDIVAL traite des vases marines bretonnes et plus particulièrement des sédiments provenant du piège de Lyvet aménagé sur la Rance et de la baie de Mont Saint Michel. Il vise à développer une nouvelle voie de valorisation des sédiments fins marins en tant que matériau de construction et plus particulièrement comme nouveaux liants pouvant être exploités industriellement. Un traitement thermique à 650°C et 850°C a été adopté. Les sédiments traités ont été ajoutés à du ciment Portland ordinaire afin de former de nouveaux liants. Les résultats ont montré que les sédiments calcinés à 650°C pourraient être utilisés jusqu’à 35% pour obtenir des liants de classe 42,5, alors que les sédiments calcinés à 850°C ne vérifient que la classe 32,5. Des essais à plus long terme (150 jours) ont montré que les résistances mécaniques augmentent encore nettement au delà du 28ème jour. En terme de perméabilité, les nouveaux liants ne nuisent pas à la perméabilité intrinsèque du mortier. La durabilité des mortiers sous a été également étudiée, le traitement à 650°C apporte au mortier une meilleure durabilité que le traitement à 850°C. En définitive, les sédiments étudiés présentent un réel potentiel de valorisation qu’il conviendra de confirmer par des essais sur des éprouvettes de béton
The SEDIVAL project deals with the Brittany marine sediment and particularly the sediments from the Lyvet trap built on the Rance and the Mont Saint Michel Bay. It aims to develop a new beneficial reuse of dredged sediments as a construction material and particularly as new binders which can be exploited industrially. The sediments were treated at 650°C and 850°C. The treated sediments are added to Portland cement in order to develop new composite binders. The results showed that the sediments treated at 650°C could be used up to 35% for the class of 42. 5, while the sediments treated at 850°C only verified the class of 32. 5. Experiments of 150 days of curing showed the mechanical strength increases significantly beyond the 28th day. In terms of permeability, the new binders did not affect the intrinsic permeability of the mortar. The durability of mortars was also studied; the sediment treated at 650°C provided the mortar with better durability than one treated at 850°C. Finally, the studied sediments present a real potential of beneficial reuse that might be confirmed by experiments on concrete samples

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Samri, Driss. "Analyse physique et caractérisation hygrothermique des matériaux de construction." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0067/these.pdf.

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Abstract:

Les matériaux de construction sont des matériaux poreux, et donc très sensibles à l’eau. Du fait de conditions thermique et hygrométrique ambiantes variables, ils sont le siège de plusieurs phénomènes : migrations de vapeur d’eau, changements de phase, humidification, séchage. Le couplage de tous ces phénomènes conditionnent ses propriétés thermiques et sa durabilité. A titre d’exemple, pour un béton de chanvre de type « mur » soumis à une hygrométrie de 75%, sa conductivité thermique augmente de 30% (forte conduction de l’eau). La mise en place d’une cellule d’échange a donc pour but de caractériser les performances hygrothermiques de trois matériaux de construction : le béton cellulaire autoclavé, le béton de chanvre et la brique à perforations verticales, en fonction des conditions ambiantes. L’étude s’appuie tout d’abord sur une approche expérimentale. L’objectif est de créer des gradients de T et HR en fonction du temps et ainsi mesurer la distribution en température et humidité relative dans la paroi ainsi que la reprise en eau du matériau lorsque celui-ci est soumis, sur la face en contact avec l’enceinte climatique, à des sollicitations statique et cyclique en T et HR. Ensuite, l’étape suivante consiste à modéliser le comportement des matériaux comme enveloppe grâce à un modèle de conduction thermique pure tout d’abord. Les grandeurs thermiques des matériaux (λ, ρ, c, hs et a) sont alors déterminées. Enfin, pour les bétons de chanvre, on doit procéder à une modélisation numérique des transferts couplés de chaleur et d’humidité afin d’analyser plus précisément l’influence des transferts de masse sur le comportement thermique
Building materials are porous materials, and therefore very sensitive to water. Due to variable hermodynamical ambient conditions, processes of energy and mass transfers between the ambient air and the material occur. These exchanges lead to important modification of their thermal properties and their durability. For instance, measurements of the thermal conductivity of Hemp Lime Concrete, placed in climatic chamber in which the relative humidity is 75%, show a variation of 30%. This PhD Thesis deals with the case of three porous buildin materials: Aerated Autoclaved Concrete (AAC), Hemp Lime Concrete (HLC) and Vertically Perforated Brick (VPB). The hygrothermal behaviour of these materials is studied with the experimental set-up called cell of exchange. This cell consists of test walls which are place between a climatic box and the laboratory. The scope of this experimental work is to create gradients of temperature and of relative humidity through the sample. So, the study aims to measure and characterise heat and mass flows in these materials. Ln a second part, simulation are performed to design, expiain and interpret the experimental results. They are done in COMSOL Multiphysics. Ln a first approach, only the heat equation in 1 D has been implemented in the toolbox. Comparisons between experimental and theoretical results gives us the therm properties of tested materials (ʎ,ρ,c,hs et a). The numerical modeling approach shows that, contrary to AAC or VPB, HLC involves a complex interaction between heat transport and mass transfer through the material. So, simulations on HLC are investigated through the problematic of phase change materials

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Fuchez, Valérie. "La responsabilité civile des fabricants de matériaux de construction." Toulouse 1, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU10002.

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Abstract:

Le fabricant de matériaux de construction ne répond à l' origine, à aucune responsabilité civile spécifique à moins qu' il ne soit assimilé à un professionnel. Lorsqu' il fournit des matériaux sans aucune autre prestation, le fabricant est assimilé à un vendeur professionnel. En outre, il emprunte sa responsabilité à celui d' un sous-traitant agissant pour le compte de l' entrepreneur principal dès lors que le contrat conclu entre eux répond à la qualification de louage d' ouvrage. Ces fabricants sont désormais, conformément à l' article 1792-4 du Code civil, solidairement responsables avec les entrepreneurs-poseurs. La responsabilité civile du fabricant a été concernée au premier chef par le mouvement d' objectivation du droit de la responsabilité civile si bien qu' il relève désormais de la responsabilité objective instaurée par la loi du 19 mai 1998. La nécessité d' assurer l' utilité du matériau au cocontractant impose au fabricant une obligation de conformité relative à la chose objet du contrat. En complément, une obligation de sécurité incombe au fabricant afin de contrebalancer le risque que fait courir l' incorporation des matériaux sur l' ensemble de l' ouvrage et sur les personnes. Ainsi, la dualité du régime juridique découle de cette dissociation de la conformité et de la sécurité. En effet, la non-conformité implique un dommage causé aux matériaux se dissociant du défaut de sécurité consistant en un préjudice causé par les matériaux aux personnes et aux biens.

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Abdelmoumene, Abla. "Etude des caractéristiques thermiques et mécaniques des matériaux de construction du sud algérien." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0010.

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Abstract:

La construction en gypse et en plâtre peut participer à la diversification des techniques de construction des pays en voie de développement. Ce travail présente une étude technique du matériau gypse à l'état naturel et matériau modifié, plâtre et ajouts en vue de leurs utilisations dans la construction au sud algérien. Différentes analyses ont été menées afin de caractériser ces matériaux, principalement en ce qui concerne les caractéristiques thermophysiques qui affectent considérablement le confort de l'habitat. Les différentes valeurs de la conductivité thermique et de la diffusivité thermique de ces matériaux ainsi que leurs variations en fonction du taux de gâchage et de la teneur en eau sont présentées. Afin de concilier les exigences thermique et mécanique, des essais de résistance à la traction par flexion et à la compression ont été effectués sur ces mêmes matériaux. Par ailleurs une nouvelle technique de détermination de la conductivité thermique de la matrice solide a été proposée, elle permettra d'améliorer la précision des résultats fournis par l'utilisation des modèles de prévision de la conductivité théorique. Ce travail a permis de choisir des ajouts et d'aboutir à des recommandations d'utilisation des matériaux étudiés dans la construction au sud algérien
Gypsum and plaster construction can be used in the diversification of building ethnics in the emerging countries. This technology allows the creation of lower coast units that can be built on over the Algeria. These units cater for the small local area needs. The aim of this work is a technical study of the natural and modified gypsum plaster and additives Îl1 view of their use in construction in southern Algeria. Different analyses are considered in order to characterize these materials. We focus on thermo physical characteristics that affect comfort of the housing unit. The different thermal conductivity and thermal diffusivity values of these materials as well as their variations according to their water content are presented. This contribution to a better knowledge of thermal parameters will help the designer to evaluate accurately the beat transfers between external and internal environment building. In order to conciliate the thermal and mechanical constraints, we will subject those materials to the strength of bending and compression. We will present a new technique for the determination of the thermal conductivity of the solid matrix, which allows the extension of the use of the models to many materials used in Civil Engineering. This work has allowed the choice of additives and recommendations of the use of the studied materials for the construction in the south

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Ciutina, Liviu Adrian. "Assemblages et comportement sismique de portiques en acier et mixtes acier-béton : Expérimentation et simulation numérique." Rennes, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAR0016.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réponse sismique d'ossatures non contreventées en portiques métalliques ou en portiques mixtes acier-béton, influencée par le comportement des assemblages. Les assemblages, de type poutre-poteau, en acier ou la partie en acier des assemblages mixtes sont réalisés par des platines d'extrémités boulonnées, utilisant des boulons H. R. à serrage contrôlé. La première partie de l'étude, à caractère expérimental, relate plusieurs séries d'essais effectués à Rennes et à Timisoara ; son objectif est de rechercher des dispositions constructives appropriées en vue d'obtenir un meilleur comportement ductile des assemblages métalliques et mixtes, soumis à des chargements de types monotone et cyclique, ces chargements pouvant être symétriques ou fortement dissymétriques. Une attention particulière est accordée à certains points de détails des assemblages : partie inférieure de la platine boulonnée au moyen d'essais élémentaires de type " T-stub ", type de chanfrein à exécuter pour le soudage des poutres à la platine, renforcement du panneau d'âme du poteau métallique par des doublures, etc. Cette étude a permis de confronter les résultats de l'expérience aux modèles de calcul des normes actuelles, et de proposer quelques recommandations et formules simples permettant un meilleur comportement dissipatif. Une deuxième partie porte sur le calibrage des modèles numériques à l'aide du logiciel DRAIN 2DX, par rapport aux résultats des essais expérimentaux. En utilisant un modèle à fibres pour les éléments de type poutre-poteau, et en intégrant les caractéristiques mesurées des matériaux, on peut arriver à un bon accord avec les résultats d'essais. Pour les assemblages proprement dits, un modèle sophistiqué, basé sur une courbe enveloppe de réponse multi-linéaire incluant un comportement cyclique dégradable conduit également à une simulation convenable des courbes réelles moment-rotation. Dans la troisième partie, qui s'appuie sur des analyses non linéaires dynamiques et sur des données d'accélérogrammes du sol, on s'efforce de tirer parti des comportements des assemblages métalliques et mixtes expérimentés en laboratoire. Cinq portiques, dont un métallique et quatre mixtes sont analysés, en considérant les poutres reliées aux poteaux par des assemblages ayant des comportements similaires à ceux expérimentaux, donc plus ou moins rigides et/ou plus ou moins résistants. L'emplacement des structures a été supposé dans des zones de nature et d'intensité sismiques différentes, en particulier la France et la Roumanie. Les réponses des structures sont jugées en termes d'exigences portant sur les rotations élasto - plastiques des zones dissipatives et les déplacements relatifs entre étages. La réponse en ductilité globale est traduite en termes de facteur de comportement q et de rendement sismique η
The work presented in this report concerns the seismic response of moment resisting steel or composite steel-concrete frames, influenced by the behaviour of their joints. The steel of the beam-to-column joints or the steel part in the case of composite joints are realised by bolted end-plate connections, using HSF bolts with controlled preloading. The first part of the study, having an experimental character, relates several series of tests, performed at Rennes and at Timisoara; its objective is to research the appropriate constructive layouts for an improved ductile behaviour of the steel and composite end-plate beam-to-column connections under monotonic and cyclic types of loading, under symmetrical or strongly unsymmetrical conditions. A particular attention is given to some detail points of the connections: the inferior part of the end-plate, by means of basic experimental tests on “T-stub” subassemblies, bevel type used for welding of beams to the end plates, the reinforcing of the column steel panel of the steel column by doubling plates, etc. This study allowed us to compare the experimental results with those of the models proposed by recent codes and to propose some recommendations and simple formulae in order to permit a better dissipative behaviour. A second part concerns the calibration of numerical models, by the help of DRAIN 2DX computer code, according to the results of the experimental tests. In the case of beam-columns type of elements, using a fibre model and including the measured characteristics of the materials it was proved that we can arrive to a good agreement as compared to the experimental results. As for the connections themselves, a sophisticated model, based on a multi-linear envelope curve of response and including a degrading cyclic behaviour, leads also to an adequate simulation of the real moment-rotation response curves. Into the third part, based on the dynamic non-linear analyses and on soil accelerograms, we try to take advantage of the behaviour of the steel and composite connections tested in laboratory. Five moment frames, from which one metallic and four composite are analysed, considering the beams jointed to columns by connections having a similar behaviour of those tested experimentally, so more or less rigid and/or more or less resistant. The location of the structures was supposed in zones having different nature and seismic levels, particularly in France and Romania. The responses are judged in terms of the required élasto-plastic rotation of the dissipative elements and by the required inter-story drifts. The global ductility response is interpreted in terms of the behaviour factor q and of the seismic performance factor η

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Tran, Van Huong. "Optimisations mécaniques des constructions en matériaux locaux." Electronic Thesis or Diss., Vaulx-en-Velin, École nationale des travaux publics de l’État, 2014. http://www.theses.fr/2014ENTP0014.

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Abstract:

Les matériaux locaux utilisés en génie civil se définissent comme présents directement sur les sites de construction ou lieux proches. Parmi ces matériaux, nous avons étudié la terre crue, la limousinerie (maçonnerie de pierre associée au mortier de terre de chaux maigre) et le béton de poudingue (un béton maigre à base de granulat de poudingue). L’objectif général de cette thèse est de faciliter l’utilisation des constructions durables en matériaux locaux. Les études à l’échelle du matériau et à l’échelle de la structure ont été effectuées sur ce type de construction. À l’échelle du matériau, le comportement mécanique des matériaux locaux a été étudié. Une procédure d’optimisation de la composition des matériaux en fonction de leur résistance mécanique a été également proposée. À l’échelle de la structure, le comportement des constructions en matériaux locaux a été étudié par les études de cas. Premièrement, le comportement mécanique d’un pont neuf, voûté en limousinerie, a été étudié en effectuant des mesures in situ du champ de déplacements du pont lors du décintrement. Le pont a également été modélisé par un modèle 2D utilisant la MED. La modélisation du phénomène de contacts partiels dans la zone des voussoirs adjacents du voussoir de clé a permis de retrouver le profil particulier du champ de déplacements mesuré, ce qui ne peut pas être effectué par la MEF. Deuxièmement, l’auscultation dynamique d’un bâtiment en limousinerie a été effectuée par des mesures de bruit de fond. Un modèle 3D utilisant la MEF a été fait et validé en le comparant avec les résultats expérimentaux. Une simulation des actions sismiques conformément à l’EC8 a été effectuée afin d’estimer sa vulnérabilité aux séismes. Troisièmement, le comportement d’une maison en béton de poudingue a été étudié. Une procédure d’optimisation de la forme de voûte a été proposée pour ce type de construction. Puis, les principes de justification de la stabilité par la méthode de calcul aux contraintes admissibles ont également été proposés
Local materials used in civil engineering are directly available on construction site or close places. Among these materials, we studied soil, the rubble stone masonry (stone masonry associated with clay mortar or lime mortar), and the pudding concrete. New constructions using local materials are promising to compete with conventional materials, due to their low embodied energy and reduction of waste. However, until now, these constructions remain limited in the world and particularly in France, due to difficulties of implementation: low strength, lack of design rules and implementation guide. Therefore, the general objective of this thesis is to facilitate the use of local material to build the sustainable constructions. So, study in material and structural scales has been done on this type of construction. At the scale of the material, the mechanical behavior of the local materials has been studied by determining their mechanical properties by laboratory tests. An optimization procedure for the composition of the materials according to their strength has also been proposed for earthen materials (compacted earth, mixed earth and concrete of pudding). At the structural scale, mechanical and dynamical behaviors of constructions using local materials have been studied on some structures. Firstly, the mechanical behavior of a new stone masonry bridge was studied by measuring its displacements at the stage of the formwork removal. The singular profile of the displacements field with a singularity for voussoirs very close to the keystone was found. A 2D numerical analysis of the formwork removal using DEM was proposed to provide better insight on mechanisms that took place on site. The reduction of the extent of the contact zone between the voussoirs enabled finding the peculiar displacement field observed on-site. Secondly, the dynamic behavior of an old rubble stone masonry building was studied by determining its dynamic characteristics using in-situ measurements of background noise. Then, a 3D numerical model using FEM was validated by comparing with experimental results. Seismic vulnerability of the building was also estimated by a simulation of the seismic actions in this model according to EC8. Thirdly, an optimization procedure for the arch shape was proposed in the case of concrete of pudding stone house. The principle of justification of the stability using the yield design analysis was also discussed

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Ruzicka, Martin. "Optimisation d'un procède de moussage protéinique de pates argile-ciment : conséquences sur le comportement physicomécanique du matériau durci." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0090.

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Abstract:

Ce travail étudie le composite argile-ciment, allégé par un entraîneur d air protéinique. La partie argileuse est un sous-produit d'exploitation de granulats, actuellement inutilisé. L’entraîneur d'air est de l'hémoglobine extraite de sang bovin, c est-a-dire, un déchet revalorisé de l'industrie agroalimentaire. La nature argileuse et le caractère mousseux du matériau rendent très complexe son comportement à l'état frais ainsi qu'à l'état durci. En vue de l'application du matériau dans l'industrie du bâtiment, il s'avère absolument indispensable de maitriser ce comportement. C’est pourquoi, l'étude et l’optimisation de ce comportement font l'objet du travail. En première partie est effectuée une revue des aspects théoriques sont notamment abordées les notions de comportement des argiles leurs interactions avec le ciment et la matière. Protéinique ainsi que la problématique du moussage. La deuxième et la troisième partie présentent respectivement des caractéristiques des composants du matériau étudie et les techniques expérimentales utilisées. La quatrième partie est consacrée aux résultats expérimentaux et à leur analyse. Concernant le matériau frais, l'intérêt est essentiellement porté sur la formation de mousse et sa rhéologie. Les influences du PH des constituants, des traitements chimiques etc. Sont exposées. Le comportement à l état durci, et les impacts des différents traitements utilisés sont évalués. Enfin, l’objectif étant la mise au point d'un matériau de construction possédant des propriétés satisfaisantes, on propose à base des résultats expérimentaux une composition et des conditions de moussage optimales
This work studies the clay-cement composite foamed by a proteinic airentraining agent. The clayey part is presently an unused by-product of the exploitation of clay-containing sands. The air-entraining agent, recycled hemoglobin of ox-blood, is also an industrial waste-product. The clayey nature and the foamy character of the material make very complex its behavior in the fresh state as well as in the hardened state. In view of the material application in the building industry, it is absolutely indispensable to control this behavior. Therefore, the study and the optimization of this behavior make the object of this work. In the first part, some theoretical aspects are reviewed. Notably, the elements of clay behavior, its interactions with the cement and proteinic matter as well as the principles of foaming are given. The second and the third part present some characteristics of the mixture components and the applied experimental techniques respectively. The fourth part treats and analyzes the experimental results. Concerning the fresh material, we study the creation of foamed mixture and its rheology. Influences of the ph, of the constituents and of the chemical treatments are exposed. The behavior in the hardened state and the impacts of some treatments are evaluated. Finally, having in view a material of construction possessing the satisfactory properties and considering the results of the study, an optimal composition and foaming conditions are expressed

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Keita, Emmanuel. "Physique du séchage des sols et des matériaux de construction." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1172/document.

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Abstract:

Le séchage des matériaux de construction et des sols a une grande importance sur leurs propriétés finales et est un enjeu critique du point de vue économique et énergétique. Ces matériaux contiennent des grains de toutes tailles (incluant une fraction colloïdale) et de l'eau. Nous étudions les phénomènes physiques essentiels à l'origine de ces propriétés de séchage à partir d'une séparation d'échelle plus nette que dans les matériaux réels entre les tailles caractéristiques de l'échantillon, des pores et des éléments dans le fluide interstitiel. Des milieux poreux 3D sont observés à l'aide de l'IRM et de la tomographie au rayon X, et des milieux poreux modèles à l'aide d'une caméra et d'un microscope confocal. Trois catégories de fluides interstitiels saturant initialement la structure poreuse ont été étudiées : un liquide pur, des suspensions de particules rigides et des suspensions de particules molles. Le séchage d'un liquide pur met en évidence un régime d'évaporation où le taux de séchage est constant. L'eau s'écoule par pompage capillaire pour approvisionner en eau la surface libre où l'évaporation a lieu. Comme l'évaporation est localisée à la surface libre, des simulations par éléments finis mettent en évidence la sensibilité du taux de séchage à la configuration locale de l'interface eau/air. Les suspensions de particules ralentissent toujours la cinétique de séchage en comparaison de l'eau seule. A faible fraction volumique, les particules migrent vers la surface lors du séchage d'un milieu poreux et ralentissent la cinétique de séchage en formant une zone compactée. Les particules molles peuvent se comprimer et augmenter ainsi le nombre de particules par unité de volume ce qui influence la longueur de diffusion de la vapeur d'eau. A fraction volumique élevée, la viscosité du fluide empêche l'écoulement ainsi les cinétiques de séchage sont très lentes et les particules ne se déplacent pas
Drying of building materials and soils plays a major role in their final properties and is a main economics and environmental issue. In this thesis, we study the drying of complex porous media to better understand the impact of particles in the interstitial fluid. With a clear scale separation between the sample, pores and particles sizes, we observe water and particles distributions by camera, MRI, X-ray tomography and confocal microscope. We show that the fluid evolution and the drying kinetics are coupled. We study three kinds of fluids: pure liquid, hard and soft particles suspensions. The drying rate of pure water remains constant and generally persists until the majority of water is evaporated. The fluid flows through the porous network, due to capillary depression, to provide water to the free surface where evaporation occurs. We show, by Finite Elements Method, that the drying rate is very sensitive to the shape of the air/water interface. Particles suspensions always slow down the drying kinetics compare to pure water. At low volume fraction, particles migrate towards the surface and drying rate is linked to the increases of the compacted area. Soft particles can compress, thus the compacted area may shrink and influences drying rate. At high volume fraction, viscous dissipation is high and limit the fluid flow therefore particles do not migrate and the drying kinetics is slow

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Carjaval, Moncada Claudio Andrés. "Evaluation probabiliste de la sécurité structurale des barrages-poids." Clermont-Ferrand 2, 2009. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01298893.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est d'aborder l'évaluation de la sécurité structurale d'un barrage par une approche d'analyse de fiabilité. Notre travail est focalisé sur la catégorie des barrages-poids et propose des méthodes probabilistes pour la modélisation des propriétés des matériaux et des sollicitations. Pour la modélisation probabiliste des propriétés des matériaux, notre travail se focalise sur le corps des barrages-poids en béton. Les méthodes développées mettent en oeuvre : -l'analyse des dispersions des propriétés des matériaux aux différentes échelles spatiales, une démarche de fusion des informations disponibles et l'utilisation des relations physiques entre les résistances du béton des barrages. Concernant la modélisation probabiliste des sollicitations, nous focalisons notre recherche sur les actions hydrauliques, qui constituent les principales actions agissant sur les barrages. Les méthodes développées présentent deux principaux aspects innovants par rapport à une démarche d'ingénierie classique : la prise en compte de divers scénarios de crues et la prise en compte de la variabilité de la cote de la retenue avant l'occurence d'un événement hydrologique. La modélisation probabiliste de l'état-limite de résistance à l'effort tranchant, couplé avec l'ouverture de fissures est basée sur des méthodes classiques d'analyse de fiabilité, telles que les méthodes FORM/SORM et les méthodes de simulation de Monte-Carlo. L'application des méthodes développées est réalisée sur plusieurs cas de barrages en service. En terme de valorisation, nous proposons des recommandations et des outils opérationnels permattant la mise en oeuvre des méthodes développées

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Kenmogne. "Dégradation des matériaux de construction : contribution à l'étude de la faisabilité des terres argileuses en construction." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10068.

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Abstract:

Les reticences que rencontre l'utilisation de la terre comme materiau de construction se fondent notamment sur sa sensibilite a l'eau consideree comme responsable de sa faible durabilite. L'objectif de ce travail est d'etudier comparativement aux autres materiaux; le comportement a l'eau d'un silt argileux a structure continue et d'un sable argileux a structure particulaire. Le gonflement-retrait des blocs mesure a l'aide d'un capteur de deplacement ainsi que leur erodabilite sous une pluie simulee sont les parametres utilises. Nous proposons alors une classification des terres basee sur leur gonflement et sur leur erodabilite. Nous situons a 1. 77 la densite de compactage du sable argileux necessaire a l'obtention d'une erodabilite de 0. 2 alors qu'elle n'est que de 1. 55 pour une erodabilite 20 fois moindre dans les blocs de silt argileux. Nous dressons aussi le bilan du comportement de plusieurs protections superficielles sur supports en terre apres plusieurs annees d'exposition. Les enduits pelliculaires (badigeons de chaux ou de ciment) ne peuvent pretendre a une durabilite de plusieurs annees; par contre les mortiers batards ainsi que les impregnations de produits chimiques; sous reserve d'une bonne protection contre les infiltrations a l'interface offrent des possibilites interessantes en climat tempere

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Hoang, Viet Hai. "Interaction fluide-structure : comportement tribologique des matériaux minéraux à base cimentaire à l'état frais." Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0036.

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Abstract:

Dans le but de caractériser les propriétés de frottement d’un contact matériau cimentaire à l’état frais et une paroi métallique, indéformable en mouvement, nous avons été amenés à développer et fiabiliser un tribomètre pion sur plan à oscillation harmonique. Cet instrument de mesure est ensuite utilisé pour étudier les propriétés tribologiques d’échantillons normalement consolidés. La gamme de chargement normal est comprise entre 21,7 kPa et 358 kPa. La gamme de vitesse de glissement est comprise entre 10-3 m/s et 10-1 m/s. La gamme de rugosité de type aspérité (Ra) est comprise entre 0,52 et 100 µm. Cette étude permet d’aboutir à la formulation d’une loi de frottement. Enfin, une partie du travail est consacrée à l’étude et au contrôle de la réduction du frottement pariétal en ayant recours à une technique de polarisation électrique
The tribological properties of cement based material and rigid metallic wall are studied. The range of normal stress is 21,7 – 358 kPa. The range of slip velocity is 10-3 – 10-1 m/s. The roughness is characterised by the Ra indicator and the analysed range is 0. 52 – 100 µm. Thus, the average structure of the material is taken into account in the study. This experimental study is realised by mean a tribometer. Such device is developed and validated in the laboratory. Finally, the wall friction reduction is studied and an electrical technique is used. Such technique induces the interface lubrication. The control of the lubrication regime was studied

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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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Şovar, Maria Magdalena. "Du tri-isopropoxyde aux oxydes d'aluminium par dépôt chimique en phase vapeur : procédé, composition et propriétés des revêtements obtenus." Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000392/.

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Abstract:

Des revêtements d'alumine préparés par MOCVD à partir d'isopropoxyde d'aluminium (réacteur à mur chaud, basse pression, température de dépôt entre 350° et 700°C) ont été caractérisés par EDS, EMPA, ERDA-RBS, DRX, MEB, MET, FTIR, ATG, AFM. La composition des dépôts préparés par pyrolyse du précurseur dans l'azote sec est AlO(OH) (amorphe) à 350°C, Al203 (amorphous or nanocristallin) au dessus de 415°C. Le dépôt en présence de vapeur d'eau conduit à la formation de Al203 uniquement. L'évolution microstructurale des dépôts a été étudiée par la technique de déflexion de lames asymétriquement revêtues, et par MET. Des essais de corrosion en solution et de corrosion sous contrainte effectués sur des alliages de titane Ti6242 revêtus d'alumine mettent en évidence un comportement électrochimique et des aptitudes de barrière très prometteurs, au niveau des meilleurs revêtements protecteurs testés
This film of alumina were prepared by MOCVD from aluminium isopropoxyde (hot-wall reactor, low-pressure, deposition temperature in range 350-700°C°. There were characterized by EDS, EMPA, ERDA-RBS, XRD, SEM, TEM, FTIR, TGA, AFM. The composition of films prepared by pyrolyzing the precursor in dry nitrogen is AlO(OH) (amorphous) at 350°C, and Al2O3 (amorphous or nanocrystalline) above 415°C. Deposition in the presence of water vapour yields Al2O3 only. Microstructural changes in the films were studied through the technique of deflection applied to asymmetrically coated blades, and by the transmission electron microscopy. Wet corrosion test and stress corrrosion cracking tests on coated Ti6242 alloys have shown the above described alumina coatings to behave like the best known protective coatings regarding both the electrochemical behaviour and the barrier properties

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Delhumeau, Gwenaël. "Hennebique et la construction en béton armé, 1892-1914 : des brevets aux matériaux." Paris 4, 1994. http://www.theses.fr/1995PA040184.

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Abstract:

Cette thèse en Histoire de l'art, réalisée sous la direction de B. Foucart, porte sur l'histoire de la construction en béton armé avant la Première Guerre mondiale, et plus spécifiquement sur l'activité de la firme Hennebique dont l'essor est étroitement lié à celui du matériau. Promoteur en 1892 d'un nouveau système de construction, François Hennebique (1842-1921) se trouve en effet, à la fin du siècle, à la tête d'une puissance firme d'ingénierie, véritable multinationale, qui ne cesse de croitre jusqu'à 1914. L'ampleur de l'organisation qu'il met en place afin de diffuser ses brevets, le nombre et la variété des ouvrages qu'il réalise à travers le monde, la notoriété, enfin, de sa maison le démarquent nettement de ses concurrents. Cependant, malgré cette renommée, l'œuvre d'Hennebique n'a, jusqu'à présent, été qu'effleurée par les chercheurs : le déverrouillage récent des archives de la société béton armé Hennebique nous a permis d'étudier de manière approfondie les multiples aspects de l'activité de la firme, éclairant ainsi, de manière plus générale, le développement de l'emploi du nouveau matériau qu'est, au tournant du siècle, le béton armé. Nous avons cherché, dans le cadre de cette thèse, à porter un regard nouveau sur l'évolution de la notion de "système constructif" vers celle d'un "matériau" accédant progressivement à son autonomie. Ce travail consiste, à partir de la plateforme d'observation qu'est l'entreprise Hennebique, à mieux cerner la place et le rôle des principaux acteurs (entrepreneurs, architectes, ingénieurs) de cette transformation qui conditionne l'histoire du béton armé.

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Comair, Fadi Georges. "Etude des propriétés thermiques et mécaniques des matériaux de construction : application à l'habitat du Moyen-Orient." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10077.

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Abstract:

L'objectif majeur de cette recherche est de tracer les orientations necessaires pour une reglementation thermique de l'habitat en climat mediterraneen. Au cours de ce travail, nous avons etudie les caracteristiques thermophysiques et mecaniques des materiaux de construction tels que les enduits, mortiers, revetements de facades mis en uvre dans les pays du moyen-orient. Les differentes valeurs de conductivite et diffusivite thermique ainsi que la resistance a la compression de ces materiaux ont ete presentees en fonction des parametres suivants: teneur en eau, masse volumique, taux de gachage et pourcentage d'ajout present dans le liant. L'application pratique de ces resultats dans la modelisation thermique des parois opaques du batiment nous a permis de definir les resistances thermiques adaptees pour maintenir les conditions de confort dans les differentes zones climatiques de la region consideree. En se basant sur ces resultats, nous avons suggere des recommandations pour la construction dans ces pays pouvant deboucher sur des solutions architecturales assurant un meilleur compromis entre les exigences thermique, mecanique et economique

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Duballet, Romain. "Systèmes constructifs en fabrication additive de matériaux cimentaires." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1011.

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Abstract:

Il s'agit de concevoir des éléments constructifs en matériaux cimentaires en fabrication additive grande échelle. La précision géométrique et la liberté formelle apportées par le procédé d'impression 3D de pâtes de ciment à propriétés variables permet d'envisager une architecture interne de l'ordre du centimètre pour des éléments constructifs à grande échelle (typiquement de l'ordre du mètre). Pour cela il convient d'établir des cahiers des charges pertinents pour ces éléments, au regard des possibilités constructives (procédé), des propriétés atteignables (mécanique, thermique, acoustique) et de l'intérêt qu'ils peuvent présenter à un niveau architectural et industriel. La première partie du travail porte en particulier sur la conception de parois architecturées, réalisant des performances accrues
This work addresses a particular topic of automation in construction called 3D concrete printing, or additive manufacturing of cementitious materials. It proposes new manufacturing techniques, other than casting or projection, making use of programmed robots to progressively bring the material where it needs to be, without traditional moulds. The associated promises are thus waste reduction, speed and versatility. More precisely we focus on extrusion techniques, they are inspired from a rapid prototyping approach called fused deposition modeling that consists in stacking laces of fresh mortar onto each other to form a three dimensional object.With such a technique, it is possible to "print" the walls of a house inside a gantry structure. This is the main idea proposed today, with promises of productivity, speed and labor cost reduction. This gained popularity in the past few years, businesses and academic projects were born all over the world, research being mostly focused on rheology and mortar formulation. The question of actual usage of such techniques is rarely placed at the center of discussion, whereas it is not clear yet how they will penetrate the market, and more importantly which among the many possible printing processes are more suited to be associated with complete building systems.The house printing idea is a direct and metaphoric transposition of the rapid prototyping method to a larger scale. With the current strategies, involving materials with high cement content, printing a single house in the form of straight or slightly curved walls can be seen as an environmental absurdity. To become a real solution to current housing issues, concrete printing has to bring significant innovation. It is not yet clear if productivity increase will be sufficient to do so. However, if new building products, of novel performances, could be made at a reasonable cost with such techniques, they could become a substantial addition to the building industry. The two courses of action are again material composition and geometry. Provided a very "poor" material is printable, massive straight wall houses can become competitive. Otherwise, material consumption can be decreased by printing walls with a complex and light internal structure. In chapter 4 we have proposed a potential solution to make lighter space structures for single house walls. Chapter 5 is dedicated to its prototyping.Apart from housing, the other main fields of application for building systems with robotic extrusion are infrastructures and public works. Some bridges have already been built. Specific underground structures have also been printed and installed in France, see figure below. For those sectors, complex geometrical context and specificity of prefabricated objects can account for 3D printing perhaps more easily than for housing. Surface finish and second work can indeed become less crucial, while productivity gains can be easily obtained.This work is divided in four chapters, and goes from theoretical to experimental. In chapter 2 we try to circumscribe our topic, namely robotic extrusion for automation in construction, through a state of the art report and some definition attempts. Many strategies are indeed possible to print cementitious materials, and can greatly differ in terms of physical phenomena at stake in the material or technology. This brings us to the subsequent question of actual building systems based on such printing processes. In chapter 3 we propose a classification method, to explore some possible approaches. The goal of this work is to shift the current discussion from the "house printing" approach to a generalized understanding of automated building systems with cementitious extrusion

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Faye, Mactar. "Structure interne et propriétés thermiques macroscopiques, application aux matériaux de construction." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30032/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'étudier l'impact de la structure interne des matériaux isotropes granulaires sur leurs propriétés thermiques macroscopiques. Nous avons développé un code de calcul pour résoudre les transferts thermiques au sein d'un matériau hétérogène tridimensionnel. Ce code est couplé avec un algorithme de génération de structures aléatoires. Après validation expérimentale, nous avons généré des géométries granulaires dont nous avons caractérisé la structure interne, puis nous avons étudié l'impact de cette structure sur la conductivité thermique. Nous avons également développé une nouvelle méthode de mesure expérimentale de la capacité thermique surfacique d'un élément de paroi à structure interne complexe. L'originalité de cette méthode est le couplage d'un modèle analytique de la capacité thermique, indépendant des propriétés thermiques des constituants, et d'une étude expérimentale
The objective of this thesis is to study the impact of the internal structure of isotropic granular materials on the macroscopic thermal properties. We have developed a model to solve the heat transfer problem within a heterogeneous three-dimensional material. This code is coupled with an algorithm generating random structure. After an experimental validation, we first generated granular materials and we characterized their internal structure; then we studied the impact of this structure on the thermal conductivity. We also developed a new experimental method for measuring the heat capacity area of a wall element with complex internal structure. The originality of this method is the coupling of an analytical model of heat capacity area, which is independent of the thermal properties of the constituents, and an experimental study

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Rabenantoandro, Andry Zaid. "Contribution à la fabrication additive dans la construction : conception d’une tête d’impression intelligente, et matériaux de construction." Thesis, Centrale Lille Institut, 2020. http://www.theses.fr/2020CLIL0010.

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Abstract:

L’impression 3D en construction connait un développement exponentiel dans le domaine de la construction. Cette thèse examine l'utilisation des solutions industrielles existantes pour répondre au besoin de l’impression 3D basé sur l'extrusion dans le secteur de la construction. Il n'existe pas de lignes directrices pertinentes pour l’impression 3D en termes de spécification des machines ou de formulation des matériaux. Une étude prospective a été réalisée afin de comprendre l'aspect multidisciplinaire de l'impression 3D. Les principes de la fabrication additive ont été mis en évidence avec ses avantages, ses applications et ses limites. Le processus d'impression 3D a été formalisé en 5 phases distinctes pour la construction. Ainsi, un cadre de travail pour l'impression 3D dans la construction, basé sur la technique d'extrusion, a été proposé. Une introduction du concept de système de système et un niveau d'automatisation intelligent de l'impression 3D dans la construction ont été proposés. Cette partie a été réalisée en complément du cadre de normalisation de la fabrication additive dans la construction. À l'appui du raisonnement scientifique pour concevoir la solution d'impression 3D appropriée, un système global composé de 5 sous-systèmes a été défini. Une approche expérimentale pour l'évaluation de l'imprimabilité a été développée. Elle a consisté en des tests simples et une analyse sans dimension pour caractériser l'imprimabilité des matériaux cimentaires à l'aide d'indicateurs spécifiques. Une tête d’impression a été conçue sur la base de fonctionnalités d'entrée telles que la possibilité d'activer un matériau inerte dans la tête et un contrôle du flux du matériau sortant
3D printing in construction is growing exponentially. This thesis examines the use of existing industrial solutions to meet the need for extrusion-based 3D printing in the construction sector. There are no relevant guidelines for 3D printing in terms of machine specification or material formulation. A prospective study has been carried out to understand the multidisciplinary aspect of 3D printing. The principles of additive manufacturing were highlighted with its advantages, applications and limitations. The 3D printing process was formalized in 5 distinct phases for construction. Thus, a framework for 3D printing in construction, based on the extrusion technique, was proposed. An introduction of a system of system concept and an intelligent level of automation for 3D printing in construction were proposed. This part was realized as a complement to the standardization framework for additive manufacturing in construction. In support of the scientific reasoning to design the appropriate 3D printing solution, an overall system consisting of 5 subsystems was defined. An experimental approach for the evaluation of printability was developed. It consisted of simple tests and dimensionless analysis to characterize the printability of cementitious materials using specific indicators. A print head was designed based on input functionalities such as the possibility to activate an inert material in the head and a control of the outgoing material flow

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Rabenantoandro, Andry Zaid. "Contribution à la fabrication additive dans la construction : conception d’une tête d’impression intelligente, et matériaux de construction." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2020. http://www.theses.fr/2020ECLI0010.

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Abstract:

L’impression 3D en construction connait un développement exponentiel dans le domaine de la construction. Cette thèse examine l'utilisation des solutions industrielles existantes pour répondre au besoin de l’impression 3D basé sur l'extrusion dans le secteur de la construction. Il n'existe pas de lignes directrices pertinentes pour l’impression 3D en termes de spécification des machines ou de formulation des matériaux. Une étude prospective a été réalisée afin de comprendre l'aspect multidisciplinaire de l'impression 3D. Les principes de la fabrication additive ont été mis en évidence avec ses avantages, ses applications et ses limites. Le processus d'impression 3D a été formalisé en 5 phases distinctes pour la construction. Ainsi, un cadre de travail pour l'impression 3D dans la construction, basé sur la technique d'extrusion, a été proposé. Une introduction du concept de système de système et un niveau d'automatisation intelligent de l'impression 3D dans la construction ont été proposés. Cette partie a été réalisée en complément du cadre de normalisation de la fabrication additive dans la construction. À l'appui du raisonnement scientifique pour concevoir la solution d'impression 3D appropriée, un système global composé de 5 sous-systèmes a été défini. Une approche expérimentale pour l'évaluation de l'imprimabilité a été développée. Elle a consisté en des tests simples et une analyse sans dimension pour caractériser l'imprimabilité des matériaux cimentaires à l'aide d'indicateurs spécifiques. Une tête d’impression a été conçue sur la base de fonctionnalités d'entrée telles que la possibilité d'activer un matériau inerte dans la tête et un contrôle du flux du matériau sortant
3D printing in construction is growing exponentially. This thesis examines the use of existing industrial solutions to meet the need for extrusion-based 3D printing in the construction sector. There are no relevant guidelines for 3D printing in terms of machine specification or material formulation. A prospective study has been carried out to understand the multidisciplinary aspect of 3D printing. The principles of additive manufacturing were highlighted with its advantages, applications and limitations. The 3D printing process was formalized in 5 distinct phases for construction. Thus, a framework for 3D printing in construction, based on the extrusion technique, was proposed. An introduction of a system of system concept and an intelligent level of automation for 3D printing in construction were proposed. This part was realized as a complement to the standardization framework for additive manufacturing in construction. In support of the scientific reasoning to design the appropriate 3D printing solution, an overall system consisting of 5 subsystems was defined. An experimental approach for the evaluation of printability was developed. It consisted of simple tests and dimensionless analysis to characterize the printability of cementitious materials using specific indicators. A print head was designed based on input functionalities such as the possibility to activate an inert material in the head and a control of the outgoing material flow

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Wolde-Mariam, Assefa. "L'offre et la demande d'habitat en Ethiopie : l'utilisation des matériaux locaux comme élément de réponse." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0038.

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Abstract:

L'offre et la demande de logement en Ethiopie sont analysées en tenant compte des évolutions en matière de politique de l'habitat et des statistiques établies durant la décennie actuelle. Ces données permettent de mettre en évidence, dans cette période de croissance urbaine, les paramètres déterminants dans la production de l'habitat. L'étude de l'habitat traditionnel et des savoir-faire mis en œuvre permet de mesurer l'impact des techniques traditionnelles de l'habitat sur la construction urbaine contemporaine. Afin de résorber le déficit de logements en Ethiopie, une solution alternative consistant à utiliser la terre comme matériau de construction est proposée. La terre, matériau économique par excellence, largement disponible, peut servir à la confection de blocs comprimés. Afin d'améliorer les résistances mécaniques de ces derniers et de diminuer leur sensibilité à l'eau, nous recommandons une stabilisation par le biais de liants pouzzolaniques. Ces liants sont élaborés sur la base de mélanges de rejets volcaniques broyés, avec un ciment de type Portland ou une chaux Ca(OH)2. Une stabilisation avec un total de 4% de liants hydrauliques (mélanges "ciment/pouzzolane" ou "chaux/pouzzolanes") permet l'obtention de performances mécaniques acceptables tout en conservant aux blocs leurs excellentes caractéristiques thermiques et esthétiques. Enfin, les avantages aussi bien économiques qu'en confort thermique ont été mis en évidence par une étude de confort sur un module simple d'habitat, et par une analyse de la faisabilité technico-économique. La construction de logement sur la base des formulations et méthodologies proposées dans ce document devrait présenter un grand intérêt dans tous les cas où les matériaux actuels ne répondent pas aux exigences d'un habitat à faible coût
The demand and supply of housing in Ethiopia is analyzed based on the existing statistical information. Special emphasis has been given on issues like urban population growth and housing policy in order to comprehend the factors which act as constraints to the housing production. The shortage of Housing in Ethiopia, as in any other under developed country, is one of the most dominant problem to be solved. This paper, therefore, contributes to the global reflection on the housing problem and focuses on modern earth construction technology as the major alternative to resorb the current housing deficit. Earth, an abundant indigenous, economic material can be used to produce compressed earth blacks. To increase the compressive strength of earth blocks and reduce its sensitivity to water, we recommend the use of pouzzolanic binders for stabilization. The elaboration of the binders is conceived, by mixing a finely ground local volcanic scorias with Portland cement or lime (Ca(OH)2). A total stabilization of 4% mix of "cement/pouzzolana" or "lime/pouzzolana", not only assures acceptable physical perfo1mance, but maintains the excellent thermophysical behavior and aesthetic value as well. The thermal comfort analysis on a model house and the feasibility study, put in evidence the considerable economic and comfort advantages of compressed earth blacks as building material. Housing construction based on the proposed proportion of stabilization and investigation methodology could bring a significant economic benefit, where classical building materials fail to shelter the low income group

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Martinez, Thomas. "Revêtements photocatalytiques pour matériaux de construction : formulation, évaluation de l'efficacité et écotoxicité." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/2024/.

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Abstract:

La photocatalyse est un procédé qui présente un fort potentiel dans le traitement de la pollution organique, qu'elle soit en phase gazeuse, en phase aqueuse ou biologique. Généralement, des particules ultrafines de TiO2 sont employées pour leurs performances photocatalytiques élevées mais également pour leurs propriétés de super-hydrophilie sous irradiation UV à l'origine de propriétés autonettoyantes. L'objectif de ce travail est de conférer aux matériaux de constructions des propriétés photocatalytiques qui permettent de lutter contre la pollution atmosphérique et contre le développement des algues sur les parements en béton. Dans ce but le photocatalyseur a été mis en œuvre dans un revêtement de type lasure. Ce type de produit a été choisi pour son intérêt architectural : il permet le traitement des surfaces existantes tout en conservant leur aspect initial. En outre, il permet d'optimiser les quantités de photocatalyseur utilisées, le phénomène de photocatalyse étant un phénomène de surface. Le travail de formulation de la lasure a été effectué en utilisant des constituants exempts de solvants organiques afin de limiter la toxicité du produit final. La stabilité et l'homogénéité de la lasure ont été vérifiées dans son état de stockage. L'adhésion du revêtement obtenu a été évaluée par des essais d'abrasion. L'efficacité de la lasure a été étudiée vis-à-vis de plusieurs polluants représentatifs de la pollution atmosphérique : les oxydes d'azote (NOx) et un mélange de COV (BTEX : benzène, toluène, ethylbenzène, xylènes). Les propriétés d'inhibition des croissances biologiques ont été évaluées sur l'algue Chlorella, une espèce d'algues souvent rencontrée dans la composition microbiologique des salissures des façades. Dans le but d'étudier l'innocuité de la formulation, les émissions de COV de la lasure ainsi que l'impact toxique et génotoxique d'un re-largage dans le milieu aquatique ont été évalués. Un banc de mesure a été conçu et mis en œuvre afin d'étudier l'influence du matériau photocatalytique (formulation et support d'application) et des conditions opératoires (humidité, concentration initiale en polluant, temps de contact entre le gaz et la surface photocatalytique) sur l'oxydation photocatalytique des COV et des NOx. Les résultats ont montré que les performances dépendaient du taux d'humidité de l'air et de la concentration initiale en polluants mais également de la nature du substrat utilisé pour l'application du revêtement. Par ailleurs, les essais de durabilité de la lasure appliquée sur support mortier ont montré que les performances d'abattement des NOx n'étaient pas impactées par l'application de cycles d'abrasion. Les essais de croissance biologique ont été menés à l'aide de deux dispositifs permettant de simuler deux conditions environnementales différentes : un écoulement de l'eau sur les surfaces inclinées et une humidification par remontées capillaires de l'eau dans le matériau. Quelque soient les conditions expérimentales, aucun ralentissement du développement des salissures biologiques n'a pu être attribué au phénomène de photocatalyse. Ces observations corroborent certains résultats bibliographiques montrant que le développement biologique n'est pas influencé par la présence d'un photocatalyseur, alors que les propriétés dépolluantes du matériau ont été validées sur d'autres composés. Toutefois, dans nos essais, un net ralentissement des développements biologiques a pu être observé en utilisant un hydrofuge de surface, un autre type de surface auto-nettoyante. L'évaluation de l'innocuité du produit par les mesures des émissions de COV dans l'air ont montré que des composés caractéristiques de la composition de la lasure peuvent être détectés quelque soient les conditions d'éclairement. Par ailleurs, l'étude d'écotoxicité a permis d'identifier une concentration de la lasure au-delà de laquelle une inhibition de croissance chez les larves de xénope peut être mesurée. Cependant, ces travaux n'ont pas permis de mettre en évidence une génotoxicité chez les organismes testés
Photocatalysis shows great potential in the treatment of organic pollution, in gaseous or aqueous phases. Generally, ultrafine TiO2 particles are used for their photocatalytic performance but also for their superhydrophilicity under UV irradiation. These properties are responsible for the depolluting and self-cleaning functions of the resulting product. The aim of this PhD work is to use building materials as air purifiers and to limit levels of biofouling. For this purpose, the photocatalyst is implemented in a glaze. This type of product was chosen for its architectural interest: it allows existing surfaces to be treated while preserving their original appearance. In addition, because photocatalysis is a surface phenomenon, solutions such as coatings are particularly interesting since they can be applied to existing buildings and, at the same time, result in lower TiO2 consumption The coating was formulated using components free of organic solvents to reduce the toxicity of the final product. The stability and homogeneity of the glaze were verified in its storage conditions and the adhesion of the coating obtained was evaluated by abrasion tests. The photocatalytic properties were studied against several pollutants representative of air pollution: nitrogen oxides (NOx) and a mixture of VOCs (BTEX: benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes). Biological growth was assessed on the algae Chlorella (algal species often found in the microbiological composition of soil facades). In order to investigate the possible toxicity of the formulation, the VOC emissions from the glaze and the toxic and genotoxic impact of release into the aquatic environment were assessed. An experimental set-up was developed in order to study the influence of photocatalytic material (formulation and substrate) and operating conditions (humidity, pollutant initial concentration, contact time between the gas and the photocatalytic surface) on the photocatalytic oxidation of VOCs and NOx. The results showed that the performance depended on the humidity of the air, the initial concentration of pollutants and also the nature of the substrate coated. In addition, the durability evaluation of the glaze applied to mortar surfaces showed that the performance of NOx abatement was slightly impacted by the application of abrasion cycles (ISO 11998 and ASTM D2486). Biological growth assays were conducted using two devices to simulate different environmental conditions: a flow of water on inclined surfaces and humidification by capillarity. Whatever the experimental conditions, no inhibition of biofouling could be attributed to the phenomenon of photocatalysis. These observations support some literature results showing that biological development is not influenced by the presence of a photocatalyst, while the depolluting properties of the material have been validated on other compounds. However, in our tests, a slowdown in biological development could be observed using a water-repellent surface, another type of self-cleaning surface. The product toxicity assessment by measurement of VOCs in air showed that compounds characteristic of the composition of the glaze could be detected whatever the lighting conditions. In addition, the ecotoxicity assessment identified a concentration of the glaze beyond which growth inhibition in Xenopus larvae could be measured. However, these studies did not demonstrate genotoxicity in the organisms tested

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Chataigner, Sylvain. "Conception et dimensionnement d’un ancrage de hauban plat en matériaux composites." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/4865/01/theseSChataigner.pdf.

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Abstract:

Cette étude a pour objectif ﬁnal la réalisation d’un ancrage de hauban plat en composite. La technique du collage structural est choisie pour celle-ci et une majeure partie du document s’attache donc à comprendre et décrire le transfert des eﬀorts par un joint collé dans le cas quasi-statique. Trois parties permettent d’aboutir à une nouvelle géométrie d’ancrage. La première s’attache à rappeler et développer les éléments principaux indispensables pour l’utilisation de cette technique d’assemblage qui, bien que relativement ancienne, n’est que depuis peu utilisée pour des applications structurelles en génie civil. Elle permet également de présenter les principales théories élastiques s’intéressant au transfert des eﬀorts et de décrire les principaux aspects phénoménologiques qui en dérivent. Dans la seconde partie, diﬀérentes investigations expérimentales sont présentées et leurs résultats comparés aux théories présentées. Les insuffisances sont mises en relief, et l’introduction de non-linéarités matérielles s’avère nécessaire dans certains cas. Pour les diﬀérentes séries d’essais menées, deux types de non-linéarités sont modélisées : l’endommagement du béton et la plasticité. Ceci permet d’aboutir à des résultats cohérents avec les observations expérimentales et de disposer de modèles plus complets des phénomènes de transfert des eﬀorts. La dernière partie est quant à elle vouée à l’optimisation du transfert des eﬀorts. Après avoir rappelé les principaux travaux sur ce sujet, une caractérisation plus ﬁne des adhésifs étudiés permettent de mettre en avant une propriété intéressante de ces matériaux mise à contribution dans le cas d’une nouvelle géométrie de joint, dite ”géométrie courbe”. Les différents avantages de cette géométrie sont démontrés théoriquement, puis des essais permettent de vériﬁer la facilité de mise en œuvre de la solution proposée et son eﬃcacité. Bien que des études additionnelles restent nécessaires sur cette nouvelle géométrie, elle semble prometteuse et permet d’améliorer de manière importante les performances du joint collé
This study’s main goal is to design an anchorage for a composite plate in a civil engineering application. As structural adhesive bonding was chosen, the main part of this document is dedicated to the understanding and the description of the way force is transferred through bonded joints. Three parts compose the study. The first one gathers all the bases concerning this technology which exists since a long time but is used for structural applications since only a few decades. It also presents the main elastic theories and the resulting characteristic features of structural adhesive bonding. In the second part, several different experimental investigations are precisely described and their results compared to the theoretical elastic expectations. Being insufficient concerning some of the parameters, it is then decided to take into account some non-linearities in the analysis : either damage occurrence, or plasticity. The final results are shown to be close to the experimental observations, and a more precise modeling of the force transfer is thus finally available. The last part concerns the optimization of the force transfer and starts with the reminding of the main works done on this topic. Then, a precise adhesive material characterization allows to highlight an interesting property which can improve bonded joints capacities. A specific geometry, a curved one, has to be used in order to use properly this property. Theoretical developments allow to explain the different improvements allowed by this geometry and some experimental investigations are conducted to check the ease of realization of such a geometry and its efficiency. Though additional work should be carried out on this new bonded joint, first results demonstrate the efficiency of the proposed new geometry

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Lardin, Philippe. "Les chantiers du bâtiment en Normandie orientale: XIXème-XVIème siècle : Matériaux et ouvriers." Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUEL225.

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Abstract:

L’étude des matériaux utilisés sur les chantiers du bâtiment permet de connaître les techniques de construction et l’évolution de la situation économique en Normandie orientale du milieu du XIVè siècle jusqu'au XVIè siècle. On constate le rôle considérable du bois, à la fois comme matériau et comme combustible servant à la fabrication de la chaux, du plâtre, des tuiles, des briques et du fer, particulièrement avec la mise en place du procédé indirect à la fin du XVè siècle. Sa pénurie croissante est sans doute un facteur déterminant de la hausse des prix qui se produit dans le premier tiers du XVIè siècle. Par ailleurs, l’étude exhaustive des travaux effectués par les ouvriers qui interviennent directement ou non sur les chantiers de construction montre les conséquences de la pénurie de main-d’œuvre qui affecte alors la région. Les ouvriers de toutes les professions ont des tâches diverses qui chevauchent parfois celles des professions voisines. Pourtant, on ne constate aucune fermeture avant la fin du XVè siècle. De même, a Rouen, on ne trouve pratiquement aucune concentration des professions par quartier, même si la localisation de certaines professions se justifie soit par des raisons de place ou de sécurité, soit par la proximité des employeurs. L’étude du déroulement des carrières, menée grâce au livre du métier des plombiers-étaimiers confirme cette fermeture tardive des métiers normands par rapport à d'autres régions, comme la Flandre ou la Bourgogne
Study of materials used on building yards is a way to know the methods chosen by the builders and the evolution of the economy in eastern normandy from the middle of the 14th to the 16th century. The part played by the wood was the most important because it was as well a building material as a fuel for preparation of lime, plaster, tiles and iron, especially at the end of the 15th century with the use of blast-furnace. The penury of woods is perhaps the principal cause of the growth of prices occuring in the first third of the 16th century. Besides, exhaustive study of works done by the different workers involved directly or not on the building yards makes us see the consequences of the labour shortage in Normandy at this time. Despite the fact that workers had polyvalent activities overlaping the ones of other professions, there was no closing of trades before the end of the 15th century. At the same time, in Rouen, there was no concentration of professions in some area of the town but their location was justified by security reasons and proximity of employers. The book of the trade of plombers confirms this late closing of norman trades compared to others regions such as Flanders or Burgundy

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Shen, Jibao. "Notion d'impédance thermique appliquée au contrôle non destructif des matériaux." Artois, 2003. http://www.theses.fr/2003ARTO0201.

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Abstract:

Ce travail se situe dans le cadre de la caractérisation thermique et le contrôle non destructif des matériaux de construction par impédance thermique. L'approche théorique utilise la notion d'ondes thermiques et place l'identification dans le domaine fréquentiel. L'utilisation de fluxmètres à gradients tangentiels autorise la mesure du flux et de la température dans un même plan. En basses fréquences, la perturbation des capteurs est faible. Elle est toutefois intégrée dans les modèles de connaissance. La méthode permet d'exploiter des signaux aléatoires comme les sollicitations rencontrées in situ. Dans la première application, l'effusivité des matériaux de construction a été mesurée. Puis, une étude menée sur des multicouches permet de se situer dans une perspective d'application au contrôle non destructif (décollement, fissuration, ). Enfin, l'évolution des impédances thermiques d'un béton soumis à des cycles de gel-dégel est un exemple de suivi de dégradation
This work is in the framework of the thermal characterization and the non destructive testing of building materials by the thermal impedance. The theoretical approach uses the concept of thermal waves and makes the identification in the frequency domain. The use of heat flow sensors based on tangential gradients authorizes the measurement of the flow and the temperature in the same plane. At low frequencies, though the sensor disturbance is weak, it is integrated in the models of knowledge. The method makes it possible to exploit the random signals like the solicitations met in situ. As a first application, the effusivity of building materials was measured. A further study undertaken on multi-layer systems lead to results allowing us to be optimistic in perspective of the application in the non destructive testing (separation, crack,. . . ). Finally, the evolution of the thermal impedances of a concrete under freeze-thaw cycles is an example of the damage follow-up

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Maaroufi, Maroua. "Modélisation des transferts hygrothermiques dans les matériaux de construction : incidence de l’hystérésis." Thesis, La Rochelle, 2019. http://www.theses.fr/2019LAROS028.

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Abstract:

Le présent travail vise à étudier l’influence de la microstructure des éco-matériaux de construction alternatifs utilisés dans les parois des bâtiments, tels que le béton de polystyrène sur les transferts de chaleur et d’humidité. L’objectif de ces travaux de thèse est de prédire le comportement hygrothermique des bâtiments dans une optique d’amélioration de la durabilité et des performances énergétiques. Afin d’y parvenir, ceci nécessite une approche multi-échelle qui consiste d’abord à décrire minutieusement la microstructure des matériaux étudiés, puis à maîtriser les interactions entre les différentes phases les composant à l’échelle microscopique, dans le but de mieux appréhender leur comportement à l’échelle macroscopique. Par la suite, des simulations numériques des transferts couplés de chaleur et d’humidité seront menées, prenant en compte la microstructure et la morphologie réelles des matériaux à travers des volumes 3D reconstruits grâce à la micro-tomographie à rayons X. Pour mener à bien la modélisation, il a fallu caractériser le matériau au niveau microscopique. Plusieurs techniques d’imagerie ont été utilisées afin d’obtenir une description fine de la microstructure du béton de polystyrène et des différentes phases qui le composent. Le matériau a été scanné au micro-tomographe à rayons X pour obtenir les reconstructions 3D du volume réel, qui ont montré son hétérogénéité microstructurale complexe. Le matériau a également été observé au microscope électronique à balayage en vue d’évaluer l’interface entre les deux phases, qui ne montre pas de zone de transition. Une campagne de caractérisation macroscopique et expérimentale du béton de polystyrène a été réalisée. Elle inclut la détermination des propriétés physiques et hygrothermiques du matériau, ainsi que l’impact de son état hydrique et thermique sur ces mêmes propriétés. Le béton de polystyrène montre d’excellentes performances en ce qui concerne l’isolation thermique et le stockage de chaleur, mais une capacité de régulation d’humidité négligeable. Ensuite, des expérimentations ont été mises en place dans le but de mieux appréhender les transferts d’humidité dans le matériau soumis à différentes conditions climatiques. Des échantillons sont soumis à des sollicitations hydriques cycliques dans le but de mettre en exergue le phénomène d’hystérésis de sorption d’eau, et un suivi d’humidité relative à l’intérieur des échantillons sera assuré grâce aux instruments adaptés. Un modèle de transferts couplés de chaleur et d’humidité a été élaboré. Il prend en compte l’effet de l’hystérésis de sorption d’eau et inclut ainsi l’historique des états hydriques. Au niveau macroscopique, les résultats des simulations sont confrontés aux relevés expérimentaux et ont montré une bonne adéquation. A l’échelle microscopique, des simulations seront effectués sur les volumes réels reconstruits par tomographie afin de prendre en compte l’hétérogénéité de la microstructure du matériau multiphasique
The present work aims to study the influence of the sorption hysteresis phenomenon on heat and moisture transfer in building materials. In order to achieve this, we first describe the microstructure of materials, which will allow a better understanding of their behavior at the macroscopic scale. Subsequently, numerical simulations of the coupled heat and mass transfers will be conducted, taking into account the real microstructure of the materials using X-rays reconstructed 3D volumes. Several imaging techniques have been used to obtain a fine description of the microstructure of polystyrene concrete and its different phases. The 3D reconstructions of the actual volume were obtained using X-rays micro-tomography, which showed its complex microstructural heterogeneity. Afterwards, we carried out a campaign of macroscopic experimental characterization of the material. It included the determination of the physical and hygrothermal properties of the polystyrene concrete, as well as the impact of temperature and relative humidity on these same properties. Polystyrene concrete shows excellent performance in thermal insulation and heat storage. Later, experiments have been set up in order to better understand the moisture transfer in samples subjected to cyclic stresses, in order to highlight the sorption hysteresis effect. A model of coupled heat and moisture transfers has been developed, taking into account the effect of sorption hysteresis and thus including the hydric history of the material. The results of the numerical simulations were compared to the experimental ones and showed a good match. 3D simulations will be performed on the actual volumes reconstructed by tomography to take into account the heterogeneity of the material

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Poulain, Daniel. "Pressions intersticielles de construction dans les barrages homogènes en matériaux argileux humides." Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10618.

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Shahidi, Salman. "Rendu du vieillissement par efflorescence de matériaux de construction en synthèse d’images." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/ac6ca441-d69f-401b-9b54-5754539389f8/blobholder:0/2007LIMO4022.pdf.

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Abstract:

Les images de synthèse paraissent souvent trop lisses, trop parfaites, et trop propres pour les considérer réalistes. Pour résoudre ce problème, un grand nombre de phénomènes de vieillissement doit être pris en considération. Ces phénomènes peuvent apparaître sous différentes formes affectant la géométrie, la réflexion de la lumière et les textures. Ce domaine est actuellement très étudié en synthèse d'images en employant de nouvelles techniques aussi bien en modélisation qu’en rendu. Cette thèse propose des techniques pour représenter des défauts importants sur les matériaux de construction : efflorescences et effritements. Les méthodes développées dans le cadre de cette thèse proposent de nouveaux algorithmes pour augmenter le réalisme de ce type d’images. Afin d’éviter d’employer un trop grand nombre de paramètres rendant la manipulation difficile, nous proposons d'établir un modèle phénoménologique empirique. Il nous permet d’obtenir des résultats physiquement plausibles avec seulement quelques paramètres intuitifs
Images synthesized by computer graphics methods appear often too smooth, too perfect, and too clean to be considered as realistic. To solve this problem, a great number of aging phenomena must be taken into account. These phenomena can appear with various forms, affecting the geometry, light/matter interactions, and textures. This issue is currently studied more and more in computer graphics by employing new techniques in modeling field as well as in rendering field. This thesis proposes techniques to treat important defects on building materials: efflorescence and crumbling. The methods developed within this thesis provide new algorithms to increase the realism of such images. In order to avoid employing too much parameters, making its handling difficult, we propose to establish a phenomenological empirical model, which enables us to obtain physically plausible results with only a few, intuitive parameters

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Hernandez, Jean-François. "Comportement thermomécanique des bétons réfractaires et des revêtements monolithiques des poches a acier : influence de la déshydratation." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066519.

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Abstract:

Cette recherche s'inscrit dans un projet visant a maîtriser la tenue mécanique des réfractaires utilises dans les réacteurs métallurgiques. Cette problématique est complexe en raison de la structure composite des revêtements réfractaires, de la nature des matériaux dont le comportement est fortement non linéaire et des sollicitations (thermique, mécanique et chimiques) couples et peu connues. Les modèles numériques développes a cet effet doivent notamment intégrer une description fine des transformations et des mécanismes mis en jeu dans les matériaux. Cette étude apporte une contribution en enrichissant la base de donnée des réfractaires non-faconnes au travers d'essais thermomécaniques de compression, flexion et de dilatation thermique et d'essais d'analyse thermique (at gravimetrique et at differentielle). Une modélisation est proposée à différentes échelles pour caractériser d'une part la cinétique de déshydratation du béton réfractaire et d'autre part l'évolution des propriétés thermodestructions en fonction de sa composition minéralogique. Un modèle macroscopique simple mais intégrant le changement de phase est identifie et utilise dans un calcul de structure pour prédire la tenue mécanique de la couche de sécurité d'une poche a acier dans la phase de séchage. Les calculs de structure sont valides par les observations in situ de fissuration et de dégradation des revêtements. Ce travail contribue par sa démarche a faciliter le choix des matériaux adaptes au secteur métallurgique.

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Amiri, Ouali. "Modélisation de l'électrodiffusion des ions chlorures dans les mortiers de ciment : intégration des phénomènes d'adsorption électrocapillaire." La Rochelle, 1998. http://www.theses.fr/1998LAROS024.

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Abstract:

Ce travail traite de la diffusion accélérée des chlorures dans les mortiers et bétons. Deux méthodologies ont été adoptées. La première, qu'on peut qualifier de globale (le milieu poreux est supposé homogène), se base sur la seconde loi de Fick modifiée. La résolution de cette équation dans le cas d'un échantillon de milieu poreux d'épaisseur finie a montré la possibilité d'existence de trois régimes de transfert : transitoire, stationnaire en milieu réactif (k = 0), stationnaire en milieu non réactif (k = 0). Il est montré également que pour le calcul du coefficient de diffusion (un des paramètres qui caractérisent la résistance des mortiers ou bétons à la pénétration des chlorures), le régime stationnaire est le plus adéquat si l'on veut garantir un maximum de précision à la mesure et s'affranchir des interactions chimiques dans le milieu poreux (béton ou mortier). L’affinement de cette démarche appelle la deuxième méthodologie. Il s'agit de la prise en compte de l'hétérogénéité de ces milieux (mortier et bétons) dans la modélisation du transfert des ions chlorures. Cela consiste à prendre en compte les phénomènes d'adsorption électrocapillaire se produisant à l'interface solution interstitielle-parois solides des pores (double couche électrique). L’étude s'est faite en deux étapes : - étude des transferts à l'échelle microscopique du pore, - intégration à l'échelle macroscopique du milieu poreux par l'intermédiaire d'une fonction de distribution des rayons des pores. Enfin, moyennant une étude expérimentale (une chronoampérométrie), le modèle a permis l'obtention de la densité de courant due uniquement aux transferts des chlorures et, par la suite, le flux de ces derniers. D’où la caractérisation de la résistance du milieu poreux (mortier) à la pénétration des chlorures.

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Hadrzynski, Frederic. "Etude de la rhéologie d'un bitume modifié par des polymères et prévision du comportement mécanique des mélanges avec fines, sables et graviers." Paris 13, 1995. http://www.theses.fr/1995PA132037.

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Abstract:

Cette étude de la rhéologie des liants polymères et de la mécanique des composites granulaires, a été menée au sein de la section des liants routiers du laboratoire central des ponts-et-chaussées (LCPC) et s'inscrit dans le cadre d'un contrat CIFRE avec l'entreprise Cochery-Bourdin-Chausse. Après une étude bibliographique sur le comportement viscoélastique des matériaux bitumineux et des méthodes qui permettent de relier la rhéologie du liant au comportement de l'enrobé, une campagne expérimentale est présentée pour tenter de discerner l'apport des polymères sur le comportement rhéologique des liants et l'apport des liants polymères sur le comportement mécanique de l'enrobé, en comparaison avec les bitumes purs. Le module complexe, choisi pour caractériser tous les matériaux, est déterminé à l'aide du viscoanalyseur sur les liants, les mastics et les sables-enrobes et a l'aide de l'essai de flexion sur éprouvettes trapézoïdales pour les enrobes discontinus. Des mesures au fissuromètre sur les sables-enrobes généralement utilisés comme couche anti-remontée de fissure complètent ces essais. Cette campagne expérimentale comporte deux phases : la mise en place d'une méthodologie adaptée pour les mesures de viscoanalyse, qui a permis d'établir un niveau de respectabilité et la comparaison des caractéristiques mécaniques de matériaux modifiés ou non, soit par un sbs ou soit par un eva. D'une part, on a cherché à interpréter le comportement mécanique des liants polymères et de leurs mélanges granulaires à l'aide de critères de performance basés sur l'expérience et l'observation de chantier. D'autre part, on a tenté de prédire ce comportement avec un modèle d'homogénéisation mécanique, le modèle auto cohérent, qui nécessite la connaissance de constituants indépendants. Des différences de propriétés mécaniques entre les liants ont été mises en évidence, mais elles sont atténuées pour les matériaux enrobés.

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Duprat, Didier. "Contribution à l'amélioration des méthodes de calcul en fatigue et tolérance aux dommages pour la conception, la justification et la maintenance des avions civils." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30268.

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Abstract:

La presente etude s'inscrit dans le cadre des travaux sur la fatigue des structures metalliques des avions civils. La conception, la justification, et la maintenance des structures aeronautiques necessitent l'utilisation de moyens de calculs parfaitement adaptes et fiables pour assurer la securite d'exploitation des avions. Les objectifs sont, d'une part, d'exposer de maniere synthetique et claire les differents modeles et approches utilises, et d'autre part, de proposer des ameliorations portant sur les outils de prevision en fatigue et mecanique de la rupture. Trois themes principaux, choisis pour leur interet industriel, servent de fil conducteur a ce travail de recherche: - concernant la tolerance aux dommages, un programme de maintenance est realise pour les elements structuraux de l'avion susceptibles de poser des problemes en fatigue. Ce programme est caracterise par une date de premiere inspection (seuil de premiere inspection) et des intervalles d'inspection. La reglementation actuelle, guidee par l'advisory circular 25. 571 1a, tolere une determination du seuil sur la base d'une analyse fatigue. Or, l'a. C. 25. 571 1b, en cours de finalisation, demande un calcul en propagation du seuil a partir d'un defaut initial pour certaines configurations geometriques. Apres avoir quantifie les repercussions de ce changement, l'etude propose des perfectionnements des modeles de propagation (prise en compte du comportement petites fissures, integration d'un seuil de non fissuration, propagation dans des zones expansee ou avec interference) et apporte des precisions sur la taille de defaut initial a considerer. - traditionnellement, le calcul en fatigue a l'aerospatiale repose sur l'exploitation de courbes de wohler. L'inconvenient majeur de cette approche (dite globale) est qu'elle necessite pour chaque type de structure et de materiau un nombre important d'essais. En outre, les resultats experimentaux obtenus pour une structure sont difficilement extrapolables a une autre. L'auteur propose une methode de calcul local de l'endommagement sous sollicitation variable uniaxiale. - l'estimation d'une duree de vie en fatigue est actuellement possible pour la plupart des applications rencontrees en aeronautique car elles peuvent etre assimilees le plus souvent a un etat simple de contrainte (traction uniaxiale par exemple). Cependant, le calcul s'avere beaucoup plus complexe si l'etat des contraintes est multiaxial. Il est alors possible de faire appel a des methodes de calcul simplifiees, en ne gardant par exemple que la contrainte principale maximale. Toutefois, ces methodes ne prennent pas en compte la totalite du chargement et ne peuvent predire de maniere fiable une duree de vie. De plus, elles ne sont pas systematiquement conservatives. Un formalisme adapte aux applications aeronautiques, pouvant traiter des sollicitations multiaxiales, est propose dans cette etude. Des essais sous chargement biaxial confirment les estimations de duree de vie

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Madjoudj, Nadira. "Valorisation de fines argileuses d'exploitation par moussage protéiniques : évaluation et optimisation des performances du matériaux élaboré." Amiens, 2004. http://www.theses.fr/2004AMIE0405.

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Bélanger, Jean. "Caractérisation des transferts hygrothermiques dans une enveloppe de bâtiment en bois par la résolution d'un problème inverse par l'optimisation des propriétés physiques des matériaux." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69706.

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Abstract:

Le présent mémoire porte sur la mise en place d'un modèle mathématique permettant la résolution du problème inverse du transfert de chaleur et d'humidité dans une enveloppe de bâtiments par l'optimisation des propriétés physiques des matériaux. Ce modèle a permis de répondre à l'objectif principal du mémoire qui est de caractériser les échanges de chaleur et d'humidité se produisant à l'intérieur d'une enveloppe de bâtiment en bois dans le contexte climatique québécois. Afin de mettre en place ce modèle mathématique, plusieurs étapes ont été réalisées. Premièrement, des simulations numériques ont été faites avec le logiciel WUFI dans le but de compléter une analyse de sensibilité. Cette analyse de sensibilité a, par la suite, été utilisée afin de cibler les propriétés physiques des matériaux ayant le plus d'impact sur la réponse du modèle. Une fois l'analyse de sensibilité complétée, les résultats obtenus ont servis à mettre en place un algorithme prédictif à l'aide Matlab. Ces algorithmes permettent de prédire l'évolution de la température et de l'humidité dans le temps en fonction de plusieurs paramètres. Le modèle prédictif est ensuite utilisé afin de réaliser l'optimisation des propriétés physiques du modèle. Cette optimisation est faite par rapport aux données réelles recueillies par les capteurs installés dans l'enveloppe d'un bâtiment de la Ville de Québec. Plusieurs modifications ont été faites dans le modèle afin d'augmenter la précision de celui-ci. Les résultats obtenus aux différentes modifications sont analysés.

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Coureau, Jean-Luc. "Renforcement local d'éléments de structures bois par des matériaux composites." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12508.

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Abstract:

Afin d'augmenter les transferts des sollicitations dans les directions perpendiculaires au fil du bois, le présent travail s'attache à étudier le renforcement local d'éléments de structures en bois par des matériaux composites. A partir d'un état de l'art des recherches effectuées durant cette dernière décennie, on cherche à définir les matériaux et les modes d'implantation susceptibles de fournir des solutions efficaces. Cette étude s'oriente donc vers le renforcement local de poutres entaillées par de la fibre de verre pultrudée collée avec de l'époxy. Les investigations expérimentales menées montrent que l'augmentation relative de la résistance par rapport aux poutres sans renfort peut avoisiner les 200%, comme il a été montré dans la bibliographie. Les recherches s'emploient à décrire qualitativement et quantitativement le mécanisme de ruine des poutres renforcées. II en ressort que la résistance des éléments renforcés peut être évaluée par la superposition de la résistance à la fissuration des éléments sans renfort et d'une résistance due essentiellement au collage de la fibre de verre sur le bois. Une étude théorique est alors envisagée de manière à fournir une approche prédictive simple de la résistance de telles solutions. L'analyse en élasticité des contraintes en fond d'entaille démontre la validité de la détermination de la résistance par la méthode de superposition : l'effet du renfort est effectif après l'apparition d'une fissure dans le bois, et le renfort en fibre de verre pultrudée vient empêcher la propagation soudaine de la fissure. L'approche prédictive est alors divisée en deux étapes distinctes: L'estimation de la résistance à la fissuration des éléments sans renfort est réalisée par les formulations issues de l'EUROCODE 5 ou par des simulations numériques faisant intervenir les concepts de la méthode la fissure fictive, La résistance additionnelle apportée par le renfort est évaluée à partir de la détermination de la force reprise par le collage et la fibre de verre quand la poutre se fissure et à partir d'essais de caractérisation de la résistance au cisaillement de l'interface Bois/Composite. [Etc. . . ]

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Loho, Ghandi. "Comportement statique et sismique d'assemblages poutre-poteau en acier et mixtes acier-béton boulonnés par platine d'extrémité." Rennes, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAR0014.

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Chemloul, Lotfi. "Détermination expérimentale des diffusivités hydriques de matériaux de construction. Etude des facteurs d'influence." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30298.

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Abstract:

Apres un rappel du comportement physique de l'eau dans les materiaux particuliers que sont ceux a base de liant hydraulique tels que la pate de ciment durcie, les mortiers, nous presentons, brievement, le modele physique macroscopique permettant de decrire les transferts d'humidite en milieux poreux. L'objectif de ce travail est de determiner experimentalement les facteurs d'influence de la diffusivite hydrique, parametre essentiel du modele. Nous presentons, tout d'abord, pour des conditions isothermes et lorsque l'echange d'humidite se fait sous forme vapeur, l'influence de l'hysteresis. Nous comparons alors les diffusivites obtenues par calcul a partir des proprietes a l'equilibre et en regime permanent a celles obtenues en regime dynamique. Les resultats montent une bonne correlation. Nous avons ensuite etudie l'influence des cures thermiques, de la purete de l'eau sur le comportement en imbition et en sechage des materiaux. Les conclusions essentielles que l'on peut tirer sont: influence du traitement thermique sur l'etat initial ; faible influence de la purete d'eau ; grande influence du type de sollicitation hydrique alimentation liquide, sechage, alimentation vapeur. Ces differents elements ne sont pas encore pris en compte dans les modeles existants qui devront etre perfectionnes dans le futur

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Le, Ny Françoise. "La Production des matériaux de construction en terre cuite en Gaule romaine : Synthèse." Rennes 1, 1992. http://www.theses.fr/1992REN10056.

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Seck, Mamadou Diaga. "Compréhension des mécanismes de séchage dans les matériaux de construction : cas du plâtre." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1154/document.

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Abstract:

Les enjeux liés aux problématiques de développement durable encouragent de plus en plus d'industriels, dans le secteur du bâtiment, à se lancer dans une politique de réduction de la consommation énergétique de leurs procédés industriels. C'est dans ce cadre qu'est menée cette étude, où nous nous intéressons au cas particulier de la fabrication des plaques de plâtre, qui de par les qualités qu'elles présentent liées à leur caractère pratique et rapide à poser (temps pour le neuf que la rénovation), sont parmi les matériaux de construction les plus utilisés à l'heure actuelle. En effet pour leur fabrication, on récupère d'abord du gypse depuis la carrière que l'on calcine pour avoir de l'hémihydrate, que l'on mélange ensuite avec de l'eau pour en faire du gypse, que nous rencontrons dans les plaques de plâtre. Cependant, pour avoir une meilleure ouvrabilité lors de la préparation, on est obligé d'ajouter une quantité d'eau excédentaire par rapport à celle que nécessite la stoechiométrie de la réaction d'hydratation – quantité qu'il faudrait évacuer par la suite par séchage. Ainsi, la fabrication des plâtre s'avère être très énergivore ; c'est tout l'intérêt de la thèse où il s'agira de mieux comprendre la physique qui régit le séchage du plâtre de façon à réduire cette surconsommation énergétique. Pour mener cette étude, nous nous sommes d'abord intéressés au cas du séchage de milieux poreux assez simples (empilement de billes de verre, tubes capillaires), nous servir ensuite de la compréhension des mécanismes physiques qui régissent le séchage de ces dits-milieux, d'une part, et des observations locales (RMN, IRM, microtomographie), d'autre part, pour expliquer les différents mécanismes physiques qui entrent en jeu lors du séchage du plâtre. Cette démarche nous a donné la possibilité d'avoir une bonne maîtrise de la physique du séchage du plâtre, c'est-à-dire l'identification des différents leviers et paramètres qui régissent sa cinétique. Ceci nous a permis de mettre en place un modèle physique pour la prédiction de cette cinétique - modèle qui peut être utilisé pour une démarche d'optimisation énergétique de la fabrication des plaques de plâtre
Issues related to sustainability encourage more building material industries to engage policies in making processes energy consumption reduction. This study is conducted in this purpose, and is focused on the case of plasterboard. Indeed for plasterboard manufacturing, gypsum from quarry are first calcined to get hemihydrate, which is then mixed with water to make again gypsum we find in plasterboard. However, to get a good workability during the preparation process, it is necessary to add an excess amount of water relative to that required by the stoichiometry of the hydration reaction. This excess water should be evacuated thereafter drying. Thus, the manufacture of gypsum proved to be very energy intensive : that is the cornerstone of this thesis, during which we will try to understand the physics that govern the drying of plaster in order to reduce its energy consumption. To conduct this study, we are primarily interested in understanding of simple porous media drying (stack of glass beads, capillary tubes). Then based on our understanding of the physical mechanisms that govern their drying, on one hand, and on local observations (NMR, MRI, microtomography), on the other hand, we give an explanation to the different physical mechanisms of plaster drying. This allows us to establish a physical model to predict the drying kinetics of plaster - model that can be used for energy optimization approach during the manufacturing process of plasterboard. Its can also be used for the drying kinetics prediction of other building materials

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Trabelsi, Abdelkrim. "Etudes numérique et expérimentale des transferts hygrothermiques dans les matériaux poreux de construction." La Rochelle, 2010. http://www.theses.fr/2010LAROS291.

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Abstract:

Le présent travail porte sur l'étude des transferts de chaleur et d'humidité dans les matériaux poreux de construction. Durant ce travail, nous avons développé un modèle mathématique de transfert hygrothermique et nous l’avons implémenté sous COMSOL Multiphysics ; la résolution numérique a été validée en la confrontant à la résolution analytique. Parmi les principaux paramètres d'entrée du modèle développé il y a : l'isotherme d’adsorption de la vapeur d'eau, le coefficient de diffusion d'humidité et le coefficient de gradient thermique. A cet effet, nous avons développé des bancs d'essai en laboratoire et des procédures mathématiques permettant d'évaluer ces paramètres. Nous avons réalisé, par ailleurs, des études de variabilité des isothermes de désorption sur des échantillons de béton de structure prélevés in-situ qui a permis d'initier une approche probabiliste. Aussi, dans l'optique d'évaluer l’impact de cette variabilité sur la qualité de la prédiction des transferts hydriques, des simulations ont été entreprises. Par la suite, une validation de la démarche mise en œuvre a été effectuée. Il s'agit de confronter nos résultats à ceux obtenus expérimentalement et à ceux issus de l'utilisation du code de simulation CHAMPS. La comparaison a permis de conforter la prédiction de l'approche développée. Enfin, la prise en compte de l'incidence du gradient de température dans l'évaluation du coefficient de tampon hydrique MBV (Moisture Buffer Value) a été réalisée. Ce coefficient permet, non seulement de comparer les potentialités des matériaux vis-à-vis de leur pouvoir tampon, mais aussi d'en dégager une classification des matériaux vis à vis du stockage hydrique
The purpose of this thesis is the development of design tool to improve energy and environmental buildings efficiency and to improve civil engineering structure durability. During this thesis, we have developed a coupled heat and moisture transfer model in building porous materials. Its mathematical development admits an analytical solution in particular cases. It is possible then to consider numerical resolution validation. The developed mathematical model was implemented in "COMSOL Multiphysics". Numerical and analytical resolution was compared, it shows a good agreement. The main input parameters of the developed model include: water vapour sorption-desorption isotherm, moisture diffusion coefficient and thermogradient coefficient. In this work, we have developed laboratory devices and mathematical procedures to assess these parameters. We have made more specific studies on the variability of water vapour adsorption isotherm on samples taken in-situ. Later, we realized simulations to demonstrate the importance of taking into account the different input parameters variability that we have quantified. We have also undertaken simulations to validate the developed approach. It consists in comparison between our results and results of laboratory tests and those produced by the simulation code "CHAMPS". The comparison helped strengthen the prediction of the developed approach. Finally, we have studied the effect of temperature gradient on the assessment of the "MBV" (Moisture Buffer Value) coefficient. This coefficient is of particular interest because it allows comparing the potentialities of buffering capacities of materials

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Nofal, Srour. "Conception parasismique ductile des structures en acier et mixtes acier-béton : prenant en compte l'influence de la variabilité des caractéristiques mécaniques des matériaux." Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0039.

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Abstract:

Dans les zones de forte séismicité, il convient que les ossatures en portiques soient capables d’offrir une capacité suffisante de dissipation de l’énergie sismique au moyen de déformations cycliques plastiques dans les zones dissipatives. Afin de permettre la formation du plus grand nombre possible de rotules plastiques et de dissiper l'énergie sismique des ossatures en portiques de façon optimale, ces zones devraient e��tre principalement situées dans des rotules plastiques formées dans les poutres, dans les assemblages poteau-poutre et dans les poteaux situés à la base de la structure. Cette dissipation est maximale si les articulations plastiques apparaissent dans les poutres plutôt que dans les assemblages poteau-poutre, mais cela implique que les parties non-dissipatives possèdent une sur-résistance suffisante. Il est donc clair que cette méthode de conception dépend fortement des caractéristiques mécaniques réelles des matériaux : il faut s'assurer que les zones dissipatives se forment réellement là où elles sont prévues par le dimensionnement, en tenant compte de la distribution statistique des caractéristiques mécaniques dans la structure. La possibilité que la limite d’élasticité actuelle de l'acier soit plus élevée que la limite d'élasticité nominale dans les zones dissipatives doit être prise en compte par un facteur de sur-résistance du matériau pour le dimensionnement des zones non-dissipatives. En dépit du fait que ce point soit essentiel dans la conception parasismique, la valeur à donner à ce facteur de sur-résistance varie dans les dispositions des différentes normes. Par ailleurs, ces normes ne fournissent pas de limitations adéquates sur les caractéristiques mécaniques des produits en acier, bien qu’elles soient directement liées au facteur de sur-résistance choisi. Pour ces raisons, le projet européen de recherche RFCS OPUS vise à définir des règles harmonisées et entre les normes de production et les règlements structurels pour les structures en acier et mixtes acier-béton situés dans les zones à haut risque sismique. Cette thèse présente l'étude de l'effet des propriétés des matériaux sur le dimensionnement des ossatures de type portiques mixtes réguliers. A partir de la collecte des caractéristiques mécaniques de profilés et de barres d'armature de différents grades produits dans différentes usines sidérurgiques européennes, une évaluation statistique de leurs paramètres mécaniques a été effectuée. Ensuite, plusieurs portiques mixtes ont été conçus selon les recommandations de l'Eurocode EN 1998. Enfin, l'étude des effets de la distribution statistique des caractéristiques mécaniques des matériaux sur la résistance parasismique a été effectuée. Ces analyses ont montré que le comportement global de ce type de bâtiments n'est pas été affecté par la variation des caractéristiques mécaniques. Aucun mécanisme d'étage, ni d'instabilité globale n’ont été observés. Concernant les vérifications locales, l'étude s’est concentrée sur deux points qui ont été considérés comme les plus critiques. Premièrement, l'effet de la distribution statistique des caractéristiques mécaniques sur la capacité de rotation des poutres a été étudié, parce que leur ductilité définit le niveau de ruine. Pour ce point, la sur-résistance du matériau a un effet positif mais très faible. Ensuite, la sur-résistance nécessite pour les assemblages poteau-poutre a été étudiée, en calculant les moments maximaux apparaissant dans les rotules plastiques. Il a été démontré que les facteurs de sur-résistance définis dans l’Eurocode EN 1998 sont valides pour les nuances d'acier supérieur, mais pas pour les plus faibles. Cette étude locale s’est basée sur un modèle couplant une approche multi-fibre pour déterminer la partie ascendante de la courbe moment-rotation des poutres mixtes dans les zones positives et négatives, et le modèle de Gioncu pour prédire la branche décroissante des courbes M- due au voilement plastique dans les zones négatives
In high seismicity areas, moment resisting frames should be able to dissipate the earthquake input energy with high efficiency through inelastic deformations at the dissipative zones. In order to allow the formation of the greatest number of plastic hinges and to dissipate as much as possible seismic energy of a moment-resisting frame, these zones should be mainly located in plastic hinges in the beams or in the beam-column joints, but not in the columns except at the base of the frame. This dissipation is maximum if plastic hinges lie in beams rather than in beam-column joints, but this implies that the non-dissipative parts must have sufficient overstrength. It is clear that this design method strongly depends on actual mechanical properties of materials and that it should be ensured that issipative zones really form where they are intended to in the design, taking into account the statistical distribution of the mechanical properties in the structure. The possibility that the actual yield strength of steel is higher than the nominal yield strength in dissipative zones should be taken into account by a material overstrength factor for the design of non-dissipative zones. In spite of the fact that this point is essential in seismic design, the value to be given to this overstrength factor varies in the provisions of different standards. Moreover, these standards don’t provide adequate limitations on mechanical properties for steel products even if it should be directly related to the overstrength factor chosen. For these reasons, the European research project RFCS OPUS aimed to define suitable harmonised rules and recommendations for production standards and structural regulations for steel and steel-concrete composite structures located at earthquake-prone areas. The work presented in this thesis is related to the study of the effect of the material properties on the design of steel-concrete composite regular frames. Starting from collecting the mechanical properties of several different grades of steel profiles and reinforcing steel bars that are produced by several European steel plants, a statistical evaluation of their main parameters has been carried out. In addition, several steel and steel-concrete composite structures have been designed according to the Eurocode EN 1998 recommendations. Then, the analysis and the study of the effects of the statistical distribution of mechanical material properties on seismic design have been made. These analyses showed that the global behaviour of this kind of buildings wasn’t affected by the variation of the mechanical properties. Neither storey mechanism nor global instability was observed. Concerning local verifications, the study has been focused on two points that were considered as the most critical ones. First, the effect of the statistical distribution of the mechanical properties on the rotation capacity of beams has been investigated, as their ductility defines the collapse level. For this point, the material overstrength has been found to have a positive but very weak effect. Then, the study has been focused on the overstrength demands of the beam-column joints by computing the maximum moments appearing in plastic hinges. It has been shown that overstrength factors defined in the Eurocode EN 1998 were consistent for higher steel grades but not for the lower ones. This local study has based on a model coupling a multi-fiber approach to determine the ascending part of the moment rotation curves of composite beams in sagging and hogging zones, and Gioncu’s model that predicts the decreasing branch of the M- curves in hogging zones due to plastic buckling

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Mézière, Patrick. "Contribution à l'élaboration d'une méthodologie pour l'évaluation des risques sanitaires et environnementaux des produits de construction : cas d'illustration avec deux usages du PVC dans le bâtiment." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0121/these.pdf.

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Abstract:

Dans le domaine du bâtiment, il n'existe actuellement pas d'approche systématique et unifiée pour l'évaluation des risques environnementaux et sanitaires des produits de construction considérés pendant leur mise en œuvre (MEO), leur vie en œuvre (VEO) et leur fin de vie (FDV). Nous proposons donc une méthodologie permettant d'évaluer de tels risques. Celle-ci s'applique à un produit considéré dans son scénario d'utilisation (norme EN 12920). Elle se compose de 5 étapes majeures : 1- l'inventaire des scénarios d'évaluation, 2 – la description des scénarios d'évaluation, 3 – la hiérarchisation des scénarios et l'identification des scénarios prioritaires, 4 – la caractérisation des scénarios d'évaluation, 5 – la synthèse de l'évaluation. Nous testons son applicabilité avec un bardage PVC et un revêtement de sol PVC. Les essais spécifiques mis en œuvre pour évaluer les émissions dans l'eau et l'air de ces produits montrent pour le bardage que les phénomènes d'émissions dans l'eau sont contrôlés essentiellement par la solubilité des espèces qu'il contient et que les phénomènes d'altération du matériau, en particulier l'action du rayonnement UV, jouent un rôle important. Les risques liés à l'exposition du bardage à une pluie sont acceptables. Pour le revêtement de sol PVC neuf, les quantités de COV émises dans l'air diminuent assez rapidement, les risques associés à ces émissions sont jugés acceptables. Toutefois, les phénomènes de vieillissement physico-chimiques qui peuvent survenir au cous de sa vie n'ont pas été pris en compte. L'applicabilité de la méthodologie proposée est globalement démontrée. Nous discutons par ailleurs des limites et perspectives de notre travail
Nowadays, in the field of building, there does not exist systematic and unified approach to assess environmental and sanitary risks of building products considered during their setting up, their use phase and their end-of-life. Therefore, we aim at suggesting a methodology allowing to assess this type of risks. The developed methodology applies to a building product considered in its "use scenario" (standard EN 12920). It is composed of five main parts : 1 – inventory of the assessment scenarios, 2 – description of the assessment scenarios, 3 – organisation into a hierarchy of each assessment scenario and identification of priority scenarios, 4 – characterisation of the assessment scenarios, 5 – synthesis of the assessment. We test its applicability using a PVC cladding and a PVC floor covering as examples. Specific tests elaborated to assess emission of pollutants from PVC building products in water and air show that, for PVC cladding, emissions phenomena in water are mainly controlled by the solubility of species contained in this cladding. Moreover, the role of the degradation phenomena of the material, in particular UV action, is very important. Risks linked to the exposition of cladding to rain are acceptable. For the original PVC floor covering, VOC quantities in air decrease rapidly and risks associated to this type of emission are juged acceptable. Nevertheless, physico-chemical ageing phenomena that can occur during its use were not considered. Applicability of the proposed methodology is globally demonstrated. Moreover, we discuss the limits and prospects of our work

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Hannawi, Kinda. "Conception, caractérisation physico-mécanique et durabilité de nouveaux matériaux de construction à caractère environnemental : application dans la technologie des constructions." Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0012.

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Abstract:

Notre travail de recherche s’inscrit dans le contexte du développement durable. Il étudie les potentialités de valorisation de déchets plastiques comme nouvelle source de matière pour le secteur de la construction et tente d’élaborer de nouveaux matériaux composites incorporant des granulats plastiques. Pour élaborer ces composites, trois types de plastiques (PC, PET1 et PET0. 1) ont été introduits dans des mortiers cimentaires par substitution à des pourcentages volumiques définis de sable (3%, 10%, 20% et 50%). Les mortiers obtenus ont été caractérisés par l’étude de leurs propriétés microstructurales, physiques et mécaniques. Leur durabilité a été également étudiée à l’aide d’essais de dégradation physique, thermique et chimique. Les résultats obtenus montrent que l’introduction des granulats plastiques dans les mortiers cimentaires entraîne une modification de la microstructure, une augmentation de la porosité connectée et de la perméabilité, et une diminution de la résistance en compression et en traction. En contrepartie de cette baisse de résistance, l’incorporation de granulats plastiques donne des matériaux plus légers, significativement plus ductiles, qui manifestent une grande capacité de déformation et une faible aptitude à la fissuration de retrait. Ces mortiers composites présentent également un réel intérêt du point de vue de l’isolation thermique et acoustique car leur conductibilité est plus faible et la propagation des ondes acoustiques y est ralentie. L’ensemble des résultats présentés permet de conclure que dans de nombreuses applications où la résistance à la fissuration due aux déformations imposées est un critère de performance, l’incorporation de granulats plastiques peut constituer une solution pertinente pour améliorer la durabilité. Les bétons de granulats plastiques représentent en définitive une voie réelle de valorisation du plastique en fin de vie
Our research is part of sustainable development. It studies the potential use of waste plastics as a new source of material for construction sector and attempts to develop new composite materials incorporating plastic aggregates. To elaborate these composites, three types of plastic (PC, PET1 and PET0. 1) were introduced into cement mortars by replacing defined volume percentages of sand (3%, 10%, 20% and 50%). The mortars obtained were characterized by studying their microstructural, physical and mechanical properties. Their durability has also been studied using the tests of physical, thermal and chemical degradation. The results obtained show that the introduction of plastic aggregates in cementitious mortars causes a change in the microstructure, an increase in connected porosity and permeability, and a decrease in compressive and tensile strength. In counterpart of this reduction in strength, the incorporation of plastics aggregates gives lighter materials, significantly more ductile, which show a large deformation capacity and low ability to shrinkage cracking. These mortar composites also show a real interest in terms of thermal and acoustic insulation because their conductivity is lower and the acoustic wave propagation is slowed. All results presented allow concluding that in many applications where resistance to cracking due to imposed deformations is a performance criterion, the incorporation of plastic aggregates can be an effective solution to improve the durability. The Concretes with plastic aggregates represent ultimately a real path for plastic valorization at the end of life

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Haillot, Didier. "Matériaux composites à hautes performances énergétiques pour l’optimisation des chauffe-eau solaires individuels : du matériau au procédé." Perpignan, 2009. http://www.theses.fr/2009PERP0999.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’insère dans un partenariat entre le laboratoire PROMES et la société Saunier Duval, partie prenante du groupe Vaillant, dans le but d’améliorer les performances des chauffe-eau solaires individuels (CESI). Dans le cadre de cette application particulière, le potentiel des matériaux à changement de phase (PCM) est envisagé. Notre démarche a consisté à la fois en l’étude de composites (élaboration et caractérisation) et à l’analyse du procédé afin de réaliser l’insertion optimale du matériau dans le système. Dans un premier temps, après avoir recensé les PCM répondant aux problématiques de notre application, nous avons élaboré et caractérisé des composites associant le graphite naturel expansé (GNE) et de matériaux de stockage à chaleur latente. Dans un second temps, ce travail a pour but de quantifier les performances d’un CESI dont le capteur intègre un des composites précédemment élaborés. Une approche numérique nous permet de simuler le comportement thermique et les rendements d’un tel système sous un climat spécifique et des consommations en eau chaude sanitaire (ECS) données. L’analyse de ces résultats numériques nous permettra de proposer plusieurs perspectives de travail
This thesis takes place in a partnership between the PROMES laboratory and the Saunier Duval industry, part of the Vaillant Group, with the aim of improving the performance of solar domestic hot water (SDHW) system. Potential of phase change materials (PCM) for this particular application is investigated in this study. Our approach has been to associate the study of composites (preparation and characterization) and also the analysis of the process to achieve optimal integration of the material in the system. In the first part we have elaborated and characterized composite based on compressed expanded natural graphite (CENG) and PCM in order to validate the existence of materials having the characteristics necessary for the planned feature. The second part of this work aims to quantify the performance of a SDHW which includes the composite material previously developed. A numerical approach allows us to simulate the thermal behaviour and the efficiency of such a system. Analysis of these numerical results will give rise to several conclusion and prospects

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Fakri, Abdennasser. "Conception, modélisation et simulation de la structure compliante passive DCR pour robot d'assemblage." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0037.

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Abstract:

Parmi les tâches manu facturières, les opérations d ' assemblage apparaissent comme les plus délicates à robotiser. La première partie de ce mémoire présente une réflexion générale sur ce problème et établit l'état de l'art en la matière, sous la forme d'une classification que nous avons souhaitée la plus systématique possible et la plus exhaustive. Cette réflexion nous a conduit à imaginer un dispositif compliant passif original doté de deux centres de rotation , désigné sous l’appellation de système OCR-LAI. La seconde partie de notre mémoire est consacrée à la description de cette structure compliante et de son principe de fonctionnement, ainsi qu’à la présentation de résultats expérimentaux portant sur la mesure des contraintes développées lors d'un test-type d 'insertion. L' analyse de ces résultats a permis de conforter nos hypothèses et à mettre en évidence les particularités de fonctionnement du dispositif. La dernière partie du. Mémoire fournit un modèle mathématique du comportement, géométrique puis dynamique, de la structure compliante, qui permet de suivre par simulation l'évolution des contraintes de contact goupille -alésage en cours d'insertion. Cette modélisation est destinée à servir d'aide à la décision l ors du choix d'un organe compliant de ce type en regard des caractéristiques des pièces à assembler
Amongst manufacturing tasks, assembly operations seem to be the most ticklish to robotize. The first part of this dissertation presents general considerations on that problem and gives the state of the art on the subject, under a classification form, which we wanted as systematic as possible and the most exhaustive. These considerations lead us to conceive a n original passive compliant device, provided with two rotations centres, which we called "DCR-LAI system". The second part of our thesis i s devoted to the description of that compliant structure and its working principles. We also give some experimental results related to measures of constraints appearing during a given example of insertion. The analysis of these results allows us to verify our hypothesis, and shows the working particularities of our device. The last part of our thesis gives a mathematical model of geometrical and dynamical behaviour of our compliant structure, which permits the simulation , of the evolution of contact constraints between pin and bore during insertion. Such a simulation may be used as a decision and for the choice of a compliant device with regards to characteristics of parts to assemble

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Hajjouji, Abdeljabbar el. "Mécanisme d'activation de la réaction d'hydratation de l'anhydrite CaSO4 Orthorhombique." Lyon, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAL0002.

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Abstract:

La réaction d'hydratation de l'anhydrite CaS04 orthorhombique met en jeu un mécanisme de dissolution-germination-croissance. Le tracé précis des courbes expérimentales du taux de conversion de cette réaction en fonction du temps, l'hydratation étant réalisée en milieu pur ou en présence d'activateurs (cations étrangers en solution), a conduit à deux résultats fondamentaux : l'échéance au bout de laquelle apparaît le produit de réaction (gypse CaS042H20) est d'autant plus courte que le cation activateur présente une valeur du rapport "charge électrique/rayon ionique'' (z/r) plus faible ; le cation activateur intervient essentiellement au niveau de l'étape de germination. Ces résultats ont conduit à proposer une modélisation énergétique de la germination en introduisant dans l'expression de l'enthalpie libre qui lui est associée un terme complémentaire tenant compte du potentiel électrique créé par le cation en solution au voisinage du germe. Ce modèle rend compte des résultats obtenus quand les cations activateurs sont utilisés en solution diluée. Quand les cations sont utilisés en solution plus concentrée (conditions usuelles d'emploi), l'exploitation du modèle est plus difficile mais on retrouve systématiquement le rôle efficace des cations à faible valeur de z/r dans le processus de germination, donc le rôle du potentiel électrique créé localement par ces cations. L'étude des propriétés mécaniques des produits consolidés par hydratation montre par ailleurs que les valeurs les plus élevées de la résistance en compression pure sont obtenues dans le cas de la formation de gypse dont les cristaux sont aciculaires de petites dimensions, ce qui est réalisé avec les cations activateurs les plus efficaces et confirme le rôle important du processus de germination.

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Ezziane, Mohammed. "Formulation et tenue au feu des matériaux cimentaires renforcés de fibres de différentes natures." Rennes, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAR0020.

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Abstract:

L’introduction de fibres d’acier dans un mortier ordinaire permet d’obtenir une augmentation de la résistance mécanique et de la ductilité à température ambiante. Lors d’expositions à des températures élevées, un matériau cimentaire renforcé par des fibres d’acier subit un endommagement plus ou moins important. Le chauffage induit différentes modifications de ses propriétés et, en particulier, des changements de microstructure accompagnés de perte de résistance mécanique et de masse. Notre étude consiste à tester d’une façon expérimentale la contribution de fibres d’acier, de fibres polypropylène et un ensemble mixte (½ fibres d’acier + ½ fibres polypropylène) sur les risques d’instabilités mécaniques et thermiques des matériaux cimentaires lors des expositions à températures élevées et à des essais à la flamme. Les mortiers testés sont des mortiers normalisés, composés de trois types de liants différents : CEM I, CEM I + FS et CEM III en considérant deux modes de cure : cure sèche et cure humide. Ces mortiers sont renforcés avec une portion volumique de 0,58% en fibres. Les échantillons, issus de ces compositions, ont été soumis à des cycles de chauffage refroidissement de la température ambiante à une température de consigne de 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C et 1000°C avec des vitesses de montée de température de 2°C/min et 5°C/min. Les propriétés mécaniques de ces mortiers (la résistance en traction par flexion, le module d’élasticité, l’énergie de fissuration, le facteur d’intensité de contrainte, l’indice de ténacité, la résistance en compression) sont analysées à l’état sain et chauffé. Un essai spécifique est mis au point pour tester les mortiers à la flamme propane. Le traitement thermique a été réalisé avec une vitesse de montée en température très rapide. La température atteint 1000°C à la face exposée à la flamme. Après avoir déterminé la propagation de la chaleur à travers les éléments fibrés, ceux-ci sont soumis à un poinçonnement ; ainsi cet essai a permis de comparer les résistances résiduelles après cette simulation d’incendie. La caractérisation non destructive de tous les mortiers dans leur état initial par la mesure de ses propriétés physiques et les effets d’une élévation de température sur ces propriétés ont été également analysés. Le choix des techniques de caractérisation de l’état initial du matériau et l’état dégradé sous l’effet d’un traitement thermique est abordé par les mesures d’absorption d’eau par capillarité, la porosité communicante, la perméabilité au gaz, la vitesse de propagation des ondes ultrasonores et leur atténuation. Cette étude expérimentale aboutit à la formulation de mortiers dont à la fois la stabilité thermique à haute température n’a pas été mise à défaut dans les conditions expérimentales et les caractéristiques mécaniques résiduelles sont nettement améliorées
At room temperature, the addition of steel fibres in mortar conducts to an increase of mechanical strength and ductility. Exposed to high temperatures, a cement based material undergoes deterioration to a greater or lesser extent. Heat induces various changes of material properties; in particular changes to the micro-structure which are accompanied by loss of strength and mass. The aim our study is an experimental contribution about behaviour under extreme conditions in terms of temperature (e. G. Fire), of mortar reinforced by different fibres: steel fibres, polypropylene fibres and a hybrid fibre combination (½ steel fibres + ½ polypropylene fibres). Three types of standard mortar were studied, formulated with three different binders: CEM I, CEM I + SF and CEM III. Two types of cure were used: a dry cure and a wet cure. For the mortars with fibre addition, the fibre content was 0. 58% by volume. The exposure temperatures were set at 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C and 1000°C. The rate of temperature increase was set at 2°C/min and 5°C/min. The mechanical properties (flexure strength, Young modulus, cracking energy, stress intensity factor, toughness factor, compression strength) were analysed before and after heating. A specific test using propane flame was defined. The rate of temperature increase is very elevated; the exposed face rapidly reaches a temperature of 1000°C. Samples were equipped with thermocouples to measure the temperature changes within the sample at different depths. Subsequently, to enable a comparison between the mechanical strength of samples a punching shear strength test was performed. A non-destructive characterisation of all mortars before and after heating was conducted: water capillarity absorption, interconnected porosity, helium permeability, ultrasonic pulse velocity, ultrasonic attenuation. Finally, our experimental study proposes a mortar formulation giving a good behaviour under severe temperatures and giving better residual mechanical properties

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Dissertations / Theses on the topic 'Matériaux de construction'

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