Littérature scientifique sur le sujet « Tirants d'ancrage »

Le tirant d'ancrage est un element de genie-civil destine a etre charge par un effort de traction sur sa tete. Il transmet au milieu avoisinant un champ de contraintes et un champ de deplacements tridimensionnels. L'assimilation du tirant a un composite triphase (acier, beton et sol) a permis d'elaborer un modele analytique tridimensionnel permettant de determiner la repartition de ces champs dans le volume du composite. Ces resultats ont ete utilises pour la modelisation globale d'un massif de sol contenant plusieurs lits de tirants d'ancrage a caractere periodique par la methode de l'homogeneisation. Cette derniere methode a permis : - en elasticite de determiner les caracteristiques mecaniques du massif en se basant sur la methode de la moyenne simplifee. - en calcul a la rupture de determiner un critere de resistance du massif par les approches statique et cinematique.

Cette recherche · est relative à l'étude de l'influence du mode opératoire sur les paramètres mesurés in situ "au pénétromètre statique à double sonde (sonde principale et sonde centrale) utilisé en reconnaissance géotechnique. : Des campagnes d'essais comparatifs ont été mises au point, puis réalisées avec des pénétromètres statiques à double sonde type Andina. Avec la sonde principale, les paramètres mesurés de résistance de pointe et de frottement latéral unitaire sur manchon sont des mesures classiques du pénétromètre statique. Avec la sonde centrale, on mesure la résistance totale à l'enfoncement et le frottement latéral à l'arrachement qui sont des mesures spécifiques au pénétromètre statique à double sonde. L’exploitation des résultats des campagnes d’essais permet l'étude de l'influence: - de la vitesse de pénétration sur les paramètres mesurés en sonde principale et en sonde-centrale; -des arrêts successifs lors de la pénétration sur les mesures "quasi-statiques" de résistance de pointe et de frottement latéral unitaire effectuées en sonde principale; -des arrachements sur les mesures de résistance totale à l'enfoncement en sonde centrale; - du mode opératoire sur les mesures de frottement latéral à l'arrachement
This research is aimed at studying the influence of test procedure on in situ parameters measured with a double probe static penetrometer (principal and central probes) used in soil exploration. The comparative tests programmed were carried out with double probe static penetrometers of Andina Type. The measured parameters of the point resistance and the sleeve lateral friction which are the conventional measurements of the static penetrometer were conducted with the principal probe. While with the central probe, the measurement of the total penetration resistance and the pull-out lateral friction which are specific to the double probe static penetrometer were carried out. Analysis of tests results showed the influence of : - the rate of penetration on the measured parameters of the principal and central probes; -the step by step penetration on the "quasi-static" measurements of the point resistance and the sleeve lateral friction carried out with the principal probe; - the pull-outs on the measurements of the total penetration resistance of the central probe; - the test procedure on the measurements of the pull out lateral friction

Le travail développé dans ce mémoire comprend deux parties essentielles, expérimentale & numérique. Dans la première, une série d'essais est effectuée pour deux types d'ouvrage, tels que les parois flexibles et les soutènements en formes de tunnels. Le but est d'étudier les cinématiques de " rupture" dans un milieu bidimensionnel constitué de rouleaux de SCHNEEBELI dont le comportement mécanique est analogue à celui d'un milieu pulvérulent. Les ouvrages (en modèles réduits) que nous avons étudiés sont en général maintenus par des nappes de type " géotextile ". Ainsi, le massif renforcé a montré des cinématiques à l'état de ruine complètement différentes selon la conception de l'ouvrage. Dans la seconde partie, une étude est réalisée sur certaines comparaisons entre les résultats obtenus par la méthode aux éléments finis en utilisant deux types de loi de comportement (hyperbolique et élastique plastique-parfait) et les résultats expérimentaux trouvés a partir d'essais sur des parois rigides et flexibles. Egalement des comparaisons sont faites sur des murs poids de formes différentes mais ayant la même masse. Ces comparaisons ont pour objectif de montrer l'intérêt relatif de ces deux lois de comportement en particulier leurs domaines d'utilisation dans un sol sans cohésion
In this thesis two essential parts are developed. The first part is experimental and the second one is numerical. In the experimental part, one series of testing was carried out in two types of structures like flexible walls and supports in the form of tunnel. The objective is to study the kinematics failure in bidimensional mass consisted in rollers of SCHNEEBELI, which have the similar mechanical behavior like pulverulent materials. In general, the studied structures (in reduced model) were reinforced by strips, a kind of geotextile. According to the conception of structures, the reinforced mass showed completely different kinematics at the stage of failure. In the numerical part, some comparisons were realized between results obtained from the finite element method using two types of behavior model (hyperbolic and elastic perfect plastic), and experimental results from testings on the inflexible and flexible walls. Certain comparisons were carried out also in case of the earth walls, which have different shapes with the same weight. These comparisons present relative interest of two behavior models, especially in the field of their applications in cohesionless soils

L'étude présentée est consacrée à l'analyse de l'influence de l'ancrage de la conduite sur les écoulements en régime transitoire. Deux techniques ont été développées, l'une basée sur une modélisation globale de l'écoulement du fluide et de la déformation de la conduite (élastique ou viscoélastique) et l'autre à partir d'un traitement séparé et itératif de l'écoulement du fluide et de la déformation (ou déplacement) de la conduite. Dans ce dernier cas, le couplage fluide-paroi est effectué au niveau des points singuliers (coudes, vanne, supports,. . . ). La résolution des divers systèmes d'équations ainsi obtenus a été menée, soit à par tir d'une méthode de différences finies (méthode de HARTREE) avec interpolation sur l'espace ou sur le temps, soit à partir des transformées de LAPLACE-CARSON. Dans le cas élastique, les résultats obtenus ont pu être comparés avec les données expérimentales disponibles dans la littérature et ont permis de confirmer la validité du schéma de calcul utilisé. Enfin, la comparaison des deux méthodes d'analyse qui ont utilisées montre que le traitement d'ensemble du problème, à partir des équations générales régissant l'écoulement du fluide et les déplacements de la paroi, est le mieux adapté. Quant au mode de résolution des équations, l'utilisation des transformées de LAPLACE-CARSON ne s'avère possible que pour des cas simples où le nombre d'éléments du ré s eau (coude, tronçon droit, vanne,. . . ) est très limité.

Le suivi en service des lignes d’ancrage d’une éolienne flottante dans le but d’évaluer leur dommage en fatigue tout au long de leur vie, est un défi scientifique et industriel. Dans cette thèse, on opte pour des stratégies de suivi reposant sur l’utilisation de modèles numériques qui simulent la tension ou la contrainte dans les lignes. La problématique principale est la mise à jour des paramètres intrinsèques incertains, comme les coefficients hydrodynamiques, la masse linéique, la position de l’ancre ou la longueur de la ligne, qui influencent la tension. Cela nous a conduits à étudier l’influence de la bio-colonisation sur le dommage en fatigue des lignes d’ancrage. La thèse a donc pour objectif de répondre à la question suivante : « Le processus stochastique de bio-colonisation, en changeant le chargement structurel sur les lignes, propage-t- il de façon significative, ses incertitudes jusqu’au dommage en fatigue des lignes ? ». La construction d’un modèle spatial de la distribution de bio-colonisation le long des lignes d’ancrage constitue la première contribution originale. Elle se base sur des données de la littérature et de nouvelles campagnes expérimentales en mer. A l’aide de ce modèle spatial, la contribution de la bio-colonisation sur le dommage en fatigue des lignes d’ancrage a été évaluée sur un modèle numérique d’une éolienne flottante semi-submersible de 10 MW, ancrée par des chaînes caténaires. La réponse apportée est donc contextuellement liée au cas d’étude. La bio-colonisation présente une influence significativement faible sur le dommage en fatigue des lignes caténaires. L’incertitude globale sur le dommage en fatigue due aux variations de bio-colonisation est cent fois plus faible que celle due aux variations environnementales (vagues, vent et courant). Cependant, cette conclusion ne peut s’étendre à l’ensemble des systèmes d’ancrage et la thèse présente une méthodologie d’étude reproductible se basant sur une compréhension physique préliminaire de la réponse dynamique des lignes. La dernière partie est la deuxième contribution originale. Elle se focalise sur la mise à jour de la masse de biocolonisation par suivi en service. La méthode repose sur le choix de conditions environnementales, dites qualifiantes, qui favorisent la mise à jour de la masse. L’application pratique de la méthode est étudiée et débattue dans le cas défavorable d’ancrages caténaires, en propageant des incertitudes à travers un méta-modèle dédié du modèle numérique
The monitoring of floating wind turbine mooring lines with the aim of assessing their fatigue damage all along their lifetime is a scientific and industrial challenge. In this thesis, we opt for strategies relying on numerical models that simulate tension or stress in mooring lines. The main issue is the updating of uncertain intrinsic parameters, such as hydrodynamic coefficients, mass per unit length, anchor position or mooring length that influence mooring lines tension. It leads us to investigate the influence of bio-colonisation, also called marine growth, on fatigue damage of mooring lines. The thesis aims to answer the following question: ‘Does biocolonisation stochastic process, by changing mooring lines structural loading, significantly propagate its uncertainties to fatigue damage assessment of mooring lines?’ The building of a bio-colonisation spatial distribution model along mooring lines is the first original contribution, based on data reviewed from literature and new experimental campaigns at sea. Equipped with this spatial model, the contribution of bio-colonisation in mooring lines fatigue damage is assessed on a numerical model of a 10 MW semi-submersible floating wind turbine, moored with catenary chains. Thus, the provided answer is contextually linked to the case study. Bio-colonisation is shown to have a significantly low influence on catenary mooring lines fatigue damage. The global uncertainty on fatigue damage due to bio-colonisation variations is one hundred times smaller than the one due to environment variations (waves, wind and current). However this conclusion cannot be extended to all mooring systems and the thesis provides a replicable study methodology that bases on a preliminary physical understanding of mooring lines response. The last part is the second original contribution. It focuses on the updating of bio-colonisation mass from monitoring. This method relies on the specification of environmental conditions, said to be qualifying, which favour the mass update. The method practical implementation is studied and discussed for the unfavourable case of catenary moorings, thanks to propagation uncertainty through a dedicated meta-model of the numerical model

Ce travail de recherche porte sur l’évaluation de la fiabilité de structures portuaires. Les structures considérées sont des quais sur pieux. Le comportement de ces ouvrages présente de forts aléas notamment à cause des conditions de réalisation difficiles et des sollicitations (tempêtes) particulièrement sévères. Ce dernier point est abordé de manière classique à partir des modèles existants. Le mémoire se concentre essentiellement sur le premier point. On propose alors de recourir à des données d’instrumentation de ces structures. Un recensement des travaux publiés dans ce secteur a été réalisé et a abouti à une stratégie d’instrumentation originale de deux quais similaires en vue d’analyser leur comportement sous chargement horizontal. Pour cela des tirants d’ancrages ont été instrumentés et des capteurs piézométriques installés. Les mesures de trajectoires de champs stochastiques d’efforts ainsi obtenues sont exploitées à deux fins : la modélisation des efforts de remblai et la raideur des tirants. Pour cela, une analyse statistique comparée des efforts dans les deux quais, non exploités, est effectuée. Une modélisation probabiliste est alors proposée et une analyse inverse réalisée sur la base de modèles mécaniques. Dans cette phase le travail s’appuie sur l’identification de paramètres de lois de probabilité usuelles et sur l’identification de paramètres sur le chaos polynomial. Une estimation de la probabilité de défaillance, en considérant une fonction d’état de type performantielle, peut alors être réalisée soit de manière classique, par une méthode de Monte-Carlo, soit par la méthode des éléments finis stochastiques non intrusifs. La situation de calcul considérée combine le chargement de tempête hivernale avec un fort coefficient de marée
This research deals with the reliability assessment of harbour structures. The structures considered are pile-supported wharfs. The behaviour of these structures presents several hazards in particular because of the difficult conditions of building and extreme loadings (storms). This last point is approached in a classical way from existing models. This research dissertation concentrates primarily on the first point. We then propose to resort to monitoring data from these structures. A state of the art in monitoring of harbour structures was carried out and led to an original strategy of instrumentation of two similar wharfs in order to analyse their behaviour under horizontal loading. That’s why tie-rods were instrumented and piezometric sensors were installed. Measurements of trajectories of stochastic fields of loads obtained from monitoring aim to model both the embankment loadings and the tie-rods stiffness; a compared statistical analysis of the loads in the operational phase of the two wharfs is then carried out. A probabilistic modelling is then proposed and an inverse analysis is carried out on the basis of mechanical models. In this phase, the probabilistic approach is based on both the identification of parameters of classical laws of probability and on the identification of parameters on polynomial chaos. An assessment of the probability of failure, by considering a limit state performance criterion, can then be carried out either in a classical way by a method of Monte-Carlo or by a non-intrusive stochastic finite element method. Computation of reliability considers the combination of both loading winter storm and high coefficient tides

Le comportement en service de certaines structures prototypes (comme les Structures de Génie civil) peut parfois être assez éloigné de celui envisagé au moment de la conception. En effet, compte tenu de l’innovation, certaines hypothèses fortes sont utilisées soit parce que l’information est indisponible (données réelles du site d’implantation), soit parce qu’aucun modèle ne permet de représenter cette réalité. La modélisation de comportement en service est de première importance lorsde la réévaluation des structures complexes comme les structures portuaires et l'analyse des risques. Le Structural Health Monitoring (SHM) ou Suivi de Santé des Structures permet de répondre à cette question en (i) mesurant des indicateurs du comportant réel de la structure (ii) détectant des anomalies par rapport à ce comportement si l’instrumentation est suffisamment pérenne. Le travail de thèse propose d’utiliser l’information issue de l’instrumentation dans un contexte probabiliste. Il s’agit d’identifier les paramètres d’un modèle de comportement sous forme de variables aléatoires représentées par le vecteur X qui intègrent pour une part l’aléa naturel et pour un autre une erreur de modèle. Il a été choisi de travailler en deux étapes : l’utilisation d’un modèle fin M (X), à l’aide du code de calcul par éléments finis (PLAXIS), coûteux en temps de calcul sur lequel est calibrée une surface de réponse polynomiale quadratique RS (X) pour des points bien choisis. Cette approche permet de converger vers des propriétés asymptotiques même pour des réalisations de X non échantillonnées dans la base de calibration. On peut ainsi réduire la taille de l’échantillon, ce qui présente un avantage par rapport aux réseaux bayésiens ou neuronaux. Il s’agit ensuite, par analyse inverse sur un grand nombre de situations mesurées, d’identifier X connaissant une mesure Y et sachant Y= RS (X). On se propose dans la thèse d’appliquer cette méthode à l’instrumentation de quais sur pieux afin de déterminer des caractéristiques de site, jusqu’alors indisponibles dans les modèles probabilistes
The in-service behavior of some prototype structures (like Civil Engineering Structures) is often different from that initially assume during the design. Even if assumptions during design are conservative they hold the understanding of the real behavior off. The modeling of in-service behavior is of first importance when reassessing complex structures like harbor structures and performing risk analysis. To this aim, the Structural Health Monitoring (SHM) is of first importance because it allows us to assess the real level of loading and to provide more realistic models for mechanical behavior or value of their parameters. This thesis proposes to use information from instrumentation in a probabilistic context. This is to identify parameters of a behavior model under form of random variables represented by a vector X which integrate in part the natural hazard and another for a model error. The research is performed in two stages: (1) simulation of the structure behavior by using a set of a priori parameters as input value of the finite element code (PLAXIS) on a simple model M (X) which is calibrated by a quadratic polynomial response surface model RS (X) for points well chosen. This approach allow to converge to the same asymptotic properties for realizations of X not sampled in the base of calibration. This reduces the sample size, which represents a better advantage than using Bayesian or Neuronal networks; (2) an inverse analysis is realized on a large number of situations measured to identify X and to give Y that Y= RS (X). We propose to apply this method to the instrumentation of pile supported wharfs to determine site characteristics, previously unavailable in probabilistic models

Ce travail de thèse porte sur l’analyse de l'impact de la corrosion sur la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'étude est basée sur des analyses théoriques ainsi que la modélisation expérimentale et numérique.Le travail débouche sur le développement d'une nouvelle méthode pour évaluer la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation d’un modèle visco-plastique, ainsi que la méthode de l'élément composite pour l'analyse des contraintes et des déformations induites par la corrosion dans le béton renforcé par ancrage.Les principaux résultats de ce travail sont:• Le mécanisme de corrosion du béton renforcé par ancrage est revisité et discuté.• Des formules théoriques sont établies pour les contraintes induites par la corrosion, elles sont ensuite appliquées à l'analyse des expériences réalisées en laboratoire.• Un modèle 3D est développé pour étudier le champ de contraintes induites par les actions conjointes de la force d'arrachement et la force d'expansion par la rouille.L'analyse de la répartition des contraintes dues à l’expansion montre que la contrainte axiale du boulon décroit selon une fonction exponentielle. Dans le plan perpendiculaire au boulon, la contrainte radiale au sein de la couche de mortier passe de la traction à la compression ; la contrainte de cisaillement entre le boulon et le mortier suit une variation linéaire
The thesis includes analysis of the impact of corrosion on the durability of blot-reinforced structures. The study is based on theoretical analyses as well as experimental and numerical modeling. The work results in establishing a new method to evaluate the durability of corroded anchorage system. The originality of this work lies on the use of the visco-plastic theory as well as the composite element method for the analysis of stresses and strains induced in the blot-reinforced concrete by the corrosion.The principle achievements of this work are:• The corrosion mechanism of blot-reinforced concrete is revisited and discussed.• Theoretical formulas of corroded expansion force are established and applied to the analysis of laboratory experiments.• A spatially analytical model of bolt rust is established to study the 3D stress field of the bolt under the joint action of pullout force and rust expansion force.Analysis of the stress distribution due to expansion shows that the axial stress of the bolt is distributed in the form of exponential decay function; in the plane perpendicular to the bolt, radial stress within the mortar protective layer is in transition from tensile stress to compressive stress, shear stress between the bolt and mortar follows linear variation

Le Liban se caractérise par ses hautes montagnes fortement urbanisées. Traversé par plusieurs failles principales et secondaires, ce pays présente de forts risques sismiques. Il a déjà subi plusieurs tremblements de terre destructeurs. Dans le futur, on craint un tremblement de terre majeur. Face à une telle situation, il est nécessaire de mener des travaux de recherche pour analyser ce risque. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce cadre. Le travail est réalisé à l’aide d’une modélisation numérique avancée fondée sur la méthode des éléments distincts. Les études ont été effectuées à l’aide du code de calcul (UDEC). Les analyses sont établies sur des cas réels identifiés à partir de plusieurs visites de terrain. Un travail important a été aussi consacré à la collecte des informations relatives aux propriétés mécaniques des matériaux. La première partie de la thèse est consacrée à une synthèse bibliographique en rappelant les paramètres qui caractérisent la géométrie des discontinuités des massifs rocheux et leur comportement mécanique en compression et en cisaillement. Des méthodes d’analyse de la stabilité des milieux rocheux fissurés et quelques exemples réels publiés dans la littérature sont exposés. La seconde partie comporte des analyses sismiques menées sur un massif du site de Jezzine au Liban Sud. Les modélisations traitent différentes configurations : massif sans fractures, massif avec fractures horizontales et massif avec un réseau de fractures horizontales et verticales. On présente également les résultats obtenus avec un renforcement du massif par ancrage. La dernière partie présente une étude de l’influence de la présence de l’eau sur le comportement sismique des massifs rocheux
Lebanon is characterized by high-urbanized mountains, which could be subjected to severe earthquakes, because of the presence of a major fault and some secondary faults. Lebanon was previously subjected to several destructive earthquakes, particularly in 551, 1202, 1759 and 1837 and more recently in the years 1956 and 2008. Experts predict a major seismic event in the future. Prevention constitutes an efficient way to minimize the earthquake consequences (casualties and property damage). This thesis aims to develop a methodological approach for the seismic stability of fractured rocks and to apply this methodology to the analysis of real case in Lebanon. The work is based on an advanced numerical modeling using the UDEC software to analyze the behavior of massive fractured rocks under seismic loading, taking into account the presence of water in the fractures. Due to lack of field data, significant work has also been devoted to the collection of data collection related to mechanical properties of the materials and joints. The first part of the thesis presents a literature review of the characterization of the rock discontinuities and methods used for the analysis of the stability of fractured rock masses. The second part presents seismic analysis of a real case in South Lebanon (Jezzine). Numerical calculations were carried on different configurations: rock mass without fractures, rock mass with horizontal fractures and rock mass with both horizontal and vertical fractures. Analysis was also conducted on the use of anchors for the rock mass stabilization. The last part presents a study of the influence of the presence of water on the seismic behavior of fractured rock masses