Academic literature on the topic 'Ouvrage massif de béton'

Depuis l’Antiquité, les êtres humains ont façonné et contraint l’écotone des cours d’eau dans les cités, aboutissant le plus souvent à une forte artificialisation des berges et des rives dont les fonctionnalités écologiques ont été fortement altérées. De nos jours, la requalification de ces espaces souvent en friche, mais aussi la prise de conscience de la dimension écologique et patrimoniale de cet espace de transition entre la rivière et la ville, la place cruciale de l’eau dans l’espace urbain, à travers les nouvelles fonctions sociorécréatives plébiscitées par les habitants et usagers des milieux aquatiques, ont permis de voir se multiplier des projets de plus en plus ambitieux de valorisation de l’espace rivière et des milieux aquatiques et humides intra-muros. Mais que faire lorsque le choix d’une renaturation supprimant les ouvrages artificiels existants n’est pas possible ? Nous proposons de créer un filtre biologique végétal aquatique, qui va à son tour phagocyter partiellement ou totalement le minéral et le béton, protéger et mettre en valeur les ouvrages en génie civil qui peuvent cloisonner latéralement nos cours d’eau dans la traversée des agglomérations.

Un nombre important de grands tunnels profonds ont été, ou seront à l'avenir, percés dans les massifs montagneux. Le suivi de l'évolution de la température des venues d'eau dans cinq grands tunnels alpins (Vereina, Gothard-N2, Mont-Blanc, Simplon et Gothard-AT) montre que la température de l'eau dans les ouvrages est fortement influencée par la perméabilité des massifs et les circulations d'eau souterraine qui s'y produisent. Les eaux froides qui s'infiltrent à haute altitude possèdent un effet réfrigérant sur le massif. Dès lors, la mesure de la température de l'eau en cours d'avancement d'un ouvrage souterrain constitue un outil de prévision efficace et peu coûteux des venues d'eau. Celles-ci peuvent être très localisées et provoquer une diminution de la température dans une zone du massif ou être diffuses et provoquer une diminution globale du gradient thermique des eaux dans le massif. Une corrélation négative a été mise en évidence entre le gradient thermique des eaux dans chacun des massifs étudiés et l'intensité des venues d'eau qui ont été ensuite observées dans les ouvrages les traversant.

Brève histoire philosophique de l'Union soviétique, Fabrice Bouthillon, Paris : Plon/Commentaire, 2003, 195 p.Ce petit ouvrage au titre intrigant est iconoclaste sous plus d'un rapport. L'auteur l'a élaboré “ en dépit de toutes les règles du bon sens universitaire ” (15): ne sachant pas un mot de russe, il en a forgé les idées dans un cours de premier cycle (plutôt que dans des séminaires d'études supérieures ou dans des colloques spécialisés) et l'a écrit à Brest (plutôt qu'à Paris, seule ville de France où l'on pense sérieusement, comme chacun sait). Défenseur, comme l'indique le titre de l'ouvrage, d'une “ histoire philosophique ” , c'est-à-dire d'une histoire qui cherche à conceptualiser l'événement à mesure qu'en est exposée la trame, l'auteur n'hésite pas, en outre, à puiser dans l'héritage plus que suspect de la tradition contre-révolutionnaire (Burke, Bonald, Maistre), laquelle insiste sur l'antériorité et la pesanteur des structures dans lesquelles sont enracinés les individus (histoire ou langue). Il en résulte un ouvrage éblouissant d'intelligence et d'une ironie mordante—chose rare dans une université où, comme le relève l'auteur, règne souvent un “ ennui lourd, massif, profond ” (11).

Il faut remonter loin dans les archives de l’INRA, et plus précisément au numéro spécial du « Bulletin du CRZV de Theix » datant de l’année 1974 pour trouver un ouvrage entièrement dédié aux « vaches allaitantes »1. Quarante-trois ans plus tard, c’est avec plaisir que nous présentons ce nouveau dossier dans la revue INRA Productions Animales qui leur est entièrement consacré. Un tel regroupement d’articles sur cet animal et ce système d’élevage est donc assez rare et nous remercions chaleureusement les animateurs de la revue de l’avoir initié. Le numéro de 1974 constatait le développement soutenu des troupeaux allaitants en France qui accompagnait la tendance à la spécialisation des systèmes de production tant vers le lait que vers la viande. Les travaux de recherches engagés mettaient en avant les spécificités de ce système peu étudié jusque-là : la productivité de la femelle, biologiquement limitée à un veau par an, impose une stratégie générale de réduction des charges et des coûts de production et par là une maximisation de l’utilisation de l’herbe dans le système fourrager. Ils se démarquaient alors des travaux réalisés sur les vaches laitières. Et pour produire efficacement de la viande, disposer d’animaux tardifs de grands formats est un atout important par la capacité qu’ils ont à déposer efficacement de la masse musculaire. Les objectifs de sélection proposés alors ont ciblé le potentiel de croissance des veaux tout en améliorant les facilités de vêlage des vaches et le format des carcasses des vaches de réforme. Ces connaissances, développées par des chercheurs de renommée2, ont porté leurs fruits et accompagné la transformation constante du cheptel Français : le nombre de vaches allaitantes a presque été multiplié par deux (4,2 millions actuellement en France). Il est supérieur à celui des vaches laitières depuis l’année 2005 et la production de viande qui en est issue avoisine désormais 65% de la production nationale. Les vaches ont grandi et grossi (+ 5kg /an en moyenne), mais les troupeaux également. La productivité par travailleur a plus que doublé (Veysset et al 20153) sans que la productivité numérique des vaches n’en pâtisse trop. Mais cette réussite quantitative flagrante marque le pas, et ne suffit plus pour aborder sereinement l’avenir de la production. Au niveau des exploitations de nombreux signaux défavorables se sont allumés. Les revenus des éleveurs stagnent et restent parmi les plus bas des professions agricoles. L’image de l’élevage se dégrade dans notre société urbanisée. Les bovins en général sont aussi interrogés sur leur bilan environnemental qui est sujet à controverses, et désormais c’est la finalité première de production de viande de ces troupeaux allaitants qui est en débat. Ces constats sont maintenant bien connus, et rappelés brièvement dans les introductions des articles de M. Lherm et al, et d’A. Cerles et al. Ils provoquent des inquiétudes grandissantes à tous les niveaux de la filière. Que peuvent apporter aux débats en cours les recherches récentes ciblées vers les vaches allaitantes ? C’estce qui a motivé la réalisation de ce dossier qui vise à rassembler et synthétiser les connaissances récentes acquises, d’une part, à l’échelle de l’animal, et, d’autre part à celle du système de production.Pour introduire ce dossier, l’article de M. Lherm et al met en perspective les évolutions des « élevages allaitants » dans les quatre principaux pays européens producteurs : France, Royaume-Uni, Irlande et Espagne. L’analyse des trajectoires technico-économiques des élevages allaitants au cours des dernières décennies dans ces quatre pays montre que les choix d’investissements, de mécanisation, et d’agrandissement des structures n’ont pas été partout semblables. Ensuite, ce dossier fait le point des avancées dans les disciplines et dans les onnaissances zootechniques de base pour la conduite des élevages bovins allaitants : l’amélioration génétique, la physiologie de lareproduction, les facteurs de variation de la production de lait des mères, la quantification de leurs besoins nutritionnels et de leur efficience alimentaire. L’article de L. Griffon et al discute de ce que l’on peut attendre des nouveaux outils génétique comme la génomique, et comment ils vont s’intégrer dans les nouveaux schémas d’amélioration. Les nouvelles connaissances physiologiques pour la maîtrise de la reproduction, pour la prévision de la courbe de lactation et pour la maîtrise de l’alimentation des vaches allaitantes sont détaillées successivement dans les articles de B. Grimard et al, de B. Sepchat et al et d’A. De La Torre et J. Agabriel. Ils fournissent de nouveaux indicateurs sur les aptitudes des animaux dont l’élevage du futur a besoin : robustesse, autonomie, efficience. Autant de propositions pour de nouvelles mesures de routine qui participeront à la détermination des nouveaux phénotypes. L’article de M. Doreau et al éclaire le débat sur l’empreinte environnementale de l’élevage allaitant en synthétisant les connaissances actuelles permettant d’établir le bilan de ses impacts positifs et négatifs. Les controverses sur le besoin en eau, les rejets de gaz à effet de serre ou d’azote pour produire un kg de boeuf par exemple, sont encore très fortes et nécessitent des apports scientifiques de fond pour les apaiser. Même s’il est acquis qu’élevage allaitant et prairie sont liés, et que ce lien conforterait une image favorable auprès des citoyens comme auprès des consommateurs, les interrogations sociétales demandent des réponses. Les travaux en cours permettent de les affiner. Enfin, l’article d’A. Cerles et al qui clôt ce dossier pose les fondements des futurs possibles pour l’élevage bovin allaitant à partir d’un travail de prospective pour les filières viandes réalisé sur le territoire du Massif central qui analyse les conséquences de cinq scénarios contrastés prenant en compte de puissants déterminants comme le changement climatique, l’évolution de la consommation de viande, les politiques agricoles et environnementales4. La bonne utilisation des surfaces herbagères, la maîtrise complète de la qualité des viandes sont de points incontournables à travailler dans les années à venir, et les acteurs devront faire émerger ensemble les opportunités de projets qui les aideront à avancer. Nous sommes persuadés que ces divers sujets par la manière exhaustive et synthétique dont ils ont été traités dans ce dossier, aideront les lecteurs dans leurs recherches personnelles et à se forger leur propre expertise. Nous remercions encore tous les auteurs, les relecteurs et le secrétariat de la revue pour leurs investissements qui ont permis de mener ce travail à son terme. J. Agabriel, R. BaumontInra, UMR Herbivores------------1 L’exploitation des troupeaux de vaches allaitantes. 6ème journées du Grenier de Theix. Supplément du Bulletin Technique du CRZV Theix. Numéro spécial 1974 : 398pp.2 On peut ainsi citer Claude Béranger, Michel Petit, Gilbert Liénard, François Ménissier et toutes leurs équipes d’alors.3 Veysset P., Lherm M., Roulenc M., Troquier C., Bebin D., 2015. Productivity and technical efficiency of suckler beef production systems: trends for the period 1990 to 2012. Animal 9, 2050-2059.4 Cerles A., Poux X., Lherm M., Agabriel J., 2016. Étude prospective des filières viandes de ruminants du Massif central, horizon 2050. INRA Centre Auvergne-Rhône-Alpes. http://www.ara.inra.fr/Le-centre-Les-recherches/projets-et-actualites/ProspectiveViande

Résumé : Le vieillissement des ouvrages en béton est une préoccupation majeure affectant la pérennité et l’efficacité des structures. Le maître d’ouvrage se doit de maintenir les fonctions d’usage de la structure tout en gardant une gestion économique efficace. L’objectif final de ces travaux de recherche est, donc de pouvoir renseigner sur l’état global de fissuration de la structure afin d’aider le maître d’ouvrage à respecter ses engagements. Dans cette optique, cette thèse développe une nouvelle technique aidant à la quantification de l’état des ouvrages massifs en béton. Elle s’appuie, pour cela, sur la méthode non-destructive de résistivité électrique en surface, connue pour sa sensibilité face à des facteurs révélateurs d’une altération. Toutefois, à cause de sa dépendance entre la profondeur d’investigation et la résolution, la méthode ne peut pas garantir de l’état global d’un ouvrage. De ce fait, il a été décidé d’utiliser la résistivité électrique via des forages préexistants dans la structure (diagraphie électrique). L’outil utilisé est une sonde en dispositif normal réservée jusqu’à présent pour la prospection pétrolière et hydrogéologique. En plus d’une prospection en profondeur via le forage, cette sonde peut acquérir des informations sur un rayon de 3.2m autour du forage. Cependant, à mesure que le volume de béton sondé augmente, la résolution décroit. La difficulté est donc de pouvoir exploiter les capacités de prospection de la sonde tout en sachant que la résolution faillit. Il s’agit de contourner le problème en maîtrisant les concepts de la diagraphie et son nouveau milieu d’application. Cette thèse est basée sur une première approche numérique permettant d’apporter des corrections sur les données de terrain et de déterminer la sensibilité de l’outil face à de l’endommagement d’ouverture plurimillimétrique à centimétrique. Ceci est validé par des mesures réalisées sur une écluse de la Voie Maritime du Saint-Laurent. Une étude numérique de la réponse de l’outil en fonction des paramètres de fissure tels que l’ouverture, le contraste entre la résistivité de la discontinuité et du béton, et l’extension est réalisée. Elle permet de construire une base de données afin de développer une méthode pour la caractérisation de l’endommagement. Cette méthode s’appuie sur ces réponses diagraphiques pour retrouver les paramètres de fissure recherchés (problème inverse). Nous procédons tout d’abord par une analyse préliminaire se basant sur un croisement des informations apportées par les différentes électrodes de la sonde puis nous optimisons les résultats par la méthode de recuit simulé. La méthode, ainsi développée est ensuite appliquée à un deuxième ouvrage pour en déterminer l’état interne. Ces travaux détectent plusieurs zones endommagées et caractérisent l’une d’elles par une ouverture centimétrique et une extension comprise entre 1.6m et 3.2m. Ces travaux prometteurs, attestent d’un premier diagnostic interne des ouvrages massifs en béton, un enjeu qui restait sans réponses satisfaisantes jusqu’à maintenant. // Abstract : The aging of concrete structures is a major problem affecting their sustainability and their efficiency. The owner must maintain the structure serviceability and provide cost-effective management. The goal of this work is to provide detailed information about the state of cracking inside the structure in order to assist the owner to meet its commitments. In this context, this thesis develops a new technology to assess the condition of mass concrete structures. It relies on a non-destructive method based on electrical resistivity measured from surface, known for its sensitivity to factors associated with concrete deterioration. However, because of its dependence between the investigation depth and the resolution, the method cannot assess the overall state of a structure. Therefore, it was decided to use the electrical resistivity through preexisting boreholes in the structure (electrical logging). The tool used is a normal probe, which has been traditionally used for oil and hydrogeological exploration. In addition to the investigation in depth via boreholes, this probe can get information over a radius of 3.2m around the borehole. However, as the probing volume of concrete increases, the resolution decreases. Difficulty is to use the exploration abilities of the tool, knowing that the resolution is limited. This is to get around the problem by mastering logging concepts and its new application environment. This thesis is based on a first numerical approach to make corrections on field data and to determine the tool sensitivity with regard to the multi-millimeter and centimeter crack size damage. This was validated with measurements made on a full-size lock located on the St. Lawrence Seaway. A numerical study of the tool response versus the discontinuities parameters such as the crack aperture, the resistivity contrast between the discontinuity and the concrete, and the extension was done. It allowed building a database used to develop a method for the characterization of the damage. This method is based on the tool responses to find the crack parameters (inverse problem). First, we proceed with a preliminary analysis based on a cross of information provided by the different electrodes of the probe then we optimize the results by the method of simulated annealing. The characterization method is applied to another structure to quantify its internal state. These studies detect several damaged areas and characterize one of them by a centimeter aperture and an extension between 1.6m and 3.2m. This work attest to a first internal diagnosis of massive concrete structures, an issue that remained without satisfactory answers so far.

Les discontinuités sont préjudiciables à la pérennité des structures en béton. Les méthodes non-destructives sont bien développées pour l'étude des altérations en surface, mais peu de techniques sont adaptées à la caractérisation de défauts dans la masse. Dans cette thèse, des mesures de résistivité électrique sont réalisées pour l'étude des discontinuités (fissures, joints, interfaces) au sein des ouvrages massifs en béton par l'intermédiaire des forages préexistants. La technique utilisée est la diagraphie électrique de résistivité en dispositif normal. Une première approche numérique (éléments finis) permet d'appréhender les corrections à apporter sur les mesures. Puis l'étude des paramètres d'ouverture, de contraste entre la résistivité de la discontinuité et du béton, et d'extension permet de proposer une méthode d'inversion des mesures pour la caractérisation de l'endommagement. Des essais sur des ouvrages hydrauliques sont réalisés afin de définir la méthodologie de mesure sur site. Les mesures sont ensuite confrontées à la méthode d'inversion pour la valider.

Cette thèse fait partie des programmes de recherche sur le vieillissement des ouvrages de génie civil nucléaire lancés par l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté nucléaire) dans le cadre du projet de prolongement de la durée d’exploitation des centrales nucléaires françaises. Le but étant de contribuer à la connaissance des mécanismes de vieillissement des matériaux constitutifs des ouvrages non-remplaçables d’une centrale nucléaire, tels que les enceintes de confinement. En effet, leur comportement représente un point important pour l’évaluation de la sûreté des installations nucléaires, car elles représentent la troisième et la dernière barrière de confinement contre le relâchement éventuel des produits radioactifs dans l'environnement.Parmi les phénomènes intervenants lors du vieillissement des ouvrages, le développement éventuel des pathologies, notamment les réactions de gonflements internes (RGI) qui sont susceptibles de dégrader le béton et conduire à l’apparition des fissurations dans les structures touchées. Ces réactions de gonflement internes (RGI) englobent la réaction sulfatique interne (RSI), la réaction alcali-granulat (RAG) et la concomitance de ces deux. Il s’agit de réactions endogènes, se produisant suite à l’interaction des composants initiaux du matériau. Ces interactions peuvent avoir lieu suite à l’utilisation de granulats réactifs en cas de RAG et/ou suite à un échauffement important au jeune âge en cas de RSI. Dans les ouvrages nucléaires, l’éventualité de ces phénomènes ne peut pas être écartée. En effet, ils comportent des éléments structuraux massifs en béton armé pour lesquels un échauffement important a pu se produire lors de la prise du béton et des granulats réactifs ont pu être utilisés pendant la confection. Ce risque doit donc être étudié d’autant plus que le prolongement de la durée d’exploitation des installations est envisagé.Cependant, la cinétique d’apparition des désordres suite au développement de ces réactions dans les ouvrages est en général lente allant jusqu’à quelques dizaines d’années, d’où le recourt à des essais accélérés. Cependant les solutions pratiquées dans les laboratoires de recherche, consiste à utiliser des protocoles d’essais accélérés mis au point sur des éprouvettes de faibles dimensions.Le travail de recherche réalisé dans le cadre de cette thèse comporte trois grandes axes : la mise au point d’un protocole expérimental visant à accélérer les réactions de gonflement interne du béton à l’échelle de structures massives, l’analyse multi-échelle des phénomènes et la mise au point d’une instrumentation innovante adaptée à cette problèmatique. Trois maquettes (de dimensions 2,4 x 1,4 x 1 m3) représentatives d’un ouvrage massif ont été réalisées dans des conditions maitrisées et optimisées afin de favoriser respectivement le développement de la réaction sulfatique interne (RSI), de la réaction alcali-granulat (RAG) et de la concomitance des deux pathologies, RAG et RSI. Ceci a permis d’étudier ces pathologies et de les caractériser à une telle échelle.L’effet d’échelle sur la cinétique de gonflement est mis en évidence grâce à une étude expérimentale multi-échelle permettant de comparer l’évolution des réactions dans les maquettes avec leur évolution dans des éprouvettes en béton reconstitué et des carottages.Une méthode d’instrumentation innovante par fibres optiques a été spécifiquement développée pour ces maquettes, permettant de suivre l’évolution des pathologies dans la masse et d’en déduire les champs de déformation dans plusieurs plans d’intérêt. Les mesures sont utilisées pour décrire finement les mécanismes évolutifs du gonflement et la dégradation des structures. Ces mesures sont aussi utilisées comme référence pour des simulations numériques ultérieures
This thesis is part of a research program on the aging of nuclear infrastructures launched by the IRSN (Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety) within the project aiming to extend the lifespan of the French nuclear power plants. The goal is to contribute to the knowledge of aging mechanisms touching the constituents of non-replaceable structures of a nuclear power plant, such as the containment building. Matter of fact, the behavior of such structures is an important point for the safety assessment of nuclear installations because they represent the third and last barrier against the dispersion of radioactive particles in the environment. Among the phenomena involved in aging mechanisms, internal swellings reactions (ISR) are pathologies that can degrade concrete by causing swelling, cracking and major disorders in the affected structures. Internal swelling reactions (ISW) include the delayed ettringite formation (DEF), the alkali-aggregate reaction (AAR) and the concomitance of the two. These pathologies are endogenous reactions, occurring as a result of the interaction between the initial components of the material. These interactions take place following the use of reactive aggregates in case of AAR and/or following a significant warm-up at the concrete’s early age in case of DEF. In nuclear facilities, the possibility of these phenomena cannot be ruled out. Matter of fact, they include massive reinforced concrete elements for which a significant heating could have occurred at the early age. Moreover, reactive aggregates may have been used during the construction phase. Therefore those risks ought to be studied especially if the extension of the lifespan of these installations is envisaged.However, the kinetics of these reactions are generally slow and it can take for up to a few decades for disorders to appear in the structure. Among the solutions used in research laboratories, one is to use accelerated test methods developed on small specimens.The research work carried out in this context includes three major axis: the development of an experimental protocol to accelerate internal swelling reactions of concrete on a massive structure scale, multi-scale analysis of the phenomena involved and the development of innovative instrumentation adapted to this problem. The purpose is to allow better observation and understanding of swelling reactions at such scale. Hence, three representative massive concrete mock-ups whose dimensions are 2,4 x 1,4 x 1 m3 were realized under controlled and optimized conditions for the development of delayed ettringite formation (DEF), alkali silica reaction (ASR) and the concomitant ASR-DEF case respectively.The scale effect on swelling kinetics is demonstrated by an experimental study comparing the evolution of swelling reaction in the massive samples with the evolution in reconstituted concrete laboratory specimens as well as coring specimens.An innovative instrumentation method using optical fibers is also developed thus allowing the monitoring of the pathologies in the massive structures and the tracking of the respective deformation fields in several two-dimensional plans of interest. The measurements are to finely describe and help in understanding the evolutionary mechanisms of structural degradation and can be used subsequently as a reference for numerical simulations

Les incidents et les accidents survenus a des barrages en beton, ainsi que les resultats d'auscultation, ont montre que leur stabilite depend tres largement du comportement mecanique des zones les plus faibles de l'ensemble vallee-barrage. Localises au niveau des discontinuites dans la structure et dans le rocher, ces points faibles sont principalement les failles des zones d'appui, les reprises de betonnage dans le barrage, le contact beton-rocher au niveau de la fondation et les joints de plots du barrage. Nous avons travaille a la modelisation du comportement de ces zones avec les elements finis particuliers que sont les elements d'interface. Un grande partie de ce rapport est consacree a la connaissance du comportement de ces elements, aux hypotheses emises lors de leur formulation et aux difficultes numeriques associees a la prise en compte de comportements fortement non-lineaires. Le mode de construction, les techniques de clavage et de drainage des barrages en beton en font des ouvrages particuliers dont la modelisation est rendue difficile avec les codes aux elements finis classiques. Le code de calcul gefdyn a ete le support du developpement d'outils et de methodes d'analyse du comportement des barrages en beton et des fondations rocheuses. Appliquees aux barrages de puyvalador et de puylaurent, ces methodes permettent de prendre en compte les principales non-linearites du comportement des ouvrages et de mieux comprendre leur fonctionnement. Ces calculs fournissent des renseignements exploitables sur le plan pratique et sur le plan theorique.

Le comportement mécanique des massifs rocheux fracturés est énormément et quelquefois dramatiquement, affecté par le comportement des discontinuités présentes dans les massifs. L'influence des discontinuités sur le comportement mécanique des masses rocheuses a été démontrée par de nombreuses études expérimentales et numériques. Les joints sont à l’origine des ruptures ou instabilités observées dans les structures du génie civil et leur comportement dépend de nombreux facteurs. Par conséquent, les modèles de comportement des discontinuités et les paramètres associés jouent un rôle essentiel dans les applications des techniques numériques. Un programme permettant de déterminer les paramètres des lois constitutives des discontinuités ainsi que les critères de rupture en cisaillement, à partir des données d'essais en laboratoire, a été mis au point. Saeb et Amadei ont développé un modèle analytique, incrémental et non linéaire de comportement des joints rocheux. Base sur la formulation des auteurs, nous avons généralisé le comportement des joints rocheux à des sollicitations cycliques dans la direction normale et avec changement de direction de sollicitations dans la direction tangente au joint. Les deux modèles ont été implantés dans le code de calcul des éléments distincts UDEC. Une vérification des modèles ainsi qu'une étude paramétrique ont été réalisées sur des géométries simples (y compris les deux lois linéaires de UDEC). Trois exemples d'application à l'étude de l'influence des lois sur la stabilité des ouvrages ont été traités. Les deux premiers étudient l'influence des lois de comportement sur la stabilité d'ouvrages à plusieurs profondeurs ainsi que l'influence de la rigidité du milieu entourant les fractures. Une comparaison entre les résultats de la modélisation (selon les lois constitutives et certains paramètres qu'elles font intervenir dans leur mise en œuvre) et les mesures in situ constituent le troisième exemple

Ce travail de thèse s’intéresse à la fiabilisation du diagnostic de corrosion des ouvrages en béton armé situés en milieu maritime. Dans le cadre du projet DéCoF-Ré, un ensemble de mesures non destructives a été réalisé sur plusieurs piles du pont de l'île de Ré et notamment des mesures de potentiel de corrosion de l'armature et de résistivité électrique du béton. La fiabilisation a, tout d'abord, porté sur le protocole de mesure sur site, puis sur l'interprétation des données mesurées, notamment en fonction des facteurs influant la mesure. Les résultats montrent que, dans le cas des ouvrages en milieu maritime, les interprétations en fonction des textes et recommandations actuellement disponibles dans la littérature, largement utilisés pour des structures exposées au milieu atmosphérique, peuvent conduire à des conclusions erronées indiquant un état de dégradation alarmiste. En effet, le phénomène de marnage peut induire des milieux privés d'oxygène pour lesquels les mesures concluent à la présence de zones « à risque » qui ne résultent pas forcément de la corrosion des armatures. A partir d’une vaste campagne expérimentale sur l'ouvrage, l'influence de la phase de la marée (montante ou descendante), du phénomène de marnage et de la saisonnalité sur les mesures ont été étudiés et quantifiés. En retranchant ces effets environnementaux et temporels aux données brutes, l’interprétation du diagnostic de corrosion a été fiabilisée. Ceci a été conforté et validé par des autopsies (essais destructifs), révélant l’état réel de corrosion des armatures. Enfin, une hiérarchisation des zones à réparer en priorité a été effectuée en utilisant des outils d’aide à la décision
This thesis work aims at studying the reliability of the corrosion diagnosis of reinforced concrete structures located in coastal marine environment. As part of the Project DéCoF-Ré, several non-destructive measurements were carried out on the piers of the Ré bridge in France, including half-cell potentials of the reinforcement and electrical resistivities of the concrete. The reliability firstly focused on the on-site measurement protocol and, secondly, on the interpretation of the measured data, in particular according to factors influencing the measurement. The results showed that in the case of marine structures, interpretations based on texts or recommendations available in the literature, widely used for structures exposed to atmospheric environment, may lead to erroneous conclusions indicating an overestimated degradation of the structure. Indeed, the tidal phenomenon may induce areas without oxygen for which the measurements concluded the presence of “at risk” zones that did not necessarily resulted from the corrosion of the reinforcements. Based on a major experimental campaign performed on the structure, the influence of the tide (high or low), the tidal and the seasons on the measurements was studied and quantified. By subtracting these environmental and time effects to raw data, interpretation of the corrosion diagnosis has been improved a made more reliable. This was confirmed and validated by autopsies (destructive tests), revealing the real state of corrosion of the reinforcements. Finally, a prioritization of the zones to be repaired was suggested using management's tools

La réaction sulfatique interne (RSI) est une pathologie conduisant au gonflement et à la dégradation du béton de certains ouvrages. En tant que gestionnaire d'ouvrages, VINCI doit assurer la sécurité des usagers et des biens. Pour cela, une évaluation de l'aptitude au service des ouvrages concernés est nécessaire. Ce travail a pour but d'améliorer la modélisation des phénomènes mécaniques induits par la formation d'ettringite différée, notamment sous contrainte. Une campagne expérimentale a été réalisée sur éprouvettes prismatiques en béton réactif libres de contraintes, armées uniaxialement, armées triaxialement et soumises à un chargement uniaxial de compression de 14,5 MPa. Les phénomènes expansifs sont relativement isotropes en l'absence de contraintes et atteignent 0,6 % en fin de réaction. Le bridage induit par la présence des armatures conduit à une diminution importante des déformations dans les directions concernées, sans impact majeur sur le gonflement dans les directions libres : les déformations du béton initiées par la RSI sont de fait anisotropes sous chargement anisotrope. Une fissuration préférentielle est observée parallèlement à la direction gênée. L'application d'un chargement uniaxial de compression à hauteur de 14,5 MPa entraine un raccourcissement du béton dans la direction chargée, les déformations de fluage masquant les éventuelles expansions. La décharge de ces corps d'épreuve après environ 420 jours d'immersion a provoqué une reprise des gonflements de l'ordre de 0,10 % en 3 jours dans la direction chargée, sans effet visible dans les autres directions. Au cours des 200 jours suivants, des gonflements longitudinaux et transversaux similaires en termes de cinétique et d'amplitude ont été observés. Ce phénomène a été attribué au renouvèlement de l'eau de conservation ayant eu lieu au moment de la décharge, en particulier à une réaccélération du lessivage des alcalins. L'endommagement induit par la RSI sur le béton a été caractérisé par le biais d'essais de compression, traction par fendage et mesures de module d'Young avant et après gonflement. [...]
Delayed ettringite formation is a pathology leading to swelling and degradation of the concrete of certain structures. As structure manager, VINCI must ensure the safety of users and goods. To do so, an assessment of the serviceability of affected structures is necessary. This work aims to improve the modeling of mechanical phenomena induced by delayed ettringite formation, especially under stress. An experimental campaign was carried out on prismatic reactive concrete specimens. Some were plain, uniaxially reinforced, triaxially reinforced and subjected to an uniaxial compressive loading of 14.5 MPa. Expansions appeared fairly isotropic in stress-free conditions and reached 0,6 %. Restraint due to reinforcements led to decreased strains in the restrained directions. Expansions were only slightly impacted in transversal free directions. Therefore, DEF expansion under uniaxial stress is anisotropic. Cracks were observed parallel to the restrained direction. For prestressed concrete, creep strains hid possible strains induced by DEF. These specimens were unload after 420 days of immersion in water. It led to a strain increase of about 0,10 % in 3 days in the loaded direction, without any effect on transversal directions. Similar kinetic and range of expansion was measured in both longitudinal and transversal throughout the 200 following days. This phenomenon was understood as the consequence of an alkali leaching acceleration after storage water renewal that occurred during specimens unloading. DEF induced damage on concrete was characterize through compressive tests, brazilian tensile tests and Young modulus measurements before and after expansions. DEF effect on steel-concrete bond behavior was also measured through pull-out tests. Maximal steel-concrete bond stress appears slightly impacted by longitudinal expansions of about 0.25 %, but the bond shear modulus decreases significantly after DEF. All collected experimental data were used to fit a poromechanical model of DEF taking into account all the phenomena involved in the of reinforced concrete behavior (plasticity, damage, creep, shrinkage, distributed reinforcements...). [...]

Dans le but d'optimiser la conception des ouvrages realises dans les massifs rocheux, on prend en compte les discontinuites qui les affectent et on etablit un modele qui etudie le comportement mecanique d'un massif fissure grace a des eprouvettes fracturees

L'influence des effets de site sur la réponse sismique des barrages-voûtes a été étudiée récemment par différents auteurs. Dans les travaux effectués jusqu'à présent l'excitation sismique est utilisée de différentes façons, mais toujours en se limitant à quelques angles d'incidence d'ondes sismiques, définis à l'avance. Les réponses des barrages-voûtes dans ces conditions ne représentent que des cas particuliers sur lesquels sont basées les conclusions. La méthode des surfaces d'énergie présentée dans ce travail, représente une méthode générale (et en même temps économique) qui se sert du balayage tridimensionnel fin sur tous les angles d'incidence dans l'espace, pour différents types d'ondes sismiques et leurs différentes célérités de propagation. L'excitation sismique est représentée par les ondes P, SV, SH et ondes de Rayleigh. Leurs expressions ont été développées en séries limitées et remplacées par différentes combinaisons de fonctions de forme dont les coefficients sont les fonctions d'angles d'incidence et de direction. Cette méthode nous permet de définir les intervalles d'angles d'incidence les plus dangereux et ceux les moins dangereux pour un barrage ainsi que l'influence et l'importance des effets de site sur la réponse sismique des barrages-voûtes. Dans les conditions générales d'angles d'incidence, plusieurs paramètres ont été variés et analysés à l'aide de 12 différents modèles qui représentent des systèmes complexes du barrage-voûte avec son réservoir et la masse rocheuse qui les entoure. Ces paramètres sont : les angles d'incidence , la position du noeud dans le barrage, les célérités de propagation d'ondes du champ proche dans la roche, les célérités de propagation d'ondes du champ lointain, les effets de site, les types d'ondes, la compressibilité de l'eau, la présence de la retenue pleine, le changement de la taille et de la forme du réservoir, la direction de la vallée, des petites modifications de la forme de la frontière du modèle numérique, l'utilisation des éléments fluides pour modéliser le réservoir. La méthode d'énergie maximale traite le problème extrémal de l'énergie dans le barrage sur l'espace des fonctions de forme. L'excitation sismique est représentée par un signal plus complexe que celui obtenu par des ondes P, S V, SH et ondes de Rayleigh. Dans les analyses sismiques sur les effets maxima on détermine également des mouvements "éventuels" de la roche qui donnent l'énergie maximale dans le barrage. Les conclusions donnent un apport théorique basé sur les analyses paramétriques effectuées dans ces conditions générales d'angles d'incidence, ainsi qu'un apport pratique qui montre le moyen de détermination de la position du barrage la plus favorable par rapport aux intervalles d'angles prédominants de séismes (en remplissant en même temps les autres conditions nécessaires: statiques, géologiques etc.). Dans le domaine théorique cette thèse élargit et classifie nos connaissances sur les phénomènes des effets de site, en premier lieu l'influence sur le barrage (structure étendue) du massif rocheux, dont les propriétés mécaniques sont exprimées par la célérité de propagation d'ondes sismiques et de l'interaction barrage-fluide du lac de retenue. La méthode présentée dans ce travail ainsi que le logiciel entièrement créé pour le même travail peuvent être applicables, avec peu de modifications, sur d'autres structures étendues dont le comportement sismique est décrit dans le domaine linéaire de façon suffisamment correcte.

Dans cette recherche est développé un modèle de calcul de la capacité portante des murs en maçonnerie de petits éléments sous charges verticales centrées ou excentrées. Le modèle est capable de prendre en compte l'influence des discontinuités mécaniques introduites par les joints horizontaux et verticaux en considérant les caractéristiques mécaniques des blocs et des joints de mortier. La détermination des caractéristiques mécaniques du mortier des joints a également été menée. Les essais sur des éprouvettes découpées dans les joints de mortier après durcissement ont mis en évidence l'influence des phénomènes de succion des blocs sur les caractéristiques mécaniques du mortier. Cette étude a montré également que la détermination de la loi de comportement du mortier à partir .de celle des assemblages et des blocs en utilisant l'approche proposée par PAGE sous-estime la valeur du module d'élasticité initial du mortier. Un dispositif expérimental spécifique a été mis au point pour la détermination des lois excentricité-courbure à effort normal maintenu constant. Ce dispositif permet également de mettre en évidence les modes de rupture observés dans les assemblages ainsi que l'influence du type de mortier sur leur déformabilité. D'une manière générale, on a pu constater une bonne correspondance entre résultats théoriques et expérimentaux en particulier dans le cas où l'on considère la maçonnerie comme un matériau hétérogène.

L’Afrique connaît aujourd’hui une croissance urbaine rapide qui se traduit par une multiplication des constructions en béton. Le ciment, composant essentiel de ce matériau, est devenu le symbole de cette urbanisation frénétique qui bouleverse le paysage des villes africaines. Plus qu’une simple matière inerte, il se charge d’affect et de valeurs et redéfinit les pratiques et les imaginaires de sociétés en quête d’émergence économique et de réussite sociale, alors même qu’à l’heure du dérèglement climatique des voix s’élèvent pour dénoncer une industrie cimentière aux effets destructeurs sur l’environnement. Pour comprendre la production et la consommation grandissante de cette poudre banale devenue «or gris», Armelle Choplin nous invite à suivre les sacs de ciment sur les routes ouest-africaine, le long du corridor urbain de 500 km qui relie Accra, Lomé, Cotonou et Lagos. Depuis la carrière de calcaire jusqu’à la parcelle en chantier, l’auteure nous amène à la rencontre des géants du secteur, des investisseurs, des acteurs politiques mais aussi des maçons et des habitants qui construisent leur propre maison «en dur». À travers l’exploration d’une filière au cœur de multiples enjeux politiques, sociaux et économiques, cet ouvrage nous appelle à repenser les rapports étroits qui lient l’urbain, l’humain et le monde. Découvrez l'interview de l'auteure dans le podcast de l'Université de Genève.