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Dissertations / Theses on the topic 'Géomatériaux – Propriétés mécaniques – Fissuration'
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Bikong, Christian. "Etude micromécanique de l’endommagement anisotrope des géomatériaux hétérogènes." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10171/document.
Full textAbstract:
La conception et l’exploitation du stockage des déchets radioactifs en milieu géologique nécessitent absolument que le comportement à long terme de la roche hôte soit caractérisé. Cette caractérisation doit tenir compte de l’hétérogénéité multi-échelle de la roche, qui affecte de façon significative ses propriétés et son comportement sous diverses sollicitations. Parmi les mécanismes de déformation observés expérimentalement la microfissuration joue un rôle important. Nous proposons dans cette thèse une approche micromécanique 3D pour l’endommagement anisotrope de l’argilite du Callovo-oxfordien sous sollicitations mécaniques. L’accent est mis sur l’endommagement différé par propagation subcritique des microfissures. La microstructure complexe du matériau hétérogène est repartie sur plusieurs échelles d’espace. Le comportement macroscopique est construit pour notre approche par homogénéisation non linéaire avec plusieurs étapes de changement d’échelle. Premièrement l’étude de l’endommagement différé est réalisée pour les états des microfissures ouvertes et des microfissures fermées lisses dans la matrice argileuse. Puis nous réalisons une étude complète du comportement mécanique à court terme et à long terme pour le cas des microfissures susceptibles de se propager avec frottement par glissement sur les lèvres des microfissures fermées. Les critères et les lois d’évolutions, pour l’endommagement et pour les déformations anélastiques, sont déterminés dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. Après analyse de leurs capacités prédictives, les modèles développés sont validés par comparaisons avec les données expérimentalesTo guarantee the performance and safety of a deep underground reposal for nuclear wastes, the long-term behavior of the rock host must be characterized. Generally the heterogeneity of the rock highly affects his properties. Therefore the long-term analysis of the rock behavior under different coupled loading conditions must be made for a heterogeneous material. From the experimental observations, microcracks growth plays an important role on the rock deformation. The objective of this thesis is to study, in the field of micromechanics, the induced anisotropic damage behavior of the Callovo-oxfordian claystone. We put for this study an emphasis on the delayed induced damage by subcritical crack growth. To take in to account the complex microstructure of the heterogeneous rock, the macroscopic nonlinear mechanic behavior is derived by nonlinear homogenization with multiple steps of separated scales. Firstly a model is built for the delayed anisotropic damage for the case of open microcrack and frictionless microcrack. Then a full study is performed for the instantaneous damage and delayed damage in the case of close microcracks with sliding friction. We take advantage of the frame of thermodynamics of irreversible process, for the writing of criterion and evolution law of the damage variables and the inelastic strain. Following the capacity analysis of all our built-model, a first validation is made by comparison with experimental data
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Antczak, Emmanuel. "Identification par impédance thermique : application à la caractérisation des géomatériaux." Artois, 1996. http://www.theses.fr/1996ARTO0001.
Full textAbstract:
Ce travail vise à étendre le domaine d'application de la notion d'impédance thermique. L'objectif est de caractériser thermiquement des systèmes complexes hétérogènes et multiphasiques qui peuvent être évolutifs. La partie théorique introduit la notion d'impédance thermique. Le cas particulier d'un système tricouche, qui constitue la base d'identification de l'expérimentation, incluant l'instrumentation au système modélisé est présenté. La volonté de réduire le temps d'analyse complique fortement l'étude et dans ce cas l'instrumentation et les résistances de contact ne peuvent plus être négligées. La démarche générale utilisée est celle des "méthodes inverses", cette approche nécessite une étude théorique de sensibilité. Dans la zone de fréquences qui nous intéresse, le système est caractérisé par deux paramètres décorrélés : la résistance perturbatrice totale et l'effusivité du matériau. Le traitement de sollicitations quelconques implique le recours aux techniques issues de la théorie du signal dont les bases sont présentées. Les procédures employées dans le travail sont ensuite justifiées. La seconde partie est relative aux résultats expérimentaux. Une première étude concerne la caractérisation thermophysique d'un sol in situ sous sollicitations aléatoires naturelles. Ici, le milieu reste stable devant la période d'analyse. Ensuite nous illustrons la potentialité de la méthode par le suivi du processus de séchage d'un matériau poreux. L'évolution de l'impédance apparente dans une fenêtre glissante est reliée à celle de la teneur en eau du milieu. La troisième expérimentation présentée intégre la contrainte "durée d'observation" qui est réduite au maximum afin de minimiser la perturbation du système et d'autoriser une hypothèse de stationnarité locale pour un milieu évolutif. La mise au point se fait sur un matériau stable de référence, le béton, puis la méthode est appliquée à un matériau multiphasique, le sable.
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Ibrahim, Nidal. "Caractérisation des propriétés mécaniques des géomatériaux par technique de micro indentation." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10048/document.
Full textAbstract:
La technologie de micro indentation est un des moyens de caractérisation (à partir de petits échantillons) qui s'est imposé ces derniers temps dans différents domaines (pharmaceutique, génie civil, industrie pétrolière etc.). Il répond à un certain nombre d'exigences en matière de solution au problème d'échantillonnage. Cette thèse est consacrée à la caractérisation des propriétés mécanique des géomatériaux, et spécialement pour les roches pétrolières comme l'argilite, le grès, la craie ... qui ont été utilisées pour les différentes études expérimentales menées au cours de la thèse. Après avoir présenté la méthode de dépouillement du test d'indentation pour un milieu isotrope, nous avons développé une méthode semi-analytique basée sur la fonction de Green pour caractériser le milieu isotrope transverse en déterminant les cinq paramètres élastique de ce milieu. L'influence des différentes sollicitations (mécaniques, thermiques, hydriques) sur les propriétés mécaniques des roches a été étudiée en utilisant la technologie de micro indentation avec la méthode de dépouillement isotrope transverse. Nous avons essayé de caractériser les paramètres de rupture (C et f) à l'aide du test d'indentation et d'un test de micro compression simple (MCS) effectué par la même machine d'indentation. Par l'essai d'indentation et une méthode d'analyse inverse, nous avons identifié les paramètres d'une loi de comportement élastoplastique (Drucker Prager). En l'absence d'une solution directe du problème d'indentation en régime plastique, nous avons eu recours à une modélisation numérique par un code de calcule élément finis (ABAQUS) pour déterminer la courbe d'indentation calculée. Cette détermination s'est révélée tout à fait probante et a été de plus validée par une simulation d'essais de compression triaxiale sur le même matériauThe technology of micro indentation is one of the techniques ofmateriaJ characterization (by using small specimens) in various fields (mechanical engineering, civil engineering, oil industry, and pharmaceutical industry). Its main advantage lies in a certain number of practical requirements as regards the solution to the problem of small specimens. The present study is devoted the characterization of the mechanical properties of geomaterials, especially rocks involved in petroleum engineering. After having presented the methodology of the indentation test for isotropic rocks, we developed a semi-analytical method based on the use of Green function to characterize transverse isotropic rocks (five elastic parameters of these rocks). The influence of the various loadings (mechanical, thermal, hydrous) on the rock mechanics properties was studied by using the technology of micro indentation and the methodology proposed for isotropic transverse were used. Moreover, we characterize the failure parameters (C and f) by a combined approach of the indentation test and a test of micro compression (MCS) carried out the indentation device. Finally, we use inverse analysis in order to identify the parameters of a Drucker Prager mode!. ln the absence of a direct solution of the problem of indentation (in plastic regime), we had recourse to a numerical modelling by a finite element code (ABAQUS) to determine the calculated curve of indentation. This determination appeared completely convincing and moreover was validated by a simulation of triaxial compression tests on the same material
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Chazallon, Cyrille. "Modélisation du comportement mécanique de géomatériaux cimentés." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0517.
Full textAbstract:
Afin de modéliser le comportement mécanique de géomatériaux cimentés sous chargements monotones, un modèle élastoplastique couplé avec un modèle élastique avec endommagement a été développé. Ce modèle va prendre en compte les aspects cohérents et frottant de ces matériaux. Les principes à la base du modèle sont présentés ainsi que l'interprétation physique des paramètres qui ont été utilisés. Afin d'illustrer les capacités du modèle à reproduire le comportement mécanique des géomatériaux cimentés, nous avons simulé des essais triaxiaux sur différents matériaux : une argile profonde cimentée dont l'hétérogénéité des échantillons est liée à la quantité de carbonate de calcium contenue dans l'échantillon, un assemblage de billes de verre frittées et un sable artificiellement cimenté. Pour ce dernier, les différentes contraintes de confinement nous permettent de mettre en évidence la transition fragile - ductile qui a été modélisée en introduisant la contrainte moyenne effective dans la loi d'évolution de l'endommagement. Nous démontrons que les paramètres de chacune des parties du modèle peuvent être adaptés pour reproduire les tendances observées. Pour des liens peu rigides, la partie élastoplastique joue le rôle prédominant, tandis que pour des liens très rigides la partie élastique avec endommagement gouverne le comportement mécanique. Enfin, dans l'optique de mettre en évidence le rôle de la cimentation dans un sable lors de la liquéfaction, nous avons réalisé des simulations de chargements cycliques pour divers degrés de cimentation.
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Ougier-Simonin, Audrey. "Propriétés mécaniques et de transport des verres fissurés." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077187.
Full textAbstract:
Lors de la vitrification des déchets nucléaires de haute activité à vie longue, un réseau de fissures se génère du fait des contraintes internes engendrées par la chute de température. La fracturation du bloc de verre a pour effet d'augmenter la surface d'échange solide-fluide potentielle. D'un le cadre d'un stockage en profondeur, il apparaît nécessaire d'étudier l'effet des contraintes lithostatiques dont on ne connaît pas encore l'impact sur ce réseau initial de fractures. L'objet de cette thèse est d'évaluer l'effet des contraintes lithostatiques sur des échantillons de verre synthétique SON68 sain et de verre fissuré, en documentant l'évolution de son endommagement sous pression. Le dispositif expérimental utilisé nous a permis de contrôler et faire varier indépendamment la pression de confinement, la contrainte axiale et la pression de pore à température ambiante. Des capteurs fixés sur chaque échantillon de verre nous ont permis de mesurer au cours des expériences la déformation du verre et les variations des vitesses de propagation des ondes élastiques. Nous avons principalement observé sur l'ensemble de nos expériences : (i) un comportement presque parfaitement linéaire élastique et isotrope du verre sain, (ii) une forte influence du traitement thermique sur la résistance à la fracturation mécanique du verre, et (iii) une influence variable du traitement thermique sur les propriétés élastiques du verre. On met également en évidence la fermeture des fissures sous l'effet de la pression de confinement et la chute de la perméabilité à des valeurs quasi-nulles selon une loi d'ouverture des fissures au cube avec l'augmentation de la pression hydrostatiqueGlass is an ideal elastic-brittle material. Although cracking in glass has been much investigated, going back to the pioneer work of Griffith, investigations under confining pressure have not been done so far. Besides, as glass results of the solidification of variable fused silicate mix, the impact of thermal cracking in this material cannot be neglected. This is particularly significant when considering the study of the vitrified nuclear waste packages in geological storage condition where, in the worst case, fluid flow could be expected over a long time. Our study aims at investigating thermo-mechanical cracking effects on elastic wave velocities, mechanical strength and permeability under pressure to document damage evolution on SON68 glasses (original samples and thermally cracked - following a reproducible method - samples). The experimental setup enabled to monitor and vary independently confining pressure, axial stress and pore pressure at room temperature. An optimized set of sensors allowed us to perform measurements during the experiments of the local strain evolution and elastic wave velocities. We mainly observed that: (i) the original glass exhibits a linear and reversible mechanical behavior and isotropic elastic velocities, (ii) the thermal treatment has a strong influence on the glass mechanical résistance but (iii) a variable influence on the glass elastic properties Our results also exhibit the crack closure under confining pressure. As a consequence, the permeability decreased as a function of the cubic crack aperture up to interatomic diffusion level
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Shi, Yue. "Micro-mechanics-based models of monotonic and cyclic behaviors of quasi-brittle rock-like materials having an elasto-viscoplastic matrix with microcracks." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDENGSYS/2023/2023ULILN057.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse est de modéliser le comportement mécanique macroscopique des géomatériaux dans des conditions de chargement instantané et dépendant du temps. Dans ce contexte, le matériau étudié est modélisé du point de vue de la microstructure en utilisant des schémas de localisation et d'homogénéisation bien adaptés. À l'échelle microscopique, on suppose que les microfissures ont une morphologie en forme de penny et qu'elles sont intégrées de manière aléatoire dans une matrice solide isotrope. Dans le cadre de la thermodynamique, deux variables internes, la déformation inélastique et les dommages induits par les microfissures, sont toutes deux classées en fonction de la microfissuration instantanée et de la microfissuration sous-critique. L'endommagement instantané est régi par une force thermodynamique conjuguée, tandis que l'endommagement dépendant du temps évolue vers l'équilibre de la microstructure. En outre, l'accent est mis sur la modélisation de la matrice solide en tant que composante de cohésion-friction. Cela nécessite l'introduction d'une nouvelle variable interne, la déformation plastique de la matrice, qui se traduit par une transition fragile-ductile plus claire dans le régime de pré-crête, en particulier sous des pressions de confinement relativement élevées. Ensuite, la matrice plastique compressible est décrite séparément par une règle d'écoulement associée et une règle d'écoulement non associée, en comparaison avec un grand nombre de résultats d'essais. Il s'avère que le modèle non associé peut bien reproduire la transition compaction-dilatation avec des nombres cycliques. Enfin, le modèle unifié est développé pour étudier le comportement à long terme en termes de viscoplasticité de la matrice. Les mécanismes de déformation sont analysés en ce qui concerne le couplage entre la viscoplasticité de la matrice et la propagation sous-critique des microfissuresThe primary objective of this thesis is to model the macroscopic mechanical behavior of geomaterials under both instantaneous and time-dependent loading conditions. In this context, the studied material is modeled from the view of microstructure using well-suited localization and homogenization schemes. At the microscopic scale, it is assumed that microcracks have a penny-shaped morphology and are randomly embedded in an isotropic solid matrix. In framework of thermodynamics, two internal variables, inelastic strain and microcrack-induced damage, are both classified in consideration of instantaneous microcracking and sub-critical microcracking. The instantaneous damage is driven by a conjugated thermodynamics force, while the time-dependent damage evolves towards microstructure equilibrium. Further, the emphasis is put on modeling the solid matrix as a cohesive-friction component. This needs to introduce a new internal variable, plastic strain of matrix, resulting in a clearer brittle-ductile transition in the pre-peak regime, especially under relative high confining pressures. Next, the plastic compressible matrix is separately described by an associated and a non-associated flow rule in comparison with a large amount of test results. It is found that the non-associated model can well reproduce the compaction-dilatation transition with cyclic numbers. Finally, the unified model is developed to investigate the long-term behavior in terms of matrix viscoplasticity. The deformation mechanisms are analyzed regarding the coupling between matrix viscoplasticity and sub-critical propagation of microcracks
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Breton, Emmanuel. "Modélisation de la fissuration sous sollicitations de contact des massifs revêtus." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0037.
Full textAbstract:
Notre travail consiste en l'étude du comportement de massifs revêtus fissurés soumis à des sollicitations mécaniques et/ou thermiques. Un modèle bidimensionnel des massifs revêtus fissurés est proposé. Il repose sur la superposition du champ de contraintes et de déplacements du massif revêtu sans fissure et du champ "correcteur" correspondant aux discontinuités de déplacement associées aux fissures. Notre modèle est basé sur l'utilisation des méthodes de transformation intégrale de Fourier, de distributions continues de dislocations et de résolution du problème de contact unilatéral avec frottement. Par rapport aux méthodes basées sur les éléments finis, cette approche permet une détermination systématique et rapide du problème de contact entre les faces des fissures et du taux de restitution d'énergie élastique à leurs extrémités. La généralité de ce modèle permet d'étudier sous sollicitations mécaniques et/ou thermiques le comportement de fissures parallèles situées dans le substrat, dans le revêtement ou à l'interface revêtement/substrat et de fissures perpendiculaires dans le revêtement ou dans le substrat. Il permet d'effectuer une première sélection de revêtements à partir de la connaissance des sollicitations appliquées et des caractéristiques mécaniques et thermiques du couple revêtement/substrat. L'analyse du champ de contraintes dans le massif revêtu non fissuré a permis de relier les positions des extremums des contraintes de cisaillement et de traction à l'interface revêtement/substrat aux positions critiques d'une fissure à l'interface revêtement/substrat auxquelles correspondraient un taux de restitution d'énergie maximal. Nous avons ainsi montré l'existence d'une épaisseur critique de revêtement vis à vis du risque de délamination. A partir d'une analyse multifissure, nous avons étudié le mécanisme "d'écaillage" du revêtement, schématisé ici par deux fissures, l'une située à l'interface revêtement/substrat, et l'autre dans le revêtement, perpendiculaire à la première. Nous avons cherché à définir sous quelles conditions la jonction de ces fissures va entraîner le détachement d'une particule du revêtementA two-dimensional model for a cracked coated medium submitted to mechanical and/or thermal loadings is presented. It is based on the superposition principle. The "continuous stress field" corresponding to stress field in the coated body in the absence of cracks is added to the "crack or correcting stress field" corresponding to displacement discontinuities along crack faces that generate stresses. This model is based on Fourier integral transform, continuous dislocation distribution an unilateral contact with friction methods. This new approach allows to calculate accurately, systematically and for an unexpansive computational effort the elastic energy release rate G at crack tips. Crack parallel to the free surface situated either in the coating, at the interface coating/substrate interface or in the substrate and also cracks perpendicular to the free surface located in the coating or in the substrate without crossing the interface can be analyzed. A first coating choice is feasible from mechanical and thermal property and running condition analyses. The sites of the extrema of the continuous shear and tension stresses at the coating/substrate interface were related to critical crack positions for which maximum energy release rate G are obtained. Further, a critical coating depth was defined versus coating and substrate mechanical properties, loading conditions. Finally, a multiple crack parametric study was conducted and devoted to schematic peeling modeling. 2 cracks are considered: one at the coating/substrate interface, the other one perpendicular to the interface, situated in the coating and above the first one. Conditions that may favor the crack junction and leading to a coating spell detachment are studied
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Granger, Sébastien. "Caractérisation expérimentale et modélisation du phénomène d'auto-cicatrisation des fissures dans les bétons." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2098.
Full textAbstract:
L’apparition de fissures dans les structures en béton, à la suite de sollicitations de toute sorte (mécaniques, thermiques…) ou d’effets différés (fluage, retrait…), entraîne des pertes de résistance et des problématiques de durabilité, liées à l’étanchéité et aux propriétés de transfert. Sous certaines conditions, et sans intervention extérieure de réparation, certaines fissures peuvent se cicatriser. Le phénomène est principalement dû à des réactions chimiques entre l’eau et le ciment, hydraté ou non, présent dans le béton. La cicatrisation a, jusqu’à présent, été principalement mise en évidence par des essais de perméabilité à l’eau, montrant ainsi les répercussions positives sur les problèmes de durabilité. Le travail présenté s’attache alors à étudier l’apport du phénomène d’un point de vue mécanique. Un programme expérimental est ainsi développé, visant à quantifier le comportement mécanique, sous flexion 3 points, d’éprouvettes de béton initialement fissurées, puis vieillies dans des conditions favorisant ou non l’auto-cicatrisation. Différents types de bétons sont étudiés, un matériau modèle à hautes performances, et des bétons classiques. Les propriétés de fissuration sont également analysées par émission acoustique. Les résultats montrent alors une reprise de propriétés mécaniques des éprouvettes après conservation dans l’eau, et le suivi de fissuration par émission acoustique confirme que cet apport mécanique est dû à la précipitation de nouveaux cristaux dans la fissure, moins résistants que ceux issus des réactions primaires d’hydratation du ciment. Ces cristaux sont alors analysés par microscopie électronique à balayage et par spectrométrie à sélection d’énergie, et un lien est établi entre les résultats mécaniques observés et les morphologies particulières des espèces formées. L’ensemble de ces résultats conduit alors à proposer une première approche de modélisation du comportement mécanique des éprouvettes, incluant le phénomène de cicatrisation, et des premiers résultats qualitatifs sont obtenus. En parallèle de ces travaux sur le comportement mécanique, une technique de contrôle non destructif, basée sur le principe de retournement temporel, est développée pour permettre le suivi in vivo de phénomènes dans le béton. Les résultats d’essais préliminaires appliqués à l’auto-cicatrisation sont ainsi présentésThe propagation of cracks in concrete structures, due to loadings (mechanical, thermal. . . ) or time dependant effects (creep, shrinkage…), results in loss of resistances and durability problems, linked to watertightness and transfer properties. With specific conditions, and without any external intervention of repair, some cracks can heal themselves. The phenomenon is mainly based on chemical reactions between water and cement, hydrated or not, available in hardened concrete microstructure. The self healing phenomenon has been mainly highlighted, in previous works, by means of water permeability tests, showing its role in durability considerations. The presented work aims at analysing the role of the phenomenon on a mechanical point of view. An experimental program is developed, in order to quantify the mechanical behaviour, under 3 points bending, of concrete beams initially cracked, and then aged in conditions allowing or not the occurrence of the phenomenon. Different kinds of concrete are analysed, a model material with high performances and classical concretes. The cracking processes of the specimens are also studied with acoustic emission techniques. The results show a recovery of mechanical properties for the specimens stored in water, and the following of cracking processes confirms that this mechanical gains are due to the precipitation of new crystals in the cracks, which are less resistant than those from the normal hydration of cement. These crystals are then analysed by scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry, and a link is established between the mechanical results and the characteristics of the new crystals. With these results, a first approach of mechanical behaviour modelling including the self healing is proposed, and first qualitative results are presented. In parallel to this work on the mechanical behaviour, a non destructive technique, based on the time reversal principle, is developed in order to follow phenomena in concrete. The results of preliminary tests applied to the self healing are thus presented
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Razakamanantsoa, Andry Rico. "Etudes du comportement hydromécanique, chimique et de la durabilité des géomatériaux d'étanchéité mélangés avec des polymères." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0120/these.pdf.
Full textAbstract:
Les barrières de sécurité passives reconstituées, des installations de stockage de déchets, sont conçues à l’aide de géomatériau bentonitique, elles peuvent prendre la forme d’un géosynthétique bentonitique (GSB), ou d’un sol traité. Ce travail présente les études expérimentales relatives aux comportements hydromécaniques et chimiques à long terme des géomatériaux d’étanchéité renforcés par ajout de polymère. Les essais sont conduits sur deux polymères polyélectrolytes P1 et P2, un sol ainsi qu’une bentonite choisie parmi six. Les fluides d’essais sont : NaCl2, CaCl2 et du lixiviat synthétique (LS). Le début de l’étude concerne le choix de la bentonite (B) ainsi que la concentration en polymères donnant les meilleures performances de gonflement (2%). La compatibilité chimique, entre le mélange de bentonite/polymère et le LS est testée sur un GSB reconstitué, à l’aide d’un filtre presse modifié et d’un oedoperméamètre. Les résultats ont confirmé, l’effet immédiat de l’agressivité du fluide sur la bentonite seule. Ils montrent également l’effet floculant du polymère P1, matérialisé par le gonflement et l’effet dispersant du polymère P2, constaté par l’amélioration des performances hydrauliques des mélanges. L’étude de la durabilité hydraulique est réalisée avec des perméamètres à parois rigides sur un sol traité et renforcé. Les résultats montrent que la préhydratation retarde les effets négatifs du LS sans les atténuer. De plus, l’ajout de polymère permet à long terme d’améliorer la capacité de rétention en eau, mais également de rétenir les polluants dans le temps. Des indicateurs de durabilité chimique ont été proposés pour prévenir la dégradation des géomatériaux[Passive barrier for landfill liners are designed with bentonite material as Geosynthetic Clay Liners (GCL's) or Sand Bentonite Mixtures (SBM). This thesis is focused on the experimental study of the long term Chemo-Hydro-Mechanic behaviour of polymer treated geomaterials. Tests are performed with two powder polyelectrolyte polymers (P1, P2). Soil and one selected type of bentonite from a set of six are used. The corresponding testing fluid is composed with : synthetized leachate, CaCl2 and NaCl. This first step of the study is to select the suitable bentonite (B) and the corresponding polymer concentration (2%) that gives the best swelling ability to the bentonite. Compatibility test of the bentonite polymer mixture with synthetized leachable is done. Tests are performed by fabricating GL's, with filter press and oedopermeameter. Results show that hydraulic performance grows with the bentonite concentration. And the LS aggressiveness occurs immediately in a case of bentonite. The effects of polymer treatment are different : P1 increases the swelling ability of bentonite by flocculation, P2 increases the hydraulic performance of the bentonite by dispersion. The long term hydraulic performance tests with SBM are carried out with a rigid wall permeameter. Tests results show that prehydration delays only the fluid aggressiveness in spide of reducing the corresponding effects. The long term effect of polymer treatment reveals benefits to geomaterial behaviour by increasing water retention and reducing the undesired effects of pollutant. The chemical index is proposed to forecast the geomaterial degradation]
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Tiennot, Mathilde. "Influence des propriétés physico-mécaniques des minéraux argileux dans l'altération de la pierre monumentale." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066036.
Full textAbstract:
La desquamation en plaque est une forme de dégradation de la pierre monumentale fréquemment observée. Cette morphologie spécifique résulte de l’initiation et la propagation d’une fissure subparallèle à la surface, qui subit diverses sollicitations en conditions naturelles d’exposition. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre ces mécanismes d’altération et d’appréhender les paramètres déterminants dans l’initiation de la fissuration au sein des pierres mises en œuvre. Une approche en mécanique de la rupture a ainsi été proposée. L’influence des minéraux argileux, mis en cause dans ce phénomène, est étudiée et discutée. Trois pierres ont été sélectionnées, une molasse, un grès et une kersantite, présentant de nombreux exemples de desquamation lorsqu’elles sont exposées. Leur comportement hydromécanique est caractérisé en tenant compte de leur anisotropie naturelle. Les propriétés élastiques, la résistance à la traction et la ténacité sont mesurées après saturation, pour plusieurs humidités relatives en phase d’humidification et de séchage, et après plusieurs cycles de variations d’humidité relative. Un couplage de mesure des dilatations et des vitesses d’ondes acoustiques a permis un suivi précis de l’endommagement au fil des cycles. L’influence des minéraux argileux dans les processus d’altération a pu être vérifiée. Ces phases ont été identifiées comme des facteurs essentiels de la dégradation, car elles constituent des plans de fragilité favorisant l’endommagement et la fissuration du matériau, et ce d’autant plus qu’elles se dilatent lors des sollicitations naturellesFlaking is a deterioration pattern widely observed on monumental stone heritage. This pattern is due to the initiation and propagation of a crack subparallel to the surface of the stone exposed to natural weathering. This research aims to better understand the alteration mechanisms and to determine the parameters involved in such crack initiation within monumental stones. A fracture mechanics approach is proposed and the influence of clay minerals on this detachment alteration is discussed. The research is carried out on three stones, a molasse, a sandstone and a kersantite, showing scaling effect when submitted to natural conditions. Their hydromechanical behaviour is studied with respect to their natural anisotropy. Elastic properties, tensile strength and toughness are measured after saturation, at various RH values during humidification and drying, and after several cycles. Wave propagation combined with dilatation measurements is used to follow damage during the RH variations cycles. The influence of clay minerals on alteration processes is verified. These phases are critical factors of stone degradation as they are weakness planes leading to damage and cracking, especially generated by their swelling
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Ovigne, Pierre-Alexandre. "Comportement vibratoire de poutres en béton armé fissurées avec renfort en matériau composite." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10267.
Full textAbstract:
La thèse concerne la compréhension et la modélisation du comportement modal de poutres en béton armé fissurées avec renfort en matériau composite. En vue d'une étude expérimentale en laboratoire sur des éprouvettes de taille réduite, la théorie de la similitude a été validée pour notre application par l'exploitation de mesures faites à l'échelle 1 et à l'échelle 1/3. Après une synthèse bibliographique, une modélisation prenant en compte les degrés de libertés associées aux lèvres de chaque fissure a été retenue. Il s'agit d'un assemblage d'éléments de poutre non fissurée raccordés selon des conditions d'assemblage traduisant le comportement de la section fissurée. L'effet du renfort (composite et armatures métalliques dans le cas du béton), ainsi que l'influence de son ancrage au voisinage de la discontinuité ont été introduits dans le modèle. Ces éléments de pontage, de part leur raideur longitudinal limitent le déplacement relatif des lèvres de fissure. In fine, le comportement dynamique d'une poutre fissurée et renforcée est modélisé dans son ensemble. Afin de découpler les effets de la fissuration et de pontage, le modèle est en premier lieu validé expérimentalement dans le cas d'une poutre constituée d'un matériau homogène isotrope linéaire (acier) avec des fissures réalisées artificiellement (entailles de dimensions connues). Enfin, ce modèle analytique est appliqué au cas du béton armé. Une prévision du schéma de fissuration en fonction de la charge de flexion est utilisée afin de relier la chute de fréquence au chargement. Il s'avère que le comportement dynamique d'une poutre en béton armé fissurée et renforcée par matériaux composites peut être décrit par ce modèle et que les éléments de pontage (armatures métalliques et composite) ont une influence nulle dans les zones non fissurées et une influence prépondérante au voisinage des fissures, ce qui a été vérifié expérimentalement.
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Ben, Ayad Mohamed. "Étude expérimentale des propriétés mécaniques (rupture) et électrique de systèmes de percolation." Nice, 1988. http://www.theses.fr/1988NICE4226.
Full textAbstract:
Étude experimentale de la diminution de la force de rupture de feuilles métalliques minces sous traction en fonction du nombre de fissures pour une distribution aléatoire sur réseau ou pour une distribution aléatoire en position et en direction. Comparaison avec la théorie. Étude de la conductance électrique pour les deux types de distribution. Analyse du flambage pour une feuille mince contenant une fissure centrale. Étude du module de rigidité d'un réseau triangulaire de liens plastiques en fonction de la concentration de liens ôtés
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Le, Cam Jean-Benoît. "Endommagement en fatigue des élastomères." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2124.
Full textAbstract:
Peu étudiée, la fatigue des élastomères reste un domaine ouvert : les mécanismes physiques de l'endommagement n’étant pas clairement établis, les grandeurs utilisées pour traduire l'endommagement n'en sont que plus nombreuses. Afin de prédire la durée de vie, ces grandeurs sont définies par des approches phénoménologiques. Même si les résultats obtenus sont satisfaisants en chargement uniaxial, ces approches perdent toute efficacité en chargement multiaxial. L’enjeu de cette thèse est donc de proposer une mesure de l’endommagement qui soit physiquement motivée. Tout d’abord, les éprouvettes issues d’une campagne d’essais de fatigue sont examinées par divers moyens d’analyses tels que la microscopie électronique à balayage, la micro-tomographie par rayons X et la microscopie à force atomique. Les résultats montrent que dès les premiers cycles de fatigue, des fissures microscopiques apparaissent uniformément dans le volume du matériau, puis se propagent en fonction de la géométrie et du chargement de la structure jusqu’à la perte de fonctionnalité de la pièce. Les mécanismes de propagation de fissures dans les élastomères sont ensuite proposés. Enfin, il apparaît clairement que la mesure de l’endommagement à l’échelle macroscopique, par une grandeur continue de la mécanique, doit prendre en compte la croissance de fissures microscopiques au sein du matériau. La grandeur que nous proposons dans cette étude est issue de la mécanique configurationnelle et plus particulièrement du tenseur moment d’énergie ou tenseur d’Eshelby. Comparée aux grandeurs classiques, elle s’avère particulièrement efficace pour prédire les zones endommagées en fatigueMost of the studies dealing with fatigue damage in elastomers use phenomenological approaches to predict the end of life. Indeed, damage mechanisms are not clearly established and numerous continuum mechanical quantities are proposed to measure the damage. This thesis focuses on the derivation of such a mechanical quantity based on physical considerations. For this purpose, fatigue tests were performed and specimens were examined by scanning electron microscopy, X-rays micro-tomography and atomic force microscopy. Results demonstrate that from first fatigue cycles, microscopic cracks initiate homogeneously in the bulk and grow until failure if local loading conditions are favorable. Moreover, mechanisms of fatigue crack growth were identified during scanning electron microscopy experiments. Finally, this study has shown that damage prediction at the macroscopic scale should take into account the growth of fatigue crack. The mechanical quantity proposed here is issued from configurationnal mechanics and more precisely from the momentum energy tensor so-called the Eshelby stress tensor. Compared to classical approaches, this mechanical quantity satisfactorily predicts fatigue damaged zones
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Tiennot, Mathilde. "Influence des propriétés physico-mécaniques des minéraux argileux dans l'altération de la pierre monumentale." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066036/document.
Full textAbstract:
La desquamation en plaque est une forme de dégradation de la pierre monumentale fréquemment observée. Cette morphologie spécifique résulte de l’initiation et la propagation d’une fissure subparallèle à la surface, qui subit diverses sollicitations en conditions naturelles d’exposition. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre ces mécanismes d’altération et d’appréhender les paramètres déterminants dans l’initiation de la fissuration au sein des pierres mises en œuvre. Une approche en mécanique de la rupture a ainsi été proposée. L’influence des minéraux argileux, mis en cause dans ce phénomène, est étudiée et discutée. Trois pierres ont été sélectionnées, une molasse, un grès et une kersantite, présentant de nombreux exemples de desquamation lorsqu’elles sont exposées. Leur comportement hydromécanique est caractérisé en tenant compte de leur anisotropie naturelle. Les propriétés élastiques, la résistance à la traction et la ténacité sont mesurées après saturation, pour plusieurs humidités relatives en phase d’humidification et de séchage, et après plusieurs cycles de variations d’humidité relative. Un couplage de mesure des dilatations et des vitesses d’ondes acoustiques a permis un suivi précis de l’endommagement au fil des cycles. L’influence des minéraux argileux dans les processus d’altération a pu être vérifiée. Ces phases ont été identifiées comme des facteurs essentiels de la dégradation, car elles constituent des plans de fragilité favorisant l’endommagement et la fissuration du matériau, et ce d’autant plus qu’elles se dilatent lors des sollicitations naturellesFlaking is a deterioration pattern widely observed on monumental stone heritage. This pattern is due to the initiation and propagation of a crack subparallel to the surface of the stone exposed to natural weathering. This research aims to better understand the alteration mechanisms and to determine the parameters involved in such crack initiation within monumental stones. A fracture mechanics approach is proposed and the influence of clay minerals on this detachment alteration is discussed. The research is carried out on three stones, a molasse, a sandstone and a kersantite, showing scaling effect when submitted to natural conditions. Their hydromechanical behaviour is studied with respect to their natural anisotropy. Elastic properties, tensile strength and toughness are measured after saturation, at various RH values during humidification and drying, and after several cycles. Wave propagation combined with dilatation measurements is used to follow damage during the RH variations cycles. The influence of clay minerals on alteration processes is verified. These phases are critical factors of stone degradation as they are weakness planes leading to damage and cracking, especially generated by their swelling
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Zhou, Zhong-Rong. "Fissuration induite en petits débattements : Application au cas d'alliages d'aluminium aéronautiques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1511_zrzhou.pdf.
Full textAbstract:
Le fretting est le terme utilisé pour décrire le frottement de deux surfaces en contact, animées d'un mouvement oscillatoire de faible amplitude. Ce cas particulier en tribologie est présent dans toute liaison mécanique soumise à un champ vibratoire et peut conduire à divers types de dégradation: création de débris, fissuration. A partir d'essais réalisés sur trois alliages d'aluminium utilises en aéronautique, nous avons introduit et analysé deux types de carte. - la carte sollicitation locale qui précise les divers régimes de frottement a partir de l'allure des cycles effort tangentiel-déplacement, - la carte réponse du matériau qui définit le domaine de dégradation initiale des matériaux, à savoir la fissuration ou le détachement de particules après écrouissage cyclique, à partir des expertises métallographiques. La fissuration induite par les petits débattements a été étudiée pour divers alliages, et nous avons proposé un nouvel essai de caractérisation appelé fretting fatigue statique qui doit permettre une approche plus rationnelle du fretting fatigue. Nous avons discuté enfin l'intérêt que présentent les deux types de cartes et les développements que nous pouvons en attendre
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Colin, David. "Valorisation de sédiments fins de dragage en technique routière." Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2038.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche concerne la valorisation de sédiments fins de dragage en technique routière. L'objectif est d'élaborer un matériau susceptible d'être employé en couche de forme. La première partie de l'étude porte sur la réduction de la teneur en eau du matériau dragué. Après une présentation de différents procédés permettant de réaliser ce pré-traitement de déshydratation, l'utilisation de floculants est expérimentée pour mener à bien cette séparation des phases solide-liquide des sédiments. Par la suite, le traitement des sols en technique routière est exposé. Les différents produits utilisés ainsi que la méthodologie appliquée aux sols en vue de leur utilisation en remblai et en couche de forme sont détaillées. L'étude expérimentale du traitement des sédiments est ensuite entreprise. Les différentes phases menées permettent alors, à travers l'analyse des exigences mécaniques à satisfaire, de juger de la possibilité de valoriser les sédiments traités en matériau routier.
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Chassaigne, Jean-Christophe. "Fissuration à hautes températures du superalliage base nickel N18 élaboré par métallurgie des poudres : Etude du couplage mécanique-environnement en pointe de fissure." Paris, ENMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMPA001.
Full text
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Kerrouault, Nicolas. "Fissuration à chaud en soudage d'un acier inoxydable austénitique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2000. http://www.theses.fr/2000ECAP0688.
Full textAbstract:
L'apparition du phénomène de fissuration à chaud en cours de soudage est liée particulièrement à la composition des nuances utilisées et à l'intensité des déformations locales de retrait. L’objet de cette thèse est de mieux appréhender les mécanismes impliqués et d'aboutir à un critère thermomécanique local de fissuration à chaud. L’exemple étudié est celui d'un matériau particulièrement fissurant : un acier inoxydable stabilisé au titane (X10CrNiTi18-12, AISI 321). Deux essais de soudabilité sont considérés pour forcer l'apparition de la fissuration du matériau dans deux configurations distinctes : - le premier consiste simplement a réaliser une ligne de fusion débouchante par procédé TIG sur une tôle fine. En cas d'apparition du défaut, la fissure est longitudinale et suit l'arrière du bain de fusion. L’influence des conditions opératoires (flux de chaleur, vitesse de soudage, largeur de l'éprouvette) est étudiée. - le second est l'essai Varestraint. Il est largement utilisé pour évaluer la sensibilité d'un matériau à la fissuration à chaud. Il consiste en pratique à solliciter le matériau par pliage au cours d'une ligne de fusion par procédé TIG puis a caractériser la quantité de défauts obtenus (longueur, nombre). Différentes méthodes d'instrumentation thermique et mécanique ont été utilisées au cours de cette thèse. Les possibilités d'instrumentation locale étant limitées en raison du passage par la fusion, les résultats expérimentaux sont complétés par une simulation numérique des conditions thermomécaniques des essais à l'aide du code éléments finis ABAQUS. Dans un premier temps, pour établir la simulation thermique, une méthode inverse est mise en place de manière a optimiser le mode de dépôt d'énergie en soudage dans le calcul. Ensuite, une simulation mécanique réaliste des essais, a la fois a l'échelle de l'éprouvette et a l'échelle plus locale, dans la zone de fissuration, demande d'employer une loi de comportement adaptée dans un large domaine de température allant de l'ambiante jusqu'a la température de fusion. Pour cela, une campagne de caractérisation mécanique est réalisée en sélectionnant des valeurs de déformation et de vitesses de déformation représentatives de ce que subit le matériau durant ces essais. Les résultats obtenus proviennent d'essais mécaniques de traction, compression et traction-compression et permettent d'aboutir a l'écriture d'une loi de comportement de type élasto-viscoplastique sur une plage de température étendue jusqu'au liquidus. Une fois validée, la simulation thermomécanique permet d'interpréter les observations et les résultats d'instrumentation. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques permet d'établir un critère thermomécanique de fissuration lors de la solidification : des seuils de déformation et de vitesses de déformation, un domaine de température, une direction de déformation principale.
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Vincent, Grégory. "Textures, microstructures et propriétés mécaniques d'alliages de zinc en feuillards et en revêtement." Metz, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2004/Vincent.Gregory.SMZ0413.pdf.
Full textAbstract:
En vue d'améliorer la résistance à la fissuration, un nouveau type de laminage est exploré pour le zinc massif et les tôles revêtues de zinc. Il s'agit du laminage asymétrique et du skin-pass asymétrique. Ce type de laminage change nettement la texture du zncuti alors que dans le cas du revêtement de galvanisation la texture est peu modifiée. Ceci s'explique par le fait que le taux de réduction est important dans le laminage (de l'ordre de 50 %) alors qu'il est faible dans le skin-pass (de l'ordre de 2 %). Dans cette partie les résultats obtenus par l'utilisation simultanée du modèle de taylor pour la prédiction des textures, associe au modèle de ligne de courant, sont comparés aux résultats expérimentaux. Le suivi de l'évolution de texture au cours de la déformation permet de valider à posteriori les diverses hypothèses avancées dans les modèles de plasticité. Dans la dernière partie, l'étude des caractéristiques des joints de grains, notamment les désorientations à travers le joint, complète l'étude des mécanismes mis en jeu lors de la déformation plastique et de la fissuration, de façon à préciser le rôle de la texture (orientation des grains déterminant la fissuration intragranulaire ou clivage) et des caractéristiques des joints de grains (désorientations déterminant la fissuration intergranulaire). Cette étude est réalisée dans le revêtement de zinc afin de corréler la fissuration avec les orientations et désorientations de grainsIn order to improve the cracking resistance, a new rolling process is explored for bulk zinc sheets and galvanized zinc sheets. It deals with asymmetrical rolling and asymmetrical skin-pass rolling. This type of rolling clearly changes dramatically the texture of zncuti whereas in the case of galvanized coating the texture is modified to a slight extent only. This is explained by the fact that the reduction ratio is large in rolling (ranging about 50%) whereas it is small in the skin-pass rolling (ranging about 2%). In this part results obtained by the simultaneous use of the taylor model for the prediction of textures, associated to the flow line model, are compared to the experimental results. The follow-up of the texture evolution during the deformation makes it possible to validate a posteriori the various assumptions made in the models of plasticity. In the last part, the study of the grain boundaries characteristics, in particular the misorientation through the grain boundary, completes the study of the mechanisms involved in the plastic deformation and cracking, in order to specify the role of the texture (intragranular cracking or cleavage are determined by grains orientation) and the grain boundaries characteristics (misorientation across grain boundary determining intergranular cracking). This study is carried out on zinc coatings in order to correlate cracking behaviors to the orientations and misorientations of grains
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Aggoun, Salima. "Etude du comportement du béton coffre non arme vis a vis de la fissuration." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0029.
Full textAbstract:
L'utilisation d'un revêtement en béton coffre non arme apparaît actuellement comme la meilleure solution technico-économique, pour assurer une bonne stabilité et une bonne exploitation des tunnels creuses dans le rocher. Cependant, ce type d'ouvrage présente une fissuration systématique. En l'absence de tout chargement extérieur, la fissuration de ce type de revêtement est étroitement liée aux caractéristiques physico-chimiques du matériau et à l'environnement dans lequel celui-ci vieillit. Ce phénomène est aggrave par les conditions très spécifiques aux tunnels, a savoir: 1) les déformations empêchées d'une part par le terrain encaissant, et d'autre part par le radier préalablement coule; 2) la présence des hors profils géométriques conduisant a des variations d'épaisseurs du revêtement. L'importance des gradients thermiques et hydriques dus aux phénomènes cites ci-dessus, est mise en évidence a partir des essais in situ. Des simulations numériques, basées sur des essais de laboratoire, permettent d'évaluer les contraintes qui en résultent et qui conduisent a: 1) une fissuration traversante et pratiquement inévitable, due aux effets thermiques. L'importance de l'ouverture de ce type de fissures et leur intensité dépendent notamment de la présence des hors profils et du dosage en ciment; 2) une fissuration superficielle de peau entraînée par les effets hydriques. On retrouve, par le contrôle des ouvrages étudient, les fissures que prévoyaient nos calculsThe use of an unreinforced formed concrete lining presently appears as the best technical and economic solution to ensure the good stability and proper operation of rock excavated tunnels. However, this type of structure shows a systematic crack formation. In the absence of any outer load, cracking in this type of lining is closely connected to the physico-chemical characteristics of the material and to the environment in witch this materiel is ageing. This phenomenon is worsened by conditions peculiar to tunnels, i. E. : - on the one part, the strains hindered by the surrounding ground,and on the other part the pre-cast invert the presence of geometric over breaks which - lead to variations in the lining thickness. The importance of thermal et hydric gradients resulting from the above phenomena are demonstrated by field tests. Numerical simulations based on laboratory tests allow to assess the resulting stresses which lead to - a crossing and practically unavoidable crack formation resulting from thermal effects. The opening width in this type of cracks and their intensity especially depend on the presence of over breaks and cement proportioning. - a superficial skin cracking resulting from the hydric effects. Checking the investigated tunnels allows to find the cracks planned from our computations
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Dubois, Frédéric. "Modélisation du comportement mécanique des milieux viscoélastiques fissurés : application au matériau bois." Limoges, 1997. http://www.theses.fr/1997LIMO0005.
Full textAbstract:
Le travail propose concerne une approche numerique, par la methode des elements finis, pour l'etude de la fissuration a long terme des materiaux viscoelastiques lineaires a symetrie orthotrope. Une application experimentale est effectuee sur le pin du nord. Dans une premiere partie, nous rappelons les equations caracterisant le comportement viscoelastique lineaire, generalise au comportement orthotrope isotrope transverse. Les approches fonctionnelle et thermodynamique sont presentees. Ensuite, l'etude de la fissuration est apprehendee par la mecanique de la rupture. L'accent est porte sur deux approches. La premiere, basee sur le modele de nielsen, suppose que le materiau est viscoelastique en pointe de fissure, d'ailleurs, en generalisant l'approche de brincker au cas ortohtrope, un nouveau concept de facteur d'intensite d'ouveture de fissure est introduit afin de definir l'ouverture de fissure au voisinage de la pointe de fissure. En considerant la pointe de fissure degradee, l'approche de schapery est egalement presentee. Dans une seconde partie, apres avoir rappele les differentes propositions, mettant en uvre la methode des elements finis, nous presentons une modelisation incrementale permettant de traduire, en fonction du temps, les champs mecaniques viscoelastiques. Une adaptation est proposee pour traiter le comportement des materiaux orthotropes. Le couplage de cette modelisation avec la theorie de la mecanique de la rupture est effectue. En utilisant un modele de nielsen, nous proposons une nouvelle methode incrementale permettant de calculer l'etat mecanique, au voisinage de la pointe de fissure, ainsi que de definir la zone d'elaboration dans laquelle la fissure va pouvoir evoluer. Une generalisation des integrales invariantes est proposee afin de definir un algorithme de propagation de fissure, dans le domaine temporel, pouvant etre implante dans le code aux elements finis castem 2000. Une derniere partie presente une strategie experimentale permettant d'apprecier la propagation de fissure dans le materiau bois, et plus particulierement, pour le pin du nord. Afin d'isoler les effets viscoelastiques sur la propagation, nous presentons la conception d'une eprouvette presentant une stabilite de fissuration lors d'un essai de fluage. Les resultats experimentaux et numeriques sont enfin compares.
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Nouri, Thouraya. "Homogénéisation et calcul des contraintes de cisaillement dans les poutres composites à sections quelconques et à constituants orthotropes." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30157.
Full textAbstract:
Dans cette these on s'interesse a l'homogeneisation des poutres composites a sections quelconques et a constituants orthotropes ainsi qu'au calcul des contraintes de cisaillement sous l'action de diverses sollicitations statiques et dynamiques. L'homogeneisation consiste a ramener l'etude de la poutre composite a une formulation analogue a celle des poutres homogenes. Nous sommes alors amene a resoudre plusieurs problemes d'equations aux derivees partielles definies sur la section droite de la poutre, avec des conditions aux limites, aux frontieres internes et aux interfaces. Les solutions fournissent les fonctions de gauchissement de la section consecutives aux efforts tranchants et au moment de torsion. Le calcul du centre de torsion et des coefficients de cisaillement depend de la fonction de gauchissement de torsion et des fonctions de gauchissement de flexion. Le calcul des contraintes de cisaillement transverse et de la rigidite de torsion, depend essentiellement des gradients de ces fonctions. Nous utilisons alors une formulation par elements finis pour effectuer ces calculs. Nous presentons les elements retenus compte tenu des types de poutres rencontres en pratique. Le maillage du domaine constitue par la section, realise specifiquement dans le cadre de cette etude, est effectue automatiquement, avec la possibilite de le modifier et de le diriger, pour assurer une meilleure distribution des elements aux niveaux des zones les plus critiques. La mise en uvre de l'homogeneisation a conduit a la realisation d'un logiciel obeissant a toutes les regles d'ergonomie et de convivialite. Nous avons valide ses resultats en les comparant a ceux obtenus par des methodes analytiques et par des modeles d'elements finis tridimensionnels
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Tahiri, Vanessa-Laure. "Endommagement de stratifiés carbone/époxyde de types (0°/45°) et (+-45°) sous chargements quasi-statique et cyclique." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2314.
Full textAbstract:
L'objet de cette etude est d'analyser les divers endommagements se developpant dans des stratifies carbone/epoxyde, sollicites en traction uniaxiale quasi-statique ou cyclique, et d'observer leur incidence eventuelle sur quelques proprietes mecaniques. On s'interesse plus particulierement a la fissuration de la matrice dans les couches hors-axe de chargement, premiere forme de dommage observee dans les quatre stratifies etudies et pour les deux types d'essais. L'evolution des fissures est decrite a l'aide de plusieurs parametres. Trois drapages orientes de type (0/45) sont testes. En traction quasi-statique, aucun endommagement n'est observe avant la rupture. En fatigue au contraire, les degradations apparaissent tot par rapport a la duree de vie ; la sequence d'empilement influence notablement la cinetique de fissuration ainsi que la nature des dommages successifs. Le quatrieme stratifie etudie, non oriente de type (45), se distingue notamment des precedents sous chargement quasi-statique, par une fissuration anterieure a la rupture et par un comportement mecanique non-lineaire. Pour ce dernier drapage, on observe une chute importante des rigidite axiale et module de cisaillement ; en outre, des mecanismes d'endommagement lies a la viscosite de la matrice polymere expliquent des differences relevees lors d'une comparaison statique/fatigue
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Yssorche, Marie-Pierre. "Microfissuration et durabilité des bétons à hautes performances." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0008.
Full textAbstract:
La durabilite de betons de resistance moyenne en compression a 28 jours de 20 a 120 mpa a ete etudiee. L'aptitude des betons a vehiculer des agents agressifs a ete determinee pour quatre proprietes de transfert: la permeabilite a l'air, la diffusion des ions chlore, l'absorption d'eau et la carbonatation. Un essai de diffusion acceleree des ions chlore pour les betons a hautes et tres hautes performances (bhp et bthp) a ete mis au point. Les lois de variation entre les proprietes de transfert et la resistance moyenne en compression apres 1 et 28 jours de cure humide ont toujours la meme forme: les proprietes de transfert diminuent lorsque la resistance croit. Cependant, les proprietes de transfert varient beaucoup dans le domaine des betons courants. Au dela, le domaine de variation est beaucoup plus restreint. Les lois de variation proprietes de transfert / resistances valables pour les betons courants ne peuvent donc etre simplement extrapolees aux bhp et bthp. Pour determiner le role de la microfissuration des bhp et bthp, nous avons etudie le comportement de betons conserves dans deux ambiances: l'une simulant les conditions de conservation d'un beton en autodessiccation, l'autre reproduisant les conditions de conservation d'un beton en dessiccation. Nous avons mis en evidence l'autodessiccation (par des mesures d'humidite relative a l'equilibre) et la dessiccation (par des mesures de pertes de masse). La microfissuration et les deformations spontanees ont ete mesurees. Nous montrons que la microfissuration d'autodessiccation mise en evidence dans les bhp et bthp ne remet pas en cause leur durabilite. Cette microfissuration, tout comme la permeabilite, n'evolue pas entre 28 jours et 1 an. Au contraire, la microfissuration de dessiccation observee dans les bhp et bthp augmente ainsi que les proprietes de transfert entre 28 jours et 1,5 an. Ainsi, un beton de cur est toujours plus durable qu'un beton de peau. Nous avons enfin souligne l'influence benefique de l'augmentation de la duree de cure humide de 1 a 28 jours sur les transferts de tous les betons
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Turatsinze, Anaclet. "Caractérisation microstructurale de la fissuration des bétons et mortiers en mode I de propagation." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30185.
Full textAbstract:
En mecanique de la rupture des mortiers et betons on admet generalement qu'il existe en fond d'une fissure reelle un volume microfissure process zone. Des observations directes sont necessaires pour confirmer cette hypothese ainsi que les modeles associes. Dans ce but, nous avons etudie le processus de fissuration d'eprouvettes de mortiers encochees en flexion trois points. Les observations ont ete realisees au microscope electronique a balayage par l'intermediaire de la technique de la replique. L'etude montre que les premiers endommagements apparaissent toujours sous forme d'une unique microfissure avant d'atteindre la charge maximum. L'amorce de la fissure n'est pas precedee par la formation de microfissures diffuses. Les observations sur les surfaces laterales d'eprouvettes montrent un seul trajet tortueux de fissure avec des branchements, sans microfissures en pointe, ni de part et d'autre de la fissure reelle. A l'interieur, le processus de fissuration est different: le trajet continu de fissures est suivi de microfissures discontinues situees dans une zone ou s'operent encore des transferts de contraintes. Cette zone peut donc etre identifiee a la process zone. Cette hypothese est corroboree par des comparaisons entre des mesures d'emprises de la process zone et des valeurs obtenues par modeles (effective crack model ou two parameter model) permettant de calculer des longueurs de fissures effectives en tenant compte des effets de la process zone. Des interactions entre les levres de la fissure ont ete mises en evidence. Elles sont une consequence de la rugosite des surfaces de rupture. Apres etude de cette rugosite, un modele est propose. Il admet qu'une part de l'energie globale de rupture est dissipee par des phenomenes de friction entre les levres de la fissure. Ce modele permet d'expliquer les resultats experimentaux qui mettent en evidence des phenomenes d'effet d'echelle et de courbe r dans le comportement du materiau en mode i de propagation
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Calais, Thomas. "Propriétés mécaniques et durabilité d'un béton léger : application en régions froides." Master's thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/24023.
Full textAbstract:
S’inscrivant dans la volonté du Ministère des Transports du Québec d’utiliser le béton léger dans des travaux de réparation, mais également pour de nouvelles structures, l’objectif principal de ce projet réside dans l’établissement d’une base scientifique offrant une meilleure compréhension des propriétés clés de ce matériau. Plusieurs volets expérimentaux ont donc été effectués dans le but de caractériser les propriétés mécaniques, le risque de fissuration et les résistances au gel-dégel et à l’écaillage d’un béton fabriqué avec des gros granulats de schiste expansé. Deux paramètres se trouvent au coeur de cette étude : d’une part, la teneur en eau des granulats légers, d’autre part, la quantité d’eau qu’ils relâchent et devant être comptée dans le rapport E/L (MAD). Les résultats expérimentaux de cette étude démontrent la possibilité de fabriquer au Québec un mélange de béton léger avec des propriétés mécaniques et une durabilité au gel satisfaisantes, bien que l’estimation du paramètre MAD soit encore mal maitrisée et ceci, d’autant plus que la teneur en eau effective des GL est élevée.Over the years, lightweight aggregate concrete (LWAC) has been used in many building projects, notably in the USA and Nordic countries, but only in a few in Quebec. The aim of this project is to establish a better understanding of the fundamental properties of LWAC for a possible use in repairs and new structural projects. Several experimental phases were conducted in order to evaluate the mechanical properties, the cracking risk, the resistance of rapid freezing and thawing and the scaling resistance of a LWAC made with expanded shale coarse aggregate. We focused on two factors: the LWA water content and the evaluation of the quantity of water from LWA counted in the water/binder ratio. The experimental results show that, even if the understanding of the movements of water around the LWA is not yet total, mechanical properties and durability meeting structural standards can be obtained. For many properties like the cracking risk and the freezing resistance, LWAC are even better than usual concrete.
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Guinard, Caroline. "Influence des propriétés morphologiques et mécaniques des barrières thermiques sur la fissuration interfaciale induite par perçage laser impulsionnel." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM068/document.
Full textAbstract:
De nombreuses pièces aéronautiques telles que les chambres de combustion sont percées d'une multitudes de trous de refroidissement. Ce perçage, généralement effectué par un laser de puissance peut induire des endommagements dans la matière percée. Sur les systèmes barrières thermiques, une fissuration pouvant conduire à l'écaillage de la barrière thermique se produit à l'interface céramique/sous-couche lors du perçage laser. Cette thèse présente des éléments de compréhension des phénomènes de formation et de propagation de la fissure interfaciale. Pour cela, un protocole spécifique a été utilisé, consistant en la réalisation de perçage interrompus. De plus, afin de comprendre l'influence de la sous-couche et de l'interface sous-couche / céramique sur cette fissuration, une large gamme d'échantillons aux propriétés morphologiques et mécaniques bien distincts ont été sélectionnés. Pour cela, la sous-couche a été modifiée par la variation des paramètres de projection, du procédé de projection ainsi que par des post traitements sur la sous-couche. Le lien entre ces interfaces et les endommagements liés au perçage laser sont présentés au travers d'observations 2D et 3D, destructives et non destructives ainsi que par l'étude des modifications des contraintes résiduelles avant et après perçage laser pour différentes barrières thermiques. De manière a réduire encore la fissure interfaciale, plusieurs stratégies de perçage sont étudiées via la variation de la puissance laser entre les différentes impulsions laser nécessaires pour percer le matériau multicouches. Les résultats obtenus offrent des perspectives intéressantes pour améliorer la résistance à la fissuration des pièces aéronautiquesMany aircraft engines parts such as combustion chambers are drilled with numerous cooling holes. These holes, generally performed by a high power laser machine can induce damages in the part materials. On thermal barrier coatings systems, cracking can lead to spalling of the coating occurs at the ceramic / bond-coat layer interface during laser drilling. This thesis presents elements of understanding of the interfacial crack formation end propagation phenomena. In this purpose, a specific protocol was used, consisting of interrupted drilling process. Moreover, in order to understand the influence of the bond coat and the ceramic / bond coat interface on cracking, a wide range of samples with specific morphological and mechanical properties were selected. With this in mind, the bond coat was modified by varying spraying parameters, spraying process and also by post treatments on the bond coat. The link between these interfaces and the associated damages due to laser drilling are presented through 2D and 3D observations, destructive and non-destructive, as well as the study of residual stress modification before and after laser drilling for several thermal barrier coatings systems. For further reducing the interfacial crack, several drilling strategies are considered through the laser peak power variation between the different laser pulses needed to drill through the multi-layer material. The results offer interesting perspectives for improving crack resistance of aeronautical engines parts
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Dériano, Sébastien. "Conception chimique de verres silicatés à hautes performances mécaniques." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10154.
Full textAbstract:
Cette étude vise à comprendre l'influence des espèces présentes à la fois sur les propriétés et sur la structure du réseau vitreux, par la mise en lumière des différents facteurs qui gouvernent la performance mécanique de verres de silicates, dans lesquels les effets de substitutions cationiques et/ou anioniques ont été étudiés. Dans un premier temps, une étude bibliographique permet de placer clairement le travail dans son contexte et d'en définir les objectifs. La seconde partie fournit un large spectre de résultats expérimentaux permettant de dégager quelques corrélations entre la composition des verres et leurs propriétés (rigidité, dureté, résistance à la fissuration et au rayage). En outre, une étude de l'arrangement atomique de quelques familles de verres, utilisant des techniques spécifiques (RMN, diffusion des neutrons), est présentée. Enfin, nous discutons l'effet de traitements thermiques sur la structure et les propriétés surfaciques d'un verre à vitre standard.
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M'jahad, Sofia. "Impact de la fissuration sur les propriétés de rétention d‘eau et de transport de gaz des géomatériaux : Application au stockage géologique des déchets radioactifs." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2012. http://www.theses.fr/2012ECLI0023/document.
Full textAbstract:
Dans le contexte du stockage géologique des déchets radioactifs, ce travail contribue à la caractérisation de l’effet de l’endommagement diffus sur les propriétés de rétention d’eau et transfert de gaz (perméabilité et percée de gaz). Les matériaux considérés sont les bétons CEM I et CEM V sélectionnés par l’Andra, l’argilite du Callovo-Oxfordien (roche hôte) et les interfaces argilite/béton. Cette étude a fourni des informations sur la microstructure des bétons à partir de leurs propriétés de rétention d’eau mais également à partir de la porosimétrie au mercure. Chaque béton a une microstructure bien distincte, caractérisée par une proportion non négligeable de pores capillaires pour le CEM I et une grande proportion de pores des hydrates pour le CEM V. Plusieurs protocoles d’endommagement ont été développés. L’endommagement contribue à réduire la capacité de rétention d’eau du béton CEM I et à augmenter leur perméabilité au gaz. En revanche, tous les échantillons endommagés présentent une pression de percée au gaz significativement plus faible que celles des matériaux sains, et ceci quel que soit le type de béton. Pour l’argilite, on observe une prise d’eau progressive à HR=100%, qui engendre un endommagement du matériau. Ce dernier réduit sa capacité de rétention d’eau. Par ailleurs, ses propriétés de rétention d’eau et de transport de gaz dépendent fortement de son état hydrique initial ainsi que de son endommagement. Enfin, on observe un phénomène de colmatage au niveau des interfaces, d’abord mécanique, puis hydraulique (et surement chimique) suite à l’injection d’eau. Ceci a pour conséquence de réduire la pression de percée des échantillons d’interfaceIn the context of geological disposal of radioactive waste, this work contributes to the characterization of the effect of diffuse damage on the water retention and gas transfer properties of concrete (CEM I and CEM V) selected by Andra, Callovo-Oxfordian argillite (host rock) and argillite / concrete interfaces. This study provides information on the concrete microstructure from Mercury porosimetry intrusion and water retention curves: each concrete has a distinct microstructure, CEM I concrete is characterized by a significant proportion of capillary pores while CEM V concrete has a large proportion of C-S-H pores. Several protocols have been developed in order to damage concrete. The damage reduces water retention capacity of CEM I concrete and increases its gas permeability. Indeed, gas breakthrough pressure decreases significantly for damaged concrete, and this regardless of the type of concrete. For argillite, the sample mass increases gradually at RH = 100%, which creates and increases damage in the material. This reduces its ability to retain water. Otherwise, water retention and gas transport properties of argillite are highly dependent of its initial water saturation, which is linked to its damage. Finally, we observed a clogging phenomenon at the argillite/concrete interfaces, which is first mechanical and then hydraulic (and probably chemical) after water injection. This reduces the gas breakthrough pressure interfaces
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M'jahad, Sofia. "Impact de la fissuration sur les propriétés de rétention d'eau et de transport de gaz des géomatériaux : Application au stockage géologique des déchets radioactifs." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00803248.
Full textAbstract:
Dans le contexte du stockage géologique des déchets radioactifs, ce travail contribue à la caractérisation de l'effet de l'endommagement diffus sur les propriétés de rétention d'eau et transfert de gaz (perméabilité et percée de gaz). Les matériaux considérés sont les bétons CEM I et CEM V sélectionnés par l'Andra, l'argilite du Callovo-Oxfordien (roche hôte) et les interfaces argilite/béton. Cette étude a fourni des informations sur la microstructure des bétons à partir de leurs propriétés de rétention d'eau mais également à partir de la porosimétrie au mercure. Chaque béton a une microstructure bien distincte, caractérisée par une proportion non négligeable de pores capillaires pour le CEM I et une grande proportion de pores des hydrates pour le CEM V. Plusieurs protocoles d'endommagement ont été développés. L'endommagement contribue à réduire la capacité de rétention d'eau du béton CEM I et à augmenter leur perméabilité au gaz. En revanche, tous les échantillons endommagés présentent une pression de percée au gaz significativement plus faible que celles des matériaux sains, et ceci quel que soit le type de béton. Pour l'argilite, on observe une prise d'eau progressive à HR=100%, qui engendre un endommagement du matériau. Ce dernier réduit sa capacité de rétention d'eau. Par ailleurs, ses propriétés de rétention d'eau et de transport de gaz dépendent fortement de son état hydrique initial ainsi que de son endommagement. Enfin, on observe un phénomène de colmatage au niveau des interfaces, d'abord mécanique, puis hydraulique (et surement chimique) suite à l'injection d'eau. Ceci a pour conséquence de réduire la pression de percée des échantillons d'interface.
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Simonin, Fabien. "Comportement thermomécanique de bétons réfractaires alumineux contenant du spinelle de magnésium." Lyon, INSA, 2000. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2000ISAL0043/these.pdf.
Full textAbstract:
L'Etude porte sur le comportement thermomécanique de bétons réfractaires alumineux contenant du spinelle de magnésium, synthétique ou formé in-situ à partir de magnésie. Ces matériaux occupent une place prépondérante dans le garnissage réfractaire des poches de traitement secondaire de l'acier. Nous avons cherché à relier le comportement thermomécanique aux évolutions microstructurales et minéralogiques, dans la gamme de température 20 °C-1600 °C. Les moyens de caractérisation mécanique des matériaux réfractaires étant relativement peu développés, nous proposons des méthodes plus appropriées pour ce type de matériau fortement non linéaire, dont les propriétés sont dominées par son caractère hétérogène et par la présence de nombreux défauts (pores, microfissures. . . ). Le matériau présente un comportement thermomécanique relativement complexe, qui de manière simplifiée, peut être divisé en deux grandes tendances : élastique et endommageable à basse température (jusqu'à 1000 °C) puis visco-plastique à haute température. A basse température, des essais originaux de traction uniaxiale avec enregistrement de l'émission acoustique ont permis de souligner le comportement non linéaire quasi-fragile du matériau. L'endommagement est d'abord caractérisé par un endommagement diffus puis localisé menant à la formation d'une macrofissure. Nous avons montré que les modèles classiques de comportement utilisé pour ce type de matériau étaient relativement éloignés de la réalité. Le phénomène de localisation a été étudié en terme de résistance à la propagation de fissure. Les essais mécaniques à haute température ont montré qu'une simple valeur de contrainte à rupture, préconisée par les normes, n'est pas un critère adéquat pour ces matériaux. En effet, d'importants phénomènes visco-plastiques apparaissent à haute température. Le comportement est dominé par la présence d'une phase vitreuse qui permet des déformations importantes et un fluage conséquentThe study deals with the thermo-mechanical behaviour of aluminous refractory concretes containing magnesium spinel, synthetic or formed in-situ from the reaction between magnesia and alumina. These materials play a role of major importance in the steel treatment processes. We tried to rely the thermo-mechanical behaviour to the micro-structural and mineralogical properties, in the range 20°C-1600°C. Because of the low development of mechanical characterisation methods for refractories, we had to find more suitable ones. The heterogeneous character of the materials and the presence of many defaults (pores, microcracks. . . ) have a great influence on properties. The concrete presents a complex thermomechanical behaviour that can be simplified and separated in two ways: at low temperatures (until 1000°C), elastic and damage behaviour, and at high temperature, visco-plastic. At low temperatures, original pure tensile tests have been conducted with recording of the acoustic emission. The material presents a non Iinear quasi-brittle behaviour, characterised by a damage firstly diffuse and then localised, which finally leads to the formation of a macrocrack. We showed that classical damage behaviour models used for these materials were very far from the real behaviour. The localized damage has been studied in terms of resistance to crack propagation. Mechanical tests at high temperature have shown that a single value of modulus of rupture, recommended by norms, is not an adequate criteria for these materials. Indeed, important visco-plastic phenomena appear at higher temperature, due to the presence of a vitreous phase. This leads to great deformations and consequent creep
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Gallois-Garreignot, Sébastien. "Etude numérique et expérimentale des phénomènes de fissuration dans les architectures avancées de la microélectronique." Lyon, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAL0049.
Full textAbstract:
Depuis leur création, les circuits intégrés sont en constante amélioration et tendent à une miniaturisation et une intégration de plus en plus en forte des composants. Suivant cette tendance, les faibles propriétés mécaniques des nouveaux matériaux implémentés couplés aux nombreuses sollicitations thermomécaniques que subit le circuit-intégré lors de sa fabrication augmentent significativement les risques de défaillance générale. Des phénomènes de fissuration sont ainsi couramment observés. Les objectifs de cette thèse sont d'améliorer la compréhension et la prédiction de ces défaillances. Dans un premier temps, un travail de développement de méthodologie (numérique et expérimentale) est mené. L’amélioration de la prédictivité de la modélisation passe tout d’abord par l’utilisation d’un critère de défaillance pertinent : une réflexion et une comparaison sur un cas pratique entre différents outils sont ainsi menées dans le chapitre II. Les propriétés matériaux, notamment l’adhésion interfaciale, jouent aussi un rôle fondamental sur la validité des résultats de simulation et doivent être caractérisées avec précision. Dans ce but, la méthode expérimentale de Cross-Sectional Nanoindentation est développée dans le chapitre III. Cette dernière est aussi utilisée sur des structures de pad pour étudier leur comportement en présence de fissure. Enfin, dans un objectif de corrélation simulation/expérimentale, la pertinence de la tomographie X comme méthode non destructive d’analyse de défaillance en microélectronique est étudiée (chap. III). Dans un second temps, une étude complète (analyse de défaillance, simulation et implémentation de solutions) sur un cas typique de défaillance de produit a été réalisée dans le chapitre IV. Dans ce cadre, différentes méthodes analytiques, numériques et expérimentales sont mises en œuvre de façon pratique. Ces travaux mettent au final en lumière certaines spécificités et caractéristiques des phénomènes de rupture en microélectroniqueThe reliability of integrated circuit has become a major concern with the introduction of new materials with poor mechanical properties, and the continuous downscaling of the device size. Moreover, numerous stress contributors appear during the stages of the process flow and by consequence, failures are commonly observed at different steps. A fundamental understanding of root causes and key parameters is required to forecast such fracture phenomena. The first step of this PhD work is to develop/improve generic methods (numerical and experimental) used in that frame. In order to reproduce and forecast these failures, a suitable numeric tool has to be used: a benchmark of fracture mechanics tool and discussion are performed on a typical case in the chapter II. The material properties, especially the interfacial adhesion, have a strong impact on the result accuracy and have to be characterized with caution. Following this objective, the Cross-Sectional Nanoindentation method is developed in the chapter III. It is also applied on pad structures to investigate their behaviour and resistance to fracture. At last, for correlations purpose with numerical simulations, the relevancy of the X-Ray Tomography non-destructive characterization method in a microelectronic context is studied (chap. III). As a second step, a typical fracture phenomenon is investigated on a real product. A whole study from failure analysis to numerical investigations is described in chapter IV. Numerous methods dedicated to mechanics/microelectronic domains are implemented in a practical manner. Finally, by coupling observations and simulation, deeper understanding of the phenomena is available and the characteristics of the fracture phenomena in microelectronic are highlighted
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Mohamad-Hussein, Assef. "Modélisation du comportement mécanique des géomatériaux semi-fragiles soumis à des sollicitations mécaniques et à la dégradation chimique." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Mohamad_Hussein.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette étude, on aborde la modélisation du comportement mécanique des géomatériaux semi fragiles soumis à des chargements mécaniques et à la dégradation chimique. Un cadre général de modélisation est d'abord proposé pour décrire le comportement élastoplastique couplé à l'endommagement mécanique et chimique. Après une courte synthèse des données expérimentales sur quelques matériaux représentatifs (roche et béton), un modèle spécifique est ensuite élaboré pour la description du comportement mécanique de ces matériaux. Après l'identification des paramètres, des essais en laboratoire sous différents chemins de sollicitations ont été modélisés. Le modèle proposé semble décrire correctement les principales réponses mécaniques des matériaux. Afin de décrire le comportement post-localisation en vue de l'analyse du processus de rupture des structures, nous avons proposé une extension du modèle on y introduisant une formulation non locale de l'endommagement. La pertinence de cette approche est illustrée à travers différents cas représentatifs. L'approche non locale permet de corriger la dépendance du maillage et de maîtriser le processus de rupture par bande de localisation. La deuxième partie du travail porte sur la modélisation de l'endommagement chimique par lixiviation des matériaux cimentaires. Un modèle phénoménologique chimique est d'abord précisé permettant de définir le processus de l'endommagement chimique dépendant de la dissolution du squelette solide et de la diffusion des ions calcium dans le fluide interstitiel. Un modèle élastoplastique couplé à l'endommagement chimique est ensuite mis en place et appliqué à la dégradation chimique d'une pâte de ciment sur des chemins découplés et couplés. Des comportements spécifiques de la pâte de ciment tels que l'effondrement des pores et la déformation de fluage sont pris en compte. Les comparaisons entre les simulations numériques et les données expérimentales ont montré la capacité du modèle proposé pour la description du couplage hydromécanique et chimique.
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Moriceau, Julien. "Élaboration de vitrocéramiques et de composites particulaires à matrice vitreuse aux propriétés mécaniques et fonctionnelles innovantes." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S094/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, des vitrocéramiques et composites à matrice verres ont été élaborés avec pour objectif principal d’étudier les interactions entre la fissure et les différentes inclusions. Dans un premier temps, la nucléation et la cristallisation volumique de sphérulites dans un verre du système BaO-Al2O3-SiO2 ont été étudiées. Puis, l’influence de la cristallisation sur l’élasticité, la dureté et la ténacité a été mesurée. Il est apparu une augmentation de ces propriétés suite à la cristallisation. Après dopage avec des oxydes de terres rares, le verre a été fonctionnalisé par l’apparition de cristaux phosphorescents à la surface du matériau. Dans un second temps, l’influence d’un différentiel de coefficient de Poisson (entre la matrice et les inclusions) sur la propagation d’une fissure a été étudiée. Pour cela des composites à particules et matrices vitreuses ont été élaborés par Spark Plasma Sintering (SPS) et étudiés par Double Cleavage Drilled Compression (DCDC). Il a été mis en lumière une déviation de la fissure quand cette dernière arrive à proximité des inclusions vitreuses dans le cas où le coefficient de Poisson de l’inclusion est inférieur à celui de la matrice. Une déviation de moindre importance a été observée dans le cas inverse. Enfin, des nanocomposites fonctionnalisés par des particules de magnétite (Fe3O4) et d’or ont été obtenus suite à un frittage SPS. Les propriétés apportées par ces particules ont permis le chauffage du matériau, respectivement, par induction et par irradiation laser. Dans le deuxième cas, après un traitement laser de 10 min, une cicatrisation partielle de fissures d’indentation a pu être observéeIn this thesis, glass-ceramics and glass matrix composites have been developed in order to study the interactions between the crack and the various inclusions. Firstly, the nucleation and volume crystallization of spherulites in a glass of the BaO-Al2O3-SiO2 system were studied. Then, the influence of crystallization on elasticity, hardness and toughness was measured. An increase of these properties due to crystallization was observed. After doping with rare earths oxides, the glass was functionalized by surface crystallization of phosphorescent crystals. Secondly, the influence of a Poisson’s ratio differential (between the matrix and inclusions) on the crack propagation was studied. For this purpose, glassy particulate glass matrix composites have been elaborated by Spark Plasma Sintering (SPS) and studied by Double Cleavage Drilled Compression (DCDC). A deviation of the crack in the vicinity of the glass inclusions has been identified in the case where the Poisson’s ratio of the inclusion is lower than the one of the matrix. In the opposite case, less important deviations were noticed. Finally, nanocomposites functionalized with magnetite (Fe3O4) and gold particles were obtained after a SPS treatment. The properties provided by these particles allowed the material to be heated, respectively, by induction and by laser irradiation. In the second case, after a 10 min laser treatment, a partial healing of indentation cracks could be observed
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Lin, Jian. "Modélisation numérique de l’endommagement des matériaux poreux ductiles et application aux géomatériaux." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10143/document.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à la modélisation numérique de l'endommagement pour des matériaux poreux ductiles et à des applications aux géomatériaux. On rappelle et analyse d'abord au chapitre 1 différentes approches d'endommagement pour la classe de matériaux étudiés. L'implantation numérique du modèle basé sur un critère macroscopique de type Gurson, récemment proposé par Monchiet et al.(2007) est effectué au chapitre 2. La bonne performance de ce nouveau modèle est vérifiée en comparant ses prédictions numériques à celles d'autres modèles de type Gurson. Dans le chapitre 3, les modélisations numériques sont étendues aux géomatériaux en implantant dans un code éléments finis un nouveau modèle formulé sur la base du critère de Guo et al.(2008) qui prend en compte de la compressibilité de la matrice. L'adéquation du modèle développé aux géomatériaux est démontrée à travers l'étude du comportement d'une craie. L'implantation numérique et l'analyse du modèle basé sur une version anisotrope du critère proposé par Monchiet et al.(2007) sont présentées au chapitre 4. Les résultats numériques issus de cette implantation sont discutés en les comparant aux ceux des autres modèles existants. Ils apparaissent tout à fait satisfaisantsThis study is devoted to the numerical modeling of damage for ductile porous materials and its applications to geomaterials. We first recall and analyze in chapter 1 different approaches of ductile damage. We then propose in chapter 2 a model based on the isotropic Gurson-type macroscopic criterion established by Monchietet al.(2007). This model is implemented numerically in ABAQUS Finite Element software. The good performance of this new model is checked by comparing its numerical predictions with the ones provided by other Gurson-type models. In chapter 3, numerical modelings are performed for geomaterials by implementing an appropriate model (based on Guo et al.(2008) criterion) in ABAQUS. The adequacy of the considered model to geomaterials is demonstrated through the study of a chalk. The numerical implementation and analysis of an anisotropic model based on the anisotropic version of the criterion proposed by Monchiet et al.(2007) are presented in chapter 4. The numerical results derived from this implementation are discussed with the results of others existing models. They appear to be quite satisfactory
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Balayssac, Jean-Paul. "Relations entre performances mécaniques, microstructure et durabilité des bétons." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0010.
Full textAbstract:
L'influence des variations du type de ciment (fillerise ou non) et de son dosage sur la microstructure et la durabilite des betons vis-a-vis d'agressions chimiques est etudiee. Apres avoir remarque que les conditions de conservation avant decoffrage, la cure, avaient une influence tres importante sur la durabilite du beton, une quantification de leurs effets est effectuee; elle laisse apparaitre que ces facteurs connus, mais jusqu'ici inconsideres, devront etre pris en compte lors de la creation de nouvelles methodes pour la formulation des betons
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Lemée, Frédéric. "Traitement par alcali-activation de sédiments fins marins, non contaminés et à faible teneur en eau : mise au point d’un procédé de stabilisation." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2051.
Full textAbstract:
Chaque année, en France, 40 millions de tonnes de déchets industriels banals et 50 millions de mètres cubes de sédiments de curage sont produits. Depuis le 1er juillet 2002, les industriels et collectivités doivent limiter l’impact de ces déchets et encourager leurs valorisations. Cette étude s’intéresse à la valorisation combinée de trois co-produits : des sédiments de la baie du Mont Saint Michel, des cendres volantes et des solutions alcalines. Aucun autre produit de traitement n’est ajouté : les solutions alcalines sont utilisées pour activer le caractère pouzzolanique des sédiments et des cendres volantes suivant le procédé d’alcali-activation. La première partie concerne l’identification des sédiments du Mont-Saint-Michel. Suite à des analyses physiques, chimiques et minérales, on définit deux familles de sédiments : l’une s’apparentant à des micro-sablons et l’autre à des vases. La seconde partie porte sur l’application du procédé d’alcali-activation pour le traitement des sédiments fins du Mont-Saint-Michel. Une première partie met en évidence l’intérêt de l’emploi des cendres volantes et préconise un dosage en alcalins entre 2 et 5M pour une activation optimal des matériaux pouzzolaniques. A ces dosages, les matériaux traités présentent des caractéristiques physico-chimiques et mécaniques compatibles avec une utilisation en travaux routiers. Dans une seconde partie, des essais de durabilité justifient le procédé de traitement et fixent des préconisations pour des réalisations en travaux routiers40 million tons of industrial waste and 50 million cubic meters of waste sediments are produced every year in France. Since July 2002, the industrialists and communities have to reduct impact of these wastes and to propose new ways to reuse their by-products. In this manuscript, the authors discuss about the recovery of three by-products together : sediments from Mont-Saint Michel, fly ash and alkaline solutions. No other binder is added : the alkaline solutions are used like an activator in order to induce the pozzolanic character of the sediments and the fly ash, it is the alkali-activated process. The first part concerns the characterization of the sediments of the Mont-Saint-Michel. After physical, chemical and mineral analysis, two different kinds of sediments, one looking like a tiny sand and an other looking like a mud, are identified. The second part deals with the use of alcali-activated process to stabilize the sediments from Mont-Saint-Michel. This study shows the interest of the use of fly ash and recommends an alkalinity between 2 and 5M in order to optimize the pozzolanicity. With these experimental conditions, the treated materials show physico-chemical and mechanical characteristics which are enough to use in road work. Test of durability justifies the process of treatment and fixes recommendations for achievements
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Castaing, Philippe. "Vieillissement des matériaux composites verre-polyester en milieu marin : délaminage d'origine osmotique." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT016G.
Full textAbstract:
Les materiaux composites a matrice polyester insature et a fibres de verre sont sujets a un cloquage d'origine osmotique lorsqu'ils sont au contact de l'eau en general et de l'eau de mer en particulier. Ce phenomene s'avere nuisible car il conduit a terme au delaminage des structures. Les resultats d'une etude systematique du cloquage de ces composites en milieu aqueux en vue de son interpretation sont decrits dans le present manuscrit. En plus d'une introduction et d'une conclusion, le memoire comporte trois parties principales: la premiere qui est constituee de rappels bibliographiques fait le point sur le vieillissement et le cloquage des composites polyester/fibres de verre; la seconde detaille les tests de vieillissement acceleres auxquels sont soumis ces materiaux et les methodes physico-chimiques et mecaniques mises en uvre pour le suivi de l'endommagement; la troisieme rassemble les resultats des tests et propose une modelisation mecanique du cloquage elaboree a partir de la theorie des plaques et permettant une prediction du delaminage des structures
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Volozinskis, Xavier. "Étude de la résistance à la fissuration d'un matériau hétérogène anisotrope appliquée à l'optimisation du processus de fabrication du papier." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10618.
Full textAbstract:
L'analyse micromecanique de la degradation sous charge montre que l'amorce de la rupture du papier est provoquee par l'existence de defauts inherents a la structure fibreuse de la feuille. L'application des regles de la mecanique de rupture a ce probleme apparait valide tant du point de vue theorique que sur le plan experimental. Les conditions restrictives sont precisees et une geometrie optimale d'eprouvette est definie. De plus, l'analyse comparative de plusieurs methodes approchees d'evaluation des criteres de fissuration conduit a choisir de determiner l'integrale de rice par la methode de rice, paris et merkle. Enfin, on met en evidence le role preponderant des parametres de fabrication: raffinage et sechage sur le facteur d'intensite de contrainte et l'integrale de rice
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Ahmiedi, El Hadj. "Etude de la propagation des fissures en milieu viscoélastique : applications aux enrobés bitumeux." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0035.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la fissuration des enrobes bitumineux utilises en construction routiere. Dans une premiere partie, nous rappelons les equations formulant la loi de comportement du materiau, dans le cadre de la viscoelasticite lineaire. Nous exposons les differentes techniques d'identification, ainsi que les procedures d'analyse des structures. En ce qui concerne ce dernier point, l'accent est mis sur deux approches: le principe de correspondance de schapery et la technique de la transformee de laplace. Le principe de correspondance est ensuite applique a la description du champ mecanique en milieu viscoelastique. On termine partie par l'etude de la vitesse de propagation en fatigue ; une loi de type paris, dont les parametres sont a identifier, est retenue. Dans seconde partie, sont presentees les differentes techniques experimentales ; cette revue generale nous a amene a mettre au point un nouvel essai, entierement concu et realise au laboratoire, adapte aux essais de fissuration des enrobes. Le dispositif experimental est decrit, ainsi que la modelisation numerique utilisee pour determiner les facteurs d'intensite de contraintes. Le couplage des mesures et de la modelisation conduit a deux procedures d'identification des parametres, en mode d'ouverture et en mode mixte. La derniere partie est consacree a la presentation des resultats concernant deux materiaux interessant notre partenaire industriel. Nous proposons une nouvelle formulation du facteur d'intensite de contraintes effectif en mode mixte, utilisant les parametres de fatigue determines en mode i, qui permet d'estimer la duree de vie d'une structure soumise au trafic et aux variations thermiques
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Zeng, Tao. "Modélisation multi-échelle des comportements plastiques et viscoplastiques des géomatériaux polycristallins." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10099/document.
Full textAbstract:
La plupart des géomatériaux sont hétérogènes à différentes échelles matérielles. Le comportement mécanique macroscopique de ces matériaux dépend directement de la composition minéralogique et de la microstructure ainsi que leurs évolutions. Cette étude fait un simple essai d'étendre le modèle polycristallin le plus largement utilisé en métallographie à un type de matériaux géologiques quasi-fragiles : le granit. La fonction de charge standard et le potentiel plastique sont modifiés pour tenir compte des principales caractéristiques mécaniques des géomatériaux, e.g. la sensibilité à la pression et la dilatance plastique. Ce modèle d'auto-cohérence d'abord proposé par Hill est adoptée pour relier les champs locaux et ceux globaux. La réponse du macropolycristal est déterminée par le procédé d'homogénéisation classique. La mise en œuvre de la procédure numérique de stress microscopique et macroscopique est donnée et les éventuelles difficultés rencontrées sont mis en évidence. L'identification de sept paramètres micromécaniques est brièvement décrite. La validité du modèle développé est vérifiée par la comparaison entre les prédictions du modèle et les données expérimentales sur le test conventionnels et aussi sur le test traditionnel -- compression triaxialeMost geomaterials are heterogeneous material at different scales. The macroscopic mechanical behavior of these materials depends directly on the mineralogical composition and microstructure as well as their evolution. The present study makes a simple trial to extend the most widely used polycrystalline model in metallography to a typical quasi-brittle geological material--granite. The standard yield criterion and plastic potential are modified to consider the main mechanical features of geomaterial, e.g. pressure sensitivity and plastic dilatancy. The full self-consistent model firstly proposed by Hill is adopted to relate the local fields and overall ones. And the macro response of polycrystal is determined by the classical homogenization process. The numerical implementation of local and macro stress update procedure are given and the possible difficulties encountered are pointed out. The identification of seven micromechanical parameters is briefly described. The validity of the developed model is checked through the comparisons between model's predictions and experimental data on both conventional and true triaxial compression tests, respectively
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Le, Poulain Franck. "Caractérisation de la fissuration multiple par corrosion sous contrainte et modélisation du comportement mécanique macroscopique par homogénéisation." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12646.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de proposer une modélisation du comportement mécanique macroscopique d'un acier inoxydable soumis au phénomène de fissuration par corrosion sous contrainte. A partir de l'observation de la fissuration de surface par vidéomicroscopie in situ, les propriétés élastiques effectives sont déterminées par des techniques d'homogénéisation. Deux approches, basées soit sur la théorie de non-interaction, soit sur la théorie d'interaction sont traitées. La modélisation est validée en confrontant les courbes d'écrouissage simulées aux courbes d'écrouissage expérimentalesThe purpose of this study is to propose a modelling of the macroscopic mechanical behavior of a stainless steel subjected to the phenomenon of stress corrosion cracking. From the observation of the cracking of surface by in situ videomicroscopy, the effective elastic properties are determined by techniques of homogenisation. Two approaches, based either on the theory of non-interaction, or on the theory of interaction are treated. Modelling is validated by comparing the curves of work hardening simulated with the experimental curves of work hardening
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Naproux, Pierre. "Les microcendres (cendres volantes traitées) et leurs emplois dans les bétons hydrauliques." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0015.
Full textAbstract:
Les microcendres etudiees dans cette these ont ete obtenues a partir de cendres volantes silico-alumineuses, par broyage et par selection granulaire. Les microcendres, lorsqu'elles sont privees de grains grossiers, sont compatibles avec des dosages importants en superplastifiant: elles conduisent ainsi a des mortiers a rapport eau/liant reduit, qui acquierent alors des performances mecaniques elevees. L'installation d'un prototype industriel dans une centrale thermique a permis de produire des quantites de microcendres suffisantes pour mener des etudes sur betons. Il est apparu que le traitement microcendres reduit le retard de durcissement initial des betons constate avec les cendres brutes ; il permet d'obtenir facilement des betons a hautes performances en employant ces nouvelles additions minerales ; enfin, il va dans le sens d'accroitre la durabilite des betons. Cette etude phenomenologique sur mortiers et betons a ete completee, sur les mortiers seulement, par une modelisation s'inspirant de la methode des plans d'experiences et aboutissant a une prevision des resistances mecaniques. Cette methodologie pourra etre extrapolee aux betons
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Bertholio, Frédéric. "Etude de la polymérisation et de l'isomérisation endo-exo des résines à terminaisons nadimides : étude de l'influence de la polymolécularité sur les propriétés mécaniques." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10285.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur une resine thermodurcissable (un polyimide a terminaisons nadimides) qui reticule thermiquement. Une etude, basee sur des composes modeles, a permis de caracteriser les phenomenes precedant la polymerisation: l'isomerisation endo-exo des terminaisons nadimides. Cette transformation s'effectue des la fusion ou des la temperature de transition vitreuse. Cette isomerisation endo-exo s'accomplit par l'intermediaire d'un mecanisme intermoleculaire (reactions de retro-diels-alder ou de diels-alder). D'autre part, nous avons montre que la presence de bisnadimide de la methylene dianiline dans la resine, avant la polymerisation, influence le comportement mecanique du reseau reticule: les proprietes mecaniques passent par un maximum pour une concentration en ce produit comprise entre 10 et 20% en mole. Le bisnadimide de la methylene dianiline se comporte comme un plastifiant dans la resine avant polymerisation et augmente legerement la temperature de transition vitreuse du polymere reticule. L'amelioration de la synthese, dans une optique d'application industrielle, a permis de diminuer la concentration en bisnadimide de la methylene dianiline (environ 20% en mole) tout en ameliorant la duree de conservation a temperature ambiante
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Sadr, Momtazi Ali. "Comportement sous chargement cyclique des structures en béton armé fissurées puis réparées par injection de liants epoxydiques." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0013.
Full textAbstract:
Cette recherche s'inscrit dans le cadre des· études concernant la durabilité des structures en béton armé après une réparation par l'injection d'un liant époxydique au droit de sections fissurées. La première partie du mémoire résume les diverses méthodes de réparation des ouvrages et prend en considération la fatigue des matériaux lorsqu'ils sont soumis à une action clique. Des méthodes de calcul sont examinées prenant en compte ces phénomènes afin de prévoir l'évolution d'un élément fléchi. La deuxième partie concerne l'étude théorique et expérimentale de trois poutres en béton armé présentant un double défaut en leur milieu : une reprise de bétonnage et une interruption des armatures tendues. Les résultats obtenus sur la première poutre ont permis de fixer le mode de réparation ainsi que les paramètres d'essais pour les deux autres poutres. Suivant la nature du défaut ct le taux de chargement, deux méthodes de calcul pour prévoir le comportement de tels éléments sont adoptées au cours d'un premier chargement. L'étude expérimentale sur les poutres réparées a permis de mettre en relief le mode de fonctionnement de la section réparée, ainsi que d'examiner la tenue de la réparation sous un chargement cyclique à taux variable et puis jusqu' à rupture. Les résultats expérimentaux sont traduits par des expressions analytiques et pour le dernier taux de chargement cyclique correspondant à la sollicitation de service de la structure, une comparaison avec une prévision théorique est présentéeThis research describes the studies that concern resistance and durability of reinforced concrete structures. Before and after being repaired by injection of an epoxy leant in cracked sections. The first part of this research summarizes different methods of repairing the structures and takes into consideration the fatigue of materials when they are under cyclic loading. The analytical methods are examined (considering these phenomena) to predict the evaluation of a bent element. The second part concerns theoretical and experimental studies of three reinforced concrete beams. These beams have two damaged parts in their central section : a concrete retaking and a failure of armature. The results obtained on the first beam allow us to determine the repairing method as well as the parameters of the tests for the two other beams. According to the nature of damage and the rate of loading for the first loading, two computing methods are adapted to predict the behaviour of these elements. The experimental study on these repaired beams has allowed us to determine the function of repaired sections as well as to examine the resistance, behaviour and appearance of the repaired section under a variable rate of cyclic loading, until the fracture point. The experimental results are interpreted by analytical expressions and for the final rate of cyclic loading, corresponding to the usual purposes of the structures, a comparison with the theoretical predictions is presented
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El, Hachem Michel. "Étude de l'influence de la fibre de fonte sur le retrait et le fluage du béton." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1990. http://www.theses.fr/1990ECAP0127.
Full textAbstract:
Cette thèse comporte une étude expérimentale dont le but a été tout d'abord d'étudier la composition spécifique du béton de fibres. Une étude microscopique de bétons de fibres au stereomicroscope et au microscope électronique à balayage a été faite dans le but d'avoir une idée sur l'orientation des fibres et sur l'adhérence fibres-bétons. Des mesures de perméabilité ont été effectuées sur le béton de fibres dans le but d'étudier l'influence de l'orientation des fibres après vibration sur la perméabilité. Toutes les propriétés mécaniques ont été étudiées. Les essais de retrait réalisés sont les suivants: retrait au jeune âge, retrait gène a partir de 24 heures et retrait à long terme. Une formule empirique a été établie permettant de calculer la contrainte à la rupture de retrait gène en fonction de la fréquence de résonance, cela pour les bétons témoins et les bétons de fibres. Des essais de fluage ont été effectues à partir de 28 jours. Une étude théorique, comportant sur la validation de trois théories différentes, permet de calculer le retrait théorique en fonction du retrait du béton témoin.
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Ponnelle, Sylvain. "Propagation des fissures par fatigue a haute temperature dans l'Inconel 718 : effets de microstructure et de chargements complexes." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1003.
Full textAbstract:
L'objectif de cette etude sur de la propagation des fissures par fatigue a haute temperature dans l'alliage 718 est d'une part de s'approcher des conditions reelles d'utilisation et d'autre part de contribuer a la comprehension de l'effet d'un temps de maintien pendant un cycle de fatigue. Le premier aspect est aborde par l'utilisation d'une piece industrielle reelle (disque de turbine) de la production de snecma moteurs. Des essais de propagation en fatigue-fluage a 650\c sur eprouvettes ct (fissures longues 2d) ainsi que sur eprouvettes kb 2. 5 (petites fissures semi-circulaires) montrent une forte interaction entre l'orientation du front de fissure et le fibrage induit par les operations de mise en forme. Lorsque le front de fissure est perpendiculaire au fibrage, le delaminage transverse des eprouvettes le long d'alignements de phases annule tout effet accelerateur du temps de maintien. Lorsque le front de fissure se propage entre les nappes de phase , l'effet de temps de maintien est tres marque. Sur defaut 3d, une forte anisotropie de la vitesse de propagation est observee, liee aux effets d'environnement car absente sous vide. Pour le second aspect, l'application de chargements mecaniques plus proches de la realite que le cycle de fatigue-fluage montre que la sensibilite au temps de maintien peut etre fortement reduite des qu'on decharge mecaniquement l'eprouvette avant l'application du palier (cycle avec pic de contrainte). Des 20% de decharge, l'effet d'un temps de maintien de 300s est annule. La simulation numerique de ce type de chargement montre que les effets d'environnement sont annihiles par une relaxation rapide des contraintes et une forte diminution de la vitesse de deformation, empechant le transport des especes fragilisantes dans le materiau. De plus, on montre que la variation de la temperature pendant le temps de maintien peut egalement mener a un fort ralentissement de la vitesse de propagation par rapport a des conditions isothermes.
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Cadenas, Herrera Pedro Vicente. "Influence du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques statiques d'un alliage d'aluminium 6082-T6." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10005.
Full textAbstract:
Le travail proposé consiste à l'étude du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques de traction, de ténacité et de microdureté d'un alliage d'aluminium 6082- T6. Ces travaux à forte dominante expérimentale ont nécessité la réalisation assez conséquente des essais de fatigue en contrôle de charge (R= 0.1) à différents pourcentage de la durée de vie (0-90%) et pour trois niveaux de contrainte maximale appliquée (200, 250 et 275 MPa). Le pré-endommagement est déterminé par la courbe S-N du matériau et la loi linéaire de Miner. Les éprouvettes avec les différents pré-endommagements sont utilisées pour les essais de traction monotone, de déchirure ductile et de microindentation. L'évolution des différentes propriétés en fonction du pré-endommagement est identifiée par rapport aux valeurs correspondant à l'état initial (sans pré-endommagement). Les résultats montrent que les propriétés mécaniques de traction ne présentent pas d'évolution significative en fonction du pré-endommagement par fatigue alors que les propriétés critiques de ténacité diminuent avec le pré-endommagement. La perte de ténacité est d'autant plus accentuée que la contrainte maximale de pré-endommagement est faible. La diminution de la ténacité du matériau résulte à la fois de la présence de microfissures de fatigue qui se sont initiées aux joints de grains et de l'augmentation de la microdureté. Sur la base de l'évolution des différentes propriétés mécaniques en fonction du pré-endommagement, des courbes d'isodommages ont été établies. Ces dernières permettent d'estimer la durée de vie résiduelle pour l'alliage étudiéThe present work has been conducted to study the effect of cumulative high cycle fatigue damage, on the tensile mechanical properties, toughness and hardness, of an AA6082-T6 aluminium alloy. Axial fatigue tests under load controlled conditions (R = 0.1) up to different fatigue life fractions achieved at maximum stresses of 200, 250 and 275 MPa were carried out. Cumulative damage has been determined from the S-N curve of the material and the Palmgren-Miner Iinear rule. Samples with different cumulative damage were subsequently subjected to tensile, tear and microindentation tests. The evolution of the different properties as a function of the cumulative damage has been reported in relation to the reference values of such properties in the undamaged state. The results obtained show that the tensile mechanical properties do not exhibit a significant change as a function of the cumulative damage, whereas the critical toughness properties decrease as damage increases. The decrease in toughness is more marked as the maximum stress applied to the material decreases. Such a decrease in toughness is associated with the presence of microcracks that are nucleated at grain boundaries and it is more pronounced as the hardness of the material increases (work-hardening). Such a phenomenon gives rise to a modification of the fracture mode, from ductile, for the undamaged material, to a mixed ductile-brittle mode after cumulative damage. The change of the different mechanical properties with cumulative damage allowed the determination of the isodamage curves for the alloy, which could be employed for predicting the high cycle fatigue remnant life of the material under investigation
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Comby, Peyrot Isabelle. "Development and validation of a 3D computional tool to describe damage and fracture due to Alcali-Silica Reaction in concrete structures." Paris, ENMP, 2006. http://pastel.paristech.org/2096/01/these-comby.pdf.
Full textAbstract:
La Réaction Alcali-Silice (RAS) est une réaction chimique de dégradation des bétons occasionnant des désordres irréversibles au niveau de l’ouvrage. La modélisation de l’endommagement et de la fissuration d’une structure en béton tridimensionnelle victime de la RAS est donc de première importance en génie civil. Le logiciel FEMCAM (Finite Element Model for Concrete Analysis Method) a été développé dans ce cadre, afin de modéliser le comportement mécanique tridimensionnel des matériaux quasi-fragiles tels que les bétons. Dans cette thèse, nous avons développé une approche mésoscopique où le béton est considéré comme un matériau biphasé en présence de granulats et d’une pâte de mortier. Le modèle non local de Mazars avec formulation implicite a ainsi été implémenté et validé dans notre code Eléments Finis pour rendre compte du comportement élastique endommageable de la pâte de mortier. Nous abordons ensuite l’identification des paramètres élastiques et d’endommagement de ce modèle. Une attention particulière est portée à la campagne expérimentale menée au département Génie Civil de l’Ecole des Mines de Douai. Ces résultats expérimentaux ont été comparés aux résultats numériques via le module d’analyse inverse «RheOConcrete ». Des tests de compression, flexion trois points, essais brésiliens ont été ainsi réalisés. Les exemples d’applications proposés montrent l’influence du volume, de la répartition et du diamètre des granulats sur le comportement du béton. Nous utilisons ces résultats pour analyser les conséquences mécaniques de la RAS sur une éprouvette en béton. Les résultats numériques d’un béton soumis à un gonflement granulaire sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus à l’Ecole des Mines de Douai. Cela permet de vérifier non seulement la cohérence du modèle numérique mais aussi de mieux comprendre l’influence de certains paramètres sur le mécanisme de la RAS. Enfin, nous soulignons l’importance de décrire avec précision les macrofissures générées par la réaction chimique. La dernière partie du mémoire concerne l’implémentation et la validation de la fissuration discrète en trois dimensionsThe Alkali-Silica Reaction (ASR) induces aggregates swelling leading to irreversible degradation of concrete structures. Modelling damage and cracks in a 3D concrete structure submitted to ASR is hence of prime importance in civil engineering. FEMCAM (Finite Element Model for Concrete Analysis Method) software has been developed within this framework to model 3D numerical concrete. In this thesis, we have developed a mesoscale approach where concrete is considered as a heterogeneous material with two main phases: the mortar paste and aggregates. An elastic damage law has been successfully implemented to take into account the mortar paste behavior. The non local Mazars model with an implicit formulation is hence used to deal with damage. This model requires determining elastic and damage parameters. In this way, an experimental campaign has been carried out at the Civil Engineering Department of the Ecole des Mines de Douai to identify concrete material parameters. These experimental results have been compared with numerical ones through the inverse analysis modulus RheOConcrete. Applications on concrete (compression tests, three point bending tests and “Brazilian” splitting tests) have been also performed. The influence of the distribution, diameters and volume of aggregates on concrete behavior has been studied. The comparison between the numerical global responses of a concrete sample submitted to ASR and experimental ones are available. These comparisons are based on previous experimental works carried out at the Ecole des Mines de Douai. It leads to compare numerical and experimental approaches and to better understand the mechanism of ASR under the control of some parameters. Finally, we have underlined the importance of describing macrocracks in concrete sample with a great accuracy to improve the model. The last part of this project concerns the implementation and the validation of a 3D Discrete Crack Propagation technique to model explicitly 3D crack propagation
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Huon, Vincent. "Une étude expérimentale et une première modélisation du comportement thermomécanique endommageable de quelques bétons." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20045.
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