Academic literature on the topic 'Béton sol'

Le projet d’urbanisation en mer à Monaco est une référence technique récente dont nous présentons dans cet article les solutions techniques les plus innovantes, recherchées pour répondre tant aux conditions géologiques, géotechniques et océano-météorologiques difficiles du site qu’au cahier des charges très exigeant (durée de service des ouvrages supérieure à 100 ans, limitation très stricte de l’impact du projet sur l’écosystème environnant). Des solutions originales ont été développées pour la conception de l’infrastructure maritime constituant une extension en mer du territoire monégasque de 6 ha. L’ouvrage comporte une digue à talus en enrochements naturels devant être vibrocompactés à des profondeurs allant jusqu’à -50 m. Cette digue sert d’assise à une série de 18 caissons à paroi ajourée, de 10 000 t l’unité, en béton armé, préfabriqués au port de Marseille en coffrage glissant, dont le béton et le système d’armature ont fait l’objet d’études spécifiques pour la justification de la durabilité de la structure. Le remblai arrière, servant de sol rapporté, est posé sur des couches de sol sédimentaires partiellement purgées qui ont nécessité différents traitements afin d’éviter le risque de liquéfaction et de garantir le respect des objectifs de tassement à long terme (tassements maximums compris entre 1,5 et 9 cm selon les types de bâtiments et de fondations retenus).

La technologie des géostructures énergétiques consiste à adapter les structures géotechniques, comme les pieux de fondation, les parois moulées ou les tunnels, afin de les transformer en échangeurs de chaleur avec le sol. De fait, ce sont des systèmes géothermiques à basse enthalpie, avec le gros avantage de réduire les coûts initiaux d’installation grâce à l’utilisation des structures géotechniques qui seraient réalisées dans tous les cas. Les échanges de chaleur entre la géostructure et le sol induisent des variations de température cycliques sur les deux, et l’efficacité du système doit répondre à la fois à des critères énergétiques (bonne production de chaleur ou de froid) et géotechniques-structurels (analyse des contraintes et déformations thermiques du sol et de la structure en béton), qui dépendent fortement des conditions locales du site accueillant la construction. Il s’agit donc d’un système complexe avec un comportement dépendant de différents phénomènes thermiques, hydrauliques et mécaniques, éventuellement couplés, à la fois dans le sol et dans la structure. Dans un premier temps, une vue globale des différents aspects qui jouent un rôle important dans le comportement géotechnique et énergétique des géostructures thermoactives est présentée, depuis l’échelle de l’élément de sol jusqu’à celle de l’ouvrage. Ensuite, un cas récent d’application de la technologie aux parois moulées de la gare Jules Ferry de Rennes, en France, est décrit et analysé. D’abord, les premières mesures des Tests de Réponse Thermique Opérationnels (T.R.T.O.) réalisés sur le site d’étude sont discutées. Ensuite, l’analyse porte sur les résultats de la modélisation thermo-hydraulique (TH) par éléments finis du cas d’étude et la comparaison avec les mesures in situ. Le modèle numérique permet de reproduire correctement les données expérimentales quand un écoulement souterrain est pris en compte. Les résultats montrent une bonne efficacité énergétique de la technologie qui se confirme très prometteuse.

Le Deep Soil Mixing est une technique d’amélioration de sols dont la part de marché devient non négligeable. Les progrès technologiques dans le domaine permettent aujourd’hui d’envisager la réalisation d’ouvrages permanents. L’utilisation structurelle du matériau sol-ciment n’est cependant pas encore réglementée comme le béton avec l’Eurocode 2, ni validée par un nombre suffisant d’études de durabilité. Ces problématiques ont donc fait l’objet d’un travail de recherche au sein du laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (L2MGC) avec le soutien de la Fédération Nationale des Travaux Publics (FNTP) et de l’entreprise « Spie Fondations ». Cet article présente de manière synthétique le résultat des travaux expérimentaux qui ont été conduits afin de mieux comprendre l’influence des paramètres de formulation et des conditions d’exposition sur le comportement du matériau. L’étude met tout d’abord en évidence le lien entre la conductivité hydraulique du matériau et le diamètre caractéristique des pores. Des relations mathématiques sont ensuite proposées afin d’estimer les propriétés mécaniques du matériau. Puis, les propriétés résiduelles du matériau sont analysées en situation de vieillissement accéléré et à haute température.

In order to ensure sustainable pig production in most tropical countries, alternative flooring systems need to be investigated and adopted. This five-week experiment was carried out to investigate the growth performance and skin lesion score of 36 weaned pigs raised on different heights of Guinea Grass Straw (GGS) beddings. The pigs were separated into four treatments in triplicate, in a completely randomized design. The treatments were: T1: 0m (concrete floor: without GGS), T2: 0.1m GGS, T3: 0.2m GGS and T4: 0.3m GGS. At the end of the experiment, data were collected on growth performance: final weight, weight gain, feed intake while feed conversion ratio (FCR) was calculated and skin lesions (front, middle and rear) measured. All data obtained were subjected to analysis of variance (ANOVA). Pigs on 0.2m had the highest (p<0.05) weight gain (4.75kg) compared with its counterparts on 0.1m (4.28kg), 0.3m (3.94kg) and T1(3.34kg). Final weight followed similar trend with pigs in 0.2m (9.94kg) having the highest weight compared with 0.1m (9.40kg), 0.3m (9.22kg) and T1 (8.55kg). The highest FCR (4.72) was recorded for pigs on 0m (control) which was an indication of poor feed utilisation while the least was with pigs on 0.2m (3.39). The result for skin lesion for the different parts revealed the least lesion occurred in pigs on 0.3m and higher occurrence in pigs on T1. Generally, skin lesions occur most at the front legs and heads. It can be concluded that the use of guinea grass straw at 0.1m and 0.2m height can improve the performance of weaned piglets while a height of 0.3m results in reduced skin lesions score. Afin d'assurer une production porcine durable dans la plupart des pays tropicaux, des systèmes de revêtement de sol alternatifs doivent être étudiés et adoptés. Cette expérience de cinq semaines a été réalisée pour étudier les performances de croissance et le taux de lésion cutanée de 36 porcs sevrés élevés sur différentes hauteurs de litières de paille de guinée (le 'GGS'- paille d'herbe de Guinée). Les porcs ont été séparés en quatre traitements en triple, dans une conception complètement aléatoire. Les traitements étaient: T1: 0 m (sol en béton: sans GGS), T2: 0,1 m'GGS', T3: 0,2 m'GGS' et T4: 0,3 m'GGS'. À la fin de l'expérience, des données ont été recueillies sur les performances de croissance: poids final, gain de poids, prise alimentaire tandis que le ratio de conversion alimentaire (FCR) a été calculé et les lésions cutanées (avant, milieu et arrière) mesurées. Toutes les données obtenues ont été soumises à une analyse de variance (ANOVA). Les porcs sur 0,2 m avaient le gain de poids le plus élevé (p <0,05) (4,75 kg) par rapport à leurs homologues de 0,1 m (4,28 kg), 0,3 m (3,94 kg) et T1 (3,34 kg). Le poids final a suivi une tendance similaire avec les porcs de 0,2 m (9,94 kg) ayant le poids le plus élevé par rapport à 0,1 m (9,40 kg), 0,3 m (9,22 kg) et T1 (8,55 kg). Le FCR le plus élevé (4,72) a été enregistré pour les porcs à 0 m (témoin), ce qui était une indication d'une mauvaise utilisation des aliments, tandis que le moins était pour les porcs à 0,2 m (3,39). Le résultat de la lésion cutanée pour les différentes parties a révélé que la moindre lésion était survenue chez les porcs à 0,3 m et plus chez les porcs en T1. En général, les lésions cutanées surviennent le plus au niveau des pattes avant et de la tête. On peut en conclure que l'utilisation de paille d'herbe de Guinée à 0,1 m et 0,2 m de hauteur peut améliorer les performances des porcelets sevrés tandis qu'une hauteur de 0,3 m entraîne une réduction du score des lésions cutanées.

Animal production output has suffered significantly due to climate change, necessitating thorough research on breed-specific adaptive mechanism, particularly for goats, in order to better understand these animals’ tolerance level. The comparative physiological adaptation of the West African Dwarf (WAD) goat indigenous to the humid climate of West Africa and the Kalahari Red (KR) goat introduced to the humid zone of Southwestern Nigeria from the semi-arid sub-tropical zone of South Africa was investigated. Fourteen goats consisting of seven WAD and seven KR aged between 2 and 4 years were housed in a well ventilated concrete-floored pen. The animals were zero-grazed and fed concentrate and Bracharia decumbens hay for six months consisting of two seasons; cold-dry season (November – January) and hot dry season (February – April). Rectal temperature, respiratory rate, heart rate and pulse rate were monitored twice daily once a week. Kalahari Red goats had significantly higher (p<0.001) rectal temperature (38.97 vs. 38.39o C), respiratory rate (51.20 vs. 47.98 breaths / min) and pulse rate (61.56 vs. 60.22 pulses / min) than WAD goats while heart rate was similar (p<0.05) in the two breeds. Rectal temperature, respiratory rate and pulse rate were lower in both breeds in the cold dry season than in the hot dry season. All the physiological parameters measured in this experiment were significantly (p<0.001) affected by time of day and week of sampling. Rectal temperature, respiratory rate, heart rate and pulse rate were all higher in the afternoon than in the morning while the highest values were recorded in the 20th, 22nd, 23rd and 3rd week of sampling, respectively. Rectal temperature, respiratory rate and pulse rate were lower in both breeds in the cold dry season than in the hot dry season. The study concluded that rectal temperature, respiratory rate and pulse rate were all higher in the Kalahari Red than the West African Dwarf goats. Though the adaptive physiological responses of both breeds to the humid tropical climate appeared to be adequate, however, the West African Dwarf goat appeared to cope better in the hot-dry season while the Kalahari Red goat appeared to cope better in the cold-dry season. La production animale a considérablement souffert du changement climatique, ce qui a nécessité des recherches approfondies sur les mécanismes d’adaptation spécifiques aux races, en particulier pour les chèvres, afin de mieux comprendre le niveau de tolérance de ces animaux. L'adaptation physiologique comparative de la chèvre West African Dwarf (WAD) indigène au climat humide de l'Afrique de l'Ouest et de la chèvre du Kalahari Red (KR) introduite dans la zone humide du sud ouest du Nigéria à partir de la zone subtropicale semi-aride d'Afrique du Sud a été enquêté. Quatorze chèvres, dont sept WAD et sept KR âgées de 2 à 4 ans, ont été hébergées dans un enclos au sol en béton bien ventilé. Les animaux ont été nourris au pâturage zéro et nourris avec du concentré et du foin de Bracharia decumbens pendant six mois répartis sur deux saisons ; saison froide et sèche (novembre – janvier) et saison chaude et sèche (février – avril). La température rectale, la fréquence respiratoire, la fréquence cardiaque et le pouls ont été surveillés deux fois par jour une fois par semaine. Les chèvres rouges du Kalahari avaient une température rectale (38,97 contre 38,39 °C), une fréquence respiratoire (51,20 contre 47,98 respirations/min) et un pouls (61,56 contre 60,22 impulsions/min) significativement plus élevés (p<0,001) que les chèvres WAD tandis que le cœur le taux était similaire (p <0,05) dans les deux races. La température rectale, la fréquence respiratoire et le pouls étaient plus faibles chez les deux races pendant la saison sèche froide que pendant la saison sèche chaude. Tous les paramètres physiologiques mesurés dans cette expérience étaient significativement (p <0,001) affectés par l'heure de la journée et la semaine d'échantillonnage. La température rectale, la fréquence respiratoire, la fréquence cardiaque et la fréquence du pouls étaient toutes plus élevées l’après-midi que le matin, tandis que les valeurs les plus élevées ont été enregistrées respectivement au cours des 20e, 22e, 23e et 3e semaines d’échantillonnage. La température rectale, la fréquence respiratoire et le pouls étaient plus faibles chez les deux races pendant la saison sèche froide que pendant la saison sèche chaude. L’étude a conclu que la température rectale, la fréquence respiratoire et le pouls étaient tous plus élevés chez la chèvre rouge du Kalahari que chez la chèvre naine d’Afrique de l’Ouest. Bien que les réponses physiologiques adaptatives des deux races au climat tropical humide semblent être adéquates, la chèvre naine d'Afrique de l'Ouest semble mieux s'en sortir pendant la saison chaude et sèche, tandis que la chèvre rouge du Kalahari semble mieux s'en sortir pendant la saison froide et sèche.

L’automatisation, même partielle, des procédures de contrôle non-destructif des structures dans le domaine du génie civil présente de nombreux avantages. Parmi ses avantages, on peut citer une plus grande répétabilité des mesures, une diminution des erreurs liée au facteur humain ainsi que la réduction du risque de compromettre la sécurité des personnes. Cette étude explore le concept et le développement du projet UACIS (Uncrewed Aerial Concrete Inspection System), en particulier l’intégration d’un système de mesure Impact Echo. Le projet UACIS consiste à embarquer différentes méthodes de CND par ultrasons via des charges utile interchangeable sur un drone à hélice dans le but de faciliter l’inspection de structure en béton. En particulier, UACIS a pour but de faciliter l’inspection de zones en hauteur dont l’accès s’avère dangereux et difficile. Le drone utilisé dans cette étude est un robot commercial développé par ©Voliro Airbone Robotics qui a été conçu spécifiquement pour permettre un contact physique, en cours de vol, entre le système de mesure embarqué et la structure inspectée. Un système d’inspection Impact Echo, comprenant une sonde piézoélectrique et un élément de frappe solénoïde, a été intègre au drone. Cette méthode est communément utilisée pour l’inspection de structure en béton. L’élément de frappe permet de générer des ondes acoustiques dans le matériau, les ondes sont ensuite captées par la sonde piézoélectrique puis converties en signal A-scan et spectre de fréquence. L’analyse du spectre de fréquence et la connaissance de la vitesse des ondes dans le matériau permettent de caractériser la structure. Les différentes contraintes liées à l’intégration du CND impact écho au drone ainsi que les premiers résultats et mesures effectués seront présenter. Parmi les sujets abordés seront notamment les restrictions en matière de poids et de dimensions, la communication entre les différentes interfaces, la mise en place d’un transfert de données sans fil en temps réel entre le système CND/drone et l'interface utilisateur au sol, l’actionnement à distance de l’élément de frappe et de la sonde, les stratégies d'atténuation du bruit et de traitement du signal.

Dans ce travail, nous avons étudié le comportement des dallages en béton en focalisant l’attention sur les contraintes induites dans la structure, lorsque le béton subit des variations dimensionnelles dans les conditions hygrothermiques ambiantes. Après une étude bibliographique où nous détaillons en particulier les différents retraits du béton, nous nous sommes consacrés à la caractérisation du comportement de l’interface dalle-sol. Une étude expérimentale en semi-grandeur a été menée et a abouti d’une part à la mise en évidence des configurations optimales pour réduire les frottements à l’interface, et d’autre part à l’élaboration d’une loi de comportement d’interface développée en deux dimensions. Introduite dans un modèle global de comportement, et confrontée à l’expérimentation en semi-grandeur sur des planches expérimentales de 20 m de long, cette loi a permis de faire des simulations et d’évaluer la possibilité de réaliser des surfaces de dallage de dimensions plus importantes que celles imposées empiriquement dans les règles de calcul classiquement considérés
This work was dedicated to the study of concrete floors on ground. The attention was focused on the stresses induced in the structure, while dimensional variations affect the concrete in ambient hydrothermal conditions. A literature review was performed, in which we describe in particular the different shrinkage strains of concrete. Then we dedicated ourselves to the characterisation of slab-soil interface. A semi-scale test campaign was conducted. It allowed us first to define the optimal configurations to limit the interfacial friction, then to establish a two-dimensional behaviour law. This law was introduced into a global model and compared with the results of a semi-scale test on 20 m long beams. We made a couple of simulations to assess the possibility of designing slab lengths larger than those fixed in design guides

Ce travail comporte une analyse de différentes interactions du système sol-pieux-structure sous chargements sismiques. On s'intéresse notamment à l'analyse des mécanismes d'interaction entre les différents éléments (sol. pieu, chevêtre, structure) et une attention particulière est accordée à l'influence des non linéarités du sol, le développement : des rotules plastiques dans les pieux et le comportement de l'interface sol-pieux sur la réponse sismique du système sol- pieu-structure. L'étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle à l'aide du code de calcul FLAC 3D. Le travail de thèse est présente en trois chapitres: Le premier chapitre présente une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur le comportement des pieux sous chargement sismique. Le second chapitre comporte une analyse tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieu superstructure tout en intégrant l'effet de la plasticité du sol. L'étude est menée sur différents aspects de l'interaction sol-pieux-structure, à savoir l'influence des paramètres mécaniques du sol ou du pieu, de la configuration géométrique de groupe de pieux et l'influence du chargement sismique et son contenu fréquentiel. Le troisième chapitre traite des aspects particuliers du problème, notamment la formation des rotules plastiques en tête des pieux, la modélisation et l'influence de l'interface sol-pieu et le comportement des ouvrages renforcés
This work includes an analysis of various interactions of soil-piles-structure under seismic loads.mainly concerns with the analysis of the interactions between different elements (soil, pile, foundation, structure). A special attention was devoted to the non-linearity of soil, the development of plastic hinges in the piles and the influence of the soil-pile interface on the seismic response of the soil-pile-structure. The study was conducted using a three-dimensional modeling using the program FLAC 3D. The thesis is presented in three chapters : The tirst chapter presents a literature review of research work related to seismic behaviour of pile foundations.The second chapter includes a three-dimensional analysis of seismic behavior of soil-pile-superstructure taking into account the effect of soil plasticity. The study was conducted on various aspects of the interaction soil-pile-structure. the influence of mechanical parameters of soil and pile. the geometric configuration of the piles groups and the influence of seismic loading and its frequency content.The third chapter deals with specific aspects of the problem. including the development of plastic hinges at the top of the pile. the modeling and the influence of pile-soil interface and behavior of reinforced structures

Ce travail comporte une analyse de différentes interactions du système sol-pieux-structure sous chargements sismiques. On s'intéresse notamment à l'analyse des mécanismes d'interaction entre les différents éléments (sol. pieu, chevêtre, structure) et une attention particulière est accordée à l'influence des non linéarités du sol, le développement : des rotules plastiques dans les pieux et le comportement de l'interface sol-pieux sur la réponse sismique du système sol- pieu-structure. L'étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle à l'aide du code de calcul FLAC 3D. Le travail de thèse est présente en trois chapitres: Le premier chapitre présente une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur le comportement des pieux sous chargement sismique. Le second chapitre comporte une analyse tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieu superstructure tout en intégrant l'effet de la plasticité du sol. L'étude est menée sur différents aspects de l'interaction sol-pieux-structure, à savoir l'influence des paramètres mécaniques du sol ou du pieu, de la configuration géométrique de groupe de pieux et l'influence du chargement sismique et son contenu fréquentiel. Le troisième chapitre traite des aspects particuliers du problème, notamment la formation des rotules plastiques en tête des pieux, la modélisation et l'influence de l'interface sol-pieu et le comportement des ouvrages renforcés
This work includes an analysis of various interactions of soil-piles-structure under seismic loads.mainly concerns with the analysis of the interactions between different elements (soil, pile, foundation, structure). A special attention was devoted to the non-linearity of soil, the development of plastic hinges in the piles and the influence of the soil-pile interface on the seismic response of the soil-pile-structure. The study was conducted using a three-dimensional modeling using the program FLAC 3D. The thesis is presented in three chapters : The tirst chapter presents a literature review of research work related to seismic behaviour of pile foundations.The second chapter includes a three-dimensional analysis of seismic behavior of soil-pile-superstructure taking into account the effect of soil plasticity. The study was conducted on various aspects of the interaction soil-pile-structure. the influence of mechanical parameters of soil and pile. the geometric configuration of the piles groups and the influence of seismic loading and its frequency content.The third chapter deals with specific aspects of the problem. including the development of plastic hinges at the top of the pile. the modeling and the influence of pile-soil interface and behavior of reinforced structures

Le béton de sol est un matériau issu du mélange du sol avec un liant hydraulique. Il est une solution envisageable aujourd'hui dans le domaine de la construction pour les ouvrages de faibles résistances en compression comme le renforcement des sols de fondation pour chaussées, les écrans d'étanchéités, les aménagements extérieurs pour parking (dallage), les écrans de soutènements des terres. Ce matériau est réalisé in situ en utilisant le sol en place dans le cadre des projets de construction et contrairement au béton ordinaire, son utilisation permet de réduire l'empreinte carbone liée au transport des granulats jusqu'aux sites de construction. Au regard de sa porosité très élevée de l'ordre de 25 à 65 % (Denies et al., 2012), les ouvrages en béton de sol sont sujets à d'importants désordres affectant leurs stabilités lorsqu'ils sont exposés à la haute température, aux cycles H/S et à la carbonatation. Face à la large gamme des produits cimentaires qui existent sur le marché, à la variabilité de la nature du sol et de sa granulométrie, il est important d'avoir une meilleure compréhension des propriétés physico-mécaniques du béton de sol, au travers d'études en laboratoire afin d'évaluer ces performances. C'est dans cette optique d'amélioration sa compréhension, que ce travail de recherche vise à étudier le comportement mécanique et physico-chimique des bétons de sol soumis à haute température et sa durabilité. Pour ce faire, nous avons utilisé deux sols naturels (la latérite et le sable argileux) et trois types de liant : le CEM I 52.5, le CEM II 42.5 et le CEM III 32.5. Le travail expérimental effectué vise tout d'abord à caractériser les différents constituants du béton de sol (sols et ciments). Puis, formuler le béton de sol pour différents dosages (150, 200, 250, 300 kg/m3) et pour une ouvrabilité constante comprise entre 32 et 33 cm correspondant à un béton de sol autoplaçant. Par la suite, une caractérisation physique (masse volumique, teneur en air occlus, …) puis mécanique (compression uni-axiale, module d'élasticité statique, …) du béton de sol a été effectuée. Ces caractérisations ont été complétées par une étude minéralogique (DRX) et microstructurale (MEB). Des essais de durabilités (Cycles H/S et carbonatation) et à haute température ont été effectuées sur les éprouvettes de béton de sol maturés à 90 jours dans l'eau où s'en est suivie une caractérisation physico-chimique et mécanique. Les résultats obtenus de la résistance en compression montrent des valeurs plus élevées pour les formulations avec du CEM III 32.5, suivit du CEM I 52.5 et en fin du CEM II 42.5. Les valeurs de porosité sont comprises entre 43 et 62% et sont plus faibles pour les formulations avec du CEM III 32.5, suivit du CEM I 52.5 et en fin le CEM II 42.5. A haute température, les formulations faites avec du CEM I 52.5 ont une meilleure tenue que les formulations avec du CEM II 42.5 et du CEM III 32.5. L'objectif étant de proposer des formulations stables pour différentes applications
Soil concrete is a material produced by mixing soil with a hydraulic binder. It is a possible solution in today's construction industry for works with low compressive strengths, such as the reinforcement of road foundation soils, waterproofing screens, outdoor landscaping for car parks (paving) and earth retaining screens. This material is produced in situ using the soil in place during construction projects, and as opposed to ordinary concrete, its use makes it possible to reduce the carbon footprint associated with transporting aggregates to construction sites. Due to its very high porosity of between 25 and 65% (Denies et al., 2012), soil concrete structures are subject to significant damage affecting their stability when exposed to high temperatures, H/S cycles and carbonation. Given the wide range of cementitious products available on the market, and the variability in the nature of the soil and its grain size, it is important to have a better understanding of the physical and mechanical properties of soil concrete, through laboratory studies to assess its performance. It is with this aim of improving understanding that this research aims to study the mechanical and physico-chemical behaviour of soil concrete subjected to high temperatures and its durability. To do this, we used two natural soils (laterite and clayey sand) and three types of binder: CEM I 52.5, CEM II 42.5 and CEM III 32.5. The experimental work carried out aims firstly to characterize the various constituents of soil concrete (soil and cement). Then, to formulate the soil concrete for different cement contents (150, 200, 250, 300 kg/m3) and for a constant workability of between 32 and 33 cm corresponding to a self-compacting soil concrete. The soil concrete was then characterized physically (density, entrapped air, etc.) and mechanically (uniaxial compression, static modulus of elasticity, etc.). These characterizations were completed by a mineralogical (XRD) and microstructural (SEM) study. Durability tests (H/S cycles and carbonation) and high-temperature tests were carried out on soil concrete specimens aged for 90 days in water, followed by physico-chemical and mechanical characterization. The results obtained for compressive strength show higher values for formulations with CEM III 32.5, followed by CEM I 52.5 and finally CEM II 42.5. Porosity values range from 43 to 62% and are lower for formulations with CEM III 32.5, followed by CEM I 52.5 and finally CEM II 42.5. At high temperatures, formulations made with CEM I 52.5 hold up better than formulations with CEM II 42.5 and CEM III 32.5. The aim is to offer stable formulations for different applications

La conception écologique des structures et le développement durable jouent un rôle important dans l'industrie de la construction. Les matériaux écologiques de construction tels que le béton de terre, contenant une proportion de divers composants écologiques, sont de grande importace aujourd'hui. L'objectif de la production de ce béton est de réduire la consommation de ciment et donc la production de CO2, de fournir des solutions pour éviter l’épuisement des ressources naturelles comme les granulats et de réduire la consommation d'énergie dans le processus de production.Ces dernières années, de nombreux efforts ont été réalisés dans le domaine de la construction pour remplacer le béton traditionnel par des matériaux alternatifs tels que le béton contenant une forte proportion de divers composants écologiques appelés « vert » en maintenant des propriétés acceptables pour l'application souhaitée. Par exemple, les constructions réalisées à partir de la terre crue sont intéressantes considérant leurs meilleures propriétés thermiques et acoustiques par rapport à un béton ordinaire. Cependant, des recherches additionnelles sont nécessaires pour mieux comprendre leurs propriétés mécaniques et leur durabilité.Cette étude vise à optimiser la composition d’un nouveau béton écologique constitué de sols locaux. Plusieurs mélanges composés de différentes proportions de sols argileux, de sols sableux et de faible quantité de ciment, de chaux et de fibres de chanvre ont été testés. La minéralogie et la composition chimique du sol argileux ont été étudiées par analyse des résultats obtenus par diffraction des rayons X (XRD) et par Microscopie à balayage électronique (ESEM) associée à la spectrométrie dispersive énergétique des rayons X (EDS). Le compactage des mélanges de béton de terre a été réalisé par vibration, comme dans le cas d’un béton ordinaire, pour obtenir l'ouvrabilité requise sur les chantiers de construction. Des essais de compression ont été effectués sur des éprouvettes d’âges différents et conservées dans différentes conditions de cure. La technique non destructive des ultrasons a été utilisée pour suivre le durcissement du béton de terre en fonction des conditions de cure. Les propriétés de transfert de ce béton ont été aussi étudiées en réalisant des essais de perméabilité, de porosité à l’eau, de porosimétrie à mercure et des essais d'absorption d'eau. La carbonatation de ce béton a été également évaluée. La durabilité du béton de terre a été examinée en suivant les déformations différées et plus particulièrement le retrait endogène et de dessiccation ainsi que le fluage en flexion
The ecological design of structures and the sustainable development is nowadays of high importance in the construction industry. Thus, alternative building materials such as soil concrete containing a proportion of various ecological components are of high importance nowadays. The aim of producing ecological concrete is to reduce the consumption of cement and thus the CO2 production, to provide alternatives to the impoverishment of resources and to reduce the energy consumption in the production process.In recent years, many changes have been observed in the construction methods with the aim to replace traditional concrete by alternative construction materials such as concrete containing a high proportion of various ecological component called "green" while maintaining acceptable properties for the desired application. For instance, constructions made of cost effective raw soils are of real interest since the thermal and acoustic properties are more important than that of ordinary concrete. However, more researchs are needed in order to have a better understanding of their mechanical properties and their durability.This study aims to optimize the composition of a new ecological concrete constituted of upgraded excavated soil. Several soil concrete mixtures, composed of different proportions of clayey soil, sandy soil and small quantities of cement, lime and hemp fibers have been tested. The mineralogy and chemical composition of clayey soil was studied by X-ray diffraction (XRD) analysis, and by Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) coupled with the X-Ray Energy Dispersive Spectrometry (EDS). The casting of the concrete mixtures has been realized by vibration, as ordinary concrete, to obtain the required workability on construction sites.Compressive tests have been carried out on samples at different curing time and conditions. The ultrasonic non-destructive technique has been used for monitoring the hardening of soil concrete in function of the curing conditions. As soil concrete presents important volumetric change that can cause the infiltration of water and impact their durability, an experimental investigation on autogenous and drying shrinkage is reported. Water porosity and water absorption tests have been also carried out to evaluate the transfer property of the porous material. The carbonation of this concrete was also evaluated. The durability of the soil concrete was examined by following the deferred deformations and more particularly the endogenous shrinkage and desiccation as well as the flexural creep

Les problèmes de vieillissement des structures de génie civil nécessitent l'évaluation des indicateurs de durabilité (comme la porosité) et des paramètres d'état (comme la teneur en eau et la teneur en chlorure). Parmi les techniques de contrôle non destructif électromagnétique (EM), le radar géophysique (GPR) est utilisé pour estimer la permittivité du béton. L'étude générale est composée de trois objectifs. Tout d'abord, établir une interaction physique et mathématique entre les ondes et les matériaux. Pour mieux comprendre la propagation des ondes EM à l'intérieur du matériau, nous avons étudié plusieurs modèles de dispersion caractérisant les propriétés diélectriques de béton : le modèle de Debye et le modèle de Jonscher proposant de bonnes performances. Deuxièmement, développer une nouvelle méthode d'auscultation pour détecter les gradients de permittivité dans un matériau dispersif en considérant le matériau comme un guide d'ondes. La vitesse de phase des ondes électromagnétiques guidées est utilisée pour extraire les informations diélectrique et géométrique de celui-ci. Une nouvelle méthode d'inversion est mise en oeuvre pour répondre au problème. Le guide d'onde à une couche est ensuite décliné en guide d'ondes à plusieurs couches à l'aide d'un modèle de mélange diélectrique: le modèle parallèle. Ainsi, le nouveau modèle de guide d'onde multi-couches est validé à la fois sur des données synthétiques et expérimentales. Enfin, un suivi expérimental d'imbibition d'eau dans du béton est réalisé avec cette nouvelle méthode d'auscultation, les résultats étant comparés à ceux de gammadensimétrie, considérée comme référence
Considering the aging problems of civil engineering structures induces the evaluation of durability indicators (such as porosity) and durability monitoring parameters (such as water content and chloride content). From the electromagnetic (EM) non-destructive testing, Ground penetrating radar (GPR) is used by surveying permittivity inside concrete. The general study is composed of three objectives. Firstly, establish a physical and mathematical interaction between the waves and the materials. To better understand the propagation of EM waves inside the material, we have studied on several dispersion models characterizing the dielectric properties of concrete, and used Debye’s model and Jonscher’s model getting good working performance. Secondly, develop a new method for GPR to detect the gradients of relative permittivity in a dispersive material. With knowledge of the speed of radar waves travelling through the medium, we are able to know the relative permittivity of the material. As the material can form a waveguide for EM waves. The phase velocity of the guided EM waves is used to extract the dielectric and geometric information of it. Then, a new inversion method is implemented to estimate the dielectric permittivity and geometry of the waveguides. The one-layer waveguide is developed into multi-layer waveguide by a dielectric mixing model: parallel model. Thus, the new multi-layer waveguide model is validated both on synthetic and experimental data. Finally, monitor water transferring inside the concrete slabs with the new developed method, the results being compared with those from gammadensimetry, considered as reference

Le développement du contrôle non destructif en génie civil s'inscrit dans un contexte de vieillissement du patrimoine d'ouvrages. Ce vieillissement est souvent associé à une altération des propriétés des matériaux de construction, remettant en cause les exigences liées au comportement mécanique, à l'aptitude au service ou encore à l'esthétique de l'ouvrage. Le but de ce travail est l'adaptation de la technologie radar à la caractérisation physique du béton, et, ainsi, à la mise en évidence de conditions favorables au développement de la corrosion des aciers (principale cause de dégradation). Des résultats expérimentaux obtenus sur corps d'épreuves en béton révèlent des aptitudes à l'évaluation de l'état d'humidité du béton, et, dans une moindre mesure, de son degré de contamination par les ions chlorures. Une application relative à la corrosion des armatures de tabliers de pont revêtus d'une couche d'asphalte est également développée et validée in situ par comparaison avec des mesures de potentiel d'électrode. L'approche consiste à cartographier la réflectivité de l'interface asphalte-béton afin de localiser les contrastes d'humidité et, ainsi, les zones à fort risque de corrosion. Enfin, les qualités de la technique (rapidité, simplicité, fiabilité des mesures et caractère non destructif) lui confèrent un grand intérêt lors de campagnes d'auscultation à grande échelle
The development of non-destructive testing in civil engineering is related to the aging of structures. This aging is usually accompanied by some changes in the properties of construction materials, which call the needs concerning the mechanical behaviour, the service ability or the aesthetic characteristics of the structure into question. The aim of this study is to adapt radar technology to the physical characterisation of concrete, in order to highlight the conditions leading to reinforcement corrosion (main cause of damages). Indeed, experimental results on concrete laboratory samples show some interesting aptitudes to the assessment of concrete humidity, and chloride contamination. A specific application to the corrosion of reinforcement of concrete bridge decks with asphalt cover is also developed and verified on site through a comparison with half-cell potential measurements. The approach is just consisting in mapping the reflectivity of asphalt-concrete interface in order to locate humidity contrasts and, thus, areas presenting a high corrosion probability. At least, speed, easiness, reliable and non-destructive measurements are qualities, which give to the radar technique a great interest for large scale auscultation

Ce travail porte sur l’étude des comportements des structures et des analyses sismiques de bâtiments en béton précontraint lors des séismes qui ont eu lieu dans la ville de Mexico au mois de septembre 1985. Tout d’abord on présente un résumé des effets des séismes sur les bâtiments, en mettant l’accent sur les bâtiments en béton précontraint. Puis viennent les analyses linéaires de la réponse dynamique de cinq bâtiments à partir de modèles tridimensionnels, en tenant compte de l’interaction sol-structure. Pour trois de ces bâtiments, des analyses non linéaires ont également été faites, à partir de modèles bidimensionnels représentant les caractéristiques principales de la structure complète. La réponse calculée est ensuite comparée avec le comportement observé et les principales propriétés dynamiques des modèles font l’objet d’une vérification avec les mesures sous vibration du milieu ambiant, effectuées dans les bâtiments. Les périodes calculées sont assez proches des périodes mesurées, lorsqu’on tient compte des déplacements et des rotations à la base du bâtiment, en faisant intervenir les déformations du sol. En général, la réponse calculée du bâtiment sous l’effet d’un séisme comparable à celui de septembre 1985, présente une bonne cohérence avec le comportement observé du bâtiment. Néanmoins, dans certains cas, les analyses font apparaître un comportement non-linéaire qui ne correspond pas au degré de dommages. Quelques raisonnements permettant d’expliquer ces différences sont ici exposés. Des recommandations de calcul sont formulées à partir des conclusions finales pour les bâtiments construits en zone sismique. On souligne notamment l’importance de l’acier non-précontraint, dont la présence permet d’améliorer la ductilité, et des murs de rigidité associés aux portiques en béton précontraint, qui permettent de mieux supporter les effets des forces latérales
This study deals with the structural behaviour and the analysis of the seismic response of prestressed concrete buildings to the earthquake ocurred in Mexico City in september 1985. First, the overall effects of the earthquake on buildings are summarized with specific consideration on the performance of prestressed concrete buildings. Secondly, for five typical buildings, linear analysis of the dynamic response were performed for tridimensionals models, with due consideration of the soil-structure interaction. Additionally, for some buildings, non-linear analyses were performed on planar models representing the behavior of the complete structure. The computed response has been compared with the observed behavior and the main dynamic properties of the models were checked against those derived from ambient vibration tests performed on the buildings. A good approximation was found between computed and measured natural periods of vibration of the structures, when the displacements and rotations at the base of the building due to the deformation of the soil were taken into account. In general terms, the computed response of the building under the effet of a ground motion representative of the one that should have affected it in the 1985 earthquake, corresponded reasonably well the observed performance of the buildings. Nevertheless, in some cases the analysis indicated that the buildings should have eperienced a greater non-linear behavior than what can be percieved from their level of damage. Some reasons for these differences are advanced. Some recommandations about earthquakes resistant design of prestressed concrete buildings are given. The importance of providing lateral stiffness by shear walls of bracing, and of achieving ductility and continuity through ordinary reinforcement, is stressed

Inséré dans un projet national Français, ce travail consiste à analyser le comportement mécanique des anciens collecteurs en maçonnerie renforcés par béton projeté. Le présent rapport synthétise les résultats de ces analyses, effectuées au moyen de la modélisation numérique. En abordant les principaux problèmes liés à ce type de renforcement, l'accent est mis sur l'effet de l'interface «Support-Renfort». Pour cette dernière, une caractérisation expérimentale est effectuée et un modèle numérique existant est développé afin de prendre en compte de 1' adhérence. Grâce au modèle d'interface amélioré et à la technique de l'ajout de la matière sur une structure déformée, également développée dans le cadre de ce travail, la prise en compte des interfaces et de « 1'histoire de 1' ouvrage » est rendue possible. Les modélisations réalisées permettent d'évaluer l'influence, sur le comportement global des collecteurs renforcés, de différents facteurs tels que les caractéristiques du renfort, l'effet du retrait, l'interaction « Sol/Structure », les propriétés mécaniques de l'interface et l'état de la structure existante. Les résultats de la modélisation mettent en évidence le rôle de la liaison « Support Renfort » et de l'interaction« Sol-Structure» ainsi que l'effet néfaste du retrait. Ces résultats permettent de tirer des conclusions pratiques et de proposer des solutions techniques dans l'objectif de réduire l'effet du retrait et améliorer l'efficacité du renforcement
Inserted into a French national project, this work consists to analyze the mechanical behavior of old masonry sewers reinforced by gunite. This present report synthesizes the results of the analysis, undertaken by means of the numerical modelling. In broaching main problems linked to this reinforcement type, we emphasize the « Support-Reinforcement » interface effect. For this last, an experimental characterization is undertaken and a existing numerical model is improved to take into account the adhesion. With the improved interface model and the technique of the matter addition on a deformed structure, also developed within the scope of this work, the taking into account of the interfaces and the « structure history » is possible. The modelling performed allows to evaluate the influence, on the global behavior of reinforced sewers, of different factors such that the reinforcement characteristics, the shrinkage effect, the interaction « Sail-Structure », the interface mechanical properties and the existent structure state. Results of the modelling show the role of the « Support-Reinforcement » liaison, the « Sail-Structure » interaction and the shrinkage harmful effect. These results allow to draw practical conclusions and to propose technical solutions in the objective to reduce the shrinkage effect and to improve the reinforcement efficiency

La gestion des déchets radioactifs est une question environnementale importante, en particulier dans les pays où l'énergie nucléaire est générée. L'Andra (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs) étudie la solution d'un stockage géologique profond dans un couche d'argilite Callovo Oxfordienne (COx). L'étanchéité des galeries souterraines est partiellement assurée par une barrière mécanique en béton qui est directement en contact avec l'argilite. Tels projets nécessitent une prédiction de déformations irréversibles dans le temps sur une grande échelle, afin d'évaluer la durabilité de l'accouchement. Même si les propriétés physiques de la plupart des matériaux impliqués (argilite et béton par exemple) sont maintenant raisonnablement connues, ils existent que quelques études sur le comportement des interfaces de contact entre ces matériaux. Ce sujet est d'une grande importance pour prédire une durée de vie provisoire des installations de stockage de déchets nucléaires.Au cours de cette thèse, le comportement mécanique de l'interface argilite / béton a été étudié. Le Callovo Oxfordian est considéré comme une barrière géologique idéale grâce à sa très faible perméabilité. Cependant, son comportement est gouverné par un couplage thermo-hydro-mécanique de haute complexité, qui est en cours d'investigation avec des expériences en laboratoire et textit{in-situ}. Avec la préparation des échantillons d'interface, une étude courte sur l'absorption d'eau liquide dans la non-confinée argilite, a été réalisée. Afin de caractériser le comportement à court terme de l'interface, plusieurs essais de cisaillement direct ont été effectués sous différentes conditions limites, en utilisant le dispositif expérimental BCR-3D situé dans 3SR.Pour l'étude du comportement mécanique à long terme de l'interface, la conception et développement d'un nouvel appareil expérimental. Une des parties les plus importantes de ce travail, comprend la conception et le développement de SInC Box - Shearing Interfaces Creep Box - un dispositif original pour l'étude des déformations différées des interfaces. Plusieurs essais de fluage ont été effectués sur des éprouvettes d'interface, permettant d'étudier le comportement différé de l'interface en cisaillement. Le comportement mécanique post-fluage de l'interface argilite / béton a également été exploité. Les résultats expérimentaux de la réponse différé ont également été analysés selon des modèles analytiques viscoélastiques et simulations numériques
The management of radioactive waste is an important environmental issue, in particular in the countries where nuclear power is generated. In Eastern France, The French National Radioactive Waste Management Agency (ANDRA) is investigating the behaviour of a deep geological repository in Callovo Oxfordian clay-rock (COx). The sealing of the underground repository tunnel, is partly ensured by a mechanical barrier made of concrete, directly in contact with the rock. Such projects require prediction of irreversible deformations over a large time scale, in order to assess the durability of the confinement. Even though the physical properties of most of the materials involved (rock and concrete for example) are now reasonably known, there have been only a few studies of the behaviour of the contact interfaces between these materials. This subject is of great importance for predicting a tentative life-time of nuclear waste storage facilities.During this PhD work the mechanical behaviour of the clay-rock/concrete interface has been investigated. The Callovo Oxfordian is considered as an ideal geological barrier because of its extremely low permeability. However, it is governed by a thermo-hydro-mechanical behaviour of high complexity, which is continuously under investigation with both laboratory and in-field experiments. The preparation of the interface samples involved a short study on the liquid water uptake in the unconfined clay-rock. In order to characterise the short-term behaviour of the interface, direct shear tests have been performed under different boundary conditions, using the BCR3D experimental device located in 3SR.The investigation of the long-term mechanical behaviour of the interface required the design of a new experimental apparatus. One of the most important parts of this study includes the conception and development of SInC Box -- Shearing Interfaces Creep Box -- an original device for the study of delayed deformations of interfaces. Different sets of creep tests have been performed on the interface samples allowing the investigation of the interface's delayed behaviour in shear. The post-creep mechanical behaviour of the clay-rock/concrete interface has also been exploited exhibiting great interest. The experimental results of the delayed response have been further analysed using analytical visco-elastic models and numerical simulations