Academic literature on the topic 'Constructions en béton armé – Innovation'

Dans ce travail, le concept de vulnérabilité sismique est utilisé afin de prédire le niveau moyen des dégâts pouvant se produire à grande échelle dans les bâtiments sous l’action d’une secousse sismique d’intensité connue. L’emploi de la notion de vulnérabilité est considéré dans le contexte de la typologie particulière des constructions en béton armé communément rencontrées au Nord du Maroc et n’ayant pas fait l’objet d’une conception parasismique assurant une protection adéquate. L’échelle de vulnérabilité est adaptée à partir de la méthode italienne dite « Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti » (GNDT), où un recalage des coefficients de pondération est effectué afin de mieux coller aux caractéristiques architecturales locales de ce type de constructions. Une corrélation est ensuite proposée entre l’indice des dégâts considéré comme l’effet principal recherché et les causes schématisées formellement à travers la notion de vulnérabilité. Les résultats d’une enquête menée sur le terrain après le fort tremblement de terre de magnitude 6,3 qui a frappé la région d’Al Hoceima au Nord du Maroc en 2004 ont montré que la méthode proposée permet d’évaluer correctement la vulnérabilité. Les courbes de fragilité relatives à cette typologie de bâtiments ont été enfin dressées.

Exposées au problème de la rareté de l’eau, les populations des régions arides et semi-arides ont développé des techniques traditionnelles de collecte et de stockage des eaux pluviales pour diverses utilisations en périodes sèches. Au Maroc, les réservoirs traditionnels connus sous le nom de « notfia » figurent parmi les techniques les plus fréquemment rencontrées. Leur usage est exclusivement domestique. L’irrégularité croissante des précipitations en partie liée au changement climatique incite à repenser ce type d’aménagement et à l’améliorer dans une perspective d’utilisation pour l’irrigation des cultures. La plupart des travaux de recherche réalisés sur ce sujet se limitent généralement à une description de leur fonctionnement hydraulique. Cet article a pour originalité de s’intéresser à la conception structurelle et aux procédés de construction de ces « notfias » en vue d’étudier la possibilité de leur usage en irrigation. L’état de l’art qui a été réalisé dans ce but révèle une tendance au remplacement des matériaux locaux et des techniques de constructions durables par des procédés de construction en béton conventionnel de ciment et en béton armé. En plus de son impact négatif sur l’environnement, l’utilisation de ciment n’est pas toujours économiquement rentable par rapport aux techniques traditionnelles. Cet article propose, comme perspectives de recherche, de valoriser les méthodes anciennes de construction de ces ouvrages, généralement moins onéreuses et plus durables, tout en adaptant leur conception, notamment les propriétés de l’impluvium (surface, pente, texture) et du réservoir (capacité de stockage, possibilité de vidange gravitaire sans coût énergétique) pour un usage agricole. Le potentiel et les limites de valorisation agricole de l’eau stockée devraient également être explorés (surfaces et cultures irrigables en fonction de l’eau disponible et de sa variabilité interannuelle et saisonnière).

Masonry is often used in the most of reinforced concrete structure constructions as a filling material that is important on structural characteristics. Structural contribution in the calculations was neglected or misunderstood, mainly due to the lack of a practical calculation methods and an appropriate regulatory tool. The analysis of frames filled with masonry is very complex. This complexity is linked from one part to the difference in the nature of elements and its behavior that make up the masonry itself (brick and mortar) and their interaction, and on the other part, for the large dispersion that characterizes the bricks as well as the execution's quality parameters which make it difficult to define reliable criteria for the masonry. The objective of this work is to experimentally highlight the influence of the hollow brick masonry filler, commonly used in Morocco, on reinforced concrete frames subject to lateral stresses, to deepen understanding the seismic behavior of the masonry structures by evaluating the structural performance of a specimen wall. These experimental results will be compared to those found by modeling prototypes, using SAP 2000 software, based on various approaches and models as well as other results deduced from the other researchers. The experimental study was carried out according to standard NF EN 1052-3 on two reinforced concrete frames, of dimensions (2m X 1.6m), the one with the masonry filling, and the other without filling in order to determine the initial characteristic resistance to the shearing of the masonry walls. The obtained results showed that a filling has a beneficial effect on rigidity which can be doubled compared to an empty frame. in the same way the lateral resistance. But this effect is much contrasted; it depends a lot on the characteristics essentially of the materials (bricks and concrete). This is the main reason, which justifies the divergence of the results deduced from the nine models that we used.

Ce travail de recherche explore une période de cinquante ans (1890-1940) pendant lesquels la nouvelle technique du béton armé connaît un épanouissement exponentiel, en passant d’une phase primitive d’expérimentations individuelles à une phase classique de pratiques conventionnelles. Grâce à son appui sur de modèles multiséculaires, l’architecture religieuse sert de révélateur de ce phénomène d’appropriation collective. L’assimilation, l’innovation ou l’interprétation sont immédiatement exposées sur ce fond programmatique stable. Les édifices sélectionnés sont représentatifs à la fois pour les différents courants d’idées artistiques et pour l’abondance de déclinaisons des premiers bétons armés en France. Seule une analyse typologique peut organiser de manière systématique le vaste corpus, parce que l’examen stylistique est mis en difficulté face à la complexité architecturale et décorative traduite dans les influences rationalistes, néo-médiévales, régionalistes ou art-déco, souvent utilisées de manière déroutante. En effet, ces églises, aujourd’hui majoritairement protégées au titre des monuments historiques, représentent l’arrière-garde de l’éclectisme et les derniers témoins d’un art de bâtir traditionnel précédant l’industrialisation quasi-totale de la construction. Leurs bétons armés sont mis en œuvre de façon artisanale et portent les traces d’imperfections qui posent aujourd’hui des questions spécifiques de préservation. Le sujet de la restauration et de l’entretien des églises en béton armé est présenté au travers des problématiques techniques, patrimoniales et environnementales. Les premiers bétons armés sont fragiles et peuvent être restaurés par de moyens spéciaux, invasifs, coûteux et parfois précaires, alors que rares sont les chantiers qui traitent l’ensemble d’un édifice selon une vision globale. L’expérience des architectes est encore récente dans ce domaine, ce qui fait que la définition d’une méthodologie partagée de restauration des premiers bétons armés reste un sujet ouvert
This research explores a period of half a century (1890-1940) during which the new technique of reinforced concrete underwent exponential growth, moving from a primitive phase of individual experimentation to a classic phase of conventional practices. Thanks to its reliance on centuries-old models, religious architecture serves as a revealer of this phenomenon of collective appropriation. Assimilation, innovation or interpretation are immediately exposed against this stable programmatic background. The selected buildings are representative both for the different currents of artistic ideas and for the profusion of variations of the early reinforced concrete in France. Only a typological analysis can systematically organize the vast corpus, because examination by styles is intricate in the face of the architectural and decorative complexity translated into rationalist, neo-medieval, regionalist or art-deco influences, often used in a puzzling way. Indeed, these churches, mostly listed today as historic monuments, represent the rear-guard of eclecticism and the last witnesses of the traditional art of building preceding the industrialization of construction. Their reinforced concretes are made in a craftsmanship manner and bear traces of imperfections which today raise specific preservation questions. The subject of restoration and maintenance of reinforced concrete churches is presented through technical, heritage and environmental topics. The first reinforced concretes are fragile and can be restored by special, invasive, expensive and sometimes labile means, while there are very few restoration sites treating the building as a whole. The experience of architects is still recent in this field, which means that the definition of a shared methodology for restoring the first reinforced concrete remains an open subject

Cette thèse résulte d'un appel à projet de l'Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs (Andra), responsable des centres de stockage de déchets radioactifs en France depuis 1991. Outre les centres en activité, l'Andra supervise aussi le projet Cigéo, visant à stocker en profondeur les déchets radioactifs représentant le plus de risque. Le projet de Cigéo comporte des galeries souterraines à 500 m de profondeur, destinées à stocker ces déchets pendant des milliers d'années. Il se divise en deux étapes principales : d'abord la phase d'acheminement des colis dans les galeries, puis la phase de stockage, scellant le projet et rendant impossible les éventuelles interventions humaines. La thèse vise à répondre aux défis de durabilité, stabilité et surveillance des ouvrages. Le béton armé habituellement utilisé présente des problèmes de corrosion, générant du dihydrogène dans l'environnement anoxique des galeries, provoquant à terme un risque de surpression. Afin de diminuer ce risque, l'Andra examine d'autres options que celui du béton armé conventionnel, parmi lesquelles l'intégration de fibres non corrosives dans le but de réduire le taux d'armature. Deux types de fibres ont été sélectionnées : les premières, les fibres FIBRAFLEX (FF) de l'entreprise Saint-Gobain SEVA, sont des fibres métalliques amorphes caractérisées par un grand élancement, une résistance à la corrosion et une conductivité électrique élevée. Les secondes, des fibres de carbone (FC) provenant de Toray Carbon et conditionnées par Apply Carbon, sont caractérisées par une résistance à la traction et un module élastique très élevés et par un diamètre très faible. Le manuscrit se divise en quatre grandes parties. Outre l'étude bibliographique, la deuxième partie s'est concentrée sur la caractérisation et la mise au point des formulations. Différentes configurations de renforcement par des fibres ont été testées, avec des dosages de 0,27 % et 0,41 % en volume pour les FF. En ce qui concerne les FC, un dosage de 0,27 % a été testé, avec des fibres ensimées et non ensimées. Les essais de compression et de module d'élasticité n'ont pas montré d'impact majeur des fibres sur ces propriétés. En revanche, en traction par flexion, les FF ont apporté une amélioration de la ductilité du béton et une maîtrise des fissures dès leur apparition en apportant une résistance résiduelle post-pic. Quant à elles, les FC n'ont pas apporté d'améliorations significatives. La troisième partie s'est penchée sur l'impact des fibres sur la résistivité électrique des bétons et le potentiel de détection d'endommagement qui en découle. Les essais de traction par flexion ont montré qu'il existe un lien entre la résistance électrique et l'évolution de l'ouverture des fissures. En particulier pour les formulations avec les FC, où cette technique montre une sensibilité avant même l'initiation de la fissure. Par ailleurs, les formulations avec les FF ont, elles aussi, permis d'obtenir des résultats fiables, mais nécessitent une fissure déjà initiée pour observer un changement significatif de la résistance électrique. Enfin, la dernière campagne expérimentale a étudié le comportement mécanique des éléments structuraux en béton armés et fibrés. Les essais se sont portés sur des poutres en flexion 4 points, avec différentes configurations de renforcement par des aciers et des fibres. Il a été montré que les FF ont limité l'ouverture des fissures dans la phase élastique fissurée des poutres, tout en améliorant légèrement les résistances. En parallèle, différents systèmes d'acquisition ont été utilisés pour suivre l'endommagement des poutres, notamment des fibres optiques, la vidéo-corrélation, des mesures de résistance électrique et d'émission acoustique. Ces techniques de mesures indirectes ont permis de détecter précisément l'endommagement des poutres, et l'ajout de fibres a amélioré la fiabilité de ces mesures
This thesis is a part of a research project initiated by the French National Agency for Radioactive Waste Management (Andra), which has been responsible for radioactive waste storage facilities in France since 1991. In addition to active storage sites, Andra oversees the Cigéo project that aims to dispose high-risk radioactive waste at a deep geological disposal. The Cigéo project includes underground galleries located 500 meters below the surface, designed for the long-term storage of radioactive waste. It is divided into two main phases: the first involves the transportation of radioactive waste packages into the galleries, while the second phase encompasses the storage itself, sealing the project and rendering it infeasible to any human intervention. This thesis addresses the challenges of sustainability, stability, and health monitoring of the structures. Conventional reinforced concrete is susceptible to corrosion, generating dihydrogen in the anoxic environment of the galleries. Thus, leading to a long-term risk of overpressure. To mitigate this risk, Andra is exploring alternatives to conventional reinforced concrete; one of which is the incorporation of non-corrosive fibers to reduce the rate of reinforcement. Two types of fibers have been selected: the firsts, FIBRAFLEX fibers (FF) provided by Saint-Gobain SEVA are amorphous metallic fibers. They are characterized by high aspect ratio, corrosion resistance, and high electrical conductivity. The second type, carbon fibers (CF), provided by Toray Carbon and processed by Apply Carbon, are known for their high tensile strength, high elastic modulus, and small diameter. The manuscript is divided into four main sections. In addition to the literature review, the second part focused on the mechanical characterization and formulation development. Various fiber reinforcement configurations were tested, with dosages of 0.27% and 0.41% by volume for FF. For CF, two sets were tested: with sizing and without sizing at a dosage of 0.27%. Compression and elastic modulus tests showed no significant impact of the fibers on these properties. However, in flexural tensile tests, FF fibers improved the ductility of the concrete and crack control upon their initiation by increasing the residual tensile strength after the peak. The CF, on the other hand, did not yield significant improvements. The third section studied the impact of fibers on the electrical resistivity of concrete and its potentiality for damage detection. Flexural tests revealed a correlation between electrical resistivity and crack opening; particularly in batches with CF, which exhibited sensitivity even before crack initiation. Batches with FF fibers also provided reliable results, but they required a crack initiation to observe a significant change in electrical resistivity. Lastly, the final experimental campaign focused on the mechanical behavior of steel reinforced and fiber-reinforced concrete structural elements. The tests involved four-point bending on real-scale beams with different combinations of steel and fiber reinforcements. It was demonstrated that FF limited crack openings in the elastic-cracking phase of the beams while slightly enhancing their strengths. In parallel, various data acquisition systems, including optical fibers, digital image correlation, electrical resistance measurements, and acoustic emission analysis, were used to monitor beam damage. These indirect measurement techniques precisely detected damage in the beams, and the addition of fibers improved the reliability of these measurements

L'effondrement est un phénomène peu abordé en Génie Civil mais important pour l'évaluation de la vulnérabilité d'un ouvrage à une action accidentelle. Il reste cependant difficile à modéliser tant les mécanismes mis en jeu sont nombreux : non-linéarités matérielles (plasticité, endommagement, rupture,. . . ) et géométriques (chute libre, contact,. . . ). L'analyse des problèmes d'effondrement et du comportement structural des portiques en béton armé permet d'identifier les phénomènes qui caractérisent la réponse globale d'une structure ainsi que les modèles utilisables. Nous proposons une approche simplifiée originale reposant sur l'utilisation d'éléments discrets. Les poutres et colonnes, éléments constitutifs du portique, sont modélisés comme des corps rigides, le comportement des matériaux étant supposé localisé dans les liaisons rhéologiques entre les corps rigides. La démarche et les éléments ont été qualifiés et les simulations ont mis en évidence l'influence des différents paramètres.

Un outil informatique, appelé « Laval Reliability Toolbox 2 » (LRT2), a été développé afin d’évaluer, en fonction du temps, l’évolution de l’indice de fiabilité d’un pont en béton armé selon divers paramètres d’utilisation et d’endommagement. L’outil présenté innove en considérant la fiabilité des états limites ultimes de flexion et de cisaillement des poutres ainsi que le poinçonnement de la dalle. Les différents éléments structuraux forment un système utilisé pour représenter le mode de défaillance du pont. Un modèle d’endommagement permet de simuler l’évolution dans le temps des propriétés d’une structure soumise à la corrosion causée par l’application de sels déglaçants : la corrosion cause une diminution du diamètre des barres d’armatures touchées et la délamination du béton d’enrobage. L’outil développé a été utilisé pour comparer la fiabilité de ponts à simple travée ayant deux, trois, cinq et six poutres soumis à différents scénarios d’endommagement. Il est aussi démontré qu’il est pertinent d’étudier les poutres dans leur ensemble puisque la fiabilité des différents états limites varie le long de celles-ci. Il est démontré que le fait d’ignorer les corrélations entre les éléments structuraux surestime la fiabilité de structures peu redondantes, modélisées par des systèmes en série, et sous-estime la fiabilité de structures redondantes, modélisées par des systèmes mixtes. L’étude des scénarios d’endommagement met en évidence l’existence de sections et de modes de rupture qui, si endommagés, influencent grandement la fiabilité de la poutre. Enfin, des cycles de performance peuvent être définis afin de déterminer la durée de vie d’un pont, c’est-à-dire de déterminer le moment où il atteindra son indice de fiabilité cible et de déterminer les moments où certains endommagements surviendront. Cette méthodologie pourrait, à terme, constituer une aide à la gestion des structures visant à faciliter le choix des interventions prioritaires.
A computer program, named « Laval Reliability Toolbox 2 » (LRT2), was developed in order to evaluate a time-variant reliability index for a reinforced concrete bridge while considering various usage and damage parameters. This tool pioneers by considering the reliability of three ultimate limit states: flexure and shear for beams and punching shear for the slab. In order to represent the failure mode of the bridge, system reliability analysis is used to model the structure as a system. A damage model predicts in time the properties of a structure undergoing corrosion caused by the application of de-icing salts: corrosion causes a reduction of the rebar’s diameter and spalling of the concrete cover. This computer tool was used to compare the reliability of bridges with two, three, five and six girders undergoing different damaging scenarios. Results show the importance of considering a spatial-variant reliability index for a girder. It is also shown that ignoring possible correlation among structural elements overestimates the reliability of low-redundant structures, modelled as series systems, and underestimates the reliability of high-redundant structures, modelled as complex systems. The study of homogeneous and non-homogeneous damaging scenarios shows the existence of corrosion-sensitive sections and failure modes that, if damaged, affect significantly the reliability of the bridge. Lastly, performance cycles were defined in order to evaluate the life service of a bridge, which is to estimate the time when the bridge will get below its target reliability index and to estimate when certain damages will occur. This type of methodology enables the prediction of a structure’s lifetime performance; it could facilitate the management of structures operations by making possible the comparison of multiple bridges performance.

Les codes parasismiques actuels sont élaborés essentiellement pour prévenir le risque sismique dans les constructions neuves. Ces codes étant assez récents, une grande part du parc immobilier n'est donc pas conforme aux règles parasismiques. De plus, la méconnaissance des caractéristiques mécaniques des bâtiments existants rend ces données entachées d'incertitudes plus ou moins grandes. Le présent travail propose une méthodologie d'étude des bâtiments existants pour estimer leur résistance aux séismes jusqu'à la ruine. La méthodologie est appliquée au cas particulier des bâtiments à portiques en béton armé. Elle tient compte d'une part du comportement non linéaire de certains éléments structuraux et de leurs états de ruine, d'autre part, des incertitudes liées aux caractéristiques du bâtiment par un modèle probabiliste. L'étude est menée sur une structure de référence discrétisée par éléments finis. Ses propriétés physiques sont définies par une approche d'ingénierie standard. Le comportement sous chargement monotone puis sismique est étudié ainsi que la ruine de la structure. Le modèle discrétisé sert ensuite de modèle moyen pour le modèle probabiliste développé par la suite. La modélisation non paramétrique des incertitudes est utilisée pour construire ce modèle dans le cas de la dynamique linéaire. Le modèle est étendu à la dynamique non-linéaire par une approche mixte, paramétrique - non paramétrique. Les différents modèles sont mis en oeuvre numériquement et appliqués à la structure de référence pour évaluer l'incidence des incertitudes sur la réponse de la structure aux séismes. Une étude de sensibilité aux incertitudes et à leurs sources (paramétrique ou non paramétrique) permet de caractériser la robustesse de la modélisation
The civil engineering structures contain many sources of uncertainties, specially for the ageing ones, for which there is lake of data about the initial conditions and the evolution of the material properties in time. Earthquake regulations propose for that kind of buildings to proceed either with linear and nonlinear analysis to evaluate their resistance. This research aims to propose a methodology to estimate the reliability of a R/C frame structure under earthquake, taking into account the non linear behavior of the materials and the uncertainties in the dynamic system. The mean model is based on a a nonlinear finite element modelling of the structure. This FEM modelling allows to completely identify the failure mode into the structure : kind, cause, order. . . A stochastic linear analysis is made using the non parametric model applied to the reduced matrices of mass, stiffness and damping of the mean model and a Monte Carlo procedure. The random nonlinear behavior is then, treated by developing a mixed probabilistic model, combining a non parametric model applied on the reduced dynamic system and representing the linear part of the structure ; and a parametric model applied on the plastic localised parts of the structural element, representing the nonlinear part. Taking into account the effects of randomness in the nonlinearities allows us, on the one hand, to estimate the sensitivity of the structure to linear uncertainties in the case of a nonlinear behavior ; and on another hand, to compare this sensitivity to the linear and nonlinear uncertainties

Cette étude concerne le comportement de dalles de béton armé expansif soumises à une sollicitation interne due au gonflement du liant hydraulique. La première partie de ce travail concerne une étude bibliographique sur les ciments et les bétons expansifs, ainsi que l'influence des armatures (taux, direction) sur l'expansion et les auto contraintes. La deuxième traite de l'étude de l'expansion libre ou sous contrainte du liant utilisé en prenant en compte l'influence de la dimension des granulats. Une expérimentation sur des dalles en béton armé expansif nous a permis de connaître. D'une part la distribution des déformations et des contraintes et d'autre part l'influence du taux de ferraillage sur l'expansion et les auto contraintes. Nous avons développé et utilisé deux modèles permettant de décrire le comportement de ces structures et de connaître la distribution des contraintes et des déformations à un instant t donné : une modélisation multicouche d'une part et une modélisation en éléments finis d'autre part. Une confrontation avec les valeurs expérimentales nous a permis de tester et valider les deux modèles. Ces deux méthodes numériques permettent de modéliser avec une bonne précision le comportement des dalles avec la seule connaissance de l'expansion libre et des caractéristiques mécaniques du béton ainsi que la géométrie de la structure étudiée, ce qui est un avantage non négligeable par rapport aux méthodes existantes (ACI, TSUJI).

En région montagneuse où Ie risque de chutes de blocs rocheux sur les ouvrages est élevé, une des préoccupations actuelles concerne l'identification des efforts d'impact et la connaissance de l'endommagement des ouvrages impactes. L'objet de l'étude présentée est d'apporter une contribution à l'analyse de la réponse aux chocs de structures en béton armé. Trois axes ont été abordes dans cette étude : I) L'analyse directe des sollicitations d'impact. Cette étude est gouvernée par des mises en équations du comportement au choc au moyen d'équations différentielles ou d'équations aux dérivées partielles. La solution des problèmes étudiés a été établie en développant une méthode de résolution analytique (le modèle doubles masses déformables) et par la méthode des éléments finis. Les outils d'analyse directe développés permettent d'une part d'obtenir les champs de déplacements, de déformations et d’accélérations lors d'un choc et, d'autre part, d'évaluer la sensibilité de la réponse directe (au choc) aux variables d'entrée, cela en vue d'une analyse inverse. II) L'analyse inverse des sollicitations d'impact. Cette analyse met en évidence les deux principales difficultés des problèmes inverses lors de sollicitations dynamiques : d'une part les problèmes d’expérimentation et de méconnaissance des conditions aux limites réelles des structures et d'autre part les problèmes spécifiques de la résolution d'un problème inverse. III) Le développement de modèles simplifiées appliqués à l'estimation des efforts d'impact dans des dalles structurellement dissipantes. L'étude réalisée dans cette troisième partie propose des approches d’estimation de l'endommagement et des efforts appliquesài une structure à partir des mesures expérimentales. Les résultats de cette étude sont applicables en phase précoce de conception ou en phase d'avant projet où l'on analyse, en fonction des géométries, les efforts dans des dalles ou poutres impactées
In mountainous regions where the risk of rock falls on structures is significant, one of the current preoccupations is to identify the impact forces and to analyse the damage of impacted structures. The purpose of the presented study is to provide a contribution to the response analysis of reinforced concrete structures under shocks. Three axes have been approached in this study : (i) The direct analysis of impact solicitations. This study is concentrating on developing the shock behaviour equations by means of differential or partial differential equations. The solution of studied problems has been established by developing an analytical method of resolution (the model of double deformable masses) and by finite element method. The developed direct analysis allows, on the one hand, to obtain the displacements, deformations and accelerations fields at shock and, on the other hand, to evaluate the sensibility of direct response to input variables, with a view to the inverse analysis. (ii) The inverse analysis of impact solicitations. This analysis points out the two main difficulties of inverse problems due to dynamic solicitations: on the one hand, the experimentation and real boundary conditions misappreciation problems and, on the other hand, the specific problems related to inverse problem resolution. (iii) The development of simplified models applied to the impact force estimation in the structurally dissipating rock-shed. The work realized in this third part propounds damage and applied forces estimation approach using experimental measurements. The results of this research are applicable in early phase of conception or in pre-project phase where the forces in impacted slabs or beams are analysed in function of geometry

L'objet de la présente recherche est l'étude du comportement des dalles en béton armé fibreux vis-à-vis des chocs mous. Dans le chapitre bibliographique, nous présentons, dans un premier temps, les principales méthodes de calcul de systèmes simples et à masse répartie; ensuite les campagnes d'essais à grande échelle de dalles en béton armé, destinées à fournir des formules empiriques de dimensionnement ; enfin, les expérimentations visant à mettre en évidence l'influence des principaux paramètres (caractéristiques du matériau, géométrie de l'éprouvette, sollicitation appliquée) sur le comportement mécanique des échantillons (résistance maximale, énergie de déformation, mode de ruine). Le deuxième chapitre concerne la caractérisation expérimentale des matériaux : nous menons en évidence l'influence de la vitesse de chargement sur la loi de comportement des matériaux sollicités en compression simple. Le troisième chapitre est consacré à l'expérimentation des dalles soumises à des chargements statique et de choc. Les déformations et déplacements à plusieurs endroits de la surface et des sections de la dalle, ainsi que la charge au centre, sont analysés. Les courbes charge-flèche et moment-courbure sont établies. La première partie du dernier chapitre concerne le calcul des courbes moment-courbure des sections à l'aide d'un programme numérique prenant en considération les lois de comportement complètes des matériaux. Dans un second temps, la réponse en courbure des dalles à la sollicitation de choc est calculée à l'aide d'un logiciel basé sur la méthode des élément finis et sur la considération de diagrammes moment-courbure bilinéaires des sections de béton armé, et de fonctions Je chargement quelconques. La troisième partie concerne la modélisation de la dalle et de ses appuis élastiques en système masse-ressort non amorti à 2 degrés de liberté, et le calcul numérique de ce système par une méthode de type pas-à-pas, prenant en considération les changements de rigidité de flexion dus à la fissuration du béton et à la plastification des aciers Enfin, nous proposons une méthode de dimensionnement simplifiée basée sur la considération d'un chargement de type créneau et d'une modélisation de type élastoplastique parfait de la courbe moment-courbure
[The aim of our work is to determine the characteristics induced in the behaviour of reinforced concrete slabs under impact of deformable projectiles, by mixing metallic fibres with concrete. In the bibliographic chapter, we first present the essential computation methods for one-degree and distributed-mass systems, and large-scale tests of slabs intended to give empirical formulas direct! y used in design of particular buildings. Then, we lay out principal tests showing the influence of parameters such as material characteristics, shape of specimen, and loading conditions, on the mechanical behaviour of specimens (pattern of failure, strain energy, -strength,. . . ). Second chapter concerns static and impact instrumented tests carried out on materials, showing the influence of strain rate on the compression stress-strain curve. The third chapter describes static and impact tests on slabs. Deflections and strains at different points of the slab and sections, and also the load, are measured. Load-deflection and moment-curvature curves are deduced. In the last chapter, first, moment-curvature curves of sections are computed from stress-strain curves of materials, by a numerical method taking into account post-rupture part of concrete tension stress-strain curve. Secondly, impact response of slabs is computed, using a finite element numerical code, considering bilinear moment-curvature curves. Third part concerns numerical computation by modelling the slab and its elastic support into undamped two-degree spring-mass system, considering variations of flexibility coefficient at cracking and plastification. Last part contains a simple method based on rectangular load function and bilinear elastoplastic moment-curvature curves. ]

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement d'un nouveau système de galerie de protection contre les chutes de blocs appelé Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD). L'innovation majeure, par rapport aux solutions classiques, est de dissiper l'énergie d'impact directement dans la dalle en béton armé ou dans des appuis fusibles, et non plus dans une couche de matériau amortissant. Les phénomènes dynamiques ayant lieu lors de l'impact d'un bloc sur la dalle sont analysés au moyen d'expérimentations sur une structure PSD à l'échelle î 1/3. Les efforts de percussion appliqués à la dalle, durant la phase de contact avec le bloc, sont estimés ainsi que les différents transferts et dissipations d'énergie. Les résultats ont permis de valider le principe de fonctionnement et de réparation des PSD et font apparaître que la dalle est endommagée par trois mécanismes majeurs: le poinçonnement, la mise en flexion et la déstructuration de surface de la zone impactée. Les principales grandeurs expérimentales sont retrouvées à l'aide de simulations numériques des essais avec un code éléments finis. Un modèle mécanique simplifié "masses ressorts amortisseur" est également développé dans le but de concevoir des méthodes de dimensionnement applicables en bureau d'études. Les perspectives de ce travail sont d'aboutir à l'établissement de recommandations sur la conception et la réalisation des pare-blocs structurellement dissipant
This thesis studies the behaviour of a new concept for a protection gallery under rock fall, called Structurally Dissipating Rock-shed (SDR). The main innovation, compared to conventional solutions, is to dissipate the impact energy directly into the reinforced concrete slab or into fuse supports, and no longer in a cushion layer. The dynamic phenomena, taking place during the impact of a block onto the slab, are analyzed by means of experiments on a 1/3 scale SDR structure. The percussion loads applied to the slab, during the contact phase with the block, are assessed as weIl as the various energy transfers and dissipations. The results allowed to validate the operating and repair principles of the SDR and revealed that the slab is damaged by three main mechanisms: the punching, the bending and the breaking clown at surface level of the impacted zone. The principal experimental values are found by numerical simulations of the tests with a finite elements tool. A simplified mechanical model "masses-springs-damping" is also developed with the aim of implementing design methods for engineering offices. The prospects for this work are to succeed in establishing design and construction recommendations for structurally dissipating rock-sheds