Dissertations / Theses: 'Ouvrages hydrauliques en terre'

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Beguin, Remi. "Etude multi-échelle de l'érosion de contact au sein des ouvrages hydrauliques en terre." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680078.

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Abstract:

L'érosion de contact est un type d'érosion interne qui se développe à l'interface entre deux couches de matériaux de granulométries différentes. Les particules d'un sol fin (sable, limon, argile...) sont détachées par l'écoulement et entraînées à travers les pores du sol grossier au contact (gravier...). Bien que l'on suspecte sa présence dans de nombreux ouvrages, ce processus d'érosion a été peu étudié jusqu'à présent. Aussi ce travail de thèse s'est attaché à mieux le comprendre pour parvenir à le modéliser. A l'échelle du pore, l'écoulement à l'interface entre deux milieux poreux a été caractérisé, grâce à un dispositif expérimental développé au Cemagref d'Aix-en-Provence qui combine fluorescence induite par laser, méthode PIV et milieu iso-indice. L'importance de la variabilité des sollicitations hydrauliques a ainsi été soulignée. A l'échelle de l'échantillon, des essais sur sols réels et sols reconstitués ont été menés au LTHE, afin d'identifier les phénomènes en jeu. Ont également été obtenues sur ce dispositif des mesures du taux d'érosion en fonction de l'intensité de l'écoulement, pour différents types de sols fins et de sols grossiers. Une modélisation stochastique de ces essais a ensuite été proposée. Enfin, des essais à grande échelle ont été conduits au laboratoire de la Compagnie Nationale du Rhône pour étudier l'éventuelle influence d'effets d'échelle ainsi que les conséquences de cette érosion de contact sur le comportement global et l'intégrité d'un ouvrage. Il a ainsi été mis en évidence la possibilité qu'une érosion de conduit soit initiée par érosion de contact. Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet ERINOH (ERosion INterne dans les Ouvrages Hydrauliques), en convention CIFRE avec le Centre d'Ingénierie Hydraulique d'EDF.

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Beguin, Rémi. "Etude multi-échelle de l'érosion de contact au sein des ouvrages hydrauliques en terre." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENU044/document.

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Abstract:

L'érosion de contact est un type d'érosion interne qui se développe à l'interface entre deux couches de matériaux de granulométries différentes. Les particules d'un sol fin (sable, limon, argile…) sont détachées par l'écoulement et entraînées à travers les pores du sol grossier au contact (gravier…). Bien que l'on suspecte sa présence dans de nombreux ouvrages, ce processus d'érosion a été peu étudié jusqu'à présent. Aussi ce travail de thèse s'est attaché à mieux le comprendre pour parvenir à le modéliser. A l'échelle du pore, l'écoulement à l'interface entre deux milieux poreux a été caractérisé, grâce à un dispositif expérimental développé au Cemagref d'Aix-en-Provence qui combine fluorescence induite par laser, méthode PIV et milieu iso-indice. L'importance de la variabilité des sollicitations hydrauliques a ainsi été soulignée. A l'échelle de l'échantillon, des essais sur sols réels et sols reconstitués ont été menés au LTHE, afin d'identifier les phénomènes en jeu. Ont également été obtenues sur ce dispositif des mesures du taux d'érosion en fonction de l'intensité de l'écoulement, pour différents types de sols fins et de sols grossiers. Une modélisation stochastique de ces essais a ensuite été proposée. Enfin, des essais à grande échelle ont été conduits au laboratoire de la Compagnie Nationale du Rhône pour étudier l'éventuelle influence d'effets d'échelle ainsi que les conséquences de cette érosion de contact sur le comportement global et l'intégrité d'un ouvrage. Il a ainsi été mis en évidence la possibilité qu'une érosion de conduit soit initiée par érosion de contact. Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet ERINOH (ERosion INterne dans les Ouvrages Hydrauliques), en convention CIFRE avec le Centre d'Ingénierie Hydraulique d'EDF Contact erosion is a type of internal erosion which occurs at the interface between two soil layers of different particle sizes. Particles from the fine soil (sand, silt, clay…) are pulled and driven by the flow through the pores of the surrounding coarse soil (gravel ...). Although its presence is suspected in many earthfill embankments, this process has been little studied so far. The aim of this thesis was to better understand and, possibly, to model contact erosion. At pore scale, the flow at the interface between two porous media was characterized thanks to an experimental device, developed in Cemagref, combining Planar Laser Induced Fluorescence, PIV method and Refractive Index Matching. The spatial variability of flow shear stress has been emphasized. At sample scale, several tests on real and reconstituted soils were carried out in LTHE, in order to identify the phenomena involved in contact erosion. Erosion rates as a function of flow magnitude have also been measured for different types of fine and coarse soils. Then, a stochastic model was proposed to account for these experiments. Finally, large scale tests were conducted in the laboratory of Compagnie National du Rhône, to study the influence of scale effects as well as the consequences of contact erosion on global behavior and integrity of the embankment structure. The possibility of piping initiation by contact erosion was underlined. This thesis is part of the project ERINOH project and was funded by EDF-CIH

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Dadda, Abdelali. "Étude mécanique et microstructurale des sols bio-cimentés : application aux ouvrages hydrauliques en terre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI103.

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Abstract:

Le procédé de bio-cimentation est une technique prometteuse pour renforcer les sols lâches et de faible résistance mécanique. Cette technique a montré une très bonne efficacité pour plusieurs types de sols lors d’essais en laboratoire, dans des modèles physiques ou lors d’essais sur site. Par contre, elle a montré une forte sensibilité aux conditions de traitement telles que concentrations des réactifs, bactéries, vitesse d’injection, type de sols, température, etc… Ces facteurs influencent principalement la distribution spatiale de la calcite précipitée, sa forme et sa morphologie, ce qui influence par la suite les propriétés effectives des sols traités. Ces travaux de thèse ont été réalisés dans le cadre du projet BOREAL qui vise à renforcer par cette technique des digues et barrages en terre existants contre l’érosion interne des noyaux et la liquéfaction des fondations. L'objectif de cette thèse est d'étudier l’évolution des propriétés physiques et mécaniques du sable bio-cimenté (perméabilité, résistance mécanique) par la réalisation d’essais mécaniques et de mesures de perméabilité en laboratoire, et de lier cette évolution aux changements microstructuraux via des observations par microtomographie RX. Le travail a commencé par des essais de bio-cimentation de colonnes de sable de Fontainebleau afin de vérifier la faisabilité de la bio-cimentation en laboratoire. Suite à ces essais de faisabilité, des essais triaxiaux drainés ont été réalisés sur le sable bio-cimenté afin d’estimer l’évolution de ses paramètres de résistance tels que la cohésion et l'angle de frottement. Des petits volumes de sable bio-cimenté présentant différentes teneurs en calcite ont été extraits des échantillons triaxiaux et observés par micro-tomographie aux rayons-X à l’ESRF sous une très haute résolution (0,65 µm/ pixel). Des méthodes quantitatives d’imagerie 3D ont été développées pour calculer les propriétés microstructurales moyennes (quantité de calcite, porosité, surface spécifique et surface spécifique de calcite) et les propriétés de contact (surface de contact, nombre de coordination, type de contacts, orientation des contacts, etc…) pour les différents échantillons observés. Cette étude a montré une forte évolution de la résistance du sable bio-cimenté (évolution non-linéaire de la cohésion, évolution quasi-linéaire de l’angle de frottement, légère augmentation de la résistance résiduelle, etc…) et une diminution de la perméabilité par la précipitation de la calcite à l’intérieur de l’échantillon. L’étude quantitative de l’évolution de la microstructure a montré une stabilité de la surface spécifique de la calcite à partir d’un certain niveau de calcification, une forte évolution quasi-linéaire de la surface de contact cohésive entre les grains ainsi qu’une légère évolution du nombre de coordination par la création de nouveaux contacts. La comparaison de ces évolutions avec celles obtenues pour un arrangement périodique de type cubique simple en utilisant deux scenarii de précipitation (uniforme et localisée au niveau du contact) a montré que la précipitation de la calcite se produit principalement dans les zones de contact inter-granulaire. L’utilisation de ces informations microstructurales dans des modèles micromécaniques a permis d’estimer avec succès les propriétés effectives du sable bio-cimenté (cohésion, perméabilité, modules élastiques). Enfin, les mêmes outils ont été utilisés pour étudier la durabilité chimique du sable bio-cimenté. Cette étude a montré une dégradation de la résistance du sable par la dissolution de la calcite à l’intérieur des échantillons. Les mesures quantitatives sur les images 3D ont montré une dégradation de la surface de contact sans hystérésis par rapport à l’évolution de ces surfaces de contacts pendant le processus de bio-cimentation The biocementation process is considered as a promising technique for strengthening loose and weak soils. This technique has shown very good efficiency for several types of soil through laboratory tests and large scale models. On the other hand, it has shown a high sensitivity to the treatment conditions such as reactant concentrations, bacteria, injection rate, type of soil, temperature, etc…. These factors influence mainly the spatial distribution of the precipitated calcite, its shape and morphology, which subsequently influences the effective properties of the treated soils. This thesis is part of the French research project BOREAL, which aims at reinforcing old dykes and earth dams with this technique against internal erosion of the core and liquefaction of foundations. The objective of this thesis is to study the evolution of the physical and mechanical properties of biocemented sands (permeability, mechanical strength) by performing mechanical tests and permeability measurements in the laboratory and linking this evolution to microstructural changes by using quantitative 3D X-ray imaging tools. To do this, this work began with biocementation tests on Fontainebleau sand to verify the feasibility of the biocementation process in the laboratory. After these feasibility tests, drained triaxial tests have been carried out on the biocemented sand in order to estimate the evolution of its resistance parameters such as cohesion and friction angle. Small sub-samples of biocemented sand with different calcite contents have been then extracted and observed using X-ray micro-tomography at ESRF at a very high resolution (0.65 μm / pixel). Quantitative methods of 3D imaging have been developed to compute mean microstructural properties (amount of calcite, porosity, specific surface area and specific surface area of calcite) and contact properties (contact surface area, coordination number, type of contacts, contact orientation, etc…) for the different observed sub-samples. This study has shown a strong evolution of the resistance of biocemented sand (non-linear evolution of the cohesion, quasi-linear evolution of the friction angle, a slight increase of the residual resistance, etc...) and a decrease of the permeability by the precipitation of the calcite inside the sample. The quantitative study of the evolution of the microstructure has shown a stability of the specific surface area of the calcite beyond a certain level of calcification, a strong quasi-linear evolution of the cohesive contact surface between the grains as well as a slight evolution the coordination number (creation of new contacts). The comparison of these evolutions with those obtained considering a simple cubic periodic arrangement using two precipitation scenarii (uniform and localized at the contact) has shown that the precipitation of the calcite mainly occurs in the zones of inter-granular contact. This microstructural information have4 been then used successfully in micromechanical models to estimate the effective properties of biocemented sand (cohesion, permeability, elastic moduli). Finally, the same tools have been used to study the chemical durability of biocemented sand. This study has shown a degradation of sand resistance by dissolving calcite within the samples. The quantitative measurements on the 3D images have shown a degradation of the contact surface area without hysteresis with respect to the evolution of these contact surfaces during the biocementation process

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Fargier, Yannick. "Développement de l'imagerie de résistivité électrique pour le reconnaissance et la surveillance des ouvrages hydrauliques en terre." Ecole centrale de Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011ECDN0042.

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Abstract:

En France, un important parc d’ouvrages hydrauliques en terre dédié à la production hydroélec-trique, à la navigation, à l’alimentation en eau des villes et à la régulation des cours d’eau génère des enjeux économiques et sécuritaires conséquents. Pour les ouvrages de protection contre les crues, il n’y a pratiquement pas d’année sans rupture et plus de 70 incidents ont été recensés en 25 ans par le Comité Français des Grands Barrages. L’Imagerie de Résistivité Électrique (IRE) est un outil d’imagerie très sensible aux paramètres d’état d’un sol faisant partie des méthodes pertinentes pour la reconnaissance et la surveillance des ouvrages hydrauliques en terre. Cependant, dans l’utilisation conventionnelle de l’IRE, le manque d’information provenant des mesures, la mauvaise prise en charge de ces mesures et de l’information a priori entraînent la formation d’artéfacts dans les résultats d’imagerie. Dans ce sens, de nouvelles approches d’acquisition/inversion sont développées, entre les approches classiques 2D et 3D. Ces nou-velles stratégies dont le but est de tirer le meilleur compromis entre coût d’acquisition et fiabilité du modèle final sont le fruit du développement d’un problème direct par éléments finis et d’un algorithme d’inversion 3D de type Gauss-Newton. Enfin, des auscultations sur ouvrage semi-contrôlé et sur ou-vrage réel ont été réalisées afin de confronter ces développements à des conditions d’auscultation plus réalistes. Les résultats révèlent que la qualité du résultat et la capacité d’interprétation peuvent être considérablement améliorées par l’utilisation de telles stratégies d’auscultation In France, a large stock of hydraulic earth structures dedicated to producing hydroelectricity, to navigation and to water supplying generates substantial economic and security challenges. Regarding flood protection structures, there is no year without a failure and more than 70 incidents were recorded in 25 years by the French Committee on Large Dams. The DC-Electrical Resistivity Imaging (ERI) method is very sensitive to soil state parameters and is widely accepted as one of the relevant geophysical methods for the survey and the monitoring of hydraulic earth structures. However, using ERI in a conventional manner is likely to yield image artifacts. This is due to the lack of information in the measured data and the fact that the full complexity of the problem and available a priori information are usually not accounted for. Therefore, new approaches of data acquisition and inversion have been developed. This development aims at filling the gap between more classical 2D and purely 3D approaches, by optimising a compromise between acquisition cost and model reliability. The research work has implied developing a finite element approach for the forward problem and a Gauss-Newton algorithm for the 3D inverse problem. Finally, experimental campaigns were conducted on both a semi-controlled embankment and a real hydraulic embankment in order to test and validate the developments in more realistic conditions. Outcomes indicate that interpretation capability and quality can be significantly enhanced by using these news approaches

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Cunat, Pierre. "Détection et évaluation des fuites à travers les ouvrages hydrauliques en remblai, par analyse des températures réparties, mesurées par fibre optique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721827.

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Abstract:

Les fuites au travers des ouvrages hydrauliques en remblai sont les signes précurseurs d'un dysfonctionnementdu dispositif d'étanchéité de l'ouvrage pouvant entraîner leur rupture. La détectionprécoce des fuites et leur quanti_cation est donc primordiale.Les méthodes géophysiques et thermométriques à grand rendement apportent des éléments deréponse pour la détection des fuites, le long des ouvrages à long linéaire, mais l'estimation de leurvitesse, nécessaire à l'évaluation de la dangerosité des fuites, n'est pas encore satisfaisante.Cette étude porte sur la détection et quanti_cation des fuites à travers les ouvrages hydrauliquesen remblai soumis à une charge d'eau permanente. Les méthodes proposées exploitent des mesures detempératures naturelles du sol à l'aide de _bres optiques placées sous le talus amont ou aval.Deux modèles de quanti_cation ont été développés et testés sur les données d'un site expérimentalcontrôlé et d'un site réel. Les résultats obtenus concordent avec les mesures de vitesse e_ectuées surles deux sites.

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Haghighi, Iman. "Caractérisation des phénomènes d’érosion et de dispersion : développement d’essais et applications pratiques." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1133/document.

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Abstract:

Les processus érosifs constituent la cause majeure des ruptures des ouvrages hydrauliques comme les digues ou les barrages en terre. Ils touchent également de nombreux ouvrages comme les remblais d'infrastructure de transport ou les fondations de piles de ponts. Les phénomènes d'érosion sont des processus complexes qui dépendent de multiples paramètres. Il est donc indispensable de les caractériser au travers d'essais dédiés. Deux mécanismes principaux d'érosion sont généralement distingués sur les ouvrages linéaires en terre : l'érosion interne et la surverse. La dispersivité du sol est également un facteur important dans ces processus. Le présent travail étudie ces phénomènes à l'aide de trois dispositifs expérimentaux : l'essai d'érosion de trou (HET « Hole Erosion Test ») qui étudie l'agrandissement d'un canal circulaire par analogie à l'érosion interne (érosion de conduit), l'érodimètre à jets mobiles (MoJET « Mobile Jets Erosion Test ») qui érode la surface du sol par des jets perpendiculaires avec des analogies à l'érosion de surface et l'essai d'émiettage amélioré (ECT « Enhanced Crumb Test ») qui évalue le potentiel de désagrégation d'une texture de sol en absence de sollicitation mécanique. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à développer et améliorer ces trois dispositifs expérimentaux, leur protocole d'essai ainsi que leur interprétation pour une application plus pertinente sur les ouvrages. Ainsi, pour le HET, une nouvelle méthode d'interprétation indépendante de l'hydraulique de l'écoulement est proposée. Le dispositif a également été adapté pour réaliser des essais sur des éprouvettes peu perturbées et les plages de sollicitations ont été étendues pour rendre l'essai à la fois applicable sur des sols très résistants et sur des sédiments très sensibles à l'érosion. Le dispositif de MoJET a été utilisé pour effectuer des campagnes d'essais sur ouvrages pilotes avec un mode opératoire révisé. Enfin, le dispositif d'essai d'émiettage a été amélioré pour effectuer un suivi temporel quantitatif de la désagrégation du sol dans l'eau et un protocole a été défini pour la réalisation d'essais sur les sols reconstitués ou prélevés. Dans une seconde partie, les différentes méthodes d'expérimentation ont été appliquées sur deux études pratiques. La première étude porte sur l'utilisation de chaux pour traiter les sols utilisés dans les ouvrages hydrauliques. Nous montrons au travers de campagnes d'essais en laboratoire et sur ouvrages pilotes que l'utilisation d'un tel traitement diminue considérablement la sensibilité à l'érosion des sols traités. La seconde étude porte sur l'influence de la salinité de l'eau (environnante ou constitutive du sol) sur les phénomènes d'érosion et de dispersion. L'utilisation des différents essais a permis de discuter l'influence de plusieurs paramètres et de caractériser le comportement des sols face aux différents aspects des processus érosifs Erosion Erosion processes are the major cause of failures in hydraulic earthworks such as levees and earth dams. They affect as well many structures including transport infrastructure embankments or foundations of bridge piers. Erosion phenomena are complex processes depending on multiple parameters. It is therefore essential to characterize them through direct measurements. Two principal mechanisms of erosion are generally distinguished on earthworks: internal erosion and overtopping. Dispersivity of the soil is also an important factor in these processes. The present work studies these phenomena using three experimental devices: the Hole Erosion Test (HET), which examines the enlargement of a circular channel simulating internal erosion (piping), the Mobile Jets Erosion Test (MoJET) that erodes the by jets perpendicularly to soil surface by analogy to surface erosion and the Enhanced Crumb Test (ECT) which quantifies the disintegration potential of a soil texture in the absence of mechanical loads. In the first part, we were interested in developing and improving these three experimental devices, their testing protocol and interpretation methods for a more relevant application on earthworks. Thus, for the HET, a new interpretation method independent of the hydraulic flow is proposed. The device has also been adapted to perform tests on undisturbed soil samples and the ranges of stresses have been extended to make the test applicable from highly sensitive sediments to highly resistant soils. The MoJET device was used to perform series of tests on problematic earthworks with a revised procedure. At last, the Crumb Test has been enhanced to perform quantitative monitoring of disaggregation of soil specimens in water and a protocol has been defined for conducting tests on reconstituted or undisturbed soil specimens. In the second part, the different test methods were applied to two practical studies. The first study focuses on the application of lime treatment to hydraulic earthworks. It has been found through series of tests in the laboratory and on experimental earthworks that the application of such treatment technique reduces significantly the sensitivity to erosion of soils. The second study examined the influence of water salinity (pore water or eroding/permeant water) on erosion and dispersion. The use of different tests led to discuss the influence of several parameters and characterize the behavior of soils in various aspects of erosion processes

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Haghighi, Iman, and Iman Haghighi. "Caractérisation des phénomènes d'érosion et de dispersion : développement d'essais et applications pratiques." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778066.

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Abstract:

Les processus érosifs constituent la cause majeure des ruptures des ouvrages hydrauliques comme les digues ou les barrages en terre. Ils touchent également de nombreux ouvrages comme les remblais d'infrastructure de transport ou les fondations de piles de ponts. Les phénomènes d'érosion sont des processus complexes qui dépendent de multiples paramètres. Il est donc indispensable de les caractériser au travers d'essais dédiés. Deux mécanismes principaux d'érosion sont généralement distingués sur les ouvrages linéaires en terre : l'érosion interne et la surverse. La dispersivité du sol est également un facteur important dans ces processus. Le présent travail étudie ces phénomènes à l'aide de trois dispositifs expérimentaux : l'essai d'érosion de trou (HET " Hole Erosion Test ") qui étudie l'agrandissement d'un canal circulaire par analogie à l'érosion interne (érosion de conduit), l'érodimètre à jets mobiles (MoJET " Mobile Jets Erosion Test ") qui érode la surface du sol par des jets perpendiculaires avec des analogies à l'érosion de surface et l'essai d'émiettage amélioré (ECT " Enhanced Crumb Test ") qui évalue le potentiel de désagrégation d'une texture de sol en absence de sollicitation mécanique. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à développer et améliorer ces trois dispositifs expérimentaux, leur protocole d'essai ainsi que leur interprétation pour une application plus pertinente sur les ouvrages. Ainsi, pour le HET, une nouvelle méthode d'interprétation indépendante de l'hydraulique de l'écoulement est proposée. Le dispositif a également été adapté pour réaliser des essais sur des éprouvettes peu perturbées et les plages de sollicitations ont été étendues pour rendre l'essai à la fois applicable sur des sols très résistants et sur des sédiments très sensibles à l'érosion. Le dispositif de MoJET a été utilisé pour effectuer des campagnes d'essais sur ouvrages pilotes avec un mode opératoire révisé. Enfin, le dispositif d'essai d'émiettage a été amélioré pour effectuer un suivi temporel quantitatif de la désagrégation du sol dans l'eau et un protocole a été défini pour la réalisation d'essais sur les sols reconstitués ou prélevés. Dans une seconde partie, les différentes méthodes d'expérimentation ont été appliquées sur deux études pratiques. La première étude porte sur l'utilisation de chaux pour traiter les sols utilisés dans les ouvrages hydrauliques. Nous montrons au travers de campagnes d'essais en laboratoire et sur ouvrages pilotes que l'utilisation d'un tel traitement diminue considérablement la sensibilité à l'érosion des sols traités. La seconde étude porte sur l'influence de la salinité de l'eau (environnante ou constitutive du sol) sur les phénomènes d'érosion et de dispersion. L'utilisation des différents essais a permis de discuter l'influence de plusieurs paramètres et de caractériser le comportement des sols face aux différents aspects des processus érosifs

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Alahmad, Sam. "Traitement des fissurations dans les ouvrages hydrauliques." Toulouse, INSA, 2009. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000310/.

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Abstract:

Les fissures de différentes origines, dans les ouvrages hydrauliques, offrent des chemins préférentiels pour la pénétration de différents agents agressifs (liquide, gaz, ions), ce qui conduit à la diminution de la performance de ces ouvrages (fuite, dégradation, perte de résistance mécaniques). L’objectif de la thèse est d’étudier des conséquences de la fissuration des ouvrages hydrauliques sur leurs propriétés d’étanchéité et mécanique et les possibilités de traitement de cette fissuration pour améliorer et retrouver une étanchéité suffisante, ainsi que la recouvrance partielle d’une cohésion mécanique. Deux aspects seront donc étudiés. Le premier aspect est d’étudier l’effet d’ouverture de fissuration sur la pénétration du dioxyde de carbone dans un mortier. Le deuxième aspect est d’étudier des capacités de cicatrisation des fissures d’un point de vue mécanique (reprise de rigidité, capacité portante). Cette étude sera complétée par des analyses chimiques et des observations microscopiques pour qualifier la nature des nouveaux cristaux ayant précipités dans la fissure The cracks of different origins in hydraulic structures provide preferential paths for the penetration of various aggressive agents (such as liquid, gas, ions), which leads to decreased performance of these works (leakage, deterioration, loss of mechanical strength). The aim of the thesis is to study the consequences of cracking of hydraulic structures on mechanical and water sealing properties, and to study different possibilities to treat these cracks to improve and regain sufficient sealing. Moreover, recover partially the mechanical cohesion. Therefore, two aspects will be studied. The first aspect is to study the effect of crack opening on the penetration of carbon dioxide in a mortar. The second aspect is to study the capacity of healing of cracks from the point of view of mechanical (stiffness, bearing capacity), this study will be supplemented by chemical analysis and microscopic observations to characterize the nature of new crystals that precipitated in the crack

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Khaladi, Ahmed. "Gestion automatique des transferts d'eau en réseaux hydrauliques maillés à surface libre : application au reseau des wateringues." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0018.

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Abstract:

Il est souvent difficile de déterminer les consignes de gestion d'un réseau hydraulique a surface libre complexe. Les méthodes de gestion sont généralement basées sur un savoir-faire accumule au cours de nombreuses années par les acteurs directs de la gestion. Cette gestion est ainsi trop liée à la disponibilité et a l'intuition de ces acteurs; elle est souvent locale, c'est-a-dire qu'elle ne tient pas assez compte de ses répercussions lointaines sur le réseau. Une gestion globale basée sur la simulation numérique de l'ensemble du réseau pourrait, d'une part pallier la disparition de cette connaissance empirique, et d'autre part augmenter l'efficacité de la gestion par la prise en compte du fonctionnement global du réseau. Cette thèse développe un modèle de gestion optimale, base sur un couplage d'une méthode d'optimisation non linéaire avec contraintes et d'un code de simulation des écoulements en régime transitoire intégrant les équations de saint-venant (1d)

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Rousseau, Baptiste. "Interfaces fragiles des ouvrages hydrauliques : morphologie et comportement mécanique." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14023/document.

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Abstract:

Au Québec, les barrages poids en béton de plus de cinquante ans sont particulièrement étudiés depuis le séisme du Saguenay (1988, 6,2 sur l’échelle de Richter) car ils n’avaient pas été dimensionnés pour de tels aléas. Dans les codes de calculs de fiabilité d’Hydro-Québec, différents paramètres relatifs à la morphologie de l’ouvrage ainsi que des paramètres physiques et mécaniques sont nécessaires. Parmi ces derniers, la résistance au cisaillement des interfaces (béton-béton, béton-roche et roche-roche) du barrage est particulièrement importante car elle conditionne en grande partie le coefficient de sécurité. De plus, il est communément admis que la rugosité des épontes des discontinuités rocheuses conditionne le comportement mécanique en cisaillement. Cette étude se décompose en deux volets : une étude d’échantillons prélevés sur deux barrages et la réalisation d’un contact roche-béton artificiel. Tout d’abord, à partir d’essais de cisaillement sous contrainte normale constante, réalisés sur des contacts provenant de deux barrages d’hydro-Québec, l’étude en composantes principales des paramètres mécaniques et de rugosité a été menée afin de déterminer les paramètres prépondérants (Z2, Z4, Étendue). De plus, une classification de terrain des discontinuités est proposée. Cette dernière repose sur différents paramètres tels que l’angularité de la surface, le remplissage ou encore l’oxydation des épontes. Le contact roche-béton artificiel, réalisé au cours de ce travail, a été étudié dans sa globalité par différents moyens statistique et géostatistique, afin de décrire le plus précisément possible sa rugosité de surface. Une fois cette dernière connue, un plan de carottage au carottier de 150 mm de diamètre a été décidé. Les zones prélevées sont celles présentant des particularités de rugosité, comme par exemple, une angularité forte. Une fois le carottage effectué, les échantillons ont été soumis à un essai de cisaillement sous contrainte normale constante. Il en résulte une étude des paramètres mécaniques et de rugosité ainsi qu’une prise en compte de l’effet d’échelle In Quebec, the concrete dams over fifty years are systematically studied since the Saguenay earthquake (1988, 6.2 on the Richter scale) because they were not sized for such hazards. For calculation of the reliability codes for Hydro-Quebec structures, different parameters on the morphology of structure and the physical and mechanical parameters are needed. Among these, the shear strength of interfaces (concrete-concrete, concrete-rock rock-rock) is particularly important because it determines the safety factor in large part. Moreover, it is commonly accepted that the roughness of the surfaces of rock discontinuities determines the mechanical behavior in shear. This study is divided into two parts: a study of taking samples from two dams of Hydro-Quebec and the conception of an artificial rock-concrete contact. Firstly, from shear tests realized under constant normal load, achieved on contacts from two dams, the principal component study of mechanical and roughness parameters was conducted to determine the parameters dominate (Z2, Z4, Extent). In addition, a field classification of discontinuities is proposed. The latter depends on various parameters such as the angularity of the surface, filling or oxidation of the surfaces of the discontinuity. Artificial rock-concrete contact has been studied in its entirety by various statistical and geostatistical methods in order to describe as precisely as possible its surface roughness. Once the last known, a map of coring with a 150 mm diameter core sampler has been decided. The collected areas are those with features of roughness, for example, a high angularity. Once the coring performed, samples were tested for shear resistance under a constant normal load. It follows a study of mechanical and roughness parameter and an underline of scale effect

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Zerfa, Fatma Zohra. "Dynamique couplée des ouvrages en terre." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0109.

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Abstract:

La degradation de la resistance des materiaux constitue la principale cause de rupture des ouvrages en terre soumis a des sollicitations sismiques. Cette perte de resistance est due a une accumulation des pressions interstitielles et des deformations irreversibles du squelette solide qui peuvent conduire a une liquefaction et par suite a une rupture subite ou differee de la structure. Ainsi, dans le but d'evaluer la resistance a la liquefaction, nous avons opte pour le calcul couple qui est le plus approprie pour ce genre d'analyse. La theorie des melanges nous a alors permis de formuler les equations du mouvement et nous avons admis le concept de la contrainte effective. Nous avons ensuite choisi une loi constitutive elastoplastique a plusieurs surfaces de charge pour modeliser la reponse du squelette solide. Le modele propose par prevost a ete adapte aux chargements tridimensionnels. L'integration de la loi elastoplastique a ete realisee a l'aide de l'algorithme du plan secant. Nous avons teste le modele developpe sous differents chemins de sollicitations et l'analogie avec les resultats experimentaux est bonne. Le systeme sol-structure qui est un systeme semi-infini a ete modelise par un milieu fini equivalent. Nous avons opte pour le principe de la frontiere visqueuse que nous avons adapte aux equations de mouvement des sols satures. Les resultats obtenus sont satisfaisants. Nous avons termine ce travail par une analyse de deux types d'ouvrages en terre : un depot de sol et barrage. Les resultats obtenus sont conformes a ceux observes.

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Sjah, Jessica. "Couplage SPH-DEM pour l'étude de l'érosion dans les ouvrages hydrauliques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01000447.

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Abstract:

L'érosion est un phénomène d'arrachage et de transport de particules solides par des efforts hydrauliques au sein des ouvrages hydrauliques. Cette pathologie très représentée dans les ouvrages en terre peut conduire à la rupture, aussi, la comprendre et la maîtriser constituent des enjeux sociétaux et industriels très forts. L'érodabilité des matériaux se caractérise au travers notamment d'un essai dit d'érosion de conduit et sa modélisation numérique constitue le pivot de ce travail de thèse. Le phénomène d'érosion est un problème couplé entre le fluide et le solide et nous utiliserons deux codes construits sur des approches particulaires pour aborder le problème : ASPHODEL (ANDRITZLMFA) pour la partie fluide (méthode SPH-ALE Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrangian Eulerian) et YADE (L3S-R) pour la fraction solide (méthode DEM Discrete Element Method). Alors que YADE a été largement utilisé pour modéliser des problèmes géotechniques, ASPHODEL n'a pas encore été évalué dans un tel contexte. Ce travail constituera alors une étude de faisabilité pour l'utilisation d'ASPHODEL dans un contexte du génie civil et donnera les conditions pour espérer obtenir des résultats quantitatifs pour les phénomènes étudiés. Dans un deuxième temps, le couplage entre les deux codes sera construit dans le but d'étudier les phénomènes d'arrachage de particules le long de conduits formés à travers des matériaux granulaires cohérents. La validation du code ASPHODEL à l'échelle de la particule a été effectuée par l'étude de l'écoulement visqueux autour d'un objet 2D (cylindre) fixe et isolé de section circulaire mais aussi carrée ou triangulaire. Les forces de trainée, de portance, le coefficient de pression autour du cylindre et le nombre de Strouhal sont comparés à des résultats issus de la littérature pour différents Reynolds en régime laminaire. La validation du code ASPHODEL à l'échelle de l'échantillon a consisté à étudier un écoulement fluide entre des parois lisses ainsi que des parois constituées de particules solides fixes créant une rugosité. Le coefficient de frottement a été systématiquement calculé et comparé aux résultats issus de la littérature et le torseur fluide sur chaque particule solide des parois a été aussi évalué. Enfin, le couplage partitionné entre les deux codes fluide et solide a été construit et validé qualitativement pour le problème de la sédimentation sous gravité d'un grain solide rigide dans un fluide visqueux.

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Zeischka, Siger. "Minerva in de polder : waterstaat en techniek in het hoogheemraadschap van Rijnland (1500-1856) /." Hilversum : Verloren, 2007. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb41337544f.

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Verdure, Luc. "Cadre statistique du suivi en service des ouvrages de génie civil : application à un quai sur pieux." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2139.

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Veylon, Guillaume. "Modélisation numérique du mécanisme de liquéfaction des sols : application aux ouvrages hydrauliques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI019/document.

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Abstract:

Les matériaux granulaires présentent un large spectre de propriétés mécaniques. Développer des modèles constitutifs permettant d'intégrer ces caractéristiques dans le cadre de simulations à l'échelle de l'ouvrage demeure un réel challenge scientifique. A cet égard, les approches multi-échelles constituent aujourd'hui une voie très prometteuse. Elles permettent de faire émerger des propriétés macroscopiques à partir de modèles micromécaniques calibrés à l'échelle microscopique.Parmi les modèles multi-échelles, le modèle H marque une avancée majeure pour la prise en compte des effets de la microstructure dans le comportement des matériaux granulaires. La structure du matériau granulaire est décrite par une distribution d'hexagones orientés dans l'espace. A partir d'opérations d'homogénéisation, les contraintes et les déformations incrémentales sont reliées à l'échelle de la distribution, donnant lieu à un modèle de comportement qui a la capacité à reproduire propriétés mécaniques essentielles des matériaux granulaires.Nous étudions dans un premier temps les propriétés mécaniques de l'assemblage hexagonal de grains, élément de base du modèle H, afin d'identifier les conditions menant à sa déstabilisation. Nous réalisons dans un second temps une étude de sensibilité du modèle constitutif vis-à-vis des paramètres micro-mécaniques et microstructurels. Enfin, nous démontrons les capacités opérationnelles du modèle à partir d'essais triaxiaux non drainés réalisés sur un sable lâche liquéfiable.Dans un second temps, le modèle H est implémenté en tant que loi constitutive dans un code de calcul aux différences finies. Des simulations d'essais biaxiaux non homogènes sont conduites afin d'explorer les capacités du modèle à reproduire les différents modes de rupture observés en laboratoire. L'utilisation du modèle H pour modéliser des essais biaxiaux drainés et non drainés met clairement en évidence l'influence de la microstructure sur la réponse mécanique des matériaux granulaires. Enfin, le modèle H est utilisé dans le cadre d'une simulation hydro-mécanique couplée à l'échelle de l'ouvrage pour modéliser le chargement d'une fondation superficielle et la rupture d'une digue soumise à une crue Granular materials generally exhibit a broad spectrum of mechanical properties. Developing constitutive models to integrate these properties in the context of simulations at the structure scale remains a real scientific challenge. In this respect, multi-scale approaches offer very promising solutions as they allow the emergence of macroscopic properties from micromechanical models calibrated on a microscopic scale.Among the multiscale models, the H model marks a major step forward in taking into account the effects of the microstructure in the behavior of granular materials. The structure of the granular material is described by an assembly of hexagons, oriented in space. From homogenization operations, stresses and incremental strains are related to the scale of the assembly, giving rise to a constitutive model that has the ability to reproduce the essential mechanical properties of granular materials.We first study the mechanical properties of the hexagonal grain assembly in order to identify the conditions leading to the triggering of its instability. We then carry out a study of the sensitivity of the constitutive model with respect to micro-mechanical and microstructural parameters. Finally, we demonstrate the operational capacities of the model from triaxial undrained tests carried out on a liquefiable loose sand.In a second step, the H model is implemented as a constitutive law in a finite difference code. Simulations of non-homogeneous biaxial tests are carried out in order to explore the model's capacities to reproduce the different failure modes observed in the laboratory. The use of the H model to model drained and undrained biaxial tests highlights the influence of the microstructure on the mechanical response of granular materials. Finally, model H is used in numerical simulations at the structure scale to model the loading of a shallow foundation and the failure of a levee subjected to a flooding event

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Le, Van-Thao. "Development of a new device and stratistical analysis for characterizing soil sensibility face suffusion process." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4109/document.

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Abstract:

L’érosion interne est le risque majeur de rupture des ouvrages hydrauliques en remblai. Cette étude porte sur l’un des quatre processus d’érosion interne, la suffusion qui correspond aux processus couplés de détachement-transport- filtration de la fraction fine entre les grains de la fraction grossière. La caractérisation de l’initiation de la suffusion a été essentiellement réalisée par l’élaboration de critères granulométriques. Cependant l’influence d’autres paramètres physiques doit être considérée. Une analyse statistique est réalisée afin d’identifier les paramètres prépondérants en privilégiant les paramètres aisément mesurables sur des ouvrages existants. En distinguant les sols à granulométrie discontinue de ceux à granulométrie continue, deux corrélations sont proposées pour estimer la sensibilité à la suffusion. L’interprétation d’essais menés sur deux tailles d’échantillon montre l’influence significative de la taille des échantillons sur le gradient hydraulique critique et sur le coefficient d’érosion. L’approche énergétique permet de s’affranchir de cet effet d’échelle spatiale. Avec l’objectif d’étudier l’influence de la direction de l’écoulement, un nouveau dispositif est développé à finalité industrielle. Le nouveau dispositif et la méthodologie expérimentale associée sont validés par comparaison des résultats avec ceux de l’érodimètre triaxial et de l’oedoperméamètre. Par ailleurs, les essais réalisés sur échantillons hétérogènes mettent en évidence l’influence de la direction de l’écoulement. Enfin, sous écoulement horizontal et sans filtre aval, le développement de la suffusion dans un sable argileux peut conduire à la réalisation d’un renard Internal erosion is one of the main causes of instabilities within hydraulic earth structures. In literature, four different internal erosion processes are distinguished. This study deals with suffusion which corresponds to the coupled processes of detachment-transport-filtration of the soil’s fine fraction between the coarse fraction. The suffusion susceptibility characterization was mainly researched through grain size based criteria for the initiation of process. However the influence of other physical parameters has to be considered. A statistical analysis is performed in order to identify the main parameters and to focus on those which can easily be measured on existing structures. By distinguishing gapgraded and widely-graded soils, two correlations are proposed to estimate the soil suffusion susceptibility. By performing suffusion tests with two different-sized devices, the results show the significant effect of specimen size on critical hydraulic gradient and on erosion coefficient. The interpretation of all tests by energy based method permits to avoid this spatial scale effect. With the objective to investigate the influence of flow direction, a new device is designed and realized for the industrial purpose. The new device and associated experimental methodology are validated by the comparison of test results with results of triaxial erodimeter tests and oedopermeameter tests. Finally, tests performed on heterogeneous specimens highlight the influence of flow direction. Moreover, under a horizontal flow without any downstream filter, the development of suffusion in clayey sand can lead to the piping process

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Ferhi, Mustapha. "Les installations hydrauliques dans les Hautes Steppes tunisiennes à l'époque romaine." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX10012.

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Abstract:

Cette recherche porte sur l'histoire des Hautes Steppes en Tunisie à l'époque romaine à travers l'archéologie en l'absence de l'épigraphie et des textes littéraires. Elle contribue à l'histoire régionale de l'Afrique du Nord en général et la Tunisie en particulier à travers les installations hydrauliques. L'objectif de cette recherche est la sauvegarde du reste d'une civilisation romaine dans les Hautes Steppes, qui a été admirée à travers l'histoire par tout homme, grâce à ses monuments colossaux, aqueducs, barrages, amphithéâtres, thermes et arcs de triomphe. . . C'est aussi la sauvegarde de certains sites menacés de disparition, tout en dressant un inventaire des sites, qui ont résisté malgré tout jusqu'à nos jours et notamment les installations hydrauliques qui sont en voie de disparition à la suite de l'exploitation de la terre et des érosions.

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Tong, Anh Tuan. "Modélisation micromécanique des couplages hydromécaniques et des mécanismes d'érosion interne dans les ouvrages hydrauliques." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI108/document.

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Abstract:

Les matériaux granulaires multiphasiques occupent une place très importante dans notre environnement qui suscitent un grand intérêt de nombreuses communautés scientifiques, notamment celles de la mécanique des sols ou de la géotechnique. Le caractère divisé permet les milieux granulaires multiphasiques d'avoir un comportement mécanique global qui trouve leur origine, leur distribution et interactions entre les phases de composition. Un modèle de couplage hydromécanique est présenté dans ce travail de thèse pour l'application à la modélisation microscopique des couplages hydromécaniques dans les matériaux granulaires saturés. Le modèle numérique est basé sur un couplage de la méthode des éléments discrets (DEM) avec une formulation en volumes finis, à l'échelle des pores (PFV), du problmème de l'écoulement d'un fluide visqueux incompressible. Le solide est modélisé comme un arrangement de particules sphériques avec des interactions de type élasto-plastique aux contacts solide-solide. On considère un écoulement de Stokes incompressible, en supposant que les forces inertielles sont négligeables par rapport aux forces visqueuses. La géométrie des pores et leur connectivité sont définies sur la base d'une triangulation régulière des sphères, qui aboutit à un maillage tétrahédrique. La définition des conductivités hydrauliques à l'échelle des pores est un point clef du modèle, qui se rapproche sur ce point à des modèles de type pore-network. Une importance particulière réside dans les lois d'interactions fluide-solide permettant de déterminer des forces de fluide appliquées sur chacune des particules, tout en assurant un coût de calcul acceptable pour la modélisation en trois dimensions avec plusieurs millieurs des particules. Des mesures de perméabilités sur des assemblages bidisperses de billes de verre sont présentées et comparées aux prédictions du modèle et aux formules empiriques/semi-empiriques dans la littérature, ce qui valide la définition de la conductivité locale et met en évidence le rôle de la distribution granulométrique et la porosité. Une approche numérique pour analyser l'interaction mécanique fluide-solide et les mécanismes d'érosion interne est finalement présentée Multiphase granular materials occupy a very important place in our environment that are of great interest to many scientific communities, including those of soil mechanics or geotechnical engineering. The divided nature allows multiphase granular media to have a global mechanical behaviour which originates from all component phases, their distribution and interactions. Acoupled hydromechanical model is presented in this work for the application to microscopic modeling of coupled hydromechanical in saturated granular materials. The numerical model uses a combination of the discrete element method (DEM) with a pore-scale finite volume (PFV) formulation of flow problem of an incompressible viscous fluid. The solid is modeled as an assembly of spherical particles, where contact interactions are governed by elasto-plasticrelations. Stokes flow is considered, assuming that inertial forces are small in comparison with viscous forces. Pore geometry and pore connections are defined locally through regular triangulation of spheres, from which a tetrahedral mesh arises. The definition of pore-scale hydraulic conductivities is a key aspect of this model. In this sense, the model is similar to a pore-network model. The emphasis of this model is, on one hand the microscopic description of the interaction between phases, with the determination of the forces applied on solid particles by the fluid, on the other hand, the model involves affordable computational costs, that allow the simulation of thousands of particles in three dimensional models. Permeability measurements on bidispersed glass beads are reported and compared with model predictions and empirical formulas/semi-empirical in the literature, validating the definition of local conductivities and bringing out the role of particle size distribution and porosity. A numerical approach to analyze the fluid-solid mechanical interaction and mechanisms of internal erosion is finally presented

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Diouf, Edouard. "Ouvrages hydrauliques et modèle de gestion de l'eau dans le bassin du fleuve Casamance (Sénégal)." Thesis, Paris 10, 2013. http://www.theses.fr/2013PA100108.

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Abstract:

Situé dans la partie sud du Sénégal, le bassin de la Casamance dispose de potentialités rizicoles importantes. Malgré les contraintes causées par les aléas climatiques, les populations locales ont su pratiquer la riziculture dans les zones de vallée. En revanche, la persistance des effets négatifs a eu pour conséquence la prise de conscience de la nécessité de protéger les zones rizicoles contre l’avancée du sel et de maîtriser les quantités d’eau précipitées. C’est dans ce contexte qu’une multitude de petits barrages a été mise œuvre en Casamance par différents acteurs au développement. Cette thèse fait le point sur l’état du choix de la politique d’aménagement hydro-agricole dans le bassin de la Casamance. En effet après un peu plus d’un demi-siècle d’intervention, le constat de l’insuccès des programmes de développement de la production du riz dans les bas fonds demeure.Elle propose une grille d’analyse de la situation générale à partir d’une étude à plusieurs dimensions : une dimension politique portant sur l’échelle nationale et régionale, une dimension socioculturelle basée sur le local et une dimension technique qui se rapporte aux petits barrages. La synthèse de ces trois entrées permet de formuler des modèles d’intervention mieux adaptés au contexte et aux réalités locales Located in the south of Senegal, the Casamance basin has a significant potential for rice production. Despite climatic constraints, the local people practice paddy cultivation in the valleys. However, the persistence of negative effects has resulted in the awareness of the need to protect the rice-growing areas against the advance of salt and to improve the use of rainfall available. It is in this context that a number of small dams were built in Casamance by various development actors.This dissertation assesses the hydro-agricultural planning policies in Casamance that were implemented during the last five decades. This appraisal is quite bleak: most of the rice production development programmes did fail in lowlands. This Ph.D. proposes a framework for analyzing the overall situation through a multi-dimensional study: a political dimension at the national and regional levels, a socio-cultural dimension based on the “local”, and a technical dimension referring to small dams. The synthesis of these three entry ways enables to propose intervention models better adapted to the local context and realities

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Zanetti, Caroline. "Caractérisation du développement des systèmes racinaires ligneux dans les digues." Aix-Marseille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX10042.

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Abstract:

L'ensemble des travaux et des analyses développés dans cette thèse ont pour but d'améliorer nos connaissances sur l'enracinement des arbres dans les ouvrages hydrauliques en terre et d'évaluer les aléas associés. Pour cela, nous avons adopté différentes échelles d'observations spatiales et temporelles et réalisé une dizaine de chantiers expérimentaux où 186 arbres ont été dessouchés avec précaution. Nous avons étudié les caractéristiques des systèmes racinaires vivants - à l'échelle de la souche, de la racine et du cerne de croissance annuel - et analysé le phénomène de décomposition des racines. Nous avons également recherché et évalué une technique permettant la détection des racines ligneuses afin de localiser celles potentiellement dangereuses pour l'ouvrage. La synthèse des observations et des résultats a permis de caractériser les impacts potentiels des enracinements d'essences ligneuses sur la sécurité des ouvrages.

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Bambara, Gisèle. "Evaluation de la performance des ouvrages hydrauliques en remblai soumis à la présence de végétation arborescente." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4301/document.

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Abstract:

L’évaluation de la performance des ouvrages hydrauliques en remblai est un enjeu majeur pour les gestionnaires en charge de leur sécurité. Qu'il s'agisse de digues ou de barrages, la présence de végétation arborescente représente un facteur de fragilité important. Deux types de mécanismes de détérioration peuvent ainsi être initiés ou aggravés : l’érosion interne et l’érosion externe. Or, ce facteur n’a été pris en compte que partiellement dans les modèles d’évaluation existants. De plus, les petits barrages en remblai peuvent avoir des dispositifs d’étanchéité différents et ne sont pas toujours équipés de drains et d’instruments d’auscultation: il est alors nécessaire d’adapter les modèles à chaque cas. L’objectif de la thèse est de répondre à ces verrous scientifiques. Les résultats de nos recherches concernent l’établissement de modèles d’évaluation de la performance basés sur des approches à base de connaissances.La démarche a été appliquée sur des ouvrages réels : 3 tronçons de digues de protection contre les inondations ainsi que 7 barrages en remblai ce qui nous a permis de montrer sa pertinence et donc son potentiel d’utilisation opérationnelle The performance assessment of embankment hydraulic works is a major challenge for managers in charge of their security. For both dikes and dams, the presence of trees represents an important fragility factor. Two types of deterioration mechanism can thus be initiated or aggravated: internal erosion or scouring. However, this factor has been taken only partially into account in existing assessment models. In addition, small embankment dams can have different sealing devices and are not always equipped with drains and monitoring instruments: it is thus necessary to customize the models in each case. The aim of the thesis was to remove these scientific obstacles. The results of our research concern the design of performance assessment models relying on knowledge-based approaches.The approach was implemented for real works: three sections of river dikes and seven small embankment dams which allowed us to show its relevance and therefore its operational potential

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Kaidi, Sami. "Couplage fluide-structure pour la simulation et le diagnostic de la stabilité des ouvrages hydrauliques de protection." Amiens, 2011. http://www.theses.fr/2011AMIE0116.

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Abstract:

Cette thèse concerne l’étude de la stabilité des digues en enrochement sous sollicitations hydrodynamiques. Il s’agit de mettre en place un couplage fluide-structure pour simuler numériquement la stabilité de ces structures sous sollicitations hydrodynamiques, en tenant compte de la forme et de la disposition des blocs ; des forces de contact entre blocs ; de la nature de l’écoulement du fluide et en tenant compte des effets rétroactifs entre le fluide et le système de blocs. Dans ce couplage, la structure est supposée formée d’éléments discrets (blocs) susceptibles de se déformer. Ainsi, la modélisation des mouvements des structures est effectuée par un modèle d’éléments discrets basé sur la méthode de l’Analyse de Déformations Discontinues (DDA), tout en adoptant l’algorithme du ’Lagrangien Augmenté’ pour la prise en compte des liaisons des contacts. Pour la partie fluide, un modèle numérique en éléments finis, basé sur les équations de Navier-Stokes 2DV auxquelles nous avons ajouté une condition cinématique (pour la prise en compte de la variation de la surface libre), est utilisé pour déterminer les sollicitations hydrodynamiques qui agissent sur les blocs. La méthode DDA, permet de représenter les blocs par des polygones et leur maillage n’est pas nécessaire. Cela permet de ne traiter que les points situés aux sommets du polygone et de réduire considérablement le temps de calcul et de stockage. Elle représente donc une alternative au formules empiriques classiquement utilisées pour estimer le coefficient de stabilité d’une digue, lesquelles ne tiennent compte (i) ni de la forme géométrique des blocs, (ii) ni de contact et de frottement entre blocs etc. . . Dans le cadre de cette thèse, la DDA a été utilisée avec succès pour étudier la stabilité des digues en enrochements naturels puis artificiels de forme cubique et acropode, d’une digue soumise à un chargement sismique en déterminant les déplacements des blocs et leurs dispositions finales après le séisme. Enfin, cette méthode a été utilisée également pour étudier la résistance d’un barrage poids fissuré, aux élévations brusques du niveau d’eau, ceci en tenant compte de la nature et la position de la fissure In this paper, a numerical study is conducted to assess the stability of the seaward facing slope of breakwaters under hydrodynamic loading using a coupled fluid-structure interaction framework. Stability characteristics of breakwaters have traditionally been analysed using empirical approaches which do not take into account important factors such as nonlinear wave-structure effects. A modelling framework is proposed for coupling deformable discontinuous media (DDA) with a finite element method (FEM) for solving free-surface flows where the Navier-Stokes equations are solved for velocity and pressure. It is necessary to take into account contacts between different shaped blocks and this study assumes that contact constraints are imposed through an augmented Lagrangian algorithm. To illustrate the performance of the proposed framework two breakwaters consisting of cubic and acropod shaped blocks are simulated under hydrodynamic forces

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Mary, Benjamin. "Développement de l'imagerie des systèmes racinaires dans les ouvrages hydrauliques en remblai par tomographie électrique et acoustique." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4386/document.

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Abstract:

La végétation arborée sur les digues ou les barrages en remblai est un facteur de fragilité pouvant favoriser l'apparition de mécanismes de détérioration par érosion. Définir la structure géométrique des systèmes racinaires ainsi que la nature des sols dans lesquels ils croissent, à partir de méthodes géophysiques non destructives, est nécessaire afin d'appréhender les conséquences de leur développement sur la sécurité d'un ouvrage hydraulique. Des expériences en laboratoire ont d'abord permis de déterminer les propriétés acoustiques et électriques intrinsèques d'échantillons racinaires menant à l'identification de signatures indispensables à la discrimination de l'anomalie liée à la racine sur le terrain. Le montage de supports expérimentaux adaptés nous a conduits à progressivement étudier des paramètres d'influences en conditions contrôlées. Des essais en conditions semi-contrôlées sur un dispositif d'arbres plantés dans un sol homogène ont permis d'évaluer la pertinence des différentes méthodologies d'acquisition, tels que l'utilisation de la polarisation provoquée en tomographie de résistivité complexe ou encore la géométrie des capteurs pour la tomographie acoustique. Des traitements innovants tels que l'analyse en ondelettes sont associés afin d'exploiter la richesse des enregistrements. Les résultats obtenus ont été validés par le relevé des positions réelles des racines. Enfin, des campagnes d'auscultation sur un ouvrage réel ont été réalisées et ont permis de mettre en évidence une variabilité spatiale du corps de digue associée à la présence d'arbres. Une méthodologie adaptée au diagnostic géophysique de la végétation sur les ouvrages a été mise en place Woody vegetation from earth dikes or dams is a fragility factor which can promote mechanisms of degradation such as erosion. An accurate assessment of root system structure, from geophysical non-destructive methods, of root position into the embankment (depth, extension), and a good knowledge of soil conditions are critical in order to anticipate the consequences of vegetation development for the hydraulic structure’s safety. Laboratory experiments allowed determining intrinsic acoustical and electrical root properties leading to identify relevant signatures and discriminate anomalies related to roots in the field. The establishment of adapted experimental devices led us progressively to assess different parameters (roots mass, water content. . . ) under controlled conditions. Experiments in semi-controlled conditions with trees planted into a homogenous soil, were conducted to assess the relevance of different methodologies, such as the use of temporal induced polarization in complex resistivity tomography or the geometry of sensors for acoustical tomography. Innovative data processing such as wavelet analysis were used to valorize the rich database. The results were validated by the determination of actual root position.Finally, field investigations into an embankment have been performed to highlight a spatial variability of dike structures associated with trees presence. A methodology adapted to the geophysical diagnostic of vegetation roots in embankments was developed

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Kodieh, Alaa. "Poro-elastic numerical modeling of internal erosion : development of an energy-based approach." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4041.

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Abstract:

La majeure partie des instabilités observées sur les ouvrages hydrauliques en terre est due aux mécanismes d’érosion interne. Parmi ces mécanismes, la suffusion est un processus volumique qui combine le détachement, le transport et l’éventuelle filtration d’une partie des grains transportés. Dans la littérature, la cinétique de ce processus a été peu étudiée, contrairement à son initiation. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier le développement de la suffusion pour lequel une nouvelle loi de comportement est proposée à partir de l’approche énergétique. Cette loi utilise deux paramètres qui caractérisent la fin du processus de suffusion et un paramètre qui gouverne la vitesse de son développement. Cette loi est validée grâce à des essais expérimentaux existants et est comparée à deux autres lois issues de la littérature. Les principaux avantages de la loi basée sur l’énergie sont de limiter la masse érodée cumulée à une valeur maximale et d’utiliser des paramètres mesurables expérimentalement. Pour modéliser ce phénomène, un modèle thermoporo- élastique est développé dans le cadre de la théorie des mixtures. Le sol saturé et érodable est représenté par un mélange à deux phases et quatre espèces. La solution aux équations de champs est obtenue numériquement par la méthode des éléments finis. Les capacités du modèle sont présentées à l’échelle de l’échantillon et à l’échelle d’un modèle physique de digue. La simulation numérique de ce modèle physique montre des résultats prometteurs, en particulier pour l’ordre de grandeur de la masse érodée cumulée ainsi que la distribution spatiale des particules fines. Cette étude ouvre d’intéressantes perspectives de recherche sur la simulation d’ouvrages à partir de paramètres mesurés en laboratoire Internal erosion processes are responsible for the majority of instabilities within hydraulic earth structures. Among these processes, suffusion is the volumetric process gathering detachment, transport and possibly filtration of some transported particles. In literature, the suffusion kinetics has been little tackled, unlike its initiation. This study deals with suffusion kinetics for which a new relationship inspired from the energy approach is proposed. This relationship uses two parameters that characterize the end of the suffusion process and one parameter that governs its development. This relationship is validated against existing experimental results and is compared with two other relationships inspired from the literature. The main advantages of the energy-based law are to limit the cumulative eroded mass with a cap value and to use experimentally measurable parameters. To model this phenomenon, a thermo-poro-elastic model is developed within the mixture theory framework. The saturated erodible soil is represented by a two-phase four-species mixture. Solution to the governing equations is obtained numerically using the finite element approach. Finally, the capabilities of the model are presented at both the sample scale and the scale of a physical model of dike. The numerical simulation of the dike model shows promising results, particularly for the magnitude of the cumulative eroded mass and the spatial distribution of fine particles. This study opens the way to further research opportunities concerning the simulation of earth structures based on laboratory measured parameters

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Foucault, Alexandre. "Modélisation du comportement cyclique des ouvrages en terre intégrant des techniques de régularisation." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00534665.

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Abstract:

L'objectif technique majeur de cette thèse se rapporte au développement d'un outilde simulation numérique fiable et robuste adapté à la maîtrise et la connaissance dufonctionnement mécanique des ouvrages géotechniques. Cet outil de simulation doitnotamment permettre une maîtrise des scénarii les plus pénalisants pour leur tenue,notamment sous l'aléa sismique.La qualité des résultats d'un tel outil dans le cadre de la méthode des éléments finisest fonction du modèle de comportement utilisé, de la qualité de l'intégration dumodèle et de sa résolution numérique. Dans le cadre de ce travail, le modèleélastoplastique de comportement cyclique des sols de l'ECP (dit de Hujeux) a étéintroduit dans Code_Aster selon un schéma d'intégration implicite, permettant ainsiune représentation fine et précise des phénomènes mis en jeu durant l'aléasismique. Ce modèle possède également l'avantage d'être adapté au comportementde différents types de sols dans le cadre des milieux poreux sous l'hypothèse despetites déformations. Après validation sur des chemins de chargement variés, lemodèle est à présent utilisé pour la simulation de la construction par couches, de lamise en eau et de la tenue sismique de barrages en terre.Le caractère non standard et adoucissant de ce modèle conduit à mettre en oeuvredes techniques de régularisation pour résoudre le problème de dépendancepathologique des résultats aux maillages lors de l'apparition de modes de ruinelocalisée. Le modèle de second gradient de dilatation est utilisé en complément aumodèle de comportement de Hujeux pour contrôler la largeur des bandes delocalisation apparaissant sur les structures étudiées. La prise en compte d'unecinématique enrichie permet de rendre objectives aux maillages les réponses desstructures durant leur phase d'adoucissement mais n'instaure pas l'unicité dessolutions aux problèmes posés suite aux instabilités. Dans le cadre d'essaisbiaxiaux drainés sur des matériaux dilatants exprimés au sein des milieux dusecond gradient de dilatation, il est apparu une dépendance de la largeur desbandes de cisaillement à l'état de contraintes initial en plus des propriétés desmatériaux.A partir d'un exemple analytique d'une bande de matériau cisaillée, cettedépendance a pu être exprimée, comparée et maîtrisée en fonction des paramètresde régularisation par rapport aux résultats des simulations numériques. L'extensionde cette approche à un cas de stabilité de pente sous chargement d'une fondationsuperficielle a ensuite été entrepris. La dépendance des largeurs de bandes à l'étatde contraintes initial est apparue comme un élément clé de la maîtrise du couplageentre le modèle de second gradient de dilatation et les modèles de type Cam-Clay

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Kouassi, Paulin Maxime Yao. "Comportement des sols fins compactés : application aux remblais et aux ouvrages en terre." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10663.

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Abstract:

La prevision avec une meilleure precision du comportement des remblais en sols fins compactes avec des engins a pieds dameurs necessite l'amelioration de la connaissance des materiaux fins qui les constituent. Dans ce cadre, la representativite des essais classiques de compactage en laboratoire (essai proctor normal, compactage statique) est analysee. Un nouvel essai de compactage par petrissage est egalement developpe afin de faciliter l'etude en laboratoire de divers aspects du comportement de ces sols. Les differentes analyses sont effectuees a partir d'echantillons preleves sur des chantiers de construction de barrages en terre recemment construits. Elles portent sur les proprietes physiques et hydromecaniques ainsi que sur l'anisotropie induite par le mode de compactage. La realite du terrain est prise en compte a travers une analyse de la variabilite des proprietes des sols fins compactes. L'influence de cette variabilite sur la stabilite des remblais et ouvrages en terre est etudiee. Une demarche simple est proposee pour une meilleure prise en compte de l'heterogeneite du sol dans les calculs de stabilite. Celle-ci integre en particulier l'alea de teneur en eau a travers une variable scalaire. Enfin, l'importance de la variabilite des proprietes du sol et du biais lie au choix du modele de compactage en laboratoire sur les calculs de stabilite est analysee.

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Macia, Julie. "Identification et essais de techniques biochimiques de devitalisation sur des essences ligneuses générant des risques sur les ouvrages hydrauliques." Thesis, Avignon, 2018. http://www.theses.fr/2018AVIG0342.

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Abstract:

La végétation ligneuse implantée sur les digues et barrages est bien connue pour ses nombreux effets positifs tels que la stabilisation des berges, le maintien de la biodiversité, l’ombrage des pistes, etc. Ainsi, les gestionnaires ont laissé les arbres se développer sur leurs ouvrages. Mais de récentes études ont montré que les arbres et plus particulièrement leur système racinaire pouvaient causer divers dégâts comme des soulèvements, des fissurations et des destructurations pouvant entrainer différents risques pour les ouvrages hydrauliques (érosions internes et externes). Un renforcement des réglementations portant sur les digues et barrages a obligé les gestionnaires et propriétaires à assurer le contrôle, le suivi technique et l’entretien de leurs ouvrages. De plus, les réglementations portant sur l’utilisation des produits phytosanitaires ont été renforcées, notamment avec l’arrêté du 4 mai 2017 (NOR : AGRG1632554A ; reprenant et remplaçant l’arrêté du 12 septembre 2006 ; NOR : AGRG0601345A) interdisant l’utilisation de tels produits (incluant les produits herbicides) à moins de 5 mètres des cours d’eau. Ces textes, en constante évolution, bouleversent les pratiques habituelles et les gestionnaires se trouvent donc confrontés à une problématique de contrôle des ligneux se développant sur les digues et barrages. Des plans de gestion doivent être élaborés afin de concilier les enjeux sécuritaires, environnementaux et paysagers. Mais les méthodes mécaniques traditionnelles (abattage, recepage, dessouchage) sont destructrices pour les ouvrages et le paysage. Il est donc urgent de mettre au point des techniques de gestion préventives appliquées aux jeunes ligneux à risque.Cette thèse porte sur la recherche de méthodes alternatives de gestion des jeunes ligneux générant des risques sur les ouvrages hydrauliques. Une première partie de cette étude, divisée en trois Phases, a consisté en un criblage et une optimisation en serre et en champ d’un éventail de méthodes adaptées et potentiellement efficaces sur la plupart des espèces les plus rencontrées sur les ouvrages hydrauliques français. Une seconde partie, aussi divisée en trois Phases, a eu pour objectif de mettre en place un criblage de méthodes sélectionnées sur sites en conditions réelles et, à la même occasion, d’optimiser les méthodes selon différents paramètres (la forme des arbres, la sécurité des opérateurs, …). Cette seconde partie, ciblant seulement des Peupliers noirs, a mis en évidence différentes contraintes et a révélé l’efficacité partielle de certaines méthodes. La dernière Phase en champ a montré l’efficacité de trois traitements sur des Peupliers à 6 mois après traitement (une méthode mécanique, une méthode mécanique couplée à une méthode biochimique et une méthode mécanique couplée à une méthode thermique). Les arbres traités en champ seront observés par l’équipe d’ARBEAUSOLutions en 2018 pour confirmer l’efficacité à 12 mois après traitement. En septembre 2017, deux de ces trois méthodes efficaces ont fait l’objet d’un dépôt de brevet qui permettra de poursuivre les essais in situ sans problème de propriété industrielle. Les résultats de cette recherche suggèrent que l’efficacité d’une méthode de dévitalisation dépend de l’agressivité et de la période d’application du traitement pour éviter que l’arbre ne réponde par la production de rejets et drageons pour garantir sa survie The woody vegetation implanted on dikes and dams is well known for its many positive effects including bank stabilization, biodiversity, shade, etc. Thus, managers have left trees growing on these sites. But, recent studies show that trees and their root systems in particular may cause a range of damage such as uprising, cracking and deconstruction leading to internal risks and external erosion risks for hydraulic structures. A strengthening of the regulations for dikes and dams has obliged managers and owners to ensure the control, the technical monitoring and maintenance of their structures. However, regulations about use of plant protection products have also been reinforced, particularly with the ministerial ruling of 4 may 2017 (NOR : AGRG1632554A) forbidding the use of such products (including chemical herbicides) less than 5 m from bodies of water. These regulations in constant evolution forced a change in the usual practices thereby leaving managers confronted with an important problem of vegetation developing on their dikes and dams. Management plans must be elaborated in order to conciliate security, environmental and landscape issues. But traditional mechanical methods (logging, cutting and root extraction) are destructive for hydraulic structures and landscapes. It is urgent to set up preventive management techniques on young trees which potentially could constitute a risk when they grow.This thesis focuses on the search of alternative methods of devitalization of young trees generating risks on dikes and dams. The first part of research, divided in three Phases, consisted of screening and optimizing in greenhouse and field a range of possible and effective methods on the most predominant tree species found on hydraulic structures in France. The second part, also divided in three Phases, aimed to put in place a screening of selected methods on field test methods, and, at the same time, optimize methods according to specific parameters (trees shape, security of workers…). This second part, only conducted on black Poplars, has highlighted various constraint and revealed partially effective methods. The last Phase in field, realized only on black Poplars, has shown the effectiveness of three methods (mechanical wounding, mechanical wounding coupled with biochemical, mechanical wounding coupled with thermal) at six months after treatment. The trees treated in the field will be observed by ARBEAUSOLutions staff in 2018 to confirm the efficiency twelve months after treatment. In September 2017, two potential effective methods have been submitted for patent protection in order to enable further tests in situ and ensure protection of industrial property rights. The results of this research suggest that the effectiveness of strategies for devitalization depends on the intensity and timing of treatments to avoid that the tree responds by initiating resprouts and suckers for its survival

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Bach, Thi Diep Phuong. "Ecoulement et transport de masse dans une jonction de canaux bidimensionnels." Rennes, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAR0044.

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Abstract:

Les écoulements dans les réseaux se rencontrent dans plusieurs domaines, en particulier dans les installations hydrauliques, les systèmes hydrographiques, dans les sols en surface ou en profondeur. Ainsi, la connaissance des écoulements et des processus de transport de soluté dans les réseaux d’écoulement est primordiale pour maîtriser les débits, les risques de pollution par les substances dissoutes ou plus généralement la gestion des eaux dans ces systèmes. L’intérêt de ce travail est de contribuer à la connaissance des mécanismes de transfert de masse dans les réseaux à différents niveaux de couplage convection – diffusion. Dans cet objectif, une étude théorique et numérique de l’écoulement lent et du transfert de masse par convection - diffusion est réalisée d’abord dans une structure bi – dimensionnelle simple composée de la jonction orthogonale de quatre canaux à parois parallèles de même dimension. Ensuite, une étude de réseaux de plusieurs canaux qui se croisent entre eux est réalisée. L’étude théorique de l’écoulement de Stokes dans une jonction de quatre canaux nous a permis de déterminer la fonction de courant et ainsi de calculer la structure de l écoulement en fonction de la répartition des débits. Les structures d’écoulements dans les configurations possibles en condition bidimensionnelle sont déterminées. On montre en particulier que des mouvements sous forme de cellules de recirculation s’établissent dans les canaux de faible débit. Lorsqu’un canal est fermé, il y apparaît des cellules de recirculation attachées aux parois du canal. Le nombre et la structure de ces cellules dépendent aussi de la structure de l’écoulement dans la jonction. Ce travail est étendu au réseau de plusieurs canaux disposés en mailles carrées contenant deux entrées et deus sorties. En s’intéressant aux débits dans les canaux de jonction parallèles, on trouve que les débits dans ces canaux sont invariants sauf pour le premier. Plus généralement, le débit dans les canaux de jonction successifs obéit à une suite géométrique de raison 3,9. Une fois les lignes de courant construites, le transport d’un soluté dans la jonction est analysé pour différents niveaux de couplage convection – diffusion quantifiés par le nombre de Péclet variant de 10 à 100 000. Ce transport est examiné pour une source ou deux sources de soluté localisées dans une ou deux entrées. Le champ de concentration ainsi que le temps de transport dépendent de la répartition des débits et du nombre de Péclet. On montre en particulier l’influence de la recirculation sur le transfert de masse à grand nombre de Péclet (>1000). Dans cette condition, les contours de concentration suivent la forme des lignes de recirculation. Par ailleurs ces mouvements de recirculation retardent le transfert de masse de plus en plus fortement lorsque le nombre de Péclet croît. Une analyse approfondie du cas de la présence de canal fermé (bras d’écoulement mort ou cavité), en situation de pollution et de dépollution est conduite. Le processus de dépollution est réalisé soit après que la concentration dans la cavité ait atteint le maximum, soit après que la concentration au centre de la recirculation ait atteint un taux de 0,3. La comparaison des temps de transfert de soluté montre que la vitesse de pollution est égale à celle de la dépollution d’une cavité polluée jusqu’à la saturation. Cependant, pour une cavité polluée à un taux plus faible, la vitesse de dépollution est plus faible que la vitesse de pollution The networks of the flows can bi found in several fields, in particular in the hydraulic installations, the hydrographic systems, on the surface or in-depth of the grounds. Thus, the understand of the flows and the processes of transport of solute in the flow network is paramount to control the flows, the risks of the pollution by the dissolved substances or more generally the management of water in these systems. The interest of this work is to contribute to the knowledge of the mechanisms of transfer mass in the networks at various levels of coupling convection - diffusion. For this purpose, a theoretical and numerical study of the slow flow and mass transfer by convection - diffusion is carried out initially in a two - dimensional simple structure with is made up of the orthogonal junction of four channels with parallel walls of the same dimension. Then, a study of networks of several channels which cross themselves is carried out. The theoretical study of the Stokes flow in a junction of four channels enabled us to determine the function of current and calculate the structure of the flow according to the division of the discharges. The structures of flows in the possible configurations in two-dimensional condition are given. It is shown in particular that movements in the form of cells of recirculation are established in the channels of low flowrate. When a channel is closed, it appears that the cells of recirculation attached to the walls of the channel. The number and the structure of these cells also depend on the structure of the flow in the junction. This work is extended to the network of several channels laid out in square meshs containing two entries and two exits. Because of the interest in the flows in the parallel junction canals, we find that the flows in these channels are constant beside the first one. More generally, the flow in the successive junction canals obeys a geometric progression with common ratio 3. 9. Once the stream lines were built, the transport of a solute in the junction is analyzed for various levels of coupling convection - diffusion quantified by the Peclet number varying from 10 to 100,000. This transport is examined for one or two solute sources located in one or two entries. The field of concentration as well as the time of transport depends on the distribution of the discharges and Peclet number. We show in particular the influence of the recirculation on the mass transfer to a large Peclet number (>1000). Under this condition, contours of concentration follow the shape of the lines of recirculation. Besides these movements of recirculation delay the mass transfer more and more strongly when the Peclet number grows. A thorough analysis of the case of the presence of closed channel (cavity), in situation of pollution and depollution is led. The process of depollution is carried out either after the concentration in the cavity reached the maximum, or after the concentration in the center of the recirculation reached a rate of 0. 3. The comparison of the times of solute transfer shows that the speed of pollution is equal to that of the depollution of a cavity polluted until saturation. However, for a polluted cavity at a lower rate, the speed of depollution is lower than the speed of pollution

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Haza, Elisabeth. "Ouvrages en terre renforcés par géosynthétiques, sollicités localement en tête : expérimentation et méthode de calculs." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00785909.

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Abstract:

Les massifs en terre renforcés par géosynthétiques, à parement souple, sont couramment utilisés en France pour leur fonction de soutènement. L'étude présentée dans ce mémoire se focalise sur leur capacité à remplir également la fonction de portance lorsque le massif est chargé localement en tête. L'ouvrage rassemble ainsi toutes les fonctions d'une culée de pont. Une expérimentation en vraie grandeur est présentée en détail (programme GAR.D.E.N.) : deux différents profils instrumentés sont menés à la rupture à l'aide d'un chargement localisé en tête. Une méthode de prédimensionnement de ce type d'ouvrage est proposée. Il s'agit de l'adaptation de la méthode double-blocs basée sur le principe du calcul à l'équilibre limite. Cette méthode est en effet assez largement utilisée pour l'étude de la stabilité d'ouvrages non surchargés ou uniformément surchargés. Deux axes de développement sont abordés. D'une part le caractère déformable des renforcements est pris en compte. D'autre part, l'action localisée du chargement en partie supérieure du massif est modélisée par une nouvelle répartition de ces efforts qui assurent l'équilibre du massif renforcé surchargé. Ces approches sont satisfaisantes en comparaison aux données expérimentales.

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Hocini, Hocine. "Étude probabiliste des ouvrages en sols-renforcés : application à la terre armée et au clouage." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10065.

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Abstract:

Le comportement des ouvrages en sols renforcés est très complexe. Il fait intervenir les propriétés des sols, des inclusions et l'interaction sols-inclusions. Le dimensionnement de ce type d'ouvrages se fait avec des hypothèses simplificatrices qui ignorent le caractère aléatoire de certains facteurs importants tels que les données géométriques de l'ouvrage, les propriétés des sols, des matériaux de renforcement et de leur interaction. Pour tenir compte de ces facteurs, le concepteur peut utiliser l'approche probabiliste pour l'analyse de la stabilité des ouvrages en sols-renforcés. Deux types d'ouvrages en sols-renforcés ont été analysés : la terre armée et le clouage. Le travail de thèse est composé de trois parties : la première partie comporte, d'une part, une analyse bibliographique des travaux réalisés dans les domaines du renforcement des sols et de l'application de l'approche probabiliste en géotechnique, et, d'autre part, le principe de l'application de la méthode de Monte Carlo à l'analyse de stabilité des ouvrages. Les deuxième et troisième parties comportent respectivement des applications de l'approche probabiliste aux ouvrages en terre armée et en sols-cloués. Dans chaque partie, on présente la méthode de calcul déterministe retenue, le choix des variables aléatoires, une application à un cas de référence et enfin une étude paramétrique de l'influence sur la probabilité de rupture des facteurs tels que l'épaisseur de discrétisation, les propriétés statistiques (moyenne et coefficient de variation) des paramètres mécaniques, l'autocorrélation, la corrélation entre paramètres mécaniques et enfin le choix de la loi de probabilité

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DJILALI, BERKANE LAIEB ZOHRA. "Evaluation numérique d'un coefficient de sécurité cinématique pour les barrages et les ouvrages en terre." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10193.

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Abstract:

Ce memoire presente une etude numerique et cinematique de la stabilite des barrages et des ouvrages en terre. Nous exposons tout d'abord une synthese de formulations des cfficients de securite etablis par les principales methodes anterieures. Nous elaborons ensuite une nouvelle approche de l'analyse de la stabilite des ouvrages en terre pour une forme de rupture circulaire. L'evaluation du cfficient de securite par cette approche ne tient pas compte, comme dans la theorie classique, de scenarios de rupture fictifs (reduction generale de la resistance mecanique du massif du sol), mais de la proximite du champ de vitesse de deplacement calcule par elements finis par rapport au champ de vitesse de deplacement de solide rigide. Cette methode peut se greffer sur un calcul par elements finis et evite la dichotomie entre les calculs en deplacement et les calculs a la rupture. La validation de cette approche se fait tout d'abord en examinant l'influence de la variation de plusieurs parametres (pente, caracteristiques mecaniques et chargement) sur le cfficient de securite cinematique. Les resultats obtenus sont ensuite compares a ceux fournis par les methodes anterieures (classiques et recentes). Nous developpons aussi une extension de l'approche cinematique de la stabilite des ouvrages en terre aux cas de lignes de glissement plus complexes. Les resultats obtenus sont confrontes d'une part a ceux fournis par la procedure cinematique dans le cas d'un glissement circulaire et d'autre part a ceux obtenus par une methode utilisant un scenario d'equilibre limite.

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Dezert, Théo. "Combinaison d'informations ponctuelles et volumiques pour le diagnostic d'ouvrages en terre soumis à des risques hydrauliques." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4061.

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Abstract:

En France, les digues de protection fluviales s'étendent sur plus de 8 600 km. Ces ouvrages sont très hétérogènes, de par leur mode de construction et leur historique (ruptures et réparations, rehausses…). Les ruptures d'ouvrage sont susceptibles de mener à des conséquences désastreuses telles que des pertes humaines et économiques. Afin de prévenir les risques de rupture, une bonne gestion des digues de protection est requise. Elle inclut un diagnostic débutant par une reconnaissance visuelle de l'objet d'étude et par des recherches historiques et bibliographiques. Des méthodologies reconnues pour l'évaluation des ouvrages hydrauliques s’appuyant sur des méthodes complémentaires de reconnaissance géotechniques et géophysiques sont aussi employées. Ce travail présente une méthodologie de combinaisons d’informations, issues de ces deux familles de méthodes de reconnaissance, tenant compte des particularités de chaque méthode (niveau d'imperfection associé aux données, répartition spatiale de l’information). Cette nouvelle méthodologie considère le cadre fixé par la théorie des masses de croyance et améliore la caractérisation des ensembles lithologiques au sein des digues en renseignant sur le niveau de conflit entre les sources d'information tout en proposant un indice de confiance associé aux résultats. La méthodologie est mise en oeuvre à travers des exemples de sections de sous-sols caractérisées à travers de données synthétiques et expérimentales ainsi qu'issues d'un véritable ouvrage hydraulique en terre In France, the river protection levees extend over more than 8,600 km. These structures are very heterogeneous, due to their construction and their history (breaks and repairs, extensions ...). Breaks of work are likely to lead to disastrous consequences such as loss of lives, economic and environmental disasters. In order to prevent the risk of breakage, special supervision of the protection levees is required. This surveillance begins with a visual recognition of the object of study as well as historical and bibliographic research. Recognized methodologies for the assessment of hydraulic structures including complementary geotechnical and geophysical reconnaissance methods are also being used. This work presents a new way of combining data from these two types of information sources, taking into account the specificities of each kind of method (level of imperfection associated with the data, spatial distribution of the information). This new methodology considers the framework fixed by the theory of belief masses and improves the characterization of lithological sets within levees by providing information on the level of conflict between information sources while proposing a confidence index associated with the results. The methodology is implemented through examples of subsoil sections characterized by synthetic and experimental data as well as by data from a real earthen levee

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He, Peng. "Modélisation numérique du comportement mécanique sur pente des dispositifs géosynthétiques." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13182.

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Abstract:

Les dispositifs comportant des géosynthétiques constituent un plan de glissement priviliégié lorsqu'ils sont disposés sur les pentes d'ouvrages de génie civil et leur stabilité doit être vérifiée avec soin. Dans ce but, un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis a été développé pour améliorer la connaissance du frottement aux interfaces géosynthétiques et le dimensionnement des dispositifs sur pente. Ce nouveau procédé validé sur des expérimentations en vraie grandeur permet de prendre en compte le chargement progressif du sol de couverture et notamment l'influence d'un écoulement parallèle à la pente dans cette couverture. Les comparaisons entre les résultats numériques, expérimentaux et calculés par la méthode d'équilibre limite montrent clairement que le comportement mécanique des dispositifs géosynthétiques sur pente dépend non seulement des caractéristiques des interfaces mais aussi des modules relatifs des différents matériaux (géosynthétiques et sols) et du chemin de chargement ainsi que de la saturation. De plus, une étude paramétrique a été initiée en vue d'établir un outil permettant d'améliorer le dimensionnement des DEG. L'ensemble du travail réalisé au cours de la thèse apporte de nombreux éléments nouveaux pour l'étude de la stabilité des dispositifs géosynthétiques sur pente.

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Chau, Ngoc An. "Analyse de l'influence des caractéristiques mécaniques et hydrauliques sur le comportement des barrages en terre et en enrochement." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0005.

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Abstract:

Ce memoire est consacre a l'analyse de l'influence des parametres hydrauliques et mecaniques sur la diffusion de la surpression interstitielle dans le corps d'un barrage en remblai lors de la variation du niveau d'eau du reservoir. Il approfondit plus particulierement la determination de la stabilite du barrage en terre au cours de la vidange rapide, qui est le point delicat et le plus meconnu dans comportement des barrages en remblai. Differents codes de calcul ont ete utilises et testes : gefdyn, ns2d, talren et flac. Les analyses de leurs resultats ont ete effectuees pour evaluer la stabilite et comparer aux approches traditionnelles. Avec une configuration hydraulique pure, des calculs ont permis d'etudier l'influence de la permeabilite du sol, de la compressibilite de l'eau et de la desaturation sur la diffusion de la pression au cours des phases de remplissage et de vidange de la retenue. A partir d'une configuration couplee hydraulique-mecanique et dans le cadre de l'elasticite, d'autres calculs ont permis de mettre en evidence l'influence du module de compressibilite du sol sur l'evolution de la pression interstitielle dans l'ouvrage. La variation de la pression interstitielle est egalement fonction du comportement non-lineaire des materiaux constituant l'ouvrage, et notamment de la forme la surface de charge, comme montre la comparaison des lois de comportement mohr-coulomb et hujeux. Les calculs non-lineaires couples sont effectues, interpretes avec differents criteres de rupture et compares aux approches classiques pour l'estimation de la stabilite du parement amont pendant la vidange rapide d'un barrage avec quatre materiaux argileux compactes, utilisant deux lois de comportement de mohr-coulomb et de hujeux. La comparaison de ces resultats est exploitee utile pour mieux connaitre les limites de chacune des methodes.

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Denizeau, Valentine. "Conduire l'eau dans Le Caire mamlûk : installations hydrauliques et politiques d'aménagements dans la capitale égyptienne (1250-1517)." Aix-Marseille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX10056.

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Abstract:

Comment les sultans mamlûk ont-ils géré la question de l'eau dans leur capitale ? La problématique est duale : il s'agit, d'une part, de maîtriser le fleuve, pour assurer la protection des rives, et d'autre part, d'acheminer l'eau pour la distribuer à la population. Jusqu'à la mi XIVe siècle, la maîtrise de l'eau du Nil conditionne le développement urbain, provoquant tout à la fois l'atterrissement des berges et de fortes inondations. Le pouvoir doit ainsi trouver des solutions pour optimiser ces divagations fluviales afin de développer sa capitale. L'adduction d'eau repose, quant à elle, sur l'initiative individuelle, mais les Mamlûks, en évergètes, multiplient les installations de types hommoms et sabib, jusqu'à en créer un système de distribution quasi-standardisé. Le groupe politique équipe sa ville par le biais de l'outil waqf, et trouve dans l'administration militaire mamlûke les cadres nécessaires, acteurs et institutions, à la mise à bien de grands travaux hydrauliques.

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Mahmutovic, Dino. "Etude du comportement des sols proches de la saturation : Validation numérique suressais de laboratoire et ouvrages en terre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI107.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet ANR Terredurable qui regroupe 4 thèses à vocation expérimentale et 2 thèses à vocation théorique, et peut être rangé dans la deuxième catégorie.Cette thèse est consacrée à l’étude du comportement hydro-mécanique des sols fins dans les ouvrages en terre. Ces sols se caractérisent par une saturation proche de 1 avec une présence d’air occlus apportant une forte compressibilité au fluide interstitiel. Ces sols ont un comportement qui diffère de celui des sols désaturés au-delà de l’entrée d’air et des sols parfaitement saturés.Le travail réalisé peut-être décomposé en plusieurs parties :Tout d’abord, la notion de compactage est étudiée dans le but de mieux comprendre l’importance que joue l’air de part et d’autre de l’optimum Proctor. Un travail sur la caractérisation de l’état de contrainte dans le sol à la fin du compactage et de l’évolution de sa contrainte de préconsolidation est apporté.Un modèle théorique permettant de prédire le comportement hydro-mécanique des sols proches de la saturation est présenté. Il permet de répondre à des problématiques telles que la montée des pressions interstitielles dans les noyaux de barrage pendant la construction ou encore le déconfinement de déblais après travaux de terrassement. Le modèle développé se basant sur la quantité d’air occlus au sein du fluide interstitiel a été implémenté dans un code de calcul aux différences finies et comparé aux mesures expérimentales d’essais de laboratoire et ouvrages en terre. L’instrumentation et le suivi au cours du temps du gonflement d’un déblai marneux ont été réalisés dans le cadre de cette thèse The research presented is funded by the French National Project “TerreDurable” which is dedicated to the constitutive relations of soils in quasi-saturated conditions (close to saturation).This thesis is devoted to the study of hydro-mechanical behavior of fine soils in earthworks. These soils are closed to saturation with the presence of occluded air providing high compressibility in interstitial fluid. These soils have a behavior that differs from non-saturated soil (after air entry) and fully saturated soils.The work may be divided into several parts:• Study of compaction of fine soils and evolution of soil physical characteristics in order to characterize the initial state for a numerical modeling.• Development of a theoretical model and its implementation in a finite differences code in order to predict the evolution of pore pressure and deformation of soil near to saturation. Comparison with experimental measurements (laboratory tests and earthworks). The instrumentation and the monitoring of a marl earthwork excavation were made in the context of this thesis

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Dhouib, Ammar. "Contribution à l'étude du comportement des sols renforcés sous sollicitations statiques et dynamiques applications aux ouvrages en terre armée /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613145j.

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Dhouib, Ammar. "Contribution à l'étude du comportement des sols renforcés sous sollicitations statiques et dynamiques : applications aux ouvrages en terre armée." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10149.

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Abstract:

Introduction de la notion de domaines de comportement (domaine linéaire, domaines histérétiques et domaine des lois incrémentales) simulation d'essais triaxiaux monotones et cycliques, pour valider la modélisation et déterminer les paramètres des sables et des sables armés dans chaque domaine, et pour définir les domaines de comportement, en fonction de la sollicitation et du nombre de cycles. Equations du comportement dynamique de la terre armée, avec discrétisation spatiale par éléments finis et temporelle par différences finies. Introduction de trois types d'analyse dans un code par éléments finis (analyse linéaire, linéaire équivalente et non linéaire), et étude paramétrique d'un ouvrage à échelle 1/2 en terre armée

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Dazzi, Alice. "Installations hydrauliques et systèmes d'approvisionnement en eau dans les provinces du Nord-Est de la Gaule." Thesis, Montpellier 3, 2015. http://www.theses.fr/2015MON30095.

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Abstract:

Dans ce travail on se propose d'étudier les structures hydrauliques et le systèmes d'approvisionnement en eau dans les provinces du Nord-Est de la Gaule, depuis la conquête romaine jusqu'au IVème siècle ap. J.-C. On a pris en compte trente et un sites comprenant les capita ciuitatum, les castra et les agglomérations secondaires. Pour mieux présenter la démarche utilisée, on a décidé de présenter dans le détail deux cas d'études : l'agglomération secondaire de Bliesbruck et la ville des Diuodurum/Metz, chef-lieu des Mediomatriques. L'étude des sites choisis a permis de mieux comprendre de quelle façon la gestion des ressources en eau fut organisée dans ces régions, à travers l'intégration des pratiques romaines et locales. Les résultats issus de la comparaison ente ces données et les sources juridiques ainsi qu'avec les normes qui réglementent la gestion des ressources en eau constituent un excellent indicateur pour comprendre les rapports sociaux et de voisinage en milieu urbain This work aims to present the study of hydraulic and water supply system in the North East Gaul, from the roman conquer to IV century A.C. This research includes 31 settlements: capita ciuitatum, castra and minor settlements. Particularly, the work presents the case of the minor settlement of Bliesbruck and Douodurum/Metz, caput ciuitatis of Mediomatrices. This study intend to show how water management is organised in this region, including roman and local traditions. Indeed, the study of roman low concerning water management, with the support of archaeological records, is a good clue to understand social networks and urban neighbourhoods

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Fonty, Thomas. "Modélisation de l’entraînement d’air dans l'eau avec la méthode SPH." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1013.

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Abstract:

Les écoulements au sein d'ouvrages hydrauliques – déversement au-dessus d'un barrage, déferlement d'une vague sur une digue, etc. – sont le siège de forts mélanges d'eau et d'air qui se traduisent visuellement par la formation d'eaux blanches à la dynamique complexe. Représenter fidèlement le phénomène d'entraînement/capture des bulles d'air dans l'eau revêt donc un aspect stratégique important pour le dimensionnement de ces ouvrages. La modélisation tant physique que numérique de tels cas s'avère délicate à cause du fort rapport de densité entre les phases et de la nature multi-échelle de ces écoulements impliquant des effets de turbulence et de tension de surface. La méthode numérique SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), approche totalement lagrangienne qui représente l'écoulement comme un ensemble de particules en mouvement sans recours à un maillage, est particulièrement adaptée à la simulation de tels écoulements fortement déformés. Néanmoins, les limites actuelles de puissance de calcul empêchent encore de simuler finement des cas d'application industriels à large emprise en hydraulique. On se propose donc dans cette thèse de modéliser ces écoulements de manière macroscopique via un modèle de mélange qui consiste à voir chaque particule SPH comme un volume de mélange d'eau et d'air en mouvement. On détaille d'abord la dérivation des équations continues de ce modèle de mélange, puis on présente un état de l'art des simulations multiphasiques SPH. A partir du modèle continu et des outils actuels de discrétisation, un modèle de mélange diphasique SPH est ensuite mis en place en vue de son implémentation sur GPU (Graphics Processing Unit). Un accent tout particulier est mis sur les éléments originaux de discrétisation développés, notamment la dérivation d'un schéma aux bonnes propriétés numériques pour le suivi de l'évolution des volumes par phase et l'écriture d'un formalisme de frontières ouvertes pour un mélange. La turbulence, centrale dans le phénomène d'entraînement d’air, est modélisée via un modèle k-ϵ incluant un terme de flottabilité. Ce modèle de mélange est validé sur des cas académiques bidimensionnels de complexité croissante tels que la séparation d'un mélange eau-huile, un écoulement de Poiseuille diphasique, l'instabilité de Rayleigh–Taylor et un lâché de sédiments, illustrant sa polyvalence. La phénoménologie de l'entraînement d'air est ensuite décrite, et le modèle appliqué à des structures communément rencontrées en hydraulique, comme des jets plongeants et des coursiers en marches d'escalier, en introduisant une fermeture spécifique de la vitesse relative entre les phases. Enfin, on présente des premiers cas d'application industriels aux géométries et dynamiques complexes Flows over hydraulic works – a nappe falling over a spillway, a wave breaking on a dike, etc. – undergo strong mixtures of air and water that lead to the appearance of white waters with complex dynamics. Faithfully capture the phenomenon of air bubbles entrainment/entrapment in the flowing water is therefore pivotal for the design of those works. Both experimental and numerical modeling prove to be complex due to high density ratio between phases and the multiscale nature of those flows involving turbulence and surface tension effects. The SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method, a fully Lagrangian approach that models the flow as a set of moving particles without any mesh, is particularly well-suited to simulate such highly-distorted flows. Nevertheless, the current computational limits still prevent one from finely simulating industrial application cases with large domains in hydraulics. In this work, we aim at simulating macroscopically those flows with a mixture model in which each SPH particle stands for a moving volume of air and water. The derivation of the continuous equations of this mixture model is first detailed, then a state of the art of multiphase simulations in SPH is presented. Equipped with this continuous model and the existing discretization tools, a two-phase SPH mixture model is then derived and implemented on GPU (Graphics Processing Unit). A focus is made on original elements developed in the discretization, especially the derivation of a scheme with good numerical properties to follow the phase volume variations and the writing of an open boundary framework for mixtures. Turbulence, prominent for the air entrainment phenomenon, is modeled with a k-ϵ model including a buoyancy term. This model is validated against bidimensional academic test cases of increasing complexity, namely an oil-water separation, a two-phase Poiseuille flow, the Rayleigh-Taylor instability and a sand dumping case, proving its versatility. The air entrainment phenomenology is then described and the model is applied to common structures in hydraulics such as plunging jets and stepped spillways by introducing a specific closure for the relative velocity between phases. Finally, first industrial application cases with complex geometries and dynamics are presented

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Konrad, Pierre-Alain. "Étude comparative sur la conductivité hydraulique du till de fondation du barrage Sartigan." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30398/30398.pdf.

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Abstract:

La conductivité hydraulique du till de fondation du barrage Sartigan, situé à St-Georges de Beauce, sur la rivière Chaudière dans la province de Québec, a été étudiée sur le terrain et en laboratoire. Les modèles semi-théoriques de prédiction de la conductivité hydraulique des sols ont été analysés. Les valeurs obtenues se situent entre 8 × 10-9 et 1 × 10-10 m/s. Les essais de perméabilité en laboratoire ont été réalisés sur des échantillons carottés et reconstitués. Les valeurs de conductivité hydraulique se situent entre 2 × 10-9 et 2 × 10-10 m/s. Les résultats obtenus en laboratoires concordent avec ceux obtenus sur le terrain et les prédictions des valeurs de conductivité hydraulique provenant de l’équation de Chapuis et Aubertin (2003) s’accordent avec celle obtenues en laboratoire. De plus, cette étude montre que la technique d’échantillonnage du till de fondation du barrage Sartigan permet d’obtenir des échantillons de bonne qualité.

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Raguenel, Margaux. "Modélisation des phénomènes thermo-hydrauliques dans des réservoirs fracturés sur des maillages non structurés : application au réservoir géothermique de Basse-Terre, Guadeloupe." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0338.

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Abstract:

La quantification des ressources géologiques naturelles (huile, gaz, eau, dépôts minéraux, énergie géothermique, etc.) nécessite une compréhension et une description précises des hétérogénéités géologiques et des processus physico-chimiques qui contrôlent leur formation, leur mise en place, leur préservation et leur récupération. Pour caractériser le comportement physique des réservoirs, des modèles géologiques en 2D, 3D et 4D servent de base aux simulations numériques. Un modèle numérique requiert l’intégration et l’homogénéisation de nombreuses données obtenues à différentes échelles. Cela exige hypothèses, choix et simplifications pour représenter la complexité des objets géologiques et des processus physiques avec un nombre limité de paramètres. Dans le cas des études de réservoirs géothermiques haute température, il faut faire face à la complexité géométrique et structurale liée aux environnements volcaniques et à la résolution de processus physiques couplés. Cela demande l’utilisation de recherches effectuées dans différents domaines, avec différents outils. L’interopérabilité entre ces outils théoriques et numériques est un défi. Ces travaux de thèse proposent de pallier ce problème en réalisant des modèles géologiques dont la complexité est préservée à l’aide de maillages non structurés et d’outils permettant de réaliser des simulations de processus physiques couplés réalistes. Des stratégies de conservation de l'intégrité d'un modèle structural sont proposées, respectant les données et l’organisation des structures géologiques. Différents outils ont été élaborés pour identifier et préserver ces structures jouant un rôle particulier dans les processus physiques, comme les couches, failles ou frontières d'un modèle. Une représentation numérique adaptée à la géologie (permise par la librairie RINGMesh utilisant les concepts géologiques dans la description du modèle numérique) préserve ces différents éléments depuis le géomodeleur (SKUA-GocadTM) jusqu’aux simulations physiques (CSMP++). Les outils créés sont inclus dans une chaîne intégrative, allant de la modélisation géologique aux simulations physiques, i.e. de la caractérisation de la géométrie des structures vers la quantification des ressources. Les méthodologies développées sont d’abord validées grâce à des solutions analytiques et appliquées sur des cas synthétiques. Elles sont ensuite utilisées pour comprendre l'évolution des processus thermohydrauliques dans le réservoir géothermique de Basse-Terre, Guadeloupe (cadre du programme GEOTREF). Une première étude menée en 2D compare le réalisme physique de différents scénarios géologiques possibles selon les données de terrain (profils de température et campagne magnétotellurique). Cette étude reproduit les profils de température observés pour deux scénarios étudiés, et semble exclure l’hypothèse de transferts latéraux de chaleur à l’échelle de l’île. Une seconde étude réalisée en 3D, avec une complexification progressive du modèle géologique, quantifie l'impact des structures sur le comportement physique du réservoir. Il apparaît que le comportement thermique du modèle réalisé est principalement influencé par la topographie de la zone, malgré l’ajout d’hétérogénéités plus perméables telles des corridors de failles. Cependant, des hétérogénéités imperméables comme les surfaces de glissements n’ont pas été incluses, et des incertitudes majeures concernant la position, la taille et la forme de la source de chaleur pourraient être étudiées. Ces travaux de thèse ont ainsi permis (1) de mettre en place un environnement numérique propice pour tester l’impact des hétérogénéités géologiques sur le comportement physique des réservoirs, (2) d’ouvrir la voie vers une meilleure compréhension et caractérisation du comportement hydraulique et thermique d’un réservoir géothermique, et particulièrement vers la quantification de l’influence de la géométrie et de la connectivité des hétérogénéités sur les processus physiques The quantification of natural geological resources (oil, gas, water, ore deposits, geothermal energy, etc) calls for a precise understanding and description of the geological heterogeneities and physical and chemical processes that influence their formation, their settings, their preservation and their recovery. In order to understand the physical behavior of subsurface reservoirs, 2D, 3D and 4D geological models must be developed as basis for numerical simulations. A numerical model needs the integration and homogenization of various and multi-scale data. This implies hypothesis, choices and simplifications to represent the complexity of geological objects and physical processes with a limited number of parameters. In the case of high temperature geothermal studies, one must face both the geometric and structural complexity of volcanic environments and the resolution of coupled physical processes. This calls for the use of several developments made in different research domains, with different tools. However, interoperability between all these theoretical and numerical tools remains a challenge. This work tackles this issue by preserving the geometrical complexity of geological models thanks to unstructured grids and tools which allows realistic physical simulations. New strategies are proposed to preserve the geological characteristics of the model, by honoring field data and the organization of geological structures during physical simulations. Several tools have been developed to identify and represent these structures that play a fundamental role in physical processes, such as layers, faults or model boundaries. An adapted numerical representation (allowed by the RINGMesh library which focuses on using geological concepts in the model description) preserves these elements from the geomodeler (SKUA-GocadTM) to the physical simulator (CSMP++). These tools are part of an integrated workflow, going from geological modeling to physical simulations, i.e. from geometrical characterization of the main geological structures to the quantification of reservoir resources. The developed methodologies are first benchmarked with analytical solutions and applied on synthetic cases. They have then been used in a case study to understand the evolution of thermo-hydraulic processes in the geothermal reservoir of Basse-Terre, Guadeloupe (in the frame of the GEOTREF project). A first study has been led in 2D to assess the physical realism of three possible geological scenarios designed in regard of the available field data, such as temperature profiles and MT survey. This study reproduces the observed temperature profiles in two of the studied scenarios and seems to exclude the hypothesis of strong lateral heat transfers at the island scale. A second study has then been realized in 3D, using a progressive model complexification approach to test the impact of heterogeneities on the global physical behavior of the reservoir. It appears that the thermal behavior of the designed model is mainly influenced by the topography of the area, rather than the introduction of permeable heterogeneities, such as fault corridors. However, impermeable features such as sliding surfaces have not been added and a major uncertainty about the heat source position, shape and size remains and could be further studied. These works have allowed (1) to build of a numerical environment that facilitates the tests regarding the impact of geological heterogeneities on the physical behavior of reservoirs, (2) to open the path toward a better understanding and characterization of the thermo-hydraulic behavior of a geothermal reservoir, and especially toward the quantification of the influence of the geometry and connectivity of heterogeneities on physical processes

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Boutonnier, Luc. "Comportement hydromécanique des sols fins proches de la saturation. Cas des ouvrages en terre : coefficient B, déformations instantanées et différées, retrait/gonflement." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0108.

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Abstract:

Les sols non saturés ont fait l'objet de nombreuses recherches depuis le début des années 1990. Néanmoins, peu d'auteurs se sont intéressés au comportement des sols non saturés dans la zone de transition entre états désaturé et saturé. Une analyse détaillée du comportement en fonction du degré de saturation a débouché sur un modèle de couplage hydromécanique des sols fins proches de la saturation (air occlus) : la principale originalité est de considérer que« l'air est transporté avec l'eau ». L'utilisation de ce modèle est concluante pour la prévision des pressions interstitietles sous le remblai expérimental D de CUbzac les Ponts puis pour l'estimation des pressions interstitietles de construction dans les barrages. Enfin, une méthode originale d'interprétation de l'essai oedornétrique permet d'obtenir les paramètres nécessaires à la modélisation numérique des phénomènes de couplage drainés et non drainés: tassement et gonftement instantanés ou différés, cycles de retrait 1 gonftement Unsaturated soils have been widety investigated since 1990. But few researches have focused on the transition between saturated and unsaturated states. A detailed analysis of the link between soil behaviour and degree of saturation has been carried out and an hydromecanical model has been built for fine soilnear saturation (occluded air bubbles). The original assumption in this modeI is to consider that air is advected by water. The modet has been used successfully to forecast the pore pressure in soft: soil under CUbzac-les-Pont test embankment D and the pore pressure construction in dams. Finally, a new methodology is presented to calQllate the modeI parameters from standard oedometric test. The versatility of the model is iIIustrated by simulating instantaneous settlernent, detayed settlement, swetling and shrinking cydes

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Elandaloussi, Radja. "Etude du renforcement / confortement des ouvrages de protection contre les inondations et l'érosion interne." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1192.

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Abstract:

La construction d’un ouvrage hydraulique commence par le choix des matériaux devant le constituer. Les sols employés pour la construction d’ouvrages hydrauliques en terre peuvent être constitués de matériaux perméables tels que les sables ou les graves ou de matériaux peu perméables tels que les argiles ou les limons. En fonction de la disponibilité des matériaux à proximité du chantier, il est alors possible d’opter pour différents types d’ouvrages (ouvrages homogènes, à noyau ou zonés). Dans tous les cas, le coût d’un ouvrage tel qu’une digue est d’autant moins élevé que les sols utilisés pour sa construction sont issus de zones proches du chantier. Lorsque des sols sont disponibles en quantité suffisante à proximité du chantier mais que leur utilisation soit risquée pour la stabilité de l’ouvrage, il peut être opportun de chercher à modifier leurs caractéristiques pour qu’ils puissent être utilisés dans les mêmes conditions de sécurité que les matériaux traditionnels. C’est autour de cette problématique que ce travail de thèse a vu le jour. En particulier, ce travail vise à étudier les améliorations apportées par un traitement à la chaux appliqué sur un sol grossier soumis à un écoulement interne afin de le stabiliser contre le phénomène de l’érosion interne. La compréhension des améliorations apportées a nécessité la mise en place d’une analyse multicritère au travers d’essais dédiées. Dans la première partie de la thèse, nous nous sommes employés à développer un dispositif d’essais permettant de réaliser des essais d’érosion interne sur ce type de sol. Ce dispositif nous a permis de réaliser une étude phénoménologique sur le comportement du sol considéré, soumis à des écoulements, en fonction du sens de l’écoulement et de l’application ou pas du traitement. Par la suite une étude paramétrique a été réalisée afin de mettre en évidence l’influence des paramètres principaux : dosage de traitement, temps de cure, hauteur de l’éprouvette et surcharge. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à l’influence de l’immersion des échantillons dans l’eau sur leur stabilité. A cet effet, l’essai de dispersion, adapté à ce type de sol, a pu être utilisé et exploité. Des essais complémentaires de résistance à la compression simple ont été réalisés afin d’estimer la perte de résistance après immersion. Ce qui nous a poussés à examiner l’existence de corrélations entre les propriétés à l’érosion et les propriétés mécaniques du sol traité The construction of a hydraulic structure starts with the selection of the materials that will constitute it. The soils used in the construction of hydraulic earthen structures may be made of permeable materials such as sands or low permeability materials such as clay or silt. Depending on the availability of materials near the site, it is possible to choose different types of structures (homogeneous structures, core or zoned). In all cases, the cost of such a structure as a dike is even lower than the soils used for its construction come from areas near the site. When soils are sufficiently available near the construction site, but their use is risky for the stability of the structure, it may be appropriate to seek to modify their characteristics so they can be used in the same security conditions than traditional materials. It is around this issue that this thesis was born. More particularly, this research aims to study the improvements made by a lime treatment on a coarse soil subjected to internal flow to stabilize against the phenomenon of internal erosion. Understanding improvements requires the establishment of a multi-criteria analysis through dedicated tests. In the first part, we are interested in developing a testing device for performing internal erosion tests on this type of soil. This device has enabled us to realize a phenomenological study of the phenomena observed with the direction of flow and the presence or not of the treatment. Subsequently a parametric study was conducted to highlight the influence of the main parameters: treatment dosage, treatment time, height of the specimen and overload. In the second part, we studied the influence of immersion samples in water for this purpose the crumb test test was adapted for this type of soil. Additional unconfined compression tests were conducted to estimate the loss of strength after immersion. This allowed us to try couplings between the properties to erosion and soil treated mechanical properties

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Sere, Amidou. "Ouvrages renforcés par géotextiles chargés en tête : comportement et dimensionnement." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529482.

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Abstract:

La technique de renforcement des sols par des géosynthétiques permet, par l'utilisation d'un matériau d'apport de caractéristiques moyennes et le choix d'une géométrie appropriée, la réalisation d'ouvrages en terre à caractère définitif économiques. L'application de la technique de renforcement des sols par géosynthétiques pour la conception des culées de ponts est pour sa part sûrement envisageable du point de vue technique et pratique. Toutefois, le comportement de tels ouvrages, surtout leur comportement à la rupture, est encore mal défini. Dans ce mémoire, on s'est plus spécifiquement intéressé au comportement d'un massif de sol renforcé par des nappes d'un non tissé, dans lequel une instrumentation complexe a été appliquée. L'ouvrage a été soumis à un chargement vertical concentré en tête jusqu'à la rupture. Une étude paramétrique du chargement en tête a été ensuite réalisée sur cinq modèles réduits en centrifugeuse, pour approfondir l'étude du comportement à la rupture. La première partie du mémoire présente brièvement les géotextiles actuels et leurs techniques d'utilisation en géotechnique, ainsi que les méthodes de dimensionnement des ouvrages renforcés par géotextiles. La seconde partie expose toutes les informations et les principaux résultats des études expérimentales. La troisième partie regroupe les analyses des comportements observés et propose une méthodologie de dimensionnement pour les ouvrages renforcés par géotextiles chargés en tête. Les résultats des mesures faites au cours de la mise en oeuvre et du chargement à la rupture de l'ouvrage en vraie grandeur, ainsi que l'étude paramétrique du chargement en tête sur les modèles réduits, ont permis de mieux comprendre le comportement de tels ouvrages et de montrer qu'il est possible de décrire de façon satisfaisante les comportements observés par des calculs classiques à l'équilibre limite.

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Lepetit, Luc. "Etude d'une méthode de diagnostic de digues avec prise en compte du risque de liquéfaction." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21340.

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Abstract:

La rupture de digues est un problème réel auquel sont confrontés les gestionnaires. Des cas de rupture sont régulièrement observés, en particulier dans les pays en voie de développement. Or, en dehors de simples inspections visuelles, les moyens de reconnaissance des ouvrages hydrauliques seront souvent lourds et coûteux à mettre en oeuvre. Nous proposons par ce travail, une organisation de méthodes et techniques originales et économiques pour aider le gestionnaire à mieux connaître ces ouvrages. Le mémoire est ainsi composé de 3 parties couvrant la problématique générale et 2 points forts de la méthode de diagnostic proposée : -La méthode de diagnostic : une approche de type AMDE est mise en oeuvre, permettant l'analyse des scénarii de dégradation critiques pour un ouvrage-type. La nature des dégradations, leur criticité ainsi que l'échelle d'observation conditionnent les techniques retenues et l'organisation de la méthode ; -L'estimation de la stabilité mécanique : il s'agit de mettre en oeuvre des techniques pénétrométrique légères et économiques, afin d'estimer la stabilité mécanique du tronçon. Ces techniques sont complétées par des mesures de perméabilité in situ ; pour cela un perméamètre de faibles dimensions, adapté aux forages de 4 cm2 est étudié et développé ; -L'estimation in situ du potentiel de liquéfaction ainsi que de la résistance post-sismique : nous construisons une méthode dérivée de celle proposée par Robertson, à partir de la mesure de résitance de pointe et de la caractérisation du matériau in situ pour estimer le potentiel de liquéfaction d'un sol. Par ailleurs, nous nous intéressons à la résistance post-sismique des matériaux liquéfiables. Une série d'essais effectués sur un limon constitutif d'un ouvrage permettent l'établissement de 2 critères de résistance post-sismique pour ce matériau. Quel que soit le critère retenu, l'ouvrage est susceptible de s'effondrer en cas de séisme de projet

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Tabet, Aoul El-Hafid. "Étude du fonctionnement hydraulique des digues à paroi perforée." Le Havre, 1998. http://www.theses.fr/1998LEHA0006.

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Abstract:

Le présent rapport traite d'une contribution en vue de l'amélioration de la compréhension des processus hydrodynamiques régissant le fonctionnement hydraulique des digues à parois perforées. Des outils pour le dimensionnement de ce type d'ouvrage y sont proposés. Le travail a consisté dans un premier temps à faire l'état de la connaissance universelle dans le domaine et introduire le dispositif expérimental et les méthodes employés pour les mesures des vitesses par vdl et des pressions sur les différentes parois. Le rapport traite ensuite de deux parties importantes, à savoir : - la mesure des champs de vitesses instantanées et l'évaluation de leurs moyennes sur les périodes correspondantes. Cela a permis de mieux comprendre le fonctionnement hydraulique et de faire une évaluation de la répartition de l'énergie dissipée par l'ouvrage. Les résultats font ressortir que la circulation générale dans la chambre est le principal dissipateur de l'énergie incidente. - l'analyse comparative des distributions des pressions mesurées expérimentalement et celles calculées avec les méthodes connues indique que ces dernières donnent des résultats ayant tendance a surdimensionné l'ouvrage. Un nouveau modèle de calcul des forces horizontales maximales est développé en tenant compte en particulier de l'effet de déphasage observé dans l'apparition des pics de pression sur les différentes parois. L'apport enfin de données provenant de différentes sources extérieures de données a permis de vérifier la validation du modèle sur différentes autres structures à parois perforées.

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Morera, Raphaël. "Les assèchements de marais en France au XVIIè siècle (1599-1661) : technique, économie, environnement." Paris 1, 2008. http://www.theses.fr/2008PA010639.

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Abstract:

En 1599, Henri IV accorde un privilège à Humphrey Bradley, ingénieur brabançon, pour l’assèchement des marais de France. L'étude des traités techniques néerlandais et français, comme des. Pratiques héritées, montre que la France souffrait plus de lacunes politiques et économiques que techniques. Les assèchements réalisés par Bradley et ses associés reposent sur de véritables entreprises exploitant le privilège de 1599. Jusqu'en 1639, les investisseurs sont des capitalistes flamands et des aristocrates proches du roi. À partir des années. 1640, les assèchements sont financés par des marchands banquiers liés à Richelieu et Mazarin. Ils se sont révélé être des opérations rentables. Sur les neuf sites étudiés seuls deux sont actuellement retournés sous les eaux et un seul a été urbanisé, tous les autres sont restés asséchés malgré d'inévitables aléas. Ces assèchements constituent de véritables mutations environnementales et une étape marquante dans l'aménagement des littoraux français.

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Kourdey, Alaa. "Une approche mixte (numérique/équilibre limite) pour le calcul de stabilité des ouvrages en terre : développement et application aux barrages et talus miniers." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL044N.

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Abstract:

La détermination de la surface de glissement d'un talus (barrage, pente naturelle,. . ) est l'un des problèmes importants et complexes en géotechnique. L'étude de la stabilité par les. Méthodes d'Equilibre Limite, dites méthodes des tranches, sont les méthodes les plus utilisées. Elles permettent de déterminer, pour une surface de rupture définie par sa géométrie, un coefficient de sécurité. Ces méthodes, bien adaptées aux milieux homogènes, ont beaucoup évoluées mais n'intègrent pas les relations de base de la mécanique (contraintes-déformation). Les méthodes numériques sont mieux adaptées aux milieux plus complexes (l'effet de l'eau, sismicité, fracturation,. . ), mais ne sont que rarement utilisées pour déterminer une surface de glissement et un coefficient de sécurité. Chaque famille offre des avantages appréciables dans l'analyse des stabilités de pentes. Pour y parvenir, nous avons développé une méthode combinant les avantages des méthodes numériques avec celles d'Equilibre Limite permettant d'obtenir une surface de glissement déterminée à partir des contraintes calculées. Cette surface peut être imposée (circulaire ou autre) ou de préférence optimisée, fournissant ainsi un coefficient de sécurité minimal. Des méthodes de recherche opérationnelle sont utilisées pour obtenir cette surface. N s'agit des méthodes de recherche par niveau, programmation dynamique,. . Ou les deux à la fois. Nous avons intégré ces développements dans un code de calcul existant basé sur la méthode des Différences Finis dit FLAC. Les contraintes sont déterminées pour un comportement linéaire on non linéaire, des interfaces et des outils graphiques sont également réalisés pour faciliter l'analyse de stabilité. La validation de cette approche a été effectuée pour un cas type de talus, nous avons analysé et comparé les résultats avec les méthodes d'Equilibre Limite. L'étude paramétrique montre que cette approche tient compte des différents paramètres qui influencent la stabilité. Nous avons également gardé une place particulière pour l'application à des cas réels présentant des talus de natures différentes (barrages, talus miniers,. . ).

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Seyed, Seraji Mir Hassan. "Etude du transport sédimentaire associé au phénomène de chasse d'un barrage." Caen, 2002. http://www.theses.fr/2002CAEN2067.

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Abstract:

Nos travaux de recherche sont divisés en deux parties : une étude expérimentale réalisée sur deux modèles réduits de l'écoulement de chasse, à l'Université de Caen et au Centre de recherche sur l'eau de Téhéran. Nous avons étudié quelques paramètres hydrodynamiques et hydrosédimentaires, tels que la répartition des profils de vitesse, l'évolution de la couche limite turbulente, la formation des rides, la quantification des sédiments évacués, etc. , un travail in situ dans le barrage Sefid roud en Iran, Nous avons également étudié le phénomène de vidange par l'ouverture du fond en fonction de quelques paramètres hydrauliques et morphodynamiques, afin de mieux connaître les conditions appropriées de l'opération de chasse lors de l'exploitation du barrage.

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Dissertations / Theses on the topic 'Ouvrages hydrauliques en terre'

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