Tesi: "Constructions en béton armé – Innovation"

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Hangan, Sandu. "Les premiers bétons armés dans l’architecture des églises catholiques en France (1890-1940) : une fusion entre innovation et tradition à l’épreuve de la restauration contemporaine". Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2024. http://www.theses.fr/2024PESC2002.

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Abstract (sommario):

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

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Bouillard, Théophile. "Optimisation et caractérisation d'un béton haute performance renforcé par des fibres résistantes à la corrosion". Electronic Thesis or Diss., Toulouse 3, 2023. http://www.theses.fr/2023TOU30370.

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Abstract (sommario):

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

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Reimeringer, Mathieu. "Contribution à l'étude de l'effondrement d'une structure en béton armé". Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2022.

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Abstract (sommario):

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

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Langlois, Anne-Marie. "Influence de l'endommagement sur la fiabilité structurale de ponts en béton armé : étude de cas". Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/21327.

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Abstract (sommario):

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

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Casaux-Ginestet, Géraldine. "Modélisation tridimensionnelle du comportement sismique d'ouvrages en béton armé : développement de méthodes simplifiées". Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0033.

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Hamza, Sami. "Analyse probabiliste de la vulnérabilité sismique des bâtiments existants : application aux structures à portiques en béton armé". Université de Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0332.

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Abstract (sommario):

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

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Cheriet, Taoufik. "Contribution à l’étude du béton arme expansif". Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0057.

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Abstract (sommario):

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

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Sabri, Mohamed. "Contribution à l'analyse de la réponse aux chocs de structures en béton armé". Chambéry, 2006. http://www.theses.fr/2006CHAMS037.

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Abstract (sommario):

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

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Razani, Mahmoud. "Contribution à l’étude du comportement des dalles en béton arme et fibre sous sollicitation de choc". Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0036.

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Abstract (sommario):

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

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Delhomme, Fabien. "Etude du comportement sous impact d'une structure pare-blocs en béton armé". Chambéry, 2005. http://www.theses.fr/2005CHAMS004.

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Abstract (sommario):

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

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Plamondon, Millie. "Étude de l'influence de l'endommagement sur la fiabilité d'un pont existant en béton armé". Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25898/25898.pdf.

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AVERBUCH, DANIEL. "Approche du dimensionnement des structures en béton armé par le calcul à la rupture". Marne-la-vallée, ENPC, 1996. http://www.theses.fr/1996ENPC9611.

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Abstract (sommario):

Ce travail est destiné à mettre au point une méthode de dimensionnement à l'état limite ultime des structures en béton armé fondée sur le calcul à la rupture. La méthode propose une analyse bidimensionnelle, en contrainte plane, dans laquelle les armatures sont représentées comme des milieux continus unidimensionnels plongés dans le béton considéré comme un milieu continu bidimensionnel (modélisation mixte). Appliquant la méthode à la prise en compte de l'effort tranchant dans le dimensionnement des poutres en flexion, on propose de modéliser le renforcement transversal des poutres par la procédure d'homogénéisation en calcul à la rupture, tout en conservant une modélisation discrète des armatures longitudinales. Ayant choisi des critères de résistance simplifiés pour le béton et les armatures, on montre ensuite les limites d'une approche unidimensionnelle du dimensionnement des poutres par le calcul à la rupture. On développe donc une approche numérique fondée sur la programmation linéaire dans le cadre de la méthode des éléments finis. Cette dernière approche permet ainsi d'évaluer l'influence de l'effort tranchant sur la résistance des poutres et de déterminer le domaine de validité de l'approche unidimensionnelle proposée précédemment. La modélisation et l'approche numérique sont finalement validées par comparaison avec des résultats expérimentaux.

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Nahas, Georges. "Calcul à la ruine des structures en béton". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066608.

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Abstract (sommario):

Etude du comportement multiaxial du béton. Etude d'un cas expérimental (perforation d'une dalle en béton); essais multiaxiaux pour la caractérisation du comportement du béton (comportements fragile et ductile en fonction de l'état de confinement). Modèle proposé, basé sur la théorie de la plasticité (en particulièrement possibilité de représenter l'anisotropie induite par la fissuration). Applications. Le modèle a été introduit dans deux programmes d'éléments finis du système Cast3M; étude de la perforation d'une dalle en béton par un projectile rigide (programme plexus); étude de l'effondrement d'un modèle réduit (1/6) d'enceinte de confinement de réacteur nucléaire REP (programme inca). Résultats satisfaisants pour le comportement d'ensemble et local.

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Delhumeau, Gwenaël. "Hennebique et la construction en béton armé, 1892-1914 : des brevets aux matériaux". Paris 4, 1994. http://www.theses.fr/1995PA040184.

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Abstract (sommario):

Cette thèse en Histoire de l'art, réalisée sous la direction de B. Foucart, porte sur l'histoire de la construction en béton armé avant la Première Guerre mondiale, et plus spécifiquement sur l'activité de la firme Hennebique dont l'essor est étroitement lié à celui du matériau. Promoteur en 1892 d'un nouveau système de construction, François Hennebique (1842-1921) se trouve en effet, à la fin du siècle, à la tête d'une puissance firme d'ingénierie, véritable multinationale, qui ne cesse de croitre jusqu'à 1914. L'ampleur de l'organisation qu'il met en place afin de diffuser ses brevets, le nombre et la variété des ouvrages qu'il réalise à travers le monde, la notoriété, enfin, de sa maison le démarquent nettement de ses concurrents. Cependant, malgré cette renommée, l'œuvre d'Hennebique n'a, jusqu'à présent, été qu'effleurée par les chercheurs : le déverrouillage récent des archives de la société béton armé Hennebique nous a permis d'étudier de manière approfondie les multiples aspects de l'activité de la firme, éclairant ainsi, de manière plus générale, le développement de l'emploi du nouveau matériau qu'est, au tournant du siècle, le béton armé. Nous avons cherché, dans le cadre de cette thèse, à porter un regard nouveau sur l'évolution de la notion de "système constructif" vers celle d'un "matériau" accédant progressivement à son autonomie. Ce travail consiste, à partir de la plateforme d'observation qu'est l'entreprise Hennebique, à mieux cerner la place et le rôle des principaux acteurs (entrepreneurs, architectes, ingénieurs) de cette transformation qui conditionne l'histoire du béton armé.

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Zyskowski, Adam. "Méthodes et modèles pour l'évaluation des conséquences de la rupture d'une structure en béton armé sous l'action d'un souffle". Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2006.

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Abstract (sommario):

Ce travail est consacré à l'étude des différentes étapes du processus engendré par l'explosion et les effets mécaniques qu'elle produit. Pour ce faire, on caractérise : l'onde de pression issue d'une détonation en milieu aérien, l'espace d'expansion du champ de pression et son interaction avec une structure, les lois de comportement des matériaux et leur représentation dans les codes numériques. Des équations empiriques conçues pour prévoir les charges issues de détonations dans un milieu libre et confiné sont validées. La pertinence d'une hypothèse concernant les valeurs de la pression réfléchie d'un mur rigide lors d'une explosion est analysée. En outre, on propose un modèle simplifié du comportement de béton basé sur des contraintes équivalentes prenant en compte des modifications des propriétés mécaniques au cours des déformations. La comparaison des résultats numériques de calcul d'une plaque en béton armé soumise à une onde de choc est présentée via différents modèles constitutifs du béton.

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Richard, Théo. "Capteur sans électronique pour la surveillance sans fil de la santé des infrastructures maritimes". Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4064.

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Abstract (sommario):

L’évolution naturelle du béton hydraulique ainsi que l’effet généré par des agents pathogènes (i.e. ions chlorure) ont un impact direct sur la durabilité des structures en béton armé. Ce projet de thèse vise à mettre en œuvre une nouvelle approche SHM des ouvrages d’arts. Cette approche repose sur le développement d’un capteur passif, autonome et à faible coût, intégré directement dans l’enrobage en béton des ouvrages et communicant sans fil avec des interrogateurs externes. Cette solution technologique vise à établir un processus de maintenance prédictive à partir du suivi des fronts de pénétration des chlorures et donc de la corrosion des armatures. Une phase préliminaire de modélisations numériques et d’expérimentations nous a permis d’optimiser le choix de la topologie du capteur. Les premiers prototypes d’antennes noyées insensibles aux changements d’états diélectriques des bétons sains et dégradés ont pu être réalisés. Ces antennes ont été ensuite couplées à des charges en périphérie de leurs surfaces rayonnantes. Ces charges sont quant à elles sensibles aux chlorures. L’association de ces deux éléments définit l’architecture du capteur passif et autonome. Le principe de fonctionnement du capteur est relié à la diminution de la longueur de sa charge qui est en contact direct avec les chlorures sous l’effet de la corrosion. Cette dégradation induit une modification de la fréquence de résonance du capteur qui fait office d’indicateur de dégradation de l’enrobage en béton. Grâce à la réflexion des ondes EM émises depuis une antenne en surface de la structure, il est possible de récupérer l’information relative à l’état de corrosion de la charge. Cela définit ainsi le principe de notre solution technologique sans alimentation et sans électronique intégrée. Enfin, de larges campagnes expérimentales, sur des corps d’épreuves en béton contrôlés en laboratoire et représentatifs du parc d’ouvrages régional, nous ont permis de valider notre approche
The natural evolution of hydraulic concrete as well as the effect generated by pathogens (i.e. chloride ions) have a direct impact on the durability of reinforced concrete structures. This thesis project aims at implementing a new SHM approach to engineering structures. This approach is based on the development of a passive, autonomous and low-cost sensor, directly integrated into the concrete coating of the structures and communicating wirelessly with external interrogators. This technological solution aims at establishing a predictive maintenance process based on the monitoring of chloride penetration fronts and therefore of reinforcement corrosion. A preliminary phase of digital modelling and experiments allowed us to optimize the choice of the sensor topology. The first prototypes of drowned antennas insensitive to changes in the dielectric states of healthy and degraded concrete were produced. These antennas were then coupled to loads on the periphery of their radiating surfaces. These fillers are sensitive to chlorides. The combination of these two elements defines the architecture of the passive and autonomous sensor. The operating principle of the sensor is related to the length reduction of its load, which is in direct contact with chlorides due to corrosion. his degradation induces a change in the resonance frequency of the sensor, which acts as an indicator of degradation of the concrete coating. By reflecting the EM waves emitted from an antenna on the surface of the structure, it is possible to recover information about the corrosion state of the load. This defines the principle of our technological solution, without power supply and without integrated electronics. Finally, extensive experimental campaigns on laboratory-controlled concrete test bodies which represent the regional fleet of structures, enabled us to validate our approach

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Ulm, Franz-Josef. "Modélisation élastoplastique avec endommagement du béton de structure. Application aux calculs statiques et dynamiques de structures en béton armé et béton précontraint". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529366.

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Abstract (sommario):

Le but de cette thèse est l'étude prédictive par calcul aux éléments finis des effets de la fissuration à l'échelle de structures en béton armé et précontraint soumises à des chargements statiques, cycliques et dynamiques. Il s'agit d'une part de préciser les lois de comportement des matériaux constitutifs de ces structures, et d'autre part de développer des outils numériques adaptés. Pour la modélisation du comportement du béton, un modèle du comportement macroscopique est présenté, couplant la plasticité à l'endommagement. Pour la partie plastique, il s'agit d'adapter la loi élastoplastique au comportement spécifique du béton. La (micro)fissuration du matériau est représentée à l'échelle macroscopique en termes de déformations plastiques, et l'apparition et l'évolution du dommage par l'évolution de variables plastiques. En particulier, la porosité plastique modélise la variation irréversible de l'espace poreux connecté créé par (micro)fissuration. Cette signification physique est à la base du couplage phénoménologique de la plasticité et de l'endommagement : les effets du dommage sont modélisés par une variation des caractéristiques élastiques fonction de la variable d'endommagement choisie : la porosité plastique. Cette loi de comportement est utilisée au sein d'un élément fini particulier : l'élément poutre multifibre, issu de l'extension des approches multicouches au cas tridimensionnel. L'outil numérique développé permet de prendre en compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques dans l'analyse de structures à poutres sous des chargement divers avec un temps de calcul raisonnable. Pour l'application au cas des structures en béton précontraint, la formulation prend en compte des déplacements relatifs (glissement) entre câble précontraint et béton : la précontrainte est traitée comme un problème de condition aux limites à l'interface acier-béton. Ces développements sont mis en oeuvre dans un code de calcul par éléments finis. Au travers d'exemples d'applications numériques, le domaine d'application et les limites des outils proposés sont précisés. Ces outils se veulent une aide à la conception pour les ingénieurs, dans les études prédictives des effets du dommage à l'échelle des structures.

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Aitali, Méhéna. "Contribution à l'étude de la fiabilité des poutres hyperstatiques en béton armé". Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0031.

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Abstract (sommario):

Cette etude traite de la conception et de la construction d'un modele de calcul permettant l'evaluation de la probabilite de ruine par flexion d'une poutre bi-encastree en beton arme soumise a l'action de charges statiques. Une relation moment-courbure originale est proposee, permettant, d'une part, de mieux tenir compte de l'adaptation plastique et, d'autre part, de realiser un gain appreciable en temps de calcul. Les resultats obtenus permettent d'evaluer de facon quantitative l'influence sur la securite, des diverses incertitudes d'execution et d'exploitation ainsi que celles d'autres parametres comme le pourcentage d'armatures ou le rapport des charges permanentes aux charges totales

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Meftah, Fekri. "Contribution à l'étude numérique des modes localises de rupture dans les structures en béton de type poutres : approche multicouches par la plasticité au gradient". Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0005.

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Abstract (sommario):

Ce travail ets une contribution à l’élaboration d’un modèle Eléments finis pour l’analyse des modes localisées de rupture dans la structure de type poutre en béton et béton armé sous sollicitations extrêmes statiques et impulsionnelles. L’amorce de la rupture dans les matériaux fragiles induit une forte localisation des déformations accompagnée par une chute de la capacité portante du matériau communément appelé adoucissement. La prise en compte de ce phénomène dans de plasticité conventionnelle, en vue d’une modélisation pas éléments finis, conduit à une solution dépendant pathologiquement du maillage. Ainsi, la zone de localisation est complètement déterminée par la discrétisation et une convergence vers une solution unique n’est plus assurée. La raison d’un tel comportement est que le système d’équations régissant l’équilibre ou le mouvement change de nature et devient mal posé, lorsque le matériau entre dans sa phase post pic. Différentes approches, dites méthodes de régularisation, permettent de préserver le caractère bien posé du système d’équations. Elles consistent à enrichir la description mécanique du milieu. Ceci se traduit le plus souvent par l’introduction d’une longueur caractéristique dans milieu jouant le rôle de limiteur de localisation. C’est dans ce contexte que s’inscrit le présent travail. Il est consacré à la mise en œuvre de la théorie de la plasticité au gradient d’ordre supérieur dans le calcul de structures de type poutre en béton et béton armé. Un élément fini mixte de poutre multicouche basée sur le formalisme de cette technique de régularisation et sur une cinématique simplifiée est élaboré. L’application à des cas de structures est présentée pour illustrer et valider l’approche. L’influence de l’introduction de l’énergie de fissuration comme un paramètre matériau du fait du caractère non local de la théorie et de la capacité du modèle à décrire l’effet de l’échelle sont également analysées
Structural geometrical exhibit stain softening due to non-homogeneous deformations. Softening behavior is a precursor to failure and involves localization of deformation. When it is taken into account, in a standard continuum theories, such as convention plasticity, the strain softening phenomenon leads to ill-posed boundary or initial value problems, since the governing equations loose ellipticity or hyperbolicity. Therefore, numerical simulations suffer from extreme mesh dependence. The localization zone is complexly determined by the discretization and convergence to unique solution in no more obtained. In this work, the gradient-dependent plasticity theory is used as a localization limiter to prevent standard continuum deficiency. The essential feature of this theory is the dependence of the yield function upon the second order spatial gradient of the plastic strain measure. This term allows keeping well-posed character of the problem during localization. Furthermore, the gradient dependence makes difficult to determine the increments of the plastic multiplier, since the consistency condition is a partial differential equation. Therefore, it is satisfied in a weak or distributed sense, leading to a mixed formulation where the plastic strain filed is discretized in addition to the usual discretization of the displacement filed. In this contribution, a layered approach based on gradient plasticity is developed. A gradient dependent layered beam finite element is then elaborated. It allows ensuring numerical solution which is mesh independent. Application to concrete and reinforced concrete beams under static and impulsive loading ie presented to validate and illustrate the approach. The use of the fracture energy as a material parameter and the possibility of the model to describe the size effect are also scrutinized

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Fnine, Abdelilah. "Ausculation de la peau du béton par ondes ultrasonores haute fréquence". Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Fnine.pdf.

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Abstract (sommario):

Les ouvrages de génie civil en béton armé sont destinés à assurer un certain nombre de fonctions souvent pendant plusieurs siècles. Les armatures en acier sont protégées de l'extérieur par quelques centimètres de béton appelés épaisseur d'enrobage, couche protectrice très importante pour la durée de vie. De nombreuses agressions chimiques et physiques sont capables d'altérer cette protection, ce qui conduit à la corrosion des armatures, à de la fissuration ou de la microfissuration, et à l'augmentation de la porosité. L'intérêt principal du contrôle non destructif (CND) comme outil d'auscultation est qu'il permet sans toucher à l'intégrité de l'ouvrage de réaliser des investigations (même répétées dans le temps). L'originalité du travail est d'utiliser les ondes ultrasonores de surface (OS) se propageant à la surface du béton, dont la propagation est perturbée par des obstacles (fissures, trous,. . . ) ou des modifications des propriétés du matériau (hétérogénéités). Il en découle des modifications de vitesse, d'atténuation et d'amplitude. L'analyse est conduite à des fréquences de 0,5 à 1 MHz, gamme de fréquence inhabituelle dans le domaine du génie civil, mais qui s'impose au vu de la faible épaisseur de la couche dégradée et de la taille des discontinuités engendrées par la dégradation. Les ondes de Rayleigh sont adaptées à notre problématique puisque elles sont les seules utilisables si une seule face de l'ouvrage est accessible et leur profondeur de pénétration est en rapport avec leur longueur d'onde et donc avec la fréquence employée. Le travail a permis de passer d'un dispositif acoustique avec contact à un robot émetteur-récepteur sans contact automatisé (gain de temps, répétition des mesures sur une même zone, moins de perte d'énergie due au couplage, meilleure précision des mesures). Des programmes de traitement originaux des signaux acoustiques permettent l'estimation des paramètres principaux. La méthode Slant Stack (méthode de mesure de la vitesse) permet une détermination précise de la caractéristique de la dispersion. D'autre part, il a été mis en évidence la possibilité de distinguer les classes de résistance du béton, de détecter une zone carbonatée, de détecter une fissure, de localiser l'amorçage d'une fissure avant qu'elle ne soit visible. Cependant, la technique n'est pas capable de distinguer la différence entre un remplissage de la porosité par une eau chlorée ou non. De nombreuses études ont été menées aussi bien en laboratoire que sur ouvrages réels. Les différents essais réalisés (en laboratoire et sur site) ont toujours fait l'objet d'un croisement des techniques qui montre la plus-value apportée par la combinaison de plusieurs méthodes.

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Orellan, Herrera Juan-Carlos. "Efficacité et effets secondaires des techniques électrochimiques de maintenance des structures en béton armé". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30220.

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Thang, Anh Long. "Évaluation de la dégradation du béton par ondes ultrasonores". Lille 1, 2006. http://www.theses.fr/2007LIL10164.

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Abstract (sommario):

Les ouvrages en béton armé ont aujourd'hui en moyenne un âge qui approche de la période critique d'amorçage de la corrosion des aciers de renfort (de 30 à 50 ans), et leur remise à niveau représente un enjeu économique considérable. Les études dans le cadre de cette thèse ont pour but d'apporter des éléments de réponse à la question préoccupant les ingénieurs, à savoir l'influence de la corrosion des armatures sur la résistance mécanique des structures et les marges résiduelles par rapport à la ruine. Ces informations sont nécessaires pour obtenir l'évolution de la perte de capacité des ouvrages soumis à la corrosion. L'étude de cette évolution est calée sur les principales phases qui caractérisent la dégradation d'une structure. Ces informations sont néccessaires pour mettre en place une politique de gestion du patrimoine et décider en connaissance de cause d'une planification des travaux de réparation, du renforcement ou du remplacement des éléments d'ouvrage défaillants. Le mémoire comporte six chapitres. Le premier chapitre propose un modèle d'évolution dans le temps des performances d'un ouvrage selon trois étapes : étape d'initiation ti, étape de déterioration stable tsp et étape de déterioration imprévisible tup. Le chapitre 2 précise la première étape pour des éléments en béton armé et béton précontraint. Le chapitre 3 analyse les mécanismes de corrosion et leurs conséquences sur les structures en béton. Le chapitre 4 porte sur la prédiction de la corrélation entre l'adhérence et la corrosion. Le chapitre 5 développe une méthode de calcul de l'évalauation du comportement structurel des éléments. Cette méthode permet d'intégrer les conséquences de la corrosion des armatures dans le comportement de la structure. Le chapitre 6 propose une validation du modèle par comparaison avec des essais expérimentaux, notamment ceux du projet "Benchmark des poutres de la Rance"

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Loukil, Olfa. "Etude expérimentale et numérique de la dégradation d'éléments structurels en béton armé par corrosion sous courant imposé". Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1138/document.

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Abstract (sommario):

La corrosion des aciers dans le béton armé conduit à la formation de produits de corrosion (PdC) qui, outre les pertes de section, génère des contraintes mécaniques à l’interface acier/béton qui mènent, à terme, à la fissuration du béton. Le diagnostic de ce type de dégradation est souvent difficile et limite l’évaluation de l’aptitude au service de l’ouvrage, la prédiction de l’évolution des dégradations et le choix adapté d’une méthode de réparation. L’objectif de cette étude est de préciser et de quantifier les relations entre les dégradations internes dues à la corrosion de l’armature (formation de PdC et fissuration du béton) et les dégradations externes (fissuration du béton).Un programme expérimental a été défini pour appréhender ces mécanismes de dégradations. La corrosion des armatures des corps d'épreuve en béton armé confectionnés dans le cadre de cette étude a été générée de manière artificielle et accélérée en présence d'ions chlorure sous un courant imposé en considérant trois densités de courant (50,100 et 200 µA/cm²) et différentes durées.Les caractérisations électrochimiques avant et après corrosion accélérée ont permis de démontrer le passage de la corrosion passive à active des armatures dans le béton à l'échelle macroscopique. L'analyse au MEB des PdC créés à l’interface acier/béton (échelle microscopique) a montré une hétérogénéité importante de ces PdC autour de l'armature, en termes de répartition et d'épaisseurs (entre 0 et 1584 µm). Cette hétérogénéité peut s'expliquer par l'évolution des zones anodiques et cathodiques étant donné la dissymétrie géométrique des corps d’épreuve, les conditions de l'essai accéléré qui engendrent des environnements différents (gradients d'humidité, d'ions chlorure et d'oxygène) et la nature du matériau béton (granulats, porosité).La fissuration interne (orientation, ouverture et longueur de fissures) et externe (ouverture maximale de fissure) du béton d’enrobage induite par la formation des PdC a été analysée. Les faciès de fissuration internes sont constitués d’une à cinq fissures réparties en trois groupes. Les premier et second groupes rassemblent les fissures horizontales et les fissures verticales progressant des côtés de plus petit enrobage. Le troisième groupe est formé des fissures obliques situées du côté opposé aux fissures horizontales. Les ouvertures de fissures internes sont comprises entre 0,1 et 0,4 mm et leurs longueurs entre 1 et 3 cm. Les ouvertures de fissures externes maximales, localisées sur les faces du faible enrobage, varient entre 0,1 et 0,7 mm.L’effort maximum appliqué durant les essais d’arrachement diminue en fonction du taux de corrosion, mais ces taux se sont révélés trop faibles pour influencer la loi de l’interface acier/béton. Le mécanisme prépondérant de rupture observé est l’éclatement du béton d’enrobage qui est resté inchangé avec le niveau de corrosion.Un scénario de « cause à effet » entre la corrosion de l’armature et la dégradation mécanique du béton a été proposé en prenant en compte l'ensemble des résultats.A partir des nombreuses données expérimentales acquises, deux modèles ont été élaborés. Un premier modèle a été développé pour expliquer l’initiation et le développement de la corrosion des aciers. Les résultats numériques permettent de déterminer l’instant d’amorçage de la corrosion selon la densité de courant.Une deuxième modélisation qui a pour objectif d’analyser le comportement mécanique du béton armé corrodé a été mise en place. Les résultats ont montré que la seule prise en compte des épaisseurs de PdC (donnée d'entrée expérimentale) n'était pas suffisante pour obtenir un résultat numérique en adéquation avec le faciès de fissuration interne obtenu expérimentalement. Dans une seconde étape, la prise en compte de nouvelles répartitions des épaisseurs des PdC a permis d'améliorer la concordance entre les résultats numériques et expérimentaux
Corrosion of steel in reinforced concrete generates iron oxides which induce tensile stresses at the steel/concrete interface leading to the concrete cover cracking and loss of reinforcing bar cross-section. The evaluation of such pathology remains difficult and consequently limits the assessment of the structure serviceability, the knowledge on the degradation evolution, and the choice of a suitable repair method. The aim of this study is to correlate internal degradations (corrosion products formation and concrete cracking) induced by steel corrosion to external degradations (concrete cracking).The experimental program aims to determine these degradation mechanisms. The accelerated corrosion tests are carried out on reinforced concrete specimens in the presence of chloride ions by applying a constant current using three current densities (50,100 and 200 µA/cm²) during different exposure periods.Electrochemical properties of reinforced concrete specimens are determined before and after the accelerated corrosion tests. The quantitative evaluation of the corrosion products at the steel/concrete interface based on SEM observations (microscopic scale) demonstrates an important heterogeneity in the distribution and thicknesses (between 0 and 1584 µm). This heterogeneity can be explained by the evolution of anodic and cathodic zones due to different factors such as the non symmetric geometry of the specimens, the accelerated corrosion test environment (moisture, chloride ions and oxygen gradients), and the characteristics of concrete (aggregates, porosity).The internal (angular position, width, and length of cracks) and external crack patterns (maximum crack width) induced by the formation of corrosion products are analyzed. One to five internal cracks are identified in the internal crack patterns and they are classified in three groups. The first and second groups contain horizontal and vertical cracks which propagate in the direction of the shortest concrete cover. The third group is constituted of oblique cracks which are located in the opposite side of the horizontal cracks. The widths of the internal cracks range between 0.1 to 0.4 mm and their lengths between 1 to 3 cm. The maximum external crack widths are between 0.1 to 0.7 mm and are located on the shortest cover sides of the specimens.The maximum effort applied during the pull-out tests decreases with increasing levels of corrosion. However, the corrosion levels reach during the tests are too low to affect the steel/concrete interface behavior. The failure mode identified during the testing is concrete splitting failure regardless the corrosion level. A cause/effect scenario is proposed between steel corrosion and the mechanical induced degradation considering all experimental results.Based on experimental results, two models are proposed. The first one is developed to explain corrosion initiation and propagation. This model is able to determine the corrosion initiation time for each current density.The second model analyses the concrete cover mechanical behavior. The numerical results show that taking into account only the thickness of corrosion products (as an experimental input) does not generate a numerical cracking pattern similar to the experimental one. Then, complementary calculations considering a different distribution of the corrosion product’s thicknesses allow enhancing the agreement between experimental and numerical results

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Robert, Florent. "Contribution à l'analyse non linéaire géométrique et matérielle des ossatures spatiales en Génie Civil : application aux ouvrages d'art". Lyon, INSA, 1999. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1999ISAL0032/these.pdf.

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Abstract (sommario):

En Génie civil, la tendance actuelle à concevoir des structures de plus en plus élancées et le besoin d'optimiser les quantités de matériau, conduisent les projeteurs à mener des calculs prenant en compte les non-linéarités du système. En ouvrage d'art, considérer le couplage entre les non-linéarités matérielle et géométrique est impératif, d'où la nécessité de disposer d'outils informatiques adaptés au métier et résolvant ce problème. Nous proposons une formulation basée sur les coordonnées convectées spatiales en décomposant le mouvement d'une particule en un mouvement de corps rigide de grande amplitude et un mouvement modéré induisant les déformations. Ceci permet de prendre en compte les grands déplacements et les grandes rotations pour des éléments de poutre tridimensionnels alors que la non-linéarité matérielle repose sur l'hypothèse des petites déformations. On peut ainsi modéliser les ossatures spatiales composées de métal, de béton armé ou de béton précontraint. Les effets différés, à savoir le retrait et le fluage du béton ainsi que la relaxation des aciers de précontrainte, sont intégrés dans le schéma général de résolution. Pour simuler la construction des ouvrages d'art et étudier leur schéma statique, nous développons la prise en compte des grands déplacements pour les articulations ainsi qu'un élément simulant correctement le comportement d'un câble pesant, même lors des phases où il est détendu. Nous développons le calcul d'instabilité élastique à partir de la matrice des contraintes initiales issue de notre formulation. Nous proposons l'extension possible de l'algorithme de résolution du cas de chargement statique au cas dynamique. Nous validons notre approche en confrontant les résultats de nos calculs à des mesures expérimentales ou à la solution théorique de cas tests représentatifs. Enfin, une exemple d'utilisation du programme sur un tel projet réel est présenté : la simulation du remplacement du système de suspension du Pont de Tancarville
In the field of civil engineering, the current trend to design structures more and more slender and the need to reduce the quantities of material, lead designers to make nonlinear calculations taking into account of the nonlinearities of the System. In the field of engineering structures, considering both material and geometrical nonlinearities is essential, therefrom the necessity to have computer tools fitting the profession and solving that problem. We propose a space convected coordinates based formulation consisting in breaking up the movement of a particle into a large rigid body movement and a small movement inducing strains. Large displacements and large rotations are taken into account for tridimensional beam éléments, whereas the material nonlinearity is based on the hypothesis of small strains. We can modelize space frames made of métal, of reinforced concrète or prestressed concrète. Delayed effects, that are concrète shrinkage and creep and prestressed concrète steel relaxation, are integrated in the général resolution scheme. In order to simulate the engineering structures construction and to study their statics, we consider large displacements for articulations, and we develop a spécifie beam élément that simulâtes correctly the behaviour of weighty cables, even though when not tensed. From the initial stress matrix, we develop the linear instability calculation. We propose the possible extension of our resolution scheme from static loads to dynamic ones. We validate our approach by comparing the results of our calculations tô the expérimental results or the theoretical solution of représentative tests. At last, an example of use of the programme on a real project is shown : the simulation of the replacement of the suspension System of the Tancarville Bridge

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Hasnaoui, Fadhila. "Modélisations simplifiées pour l’analyse du risque sismique de bâtiments en béton armé". Thesis, Paris 10, 2014. http://www.theses.fr/2014PA100082.

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Abstract (sommario):

Modélisations simplifiées pour l’analyse du risque sismique de bâtiments en béton armé. Résumé de la thèse en français (1800 signes max.) : La thèse s’inscrit dans le cadre du projet MARS (Méthodes Avancées pour le Risque Sismique, EDF R&D). Elle concerne plus particulièrement certaines tâches sur le développement des méthodes simplifiées et robustes de calcul pour permettre la simulation intensive et table de la réponse sismique de bâtiments en béton armé. En effet, |’analyse de risque nécessite un très grand nombre de calculs pour tenir compte des incertitudes, tant sur le chargement (aléa sismique) que sur le comportement non linéaire des structures. Dans la première partie de ce travail, nous effectuerons une étude bibliographique sur les modèles de résolution sismique pour les bâtiments en béton armé. Cette étape va nous permettre de rassembler le maximum d’éléments nécessaires permettant de comprendre et d’identifier tous les paramètres, les avantages, les inconvénients et la limite d’utilisation de chaque procédure de calcul numérique par éléments finis. Dans la deuxième partie, on développe un macro-élément de poteau-poutre, associé â un modèle de comportement non linéaire afin de traduire la réponse de la structure sous les sollicitations sismiques. Des hypothèses cinématiques ont été adoptées pour limiter le nombre de degrés de liberté. La loi de comportement globale en cisaillement est décrite dans le cadre delà plasticité. Nous avons choisi un modèle à écrouissage cinématique pour prendre en compte la dissipation due à la fissuration. Les paramètres sont identifiés à partir de résultats expérimentaux ou bien pré-calculés par des analyses â une échelle locale (calculs 3D par éléments finis ou calcul simplifié type « Modified Compression Field Theory >>). Des analyses numériques ont été réalisées afin de valider le modèle proposé comparant à des essais expérimentaux disponibles dans la littérature
This PhD is part of the MARS project (Advanced Methods for Seismic Risk, EDF R&D). It relates particularity to the development of simplified and robust calculation. The overall aim is to significantly reduce the intensive computation time without loosing a reliable simulation of the seismic response of reinforced concrete buildings methods. Seismic risk analysis requires a very large number of repeated calculations to account for uncertainties of both the loading (seismichazard) and the nonlinear behaviour of structures. ln the first part of this work, a bibliographic study on seismic resolution models for reinforced concrete buildings is provided. This step allows collecting the maximum of necessary elements to understand and identify all the parameters, advantages, disadvantages and limits of use of each finite element calculation method. In the second part, a macro—elements for beam—column joint associated to a nonlinear behavior to reflect the response to the structure under seismic loads ls developed. Kinematic assumptions have been adopted to limit the number of degrees of freedom. The law of global shear behavior is described in the context of plasticity. A model with kinematic hardening is chosen to account for the dissipation due to cracking. Model parameters are identified from experimental results or pre-calculated by analysis on a local scale vla 3D finite element calculation or the implied "Modihed Compression Field Theory Numerical analyses were performed to validate the proposed approach against experimental tests available in the literature

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Nader, Christian. "Stratégie multi-échelles de modélisation probabiliste de la fissuration des structures en béton armé". Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1157/document.

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Abstract (sommario):

Il n'existe pas de nos jours une approche modélisatrice satisfaisante de la fissuration des structures en béton de grandes dimensions, capable d'apporter à la fois des informations sur son comportement global et local. Il s'agit pourtant d'un enjeu important pour la maîtrise de la durée de vie des structures, qui s'inscrit pleinement dans le cadre du développement durable. Nous introduisons ainsi une nouvelle approche pour modéliser le processus de fissuration dans les grandes structures en béton armé, comme les barrages ou les centrales nucléaires. Pour ces types de structures, il n'est pas raisonnable, en terme de temps de calcul, de modéliser explicitement les armatures et l'interface acier-béton. Néanmoins, l'accès aux données sur la fissuration est impératif pour les problèmes d'analyse structurelle et de diffusion. Nous avons donc développé un modèle de fissuration macroscopique probabiliste basé sur une stratégie de simulation multi-échelles afin d'obtenir de linformation sur la fissuration dans la structure, sans avoir besoin d'utiliser des approches locales. La stratégie est une sorte de processus multi-étapes qui reprend toute la modélisation de la structure dans le cadre de la méthode des éléments finis, du maillage, à la création de modèles et l'identification des paramètres. Le coeur de la stratégie est inspiré des algorithmes de régression (apprentissage supervisé): les données à l'échelle locale | base de données d'apprentissage associées à la connaissance pratique du problème mécanique | aident à formuler le modèle macroscopique. L'identification des paramètres du modèle macroscopique probabiliste dépend du problème traité car elle contient des informations sur le comportement local, obtenues en avance à l'aide de l'expérimentation numérique. Cette information est ensuite projetée à l'échelle des éléments finis macroscopiques par analyse inverse. L'expérimentation numérique est réalisé avec un modèle validé de fissuration du béton et d'un modèle d'interface acier-béton, ce qui permet une description détaillée des processus de fissuration. Bien que la phase d'identification puisse ^etre relativement longue, le calcul structurel est ainsi très efficace en terme de temps de calcul, conduisant à une réduction importante du temps de calcul global, sans perte d'information / précision sur résultats à l'èchelle macroscopique
No modeling approach exists nowadays that can provide reliable information about the cracking process in large/complex reinforced concrete structures. However, this is an important issue for controlling the lifespan of structures, which is at the heart of the principal of sustainable development. In this work we introduce a new approach to model the cracking processes in large reinforced concrete structures, like dams or nuclear power plants. For these types of structures it is unreasonable, due to calculation time, to explicitly model the rebars and the steel-concrete bond. Nevertheless, access to data about the cracking process is imperative for structural analysis and diffusion problems. So in order to draw the information about cracking in the structure, without resorting to the use of local approaches, we developed a probabilistic macroscopic cracking model based on a multi-scale simulation strategy. The strategy is a sort of a multi-steps process that takes over the whole modelization of the structure in the framework of the finite element method, from meshing, to model creation, and parameter identification. The heart of the strategy is inspired from regression (supervised learning) algorithms: data on the local scale | the training data coupled with working knowledge of the mechanical problem | would shape the macroscopic model. The probabilistic macroscopic model's identification is case-specific because it holds information about the local behavior, obtained in advance via numerical experimentation. This information is then projected to the macroscopic finite element scale via inverse analysis. Numerical experiments are performed using a validated cracking model for concrete and a bond model for the steel-concrete interface, allowing for a fine description of the cracking processes. Although the identification phase can be relatively time-consuming, the structural simulation is as a result, very time-efficient, leading to a sensitive reduction of the overall computational time, with no loss in information/accuracy of results on the macroscopic scale

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Saad, Lara. "Optimisation du coût du cycle de vie des structures en béton armé". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22692/document.

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Abstract (sommario):

Les structures de génie civil, en particulier les ponts en béton armé, doivent être conçues et gérées pour assurer les besoins de transport et de communication dans la société. Il est indispensable de garantir un fonctionnement convenable et sécuritaire de ces structures, puisque les défaillances peuvent conduire à des perturbations du transport, des pertes catastrophiques de concessions et des pertes de vies humaines, avec des impacts économiques, sociétaux et environnementaux graves, à court et à long termes. Les gestionnaires entreprennent diverses activités pour maintenir la performance et le fonctionnement adéquat à long terme, tout en satisfaisant les contraintes financières et sécuritaires. Idéalement, ils peuvent recourir à des techniques d'optimisation pour établir les compromis entre la réduction du coût du cycle de vie (LCC) et la maximisation de la durée de vie. Cela nécessite le développement de l’analyse du cycle de vie, de l’analyse de fiabilité et de l'optimisation structurale.Les approches actuelles pour la conception et la gestion des structures s’appuyant sur l’analyse du coût de cycle de vie, montrent les besoins suivants : (1) une approche intégrée et systématique pour modéliser de façon cohérente les processus de dégradation, les charges de trafic, le vieillissement et les conséquences directes et indirectes de la défaillance, (2) une considération complète des dépendances économiques, structurales et stochastiques entre les différents éléments de l’ouvrage, (3) une approche permettant de modéliser efficacement un système structural formé de plusieurs éléments interdépendants, (4) une évaluation des conséquences de la dégradation et de la redistribution des charges entre les éléments en tenant compte de la redondance du système et de la configuration de l’ouvrage, (5) une méthode d'optimisation de la conception et de la maintenance qui préserve l’exigence de fiabilité tout en considérant la robustesse de la décision. L'objectif global de cette thèse est de fournir des procédures améliorées qui peuvent être appliquées à la conception et à la gestion fiabilistes et robustes des ouvrages en béton armé, en réduisant les coûts supportés par les gestionnaires et les utilisateurs, tout en tenant compte des dépendances entre les éléments. Dans la première partie de cette thèse, une synthèse bibliographique concernant les procédures de la conception et de la maintenance basée sur des calculs fiabilistes est présentée, et les différents composants du LCC sont développés. Ensuite, une approche est proposée pour la conception des ouvrages en tenant compte du coût aux usagers et en intégrant dans la fonction du coût de cycle de vie. Le modèle couplé corrosion-fatigue est aussi considéré dans l’optimisation de la conception. La planification de la maintenance des ouvrages est ensuite développée, en considérant les différents types d'interaction entre les éléments, en particulier les dépendances économiques, structurales et stochastiques. Ce modèle utilise l'analyse de l'arbre de défaillance et les probabilités conditionnelles pour tenir compte des dépendances dans la planification de la maintenance. Les conséquences de la dégradation et de la redistribution des charges sont prises en compte dans l'approche proposée. Par ailleurs, une méthode pratique de calcul de la fiabilité d'un système formé de plusieurs composantes interdépendantes est proposée, à travers un facteur de redondance calculé par la modélisation mécanique. Enfin, une nouvelle procédure d'optimisation est proposée, permettant de tenir compte des incertitudes dans le système et la capacité structurale de s'adapter aux variabilités intrinsèques. La procédure proposée tient compte des incertitudes et de la variabilité dans une formulation cohérente, validée au moyen des applications numériques. (...)
Civil engineering structures, particularly reinforced concrete bridges, should be designed and managed to ensure the society needs. It is crucial to assure that these structures function properly and safely as damage during the service life can lead to transport disturbance, catastrophic loss of property, causalities, as well as severe economic, social, and environmental impacts, in addition to long term consequences. Decision-makers adopt various activities to maintain adequate long-term performance and functionality while satisfying financial constraints. Ideally, they may employ optimization techniques to identify the trade-offs between minimizing the life-cycle cost (LCC) and maximizing the expected service life. This requires the development of three challenging chores: life cycle analysis, reliability analysis and structural optimization. The current approaches for the design and management of structures through a Life-cycle cost analysis (LCCA) highlight the following needs: (1) an integrated and systematic approach to model coherently the deterioration processes, the increasing traffic loads, the aging and the direct and indirect consequences of failure, (2) a mutual consideration of economic, structural and stochastic dependencies between the elements of a structural system, (3) an adequate approach for the deterioration dependencies and load redistribution between the elements, (4) an improvement of system reliability computation as a function of the structural redundancy and configuration that can take into account the dependencies between the elements, (5) a consideration of design and maintenance optimization procedures that focus coherently on the robustness of the management decision and on the satisfaction of reliability requirements.The overall objective of this study is to provide improved LCCA and procedures that can be applied to select optimal and robust design and maintenance decisions regarding new and existing reinforced concrete structures, by minimizing both manager and user costs, while providing the required safety along the structure lifetime, taking into account the most severe degradation processes and the dependencies between structural elements. In the first part of this thesis, a literature review concerning the current probabilistic design and maintenance procedures is presented, and the LCC components are discussed. Then, a new approach is developed to evaluate the user delay costs on a reinforced concrete bridge structure, based on direct and indirect costs related to degradation and failure, and to integrate it to the life cycle cost function, in order to allow for probabilistic design. In addition,the coupled corrosion-fatigue model is considered in the design optimization. Afterward, a structural maintenance planning approach is developed to consider the three types of interactions, namely economic, structural and stochastic dependencies. The proposed model uses fault tree analysis and conditional probabilities to reflect the dependencies in the maintenance planning. The consequences of degradation are evaluated and a method is proposed to account for the load redistribution. Moreover, a practical formulation for quantifying the reliability of a system formed of interrelated components is proposed, by the mean of a redundancy factor that can be computed by finite element analysis. Finally, a new optimization procedure is proposed, by taking into account the uncertainties in the analysis, and the structural ability to adapt to variability, unforeseen actions or deterioration mechanisms. The proposed procedure takes account of uncertainties andvariability in one consistent formulation, which is shown through numerical applications. (...)

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Licordari, Mariangela Carolina. "Le béton armé dans l'architecture portugaise du mouvement moderne : des édifices industriels à l'architecture civile (1925 - 1965)". Thesis, Paris 1, 2019. http://www.theses.fr/2019PA01H016.

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Abstract (sommario):

L’arrivée du béton armé sur le panorama architectural mondial provoque une véritable révolution dans la façon de concevoir les espaces architecturaux. C’est évidement sur la modernité de ce matériau que repose la continuité d’une image qui traverse tout un siècle, des premières expériences dans le domaine infrastructurel et industriel aux expérimentations des pionniers du Mouvement moderne, jusqu’aux grands travaux brutalistes de la période d’après-guerre. En fait, au-delà des définitions utilisées pour fixer conceptuellement et stylistiquement cette époque, nous pouvons affirmer avec conviction que toutes les réalisations architecturales les plus significatives du XXe siècle ont été marquées et caractérisées par la centralité expressive et technique du béton armé.Le choix de se focaliser sur le cas du Portugal, et sur le rôle du béton armé dans la définition stylistique du Mouvement moderne portugais, naît d’une double volonté. En premier lieu il s’agissait d’analyser un pays qui, en dépit de sa situation périphérique et de sa petite taille par rapport aux autres grands pays européens, a été en mesure d’influencer et de marquer une grande partie de l’architecture de la seconde moitié du XXe siècle. En second lieu, cette entreprise se proposait d’approfondir le thème insuffisamment exploré de la relation intrinsèque entre le béton armé et l’architecture portugaise du XXe siècle. Il s’agit d’une relation compliquée, caractérisée à son début par un conflit idéologique entre tradition et modernité. Comme pour d’autres pays européens, également au Portugal les bâtiments industriels représentent la preuve la plus immédiate de ce changement architectural. Construits partiellement et puis entièrement en béton armé, ils sont les premiers moyens de diffusion et d’expérimentation de la technique et le symbole de la modernité recherchée. Leur complexité structurelle et leur majesté architecturale deviennent la preuve des potentialités innovantes conquises grâce à la nouvelle technique de construction et le moyen d’expression des nouveaux concepts spatiaux du Mouvement moderne. La naissance de l’architecture moderne, alors, peut être repensée comme dépendant des concepts de fonctionnalisme et rationalisme propres des bâtiments industriels et du lien qu’elle a eu avec le nouveau matériau. Il ne fait aucun doute, en fait, que ces nouvelles formes architecturales sont le résultat de la nature structurelle du béton armé et de la versatilité du système constructif, comme il n’y a aucun doute que les prototypes industriels deviennent littéralement le point de départ de l’architecture moderne. C’est donc la naissance d’une “époque nouvelle”, où l’architecture commence à s’exprimer à travers un nouveau moyen expressif : le béton armé
The arrival of reinforced concrete on the world architectural panorama causes a real revolution in the way of designing and building architectural spaces. It is obviously on the modernity of this material which rests the continuity of an image which crosses a whole century, from the first experiences in the field of infrastructure and industry to the experiments of the pioneers of the Modern Movement, until the big brutal works of the period postwar. In fact, beyond the definitions used to conceptually and stylistically fix this era, we can say with conviction that all the most significant architectural achievements of the twentieth century were marked and characterized by the expressive and technical centrality of reinforced concrete.The desire, then, to focus attention on the specific case of Portugal, and on the role of reinforced concrete in the stylistic definition of the Modern Portuguese Movement, is born from a dual will: on the one hand, the desire to analyze a country which, despite being so peripheral and small compared to other major European countries, was able to influence and mark with its presence much of the architecture of the second half of the twentieth century; on the other hand, the desire to deepen an insufficiently explored theme such as the intrinsic relationship between reinforced concrete and Portuguese architecture. It is a complicated relationship, characterized at first by an ideological conflict between tradition and modernity. As for other European countries, also in Portugal the industrial buildings represent the most immediate proof of this upheaval.Built partially and then entirely of reinforced concrete, they become the first means of diffusion and experimentation of the technique and the symbol of modernity sought.Their structural complexity and their architectural majesty become proof of the innovative potentialities gained through the new construction technique and the means of expression of the new spatial concepts of the modern movement. The birth of modern architecture, then, can be rethought as dependent on the concepts of functionalism and rationalism of industrial buildings and on the relationship that she will have with the new material. There is no doubt that these new architectural forms are the result of the structural nature of reinforced concrete and the versatility of the construction system, as there is no doubt that industrial prototypes literally become the starting point for a new architecture. It is therefore the birth of a “new era”, where architecture can begin to be formulated through a new expressive means: the reinforced concrete
A chegada do betão armado no panorama arquitectónico mundial provoca uma verdadeira revolução na forma de projetar e construir espaços arquitectónicos. É obviamente sobre a modernidade deste material que se baseia a continuidade de uma imagem que atravessa todo um século, desde as primeiras experiências no campo da infra-estrutura e da indústria até os ensaios dos pioneiros do Movimento Moderno et as grandes obras brutalistas do período pós-guerra. De fato, para além das definições usadas para fixar conceitualmente e estilisticamente essa era, podemos afirmar com convicção que todas as realizações arquitectónicas mais significativas do século XX foram marcadas e caracterizadas pela centralidade expressiva e técnica do betão armado.A decisão de centrar a atenção no caso específico de Portugal, e no papel do betão armado na definição estilística do Movimento moderno português, nasce de uma dupla vontade: por um lado, o desejo de analisar um país que, apesar de ser tão periférico e pequeno em comparação com os outros grandes países europeus, foi capaz de influenciar e marcar com a sua presença grande parte da arquitectura da segunda metade do século XX; por outro lado, a vontade de aprofundar um tema insuficientemente explorado, como a relação intrínseca entre o material e a arquitectura portuguesa. É uma relação complicada, caracterizada inicialmente por um conflito ideológico entre tradição e modernidade. Quanto a outros países europeus, também em Portugal os edifícios industriais representam a prova mais imediata desta evolução. Construídos parcialmente e depois inteiramente de betão armado, tornam-se o primeiro meio de difusão e experimentação da técnica e o símbolo da modernidade buscada. As suas complexidade estrutural e majestade arquitectônica passam a ser prova das potencialidades inovadoras adquiridas através da nova técnica de construção e o meio de expressão dos novos conceitos espaciais do Movimento moderno. O nascimento da arquitectura moderna, então, pode ser repensado como dependente dos conceitos de funcionalismo e racionalismo dos edifícios industriais e da ligação que ela terá com o novo material. Não há dúvida de que essas novas formas arquitectónicas são o resultado da natureza estrutural do betão armado e da versatilidade do sistema de construção, pois é indubitável de que os protótipos industriais literalmente se tornam o ponto de partida para uma nova arquitectura. É, portanto, o nascimento de uma “nova era”, onde a arquitectura pode começar a formular-se através dum novo meio expressivo: o betão armado

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Chiriatti, Léon. "Etude de l'adhérence armature-béton, influence des granulats de béton recyclé et apport des mesures acoustiques". Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD040/document.

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Abstract (sommario):

L'introduction de granulats de béton recyclé (i.e. granulats produits à partir des gravats issus de la démolition d'ouvrages en béton obsolètes) dans les formulations de béton impacte de manière significative le comportement structurel des éléments en béton armé. Ce travail est consacré à l'étude de l'influence des granulats de béton recyclé sur l'adhérence armature-béton. Dans un premier temps, un modèle analytique de l'adhérence armature-béton est développé. L'originalité du modèle proposé réside dans le nombre limité de paramètres physiques sur lesquels il est fondé. Ces paramètres physiques sont ensuite déterminés expérimentalement via la réalisation d'une campagne d'essais d'arrachement. Trois types de bétons, dont deux bétons de granulats de béton recyclé, sont étudiés. Le suivi de l'arrachement de l'armature est complété par des mesures acoustiques permettant d'obtenir des informations provenant du coeur de l'échantillon, où l'armature se trouve
The use of recycled concrete aggregate (i.e. aggregate produced from concrete demolition rubble) has a significant impact on the mechanical behavior of reinforced concrete members. This work focuses on the influence of recycled concrete aggregate on rebar-concrete bond. First, an analytical madel of the rebar-concrete bond is developed. The original feature of this modellies in the limited number of non-free physically-based parameters on which it is based. These parameters are then experimentally determined through a pull out test campaign. Three types of concrete, including two recycled aggregate concretes, are studied. Pull-out test monitoring is completed by acoustic measurements in order to obtain data from inside the concrete bulk, where the reinforcing bar is located

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Gomez-Cardenas, Carolina. "Outils d'aide à l'optimisation des campagnes d'essais non destructifs sur ouvrages en béton armé". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30177/document.

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Abstract (sommario):

Les méthodes de contrôle non destructif (CND) sont essentielles pour estimer les propriétés du béton (mécaniques ou physiques) et leur variabilité spatiale. Elles constituent également un outil pertinent pour réduire le budget d'auscultation d'un ouvrage d'art. La démarche proposée est incluse dans un projet ANR (EvaDéOS) dont l'objectif est d'optimiser le suivi des ouvrages de génie civil en mettant en œuvre une maintenance préventive afin de réduire les coûts. Dans le cas du travail de thèse réalisé, pour caractériser au mieux une propriété particulière du béton (ex : résistance mécanique, porosité, degré de Saturation, etc.), avec des méthodes ND sensibles aux mêmes propriétés, il est impératif de développer des outils objectifs permettant de rationaliser une campagne d'essais sur les ouvrages en béton armé. Dans ce but, premièrement, il est proposé un outil d'échantillonnage spatial optimal pour réduire le nombre de points d'auscultation. L'algorithme le plus couramment employé est le recuit simulé spatial (RSS). Cette procédure est régulièrement utilisée dans des applications géostatistiques, et dans d'autres domaines, mais elle est pour l'instant quasiment inexploitée pour des structures de génie civil. Dans le travail de thèse, une optimisation de la méthode d'optimisation de l'échantillonnage spatial (MOES) originale inspirée du RSS et fondée sur la corrélation spatiale a été développée et testée dans le cas d'essais sur site avec deux fonctions objectifs complémentaires : l'erreur de prédiction moyenne et l'erreur sur l'estimation de la variabilité. Cette méthode est décomposée en trois parties. Tout d'abord, la corrélation spatiale des mesures ND est modélisée par un variogramme. Ensuite, la relation entre le nombre de mesures organisées dans une grille régulière et la fonction objectif est déterminée en utilisant une méthode d'interpolation spatiale appelée krigeage. Enfin, on utilise l'algorithme MOES pour minimiser la fonction objectif en changeant les positions d'un nombre réduit de mesures ND et pour obtenir à la fin une grille irrégulière optimale. Des essais destructifs (ED) sont nécessaires pour corroborer les informations obtenues par les mesures ND. En raison du coût ainsi que des dégâts possibles sur la structure, un plan d'échantillonnage optimal afin de prélever un nombre limité de carottes est important. Pour ce faire, une procédure utilisant la fusion des données fondée sur la théorie des possibilités et développée antérieurement, permet d'estimer les propriétés du béton à partir des ND. Par le biais d'un recalage nécessitant des ED réalisés sur carottes, elle est étalonnée. En sachant qu'il y a une incertitude sur le résultat des ED réalisés sur les carottes, il est proposé de prendre en compte cette incertitude et de la propager au travers du recalage sur les résultats des données fusionnées. En propageant ces incertitudes, on obtient des valeurs fusionnées moyennes par point avec un écart-type. On peut donc proposer une méthodologie de positionnement et de minimisation du nombre des carottes nécessaire pour ausculter une structure par deux méthodes : la première, en utilisant le MOES pour les résultats des propriétés sortis de la fusion dans chaque point de mesure et la seconde par la minimisation de l'écart-type moyen sur la totalité des points fusionnés, obtenu après la propagation des incertitudes des ED. Pour finir, afin de proposer une alternative à la théorie des possibilités, les réseaux de neurones sont également testés comme méthodes alternatives pour leur pertinence et leur simplicité d'utilisation
Non-destructive testing methods (NDT) are essential for estimating concrete properties (mechanical or physical) and their spatial variability. They also constitute an useful tool to reduce the budget auscultation of a structure. The proposed approach is included in an ANR project (EvaDéOS) whose objective is to optimize the monitoring of civil engineering structures by implementing preventive maintenance to reduce diagnosis costs. In this thesis, the objective was to characterize at best a peculiar property of concrete (e.g. mechanical strength, porosity, degree of saturation, etc.), with technical ND sensitive to the same properties. For this aim, it is imperative to develop objective tools that allow to rationalize a test campaign on reinforced concrete structures. For this purpose, first, it is proposed an optimal spatial sampling tool to reduce the number of auscultation points. The most commonly used algorithm is the spatial simulated annealing (SSA). This procedure is regularly used in geostatistical applications, and in other areas, but yet almost unexploited for civil engineering structures. In the thesis work, an original optimizing spatial sampling method (OSSM) inspired in the SSA and based on the spatial correlation was developed and tested in the case of on-site auscultation with two complementary fitness functions: mean prediction error and the error on the estimation of the global variability. This method is divided into three parts. First, the spatial correlation of ND measurements is modeled by a variogram. Then, the relationship between the number of measurements organized in a regular grid and the objective function is determined using a spatial interpolation method called kriging. Finally, the OSSM algorithm is used to minimize the objective function by changing the positions of a smaller number of ND measurements and for obtaining at the end an optimal irregular grid. Destructive testing (DT) are needed to corroborate the information obtained by the ND measurements. Because of the cost and possible damage to the structure, an optimal sampling plan to collect a limited number of cores is important. For this aim, a procedure using data fusion based on the theory of possibilities and previously developed is used to estimate the properties of concrete from the ND. Through a readjustment bias requiring DTs performed on carrots, it is calibrated. Knowing that there is uncertainty about the results of DTs performed on carrots, it is proposed to take into account this uncertainty and propagate it through the calibration on the results of the fused data. By propagating this uncertainty, it is obtained mean fused values with a standard deviation. One can thus provide a methodology for positioning and minimizing the number of cores required to auscultate a structure by two methods: first, using the OSSM for the results of fused properties values in each measuring point and the second by the minimization of the average standard deviation over all of the fused points obtained after the propagation of DTs uncertainties. Finally, in order to propose an alternative to the possibility theory, neural networks are also tested as alternative methods for their relevance and usability

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Tissier, Yolaine. "Etude des processus de corrosion et de la réparation par traitement électrochimique d’extraction des ions chlorure dans les bétons armés doublement contaminés (carbonatation et chlorures)". Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1207/document.

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Abstract (sommario):

La corrosion des armatures est reconnue comme la première cause de dégradation des structures en béton armé dans les domaines du génie civil et des monuments historiques. La corrosion peut survenir lorsque le béton d'enrobage est carbonaté ou lorsque les ions chlorure sont présents en quantité suffisante au niveau de l'armature.Les objectifs de cette thèse visent à appréhender les processus de corrosion des armatures lorsque le béton est doublement contaminé (carbonatation et ions chlorure) et d'évaluer une solution de réparation de type traitement électrochimique d’extraction des ions chlorure (ECE).Pour répondre à ces objectifs, trois phases ont été programmées : (1) des vieillissements artificiels, (2) un traitement ECE et (3) un suivi de la durabilité du traitement. Pour chacune de ces phases, les évolutions (1) de la corrosion des armatures dans le béton, (2) des produits de corrosion à l'interface armature/béton et (3) de la matrice cimentaire ont été investiguées. L'approche scientifique de l'étude, avec des analyses multiples d'observations à différentes échelles et l'utilisation de techniques non destructives, destructives ou in situ, a permis de rendre compte des processus de corrosion avant et après traitement et de discuter les résultats en fonction de critères d'efficacité proposés.L'étude a été réalisée en prenant en compte deux ciments (CEM I et CEM III/A) et en considérant deux modes de vieillissements artificiels. Trois cent vingt éprouvettes en micro-béton armé répondant à quatre formulations ont ainsi été étudiées. Les techniques principales utilisées sont des caractérisations électrochimiques non destructives, des caractérisations au MEB et EDS, des analyses destructives de déterminations quantitative pour la teneur en ions chlorure et qualitative pour l'évaluation du pH et enfin la microspectrométrie Raman qui permet de déterminer la nature des produits de corrosion in situ.L’exploitation de l’ensemble des résultats a mis en évidence l’évolution des caractéristiques étudiées au cours des phases de l’étude. Avant traitement, l'enrobage béton était entièrement carbonaté et la teneur en ions chlorure libres au voisinage de l'armature était comprise entre 0,9 et 2,1% par rapport à la masse de ciment en fonction des formulations. Les courants de corrosion étaient de l’ordre de 10 µA/cm² et une épaisseur de corrosion homogène de l’ordre de 5-10 µm était observée. Lors des analyses Raman in situ, de la rouille verte chlorurée a été identifiée, synonyme de corrosion active. Après traitement, plus de 90% des ions chlorure ont été extraits et le pH du béton au voisinage de l'armature a augmenté (pH>9) sur une épaisseur d’environ 1 cm. Les courants de corrosion sont devenus inférieurs à 0,1 µA/cm² (niveau de corrosion négligeable). La formation de magnétite a majoritairement été observée avec néanmoins la présence résiduelle très locale de rouille verte. Aucune évolution délétère significative de la matrice cimentaire n’a été identifiée. L’efficacité du traitement a donc été démontrée. L'évaluation de la durabilité du traitement sur une période de 4 à 12 mois a montré que les caractéristiques électrochimiques restaient stables. En revanche, la diminution de l'épaisseur de béton dont le pH avait augmenté pour les éprouvettes fabriquées avec le ciment CEM III/A peut laisser craindre une reprise de corrosion sur du plus long terme. Enfin, le suivi Raman in situ, montre des différences de la durabilité en fonction de la durée du traitement
Reinforcement corrosion is known as the first cause of reinforced concrete degradation in the fields of civil engineering structures and historical monuments. Corrosion occurs when concrete cover is carbonated or when chloride ions are present in sufficient quantity at the reinforcement vicinity.The main objectives of this thesis are to investigate the corrosion processes of the reinforcement when the concrete is contaminated by carbonation as well as chloride ions and to evaluate a cathodic electrochemical treatment as a repair solution.To meet these objectives, three phases were investigated: (1) artificial agings, (2) an electrochemical chloride extraction (ECE) treatment and (3) durability. For each of these phases, the evolutions (1) of the rebar corrosion in concrete, (2) of the corrosion products at the reinforcement/concrete interface and (3) of the cementitious matrix were studied.The scientific approach gathered multiple analyzes at different scales and the use of non-destructive, destructive or in situ technique. It allowed to study the corrosion processes before and after treatment and to discuss results according to efficiency criteria suggested.The study was carried out taking into account two cements (CEM I and CEM III/A) and considering two modes of artificial aging. More than three hundred specimens of reinforced micro-concrete, corresponding to four concrete designs, were therefore studied. The main techniques used were non-destructive electrochemical characterizations, SEM and EDS characterizations, destructive quantitative determinations (chloride ion content) and qualitative determinations (pH evaluation), and finally Raman microspectrometry to determine the nature of the corrosion products.The results highlighted some evolutions of different characteristics studied during the phases of the study. Before treatment, the concrete cover was entirely carbonated and the free chloride content at the reinforcement level was in the range of 0.9-2.1% by weight of cement depending on the concrete design. A 10 μA/cm² average corrosion currents was reported and a homogeneous corrosion layer thickness of about 5-10 μm was observed. During in situ Raman analysis, chloride green rust was identified indicating an active corrosion.After treatment, more than 90% of the chloride ions were extracted and the thickness of the concrete which had a pH value higher than 9 around the reinforcement, was about 1 cm. The corrosion currents became less than 0.1 μA/cm² (negligible corrosion level). The formation of magnetite was mostly observed with nevertheless a local presence of residual green rust. No significant deleterious evolution of the cementitious matrix was identified. The treatment efficiency was therefore demonstrated. The evaluation of the treatment durability over a period of 4 to 12 months showed that the electrochemical characteristics remained stable. On the other hand, a decrease in the concrete area which pH increased during the electrochemical treatment was observed for CEM III/A cement which could lead to a corrosion recovery over the longer term. Finally, the in situ Raman study revealed differences in durability as a function of the treatment duration

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Zhao, Guoqiang. "Etude expérimentale et numérique de la résistance à l'effondrement progressif de sous-assemblages poteaux-poutres en béton armé". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI043/document.

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Abstract (sommario):

Au cours de leur durée de vie, les bâtiments importants sont susceptibles d’être soumis à des charges accidentelles, telles que des explosions ou des impacts. Evaluer leur stabilité vis-à-vis de charges traditionnelles statiques et sismiques ne suffit pas. Leurs performances structurelles liées à des scénarios d’effondrement progressif doivent également être examinées.L’étude de l’effondrement progressif est un problème dynamique. Malheureusement, les expériences sur le comportement des structures de génie civil dans des conditions dynamiques sont rares car difficiles à réaliser. Dans cette étude, des sous-assemblages poteaux-poutres en béton armé ont été testés sous chargement dynamique. Le chargement a consisté à placer une masse importante jouant le rôle de « charge morte » sur la colonne centrale d’un sous-assemblage simulant la liaison de 3 poteaux avec 2 poutres. Une pièce fusible jouant le rôle de support sous la colonne centrale est brutalement déverrouillée pour simuler la perte de portance soudaine de cette colonne. Le comportement dynamique et les dommages locaux causés à la structure ont été mesurés et étudiés. Le bâti de chargement et les dispositifs de support ont été conçus spécialement pour cet essai. La charge morte supérieure peut être modifiée et appliquées à différents spécimens. Les supports des colonnes latérales ont une rigidité horizontale contrôlée et sont conçus pour limiter la rotation de ces mêmes colonnes. Ainsi, les conditions aux limites des essais réalisés sont supposées être représentatives de situations réalistes. Au cours des essais, un laser a été installé sous la colonne centrale pour mesurer la vitesse de chute. Une caméra numérique rapide a été utilisée pour visualiser l'ensemble du processus de ruine du sous-assemblage. Les images obtenues de la caméra ont été traitées par une technique de DIC (Digital Image Correlation) afin d’obtenir le champs de déplacement et les déformations correspondantes. Grâce à ces mesures dynamiques, des données importantes ont été produites et enregistrées, notamment la période de vibration, la fréquence, la vitesse et le déplacement des différents échantillons testés. Sur la base de ces données expérimentales, l’effet de la section et de la portée des poutres sur la réponse dynamique et sur le mode d’endommagement des sous-assemblages a été discuté. Cette étude montre que les résultats expérimentaux obtenus, en termes de mécanismes structurels, de schéma de fissuration, de mode d'endommagement, peuvent être utilisés pour analyser le comportement de sous-assemblages de structures réelles.De plus, une modélisation numérique des essais a été réalisée pour simuler le processus de ruine de la structure. Une technique appelée «connecteur» a été proposée dans le modèle aux éléments finis du sous-assemblage poteaux-poutres. Cette technique consiste à ajouter une série de ressorts pour étudier le rôle de l’interaction entre les armatures en acier et le béton. Un modèle d'endommagement anisotrope, appelé modèle DFH-KST, a été utilisé pour caractériser l'évolution de la fissuration et l’endommagement du béton.La polyvalence de la méthodologie adoptée permet d’évaluer l’influence du comportement non-linéaire du matériau et celle de la géométrie de la structure testée. Les études numériques de calibration et de validation montrent que le modèle proposé peut reproduire le comportement et la résistance de la structure avec succès
Important buildings may be subjected to accidental loads, such as explosions or impacts, during their service life. It is, therefore, necessary not only to evaluate their safety under traditional loads and seismic action. The structural performances related to progressive collapse scenarios need to be investigated.The study of progressive collapse involves a dynamic problem, but unfortunately dynamic experiments on the behavior of the civil engineering structures under dynamic conditions are rare. In this research, beam-column sub-assemblage specimens were tested under dynamic load. The loading program consists in placing a large mass, as a dead load, on the top of the middle column of a beam-column sub-assemblage. The support under the middle column is suddenly removed for simulating the sudden loss of a column and the damage that will result in the structure. The loading system and supporting devices were designed specially for this test. The upper dead load can be changed by increasing or decreasing the applied masse to different specimens. The supports for the side column have a controlled rigidity in the horizontal direction and are designed to restrain rotation of the side-column. Thus, the boundary conditions are supposed to be similar to real situations. During the test, a laser was installed under the middle pillar to collect the falling velocity and a high-speed camera was used to visualize the whole process of the component failure process. The images obtained from the camera were processed by Digital Image Correlation (DIC) technology to get the corresponding displacements and strain fields. By these means, all the information of the structure under dynamic loading was captured and recorded, such as the period of vibration, frequency, velocity and displacement. Based on these experimental data, the effect of section and span of the specimen on dynamic response and damage mode was discussed. Time history of resistance force curves was produced. Compared with previous published quasi-static experiments in terms of structural mechanisms, crack patterns, damage mode, it shows the experimental results from beam-column assemblage with the designed support device can be used to analyze the behavior of the local structure in the entire frame.In addition, numerical simulations were developed for simulating the failing process of the structure. A technique named “connector” was proposed into beam-column finite element model by adding a series of springs to investigate the interaction between steel rebars and concrete. A concrete damage model, named DFH-KST model, was used to characterize the development of concrete crack and damage. The versatility of the adopted methodology allows assessing the influence of the material nonlinear behavior and the geometry of the tested structure. Calibration and validation studies show that the proposed model can successfully represent the resistance of structure and behavior. Furthermore, the transverse component effect on the resistance to progressive collapse was discussed

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Secourgeon, Estelle. "Caractérisation et modélisation du comportement des jonctions voile-plancher en béton armé pour l’analyse sismique des ouvrages de Génie Civil et des équipements". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASN015.

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Abstract (sommario):

Dans le cadre des réévaluations de la sûreté sismique des installations nucléaires, EDF est amené à caractériser la tenue des structures de bâtiments nucléaires en béton armé et des équipements qu’elles supportent. Les études d’ingénierie s’appuient sur la simulation numérique. Pour améliorer les capacités de ces calculs, EDF a lancé un programme de recherche sur la caractérisation expérimentale et la modélisation numérique des jonctions voile-plancher dans les structures en béton armé sous séisme. L’objectif est double : d’une part affiner les calculs de spectres de séisme transmis aux équipements présents sur les planchers, d’autre part affiner les évaluations de robustesse dans les zones autour des jonctions (efforts transmis, besoins en ferraillage).La campagne expérimentale inclut deux fois deux maquettes en béton armé, soumises à des chargements cycliques quasi-statiques et dynamiques au moyen de la table vibrante Azalée du CEA, à la fois en flexion hors plan et en cisaillement dans le plan du plancher.Comme cela a déjà été fait dans la littérature pour des jonctions poteaux-poutres, un modèle de la jonction compatible avec une modélisation éléments finis plaques ou coques du bâtiment est proposé. Les apports de cette modélisation sont ensuite évalués sur la base des résultats de plusieurs campagnes expérimentales, en particulier la campagne d’essais citée ci-dessus mais également de campagnes précédentes sur le comportement dynamique des planchers des structures nucléaires. La faisabilité d’application du modèle à une étude industrielle est également appréciée sur la base de l’étude d’un bâtiment nucléaire type. L’utilisation du modèle a permis de valoriser des marges de conception en termes de ferraillage et de niveaux de spectres de planchers
As part of the periodic reassessments of the seismic safety of nuclear installations, EDF has to characterize the behavior of the structures of reinforced concrete nuclear buildings and the equipment they support. Engineering studies are based on finite element numerical simulation. To improve the capabilities of these calculations, EDF launched a research program on the experimental characterization and numerical modeling of the reinforced concrete structures wall-slab connections under seismic loading conditions. The objective is twofold: on the one hand, to refine the calculations of the earthquake spectra transmitted to the equipment supported on the floors, on the other hand, to refine the robustness assessments in the areas around the connections (transmitted forces, reinforcement requirements).The experimental campaign includes a series of two times two reduced-scale reinforced concrete mock-ups, subjected to quasi-static and dynamic cyclic loading by means of the CEA's Azalée vibrating table, in out-of-plane bending and in shear in the slab plane.As already existing in the literature for column-beam junctions, a model of the connection compatible with a plate or shell finite element model of the building is proposed. Its objective is to idealize the specific contribution of the connection in terms of kinematics, stiffness, redistribution of forces and resistance.The contributions of this model are then evaluated based on the results of several experimental campaigns, in particular the test campaign cited above, but also previous campaigns on the dynamic behavior of slabs in nuclear structures. The feasibility of applying the model to an industrial study is also assessed by means of the study of a typical nuclear building. The use of the model made it possible to highlight design margins in terms of reinforcement and floor spectra levels

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Rouleau, Nicolas, e Nicolas Rouleau. "Évaluation de l'efficacité de traitements pour la prévention ou la mitigation de la corrosion de l'acier d'armature dans les éléments en béton armé". Master's thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/24295.

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Abstract (sommario):

Cette étude visait à évaluer l’efficacité de différentes techniques de protection à prolonger la durée de vie des infrastructures en béton susceptibles d’être atteintes de corrosion des armatures. L’objectif principal du projet était de fournir des informations quantitatives sur l’influence de certaines des stratégies les plus couramment utilisées pour protéger les ouvrages contre la pénétration de l’humidité et des ions chlorure ainsi que pour contrôler l’initiation et la propagation de la réaction de corrosion. Ainsi, l’impact de l’utilisation de scellants non coupe-vapeur, de membranes et de produits inhibiteurs de corrosion (migrateur et adjuvant) a été étudié. Les différents traitements ont été testés sur des corps d’épreuve pré-conditionnés de manière à présenter quatre niveaux de contamination et de détérioration : état vierge non corrodé, état contaminé par les ions chlorure mais non corrodé, état de corrosion initiée et état de propagation de la corrosion. Un des objectifs spécifiques de cette étude était d’évaluer l’influence des différents traitements sur l’évolution de facteurs comme la distribution interne de l’humidité relative, la distribution des ions chlorure ainsi que l’activité de corrosion. Pour ce faire, 51 dalles de béton armé ont été fabriquées et exposées à des cycles de mouillage (brouillard salin) et de séchage dans une chambre environnementale. Afin de caractériser l’évolution de l’activité de corrosion propre à chaque condition, un suivi électrochimique des éléments comportant des mesures de potentiel électrochimique et de résistance à la polarisation linéaire a été assuré. À la suite de la période de cyclage dans la chambre de brouillard salin, une autopsie a été pratiqué sur une sélection de corps d’épreuve. Cette opération avait pour but de dégager les barres d’armature de manière à caractériser les zones anodiques.
Cette étude visait à évaluer l’efficacité de différentes techniques de protection à prolonger la durée de vie des infrastructures en béton susceptibles d’être atteintes de corrosion des armatures. L’objectif principal du projet était de fournir des informations quantitatives sur l’influence de certaines des stratégies les plus couramment utilisées pour protéger les ouvrages contre la pénétration de l’humidité et des ions chlorure ainsi que pour contrôler l’initiation et la propagation de la réaction de corrosion. Ainsi, l’impact de l’utilisation de scellants non coupe-vapeur, de membranes et de produits inhibiteurs de corrosion (migrateur et adjuvant) a été étudié. Les différents traitements ont été testés sur des corps d’épreuve pré-conditionnés de manière à présenter quatre niveaux de contamination et de détérioration : état vierge non corrodé, état contaminé par les ions chlorure mais non corrodé, état de corrosion initiée et état de propagation de la corrosion. Un des objectifs spécifiques de cette étude était d’évaluer l’influence des différents traitements sur l’évolution de facteurs comme la distribution interne de l’humidité relative, la distribution des ions chlorure ainsi que l’activité de corrosion. Pour ce faire, 51 dalles de béton armé ont été fabriquées et exposées à des cycles de mouillage (brouillard salin) et de séchage dans une chambre environnementale. Afin de caractériser l’évolution de l’activité de corrosion propre à chaque condition, un suivi électrochimique des éléments comportant des mesures de potentiel électrochimique et de résistance à la polarisation linéaire a été assuré. À la suite de la période de cyclage dans la chambre de brouillard salin, une autopsie a été pratiqué sur une sélection de corps d’épreuve. Cette opération avait pour but de dégager les barres d’armature de manière à caractériser les zones anodiques.
This study aimed at evaluating the capacity of various protection techniques to extend the service-life of concrete infrastructure affected by reinforcement corrosion. The main objective of this project was to provide quantitative information on the influence of some of the most commonly used strategies in practice to protect reinforced concrete structures against the initiation and propagation of corrosion, respectively non-vapor barrier sealants, waterproofing membranes and corrosion inhibitors products (penetrating and admixture). The various treatments were tested on laboratory-size concrete test slabs pre-conditioned in such a way to exhibit four different stages of contamination and deterioration: virgin, contaminated by chlorides but not corroded, corrosion initiated and corrosion propagating. A specific objective of this study was to evaluate the influence of different treatments on the evolution of various factors such as the internal distribution of relative humidity, the distribution of chlorides and the corrosion activity. Through two successive experimental phases, 51 test slabs were produced and subjected to cycles of wetting (salt spray) and drying in an environmental chamber. In order to monitor the evolution of the corrosion activity for each condition, half-cell potential and linear polarization measurements were carried out on all specimens at regular time intervals. Following the period of cycling in the salt spray chamber, an autopsy was performed on a selection of tested slabs in order to expose the reinforcing steel rebars and allow a characterization of the anodic areas.
This study aimed at evaluating the capacity of various protection techniques to extend the service-life of concrete infrastructure affected by reinforcement corrosion. The main objective of this project was to provide quantitative information on the influence of some of the most commonly used strategies in practice to protect reinforced concrete structures against the initiation and propagation of corrosion, respectively non-vapor barrier sealants, waterproofing membranes and corrosion inhibitors products (penetrating and admixture). The various treatments were tested on laboratory-size concrete test slabs pre-conditioned in such a way to exhibit four different stages of contamination and deterioration: virgin, contaminated by chlorides but not corroded, corrosion initiated and corrosion propagating. A specific objective of this study was to evaluate the influence of different treatments on the evolution of various factors such as the internal distribution of relative humidity, the distribution of chlorides and the corrosion activity. Through two successive experimental phases, 51 test slabs were produced and subjected to cycles of wetting (salt spray) and drying in an environmental chamber. In order to monitor the evolution of the corrosion activity for each condition, half-cell potential and linear polarization measurements were carried out on all specimens at regular time intervals. Following the period of cycling in the salt spray chamber, an autopsy was performed on a selection of tested slabs in order to expose the reinforcing steel rebars and allow a characterization of the anodic areas.

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Velkov, Pance. "Étude de l'approche par le coefficient de comportement de la réponse sismique des murs des bâtiments et des piles de ponts en béton armé". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0460.

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Abstract (sommario):

Cette étude a pour objectif de valider l’approche réglementaire, par le coefficient de comportement. A cette fin, s’appuyant sur un logiciel existant, un outil simple et performant de calcul non linéaire pas-à-pas a été développé : ANADYN. Dans une étude paramétrique assez poussée sur des structures représentatives de type voiles et piles, trois approches différentes d’évaluation du coefficient de comportement, q, basées sur le calcul dynamique réalisé par ANADYN, ont été appliquées. Les résultats qui varient sensiblement, montrent bien l’empirisme de cette approche. De plus, l’effort normal, supposé constant dans les calculs habituels, varie considérablement surtout pour les voiles où l’effet du mouvement vertical des masses est important. Ceci invalide l’approche par le coefficient de comportement en flexion, qui est associée à un dimensionnement de section à l’état limite ultime avec un niveau d’effort normal fixe. En revanche l’approche paraît pertinente dans son principe pour les piles de ponts. Mais la majorité des valeurs obtenues est bien inférieure aux valeurs proposées par la réglementation française. Le nombre d’analyse limité ne permet pas d’avancer. L’alternative à l’utilisation de l’approche du coefficient de comportement q serait une vérification directe par le calcul dynamique non linéaire, avec un outil simple et performant tel qu’ ANADYN.

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Tran, Nhu Cuong. "Développement d'un modèle d'interface acier-béton à haute température : modélisation des structures en béton exposées au feu". Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657207.

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Abstract (sommario):

Le comportement des structures en béton armé (BA) et en béton précontraint (BP) exposées au feu est une thématique de recherche importante en génie civil. Actuellement, le comportement de l'interface béton-acier à haute température et la simulation thermomécanique non linéaire des structures en béton sont des verrous à lever. Ces deux questions font l'objet de cette thèse. Après avoir fait un état de l'art sur le comportement à froid de l'interface béton-acier, un modèle à haute température est proposé ainsi que son intégration numérique dans le code de calcul ANSYS. Puis, les performances de plusieurs modèles non linéaires du béton ont été analysées. Finalement, des méthodologies de modélisation du transfert thermique et du comportement mécanique des structures exposées au feu ont été proposées et validées à travers des simulations d'essais

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Cusson, Benoit. "Renforcement des dalles épaisses en cisaillement". Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29046/29046.pdf.

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Abstract (sommario):

La dégradation des infrastructures routières en béton armé est un sujet préoccupant pour des organismes de gestion des ouvrages d’art comme le Ministère des Transports du Québec (MTQ). En effet, la croissance des charges et du volume de trafic routier combinée à l’exposition d’agents agressifs a mené à un vieillissement accéléré de certaines structures. En parallèle, les connaissances nouvelles dans le domaine des mécanismes de résistance, notamment l’effet d’échelle en cisaillement, questionnent la capacité de plusieurs structures à reprendre les charges dont les ponts à dalle épaisse sans armature de cisaillement. L’effondrement du viaduc de la Concorde en 2006, constitué en partie de dalles épaisses sans armature de cisaillement, a mis en évidence la nécessité de mettre en place et développer des techniques de renforcement en cisaillement adaptées à ce type de structure. Une méthode a été étudiée à l’Université Laval qui consistait à introduire des barres d’armature verticales enduites d’époxy dans des trous percés depuis la face supérieure de la structure. Le projet actuel pousse plus loin l’expérience en étudiant un espacement longitudinal différent et en incluant diverses méthodes d’ancrage pour les barres verticales. Pour réaliser cette étude, cinq tranches de dalle de géométrie identique ont été construites. Chacune de celles-ci ont ensuite été renforcées selon les diverses techniques. L’ensemble des corps d’épreuve a été soumis à des essais de flexion en trois points pour déterminer le comportement sous sollicitation en cisaillement. Parallèlement, des tests d’arrachement ont été effectués pour caractériser l’ancrage chimique époxydique utilisé. Les résultats montrent que, parmi les méthodes de renforcement étudiées, les deux méthodes nécessitant un perçage depuis la face inférieure des corps d’épreuve sont trop complexes à mettre en place en comparaison au gain de résistance obtenu. Également, on conclut que les ancrages mécaniques sont moins performants que les ancrages chimiques. Plus encore, avec un espacement longitudinal adéquat, l’utilisation de barres enduites d’époxy insérées depuis la face supérieure d’une dalle engendre un comportement structural similaire à celui d’une dalle avec des étriers standards conformes à la norme en vigueur (CAN/CSA-S6-06, 2006). La dispersion des fissures et la réserve de capacité suite à la rupture montrent que cette méthode a beaucoup de potentiel.
The degradation of concrete infrastructure is a major concern for organizations such as the Ministère des Transports du Québec (MTQ) which is managing a large network of bridges and transport infrastructure. In recent decades, growth in loads and volume of traffic combined with exposure to aggressive agents caused a rapid deterioration of some of these structures. In parallel, the knowledge in the field of resistance mechanisms, including the scale effect in shear, question the capacity of several structures, such as thick slab bridges without shear reinforcement, to handle traffic loadings. The collapse of the Concorde overpass in 2006, initiated at a thick slab portion without shear reinforcement, highlighted the need to develop a strengthening technique for shear for this type of structure when appropriate. A method was tested at Laval University where vertical reinforcing bars coated with epoxy where inserted in holes drilled from the top face of the structure. The current project furthers the experience by studying a different longitudinal spacing including various methods for anchoring the vertical bars. For this study, five slices of slab with identical geometry were built. Each of these slabs was then reinforced by the various techniques studied. The set of test bodies were loaded in a three-point bending set up to determine the behavior under shear. Meanwhile, pull-out tests were performed to characterize the chemical epoxy anchor used. The results show that both methods requiring drilling from the underside of the slabs tested are too cumbersome to be implemented relative to the resistance gain obtained. Also, the study showed that mechanical anchors are less efficient than chemical anchors. More so, it was found that with an adequate longitudinal spacing, epoxy coated bars inserted from the slab top surface provided a slab behavior similar to the one with stirrups in accordance with the relevant standard (CAN/CSA-S6-06, 2006). The dispersion of cracks and observed reserve capacity following the failure shows that this method has great potential.

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Truong, Ba Tam. "Formulation, performances mécaniques, et applications, d’un matériau TRC pour le renforcement et la réparation de structures en béton/et béton armé : Approches expérimentale et numérique". Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI076/document.

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Abstract (sommario):

Les présents travaux, à caractère expérimental et numérique, visent à approfondir la connaissance du comportement de structures en béton armé renforcées/réparées par matériau composite à matrice minérale. Ils s’inscrivent dans le cadre du projet FUI KENTREC qui vise la formulation, le développement, la caractérisation et la validation d’un nouveau revêtement d’étanchéité pour réservoirs d’eau potable. L’objectif principal de cette thèse est donc la mise au point d’un composite à matrice minérale qui réponde au cahier des charges établi sur la base de la destination de ce matériau, à savoir, l’étanchéité des réservoirs d’eau potable. La mise au point comprend la formulation du matériau, l’évaluation de ses performances mécaniques, ainsi que la qualification des performances atteintes quant au renforcement de structures en béton armé. Deux échelles d’étude ont donc été retenues dans le cadre de la partie expérimentale, l’échelle du matériau, dans le but de formuler une matrice de « TRC » (Textile Reinforced Concrete) en fonction du cahier des charges, et l’échelle de la structure, avec l’application de ce matériau pour le renforcement et la réparation de structures en béton et en béton armé. Une campagne expérimentale de flexion portant sur des éprouvettes en béton et sur douze « poutres » en béton armé a permis, au-delà de la mise en exergue des bonnes performances en termes de capacité portante, d’analyser à l’échelle locale l’efficacité du composite à ponter la fissure et d’endiguer son ouverture. L’application visée étant l’utilisation de ce composite en milieu humide (réservoirs d’eau), les effets de deux différentes conditions de conservation de la structure renforcée/réparée par composite, avec soit l’immersion dans l’eau soit dans l’air, sont étudiés. Pour la partie numérique, ce travail vise à établir une modélisation des structures en béton ou en béton armé renforcées par ce type de composite TRC. La modélisation établie, s’appuie sur des lois de comportement non-linéaires des matériaux constitutifs (béton, acier, composite TRC) est confrontée à plusieurs échelles, aux résultats expérimentaux. La bonne concordance qualitative et quantitative entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux au niveau des courbes charge-flèche, permet de valider la modélisation proposée à l’échelle globale. Au niveau local, on constate une assez bonne concordance du numérique et de l’expérimental, au niveau de la déformation de l’acier longitudinal, du béton, du composite, du schéma de fissuration, du champ de déplacement horizontal. Enfin, une étude paramétrique a permis d’évaluer l’influence de l’épaisseur du renfort composite TRC sur le comportement global et local de la structure
This study, using both experimental and numerical approaches, will help to better understand the behavior of structure strengthened/repaired by composite based on mineral matrix. It especially focuses on the study of a new coating for drinkable water reservoirs without bisphenol A. The main objective of this thesis is development of a mineral matrix composite. Feasibility, performances and behavior of composite are examined. The experimental program involves different levels of analysis. At material level, the formulation and characterization of a mineral matrix are studied. At structure level, the application of this composite for the strengthening and repair of concrete and reinforced concrete structures is considered. A bending experiment on concrete specimens and the study of twelve reinforced concrete beams submitted to four point bending load, allows presenting good disposition in terms of bearing capacity. Secondly, the local analysis highlights the efficacy of the composite to bridge the crack and stop opening propagation. The effect of two different conservation conditions of beams with TRC (immersion in water compared to in air) was studied. The objective is evaluating the pertinence of TRC conserving in the water environment to apply in the concrete water reservoir structure. The effect evaluation of load history of structures on the efficacy strengthened/repaired of TRC composite is presented. It seems that the pre-cracking does not influence on the qualitative and quantitative behavior of the structure. Concerning the numerical approach, this work aims to establish a numerical model of concrete structure and reinforced concrete structure strengthened/repaired by TRC composite materials. The model, which is based on non-linear behavior laws for the constitutive materials (concrete, steel and TRC composite), is compared, at several scales, with experimental results. The good agreement, both qualitative and quantitative, between the model used and the results as expressed in the load-deflection curves validates the proposed model at a global scale. At local level (longitudinal deformation of the steel, deformation of the concrete, deformation of the TRC, cracks opening…) the digital-experimental comparison confirms a good qualitative and, the quantitative agreement. Finally, the parametric study allows to evaluate the influence of the thickness of the composite TRC (indirectly, the reinforcement ratio of beam), and the influence of the pre-cracking configuration on the global and local behavior of the structure

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Nguyen, Ngoc tan. "Évaluation non destructive des structures en béton armé : étude de la variabilité spatiale et de la combinaison des techniques". Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0115/document.

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Abstract (sommario):

Les budgets alloués aux réparations des ouvrages et du patrimoine bâti ont atteint un niveau important. Une démarche scientifique est donc réfléchie pour réduire ces budgets par la mise en place d’outils visant à optimiser et fiabiliser le diagnostic structural des ouvrages. Les méthodes de contrôle non destructif (CND) constituent l’une des voies adaptées. Ces techniques reposent sur des principes physiques bien connus et les sociétés de service en proposent aujourd’hui un emploi courant, mais de nombreux verrous subsistent. Les deux besoins majeurs des gestionnaires d’ouvrages sont celui de l’optimisation de la stratégie de reconnaissance (où mesurer ? en combien de points ? avec quelle(s) techniques(s) et quelle précision ?) et celui de la quantification des propriétés mécaniques des matériaux ou des indicateurs de durabilité telles que la résistance à la compression, l’épaisseur carbonatée, le taux d’humidité. La question est comment déduire ces propriétés et ces indicateurs des mesures faites ? Et quelles sont la précision et la fiabilité de l’évaluation ?Cette thèse s’inscrit dans le cadre de deux projets nationaux de recherche : le projet ACDC-C2D2 et le projet ANR EvaDéOS. L’objectif principal est d’analyser la variabilité issue du CND pour ensuite remonter à la variabilité spatiale des bétons en conditions réelles. Les techniques de CND considérées sont choisies parmi les plus complémentaires : radar, résistivité électrique, ultrasons et rebond (scléromètre). Les résultats sont obtenus à partir d’une large campagne expérimentale effectuée sur des dalles d’un site test et sur deux ouvrages. L’analyse de la variabilité des CND a permis d’évaluer le nombre minimal de mesures nécessaire pour un niveau de confiance souhaité. D’autre part, la corrélation spatiale des données a été modélisée par l’analyse variographique. Les résultats montrent que, dans certain cas, les mesures de CND ne sont pas spatialement indépendantes. Les longueurs de corrélation identifiées dépendent de la propriété mesurée ainsi que du béton de l’ouvrage ausculté. La connaissance de ces longueurs de corrélation est un résultat nouveau qui permettra d’une part de mieux estimer la variabilité spatiale des bétons et d’autre part d’alimenter de manière plus réaliste les calculs fiabilistes des ouvrages. Elle permet également d’identifier un pas d’échantillonnage optimal sur ouvrage dans le cadre du suivi temporel ou pour effectuer des analyses complémentaires (ex. carottage, CND complémentaire ou plus fiable) et de représenter au mieux la cartographie spatiale des propriétés du béton.Dans le cadre du projet de recherche ANR EvaDéOS, les effets de la carbonatation et des gradients de teneur en eau (gradient d’humidité) sur les techniques CND ont été étudiés. Ce travail a pour objectifs d’étudier la sensibilité des techniques de CND à évaluer ces deux indicateurs de durabilité ainsi que leur impact sur la variabilité des mesures de CND. En laboratoire, des campagnes expérimentales ont été réalisées sur corps d’épreuve ayant différentes profondeurs de carbonatation ou des gradients d’humidité. L’effet de la carbonatation a été quantifié pour certains observables : résistivité électrique, vitesse ultrasonore et rebond. En ce qui concerne la variabilité des mesures de CND, l’effet de la carbonatation est seulement notable dans le cas du béton saturé, en particulier pour la variabilité locale de la résistivité électrique et du rebond. Cet effet reste faible par rapport à l’effet du degré de saturation. Les premiers résultats montrent également que les mesures de la résistivité électrique permettraient de suivre des gradients d’humidité dans le béton
The budgets assigned to the repair of structures and built heritage have reached an alarming level. A scientific approach is needed to reduce these budgets by implementing tools for a more reliable and optimal assessment of existing structures. Non-destructive testing (NDT) techniques constitute one of approaches adapted to real conditions. These techniques are based on well-known physical principles. Many companies offer their services in NDT domain today but many challenges remain. The two particular needs of structure managers are the optimization of the assessment strategy (where to measure? how many testing points? what technique(s) and what precision?) and the quantification of mechanical properties of materials or durability indicators such as the compressive strength, the carbonation depth, the moisture content. The questions are how to estimate these properties from measurements performed, and what are the accuracy and reliability of the evaluation?This thesis is part of two French research projects: ACDC-C2D2 and ANR EVaDéOS. The main objective is to analyze the variability of non-destructive testing (NDT) measurements for assessing the spatial variability of concrete in real conditions. NDT techniques considered are chosen as being complementary: radar, electrical resistivity, ultrasonic, rebound hammer. The results are obtained from a wide campaign of measurements, which was performed on concrete slabs of a testing site and on two existing structures. The analysis of the NDT variability makes it possible to assess the necessary minimum number of measurements for a desired level of confidence. Furthermore, the spatial correlation of the data was modeled using the variogram analysis. In some cases, the results show that NDT measurements are not spatially independent. The correlation lengths identified depend on the measured property and the concrete of the structure inspected. They are a new result, which will provide on one hand a better evaluation of spatial variability of concrete and on the other hand a more realistic input of reliability calculations of structures. The correlation length allows also the identification of an optimal sampling distance on existing structure within the monitoring time or the implementation of additional analyses (eg. core, complementary or more reliable NDT) and a better representation of the spatial mapping of concrete properties.Within the framework of the ANR EvaDéOS research project, the effects of carbonation and of moisture gradients on NDT measurements were studied. This work aims to study the sensitivity of NDT techniques for assessing these two durability indicators and their impact on the variability of NDT measurements. In laboratory, the experimental surveys were carried out on testing specimens having different depths of carbonation or moisture gradients. The effect of carbonation was quantified for several parameters: electrical resistivity, ultrasonic pulse velocity and rebound hammer. With respect to the variability of NDT measurements, the effect of carbonation is only significant in the case of saturated concrete, in particular for the local variability of electrical resistivity and rebound hammer. This effect is weak in comparison with the effect of saturation degree. The first results show also that the measurements of electrical resistivity would follow moisture gradients in concrete

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Takorabet, Nacer. "Influence des interfaces sur le comportement des structures composites en béton armé : étude expérimentale et modélisation numérique par la méthode des éléments finis". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1989. http://www.theses.fr/1989ECAP0106.

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Abstract (sommario):

Les structures de Génie Civil son fréquemment calculées comme monolithe. Cependant en pratique la plupart d'entre elles présentent des surface de reprise de bétonnage liées à leur mode d'exécution. Ces surfaces ont une grande influence sur le comportement des structures en sorte que des désordres, voire des ruptures peuvent se produire suivant ces discontinuités pré-existantes. L'étude entreprise a comporté des expérimentations et une modélisation numérique. Après l'examen de la bibliographie des phénomènes plus ou moins approchants, des essais sont exécutés pour une solution utilisée dans le développement d'un type de pont réalisé avec des éléments préfabriqués (poutres longitudinales précontraintes préfabriquées et prédalles constituant coffrage et ferraillage du hourdis supérieur coulé en place et supportant la surface de roulement). Dans l'état actuel des règlements les prédalles doivent être munies d' armatures de couture pour être prises en compte dans les calculs de flexion. Ces essais montrent qu'une prédalle sans couture et comportant des armatures longitidunales ancrées dans le béton de la dalle peut s'associer mécaniquement à celle-ci dans certaines limites. Les applications ont d'abord porté sur des éléments structuraux aux extrémités libres (planchers à prédalles, jonction âme de poutre-hourdis), donc favorables aux effets du cisaillement -glissement, permettant ainsi d'évaluer l'influence de certains paramètres. Pour les pièces non-armées à l'interface le comportement est monolithe tant que l'adhérence n'est pas rompue, au-delà ces éléments deviennent faibles et on assiste à un accroissement exagéré des flèches. La disposition d'une armature de couture améliore considérablement la tenue de ces pièces après rupture d'adhérence. Ceci est dû à la mobilisation d'un mécanisme de frottement rendu possible grâce à la compression apportée par la mise en traction des armatures de couture. Avec une bonne reprise le fonctionnement est satisfaisant, même si le monolithisme n'est pas toujours reconstitué. L'analyse par le calcul des essais réalisés confirme le monolithisme obtenu expérimentalement. Ce qui est prometteur pour le développement de ce type d'exécution et laisse espérer une bonne tenue des ouvrages existants. Sur chantier les conditions d'essais ne sont pas toujours réunies. Nous avons simulé une mauvaise adhérence (flaque d'eau, absence de propreté,. . . ) dans différentes zones de l'interface sur une longueur de 50cm. Un tel manque de précaution provoque une défaillance totale de la structure, ce qui montre q'un comportement structural théoriquement satisfaisant reste en réalité assujetti au mode d'exécution donc à la qualité du travail humain.

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Timsah, Yahia. "Simulation numérique du comportement non-linéaire à long terme des ossatures spatiales : prise en compte des déformations différées de retrait et de fluage du béton et de la relaxation de l'acier de précontrainte". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0307.

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Abstract (sommario):

L'étude du comportement non linéaire à long terme des structures en béton armé, béton précontraint ou mixte (béton- acier ou béton - béton) nécessite la considération des effets diffèrés de ces matériaux (retrait et fluage du béton et relaxation des aciers de précontrainte). Ces effets peuvent influer considérablement sur le comportement des structures, par une redistribution des efforts à l'état de service et aussi à l'état limite ultime. La prise en compte du fluage de béton est introduite dans la quasi totalité des logiciels de calcul par des lois de comportements basées sur le modèle de la visco-élasticité-linéaire (principe de superposition). Or l'utilisation de ces lois s'avère limité sous certaines conditions, notamment la restriction de l'application au domaine linéaire de contraintes et le maintien des valeurs constantes de la température et de l'hygrométrie. A cela s'ajoute leur inaptitude dans le cas d'une diminution des contraintes. D'ou la nécessité d'introduire une loi de comportement capable de dépasser ces limitations. Dans cette étude, on propose quatre méthodes pour calculer numériquement les effets du fluage du béton: a) La méthode de superposition, dite de référence. Cette méthode, bien qu'elle soit limitée à certaines conditions, est introduite pour estimer l'exactitude des autres méthodes dans le cadre de la limitation de cette approche. B) La méthode de discrétisation en série de Dirichlet, dans laquelle, et pour certains types de fluage, on peut substituer à la formulation intégrale une formulation différentielle qui ne fait intervenir que l'état courant des variables et de la sollicitation. C) Le modèle incrémental de P. Acker, dans lequel la déformation de fluage ne dépend que de certaines variables qui caractérisent l'état acutel de la structure. La présentation des principes de ces méthodes et du logiciel de calcul instantané non linéaire établi antérieurement constitue la première partie de cette étude; la deuxième partie concerne la résolution numérique selon les différentes méthodes et leur intégration dans le logiciel. Une étude comparative faite dans la dernière partie entre les résultats obtenus avec le logiciel (avec les différentes méthodes) et des résultats d'essais, a permis de tirer des conclusions sur le mérite de chacune des méthodes et sur les lois de comportement rhéologique utilisées.

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Doulgeroglou, Androniki-Anna. "A novel macroelement to assess the vulnerability of reinforced concrete frame stuctures under severe dynamic loadings". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0042.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est réalisée en collaboration avec Ecole Centrale de Nantes et Groupe- ESSOR (thèse CIFRE). L’objectif principal est de développer un outil simplifié, basé sur le concept du macroélément, la théorie des poutres et la Méthode des Eléments Finis Intégrés (E-FEM), pour étudier numériquement la vulnérabilité des structures en Béton Armé (BA) de type poteaux-poutres soumises à des chargements dynamiques sévères et leur comportement jusqu’à la rupture. Un modèle aux éléments finis en 3D est d’abord établi et des lois de comportement appropriées sont adoptées. Des simulations numériques sont effectuées, en considérant plusieurs combinaisons de chargement en 3D en termes de force axiale, force du cisaillement et moment fléchissant, afin d’identifier des états caractéristiques de la réponse de la section de la poutre. Des diagrammes d’interaction en3D pour des sections carrées en BA avec des armatures positionnées symétriquement sont obtenus et un modèle de comportement simplifié en forces généralisées est implémenté dans un élément fini poutre Timoshenko. Le comportement adoucissant jusqu’à la rupture est finalement reproduit par le couplage du modèle continu généralisé à un modèle cohésif, qui décrit la réponse en termes de force généralisée-saut de déplacement généralisé, avec l’E-FEM. Des comparaisons aux résultats expérimentaux démontrent la performance de nouveau macroélément, qui en étant simple d’utilisation et rapide, est approprié pour des applications d’ingénierie
This thesis has been carried out in collaboration with Ecole Centrale Nantes and Groupe- ESSOR (thèse CIFRE). The main objective is to develop a simplified tool, based on the macroelement concept, beam theory and the Embedded Finite Element Method (E-FEM), to numerically study the vulnerability of Reinforced Concrete (RC) frame structures subjected to severe dynamic loads and their behavior till failure. A 3D finite element model of a RC structural element is first built and suitable constitutive laws are adopted. Numerical simulations, considering various 3D loading combinations of axial, shear and flexural loads, are carried out to identify characteristic states of the beam sectional response.3D interaction diagrams for symmetrically reinforced concrete square sections with various reinforcement ratios are obtained and a simplifiedstress-resultant constitutive model is implemented in a Timoshenko beam finite element. The softening behavior till failure is finally reproduced by coupling the continuous stress-resultant model to a cohesive model, which describes the response in terms of generalized force-generalized displacement jumps, within E-FEM. Comparisons with experimental results show the performance of the novel macroelementthat being simple and computationally fast is suitable for engineering design purposes

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Ghavamian, Shahrokh. "Méthode simplifiée pour la simulation du comportement sismique des structures en béton armé : traitement des effets de l'élancement et estimateur d'erreurs". Cachan, Ecole normale supérieure, 1998. http://www.theses.fr/1998DENS0007.

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Abstract (sommario):

Le traitement en dynamique non linéaire du fonctionnement des structures en b. A. Est un problème complexe et couteux. L'aborder par des méthodes simplifiées est une solution avantageuse, a la condition de pouvoir conserver une description fine et réaliste des phénomènes majeurs. Analyse dans l'environnement d'une méthode par éléments finis multicouches, il a porte sur deux aspects majeurs : celui du traitement de l'élancement et celui de l'évaluation des erreurs liées a la discrétisation. Le code de calcul eficos initialement conçu avec des éléments poutres de type Navier-Bernoulli composés de couches superposées, permettait d'étudier le comportement d'un grand nombre d'éléments structuraux de type poutre/poteau, tant que leur élancement ne posait pas de difficultés particulières. La stratégie proposée ici permet de prendre en considération les effets de moment du second ordre. Ceci ajoute aux précédents travaux réalises sur les effets de cisaillement conduisent a un nouvel outil adapte, vis-à-vis de l'élancement, a un large domaine d'applications. S'agissant des grands déplacements, la méthode proposée, pour la prise en compte de l'effet p-delta en comportement en dommageable, a été appliquée au cas de poteaux en béton charges jusqu'a la ruine ; la comparaison avec l'expérience montre l'efficacité de la méthode. Des applications en réponse non linéaire sismique de piles de montre la capacité de l'outil à reproduire les principaux aspects critiques relatifs a la double non linéarité, matérielle et géométrique. Du cote des faibles élancements, l'étude réalisée dans le cadre du benchmark nupec met en évidence la bonne performance de la stratégie de modélisation simplifiée proposée, pour un mur arme de très faible élancement (inferieur a 1). Cependant, la qualité des résultats, notée par les organisateurs du benchmark comme étant de même niveau que ceux obtenus en éléments finis 2d ou 3 d, doit être associée à une représentation adaptée des conditions aux limites. L'étude est complétée par la proposition d'un estimateur d'erreurs dont la pertinence vis-a-vis de la discrétisation en éléments finis est montrée, aussi bien en statique qu'en dynamique. Une corrélation énergétique est également mise en évidence. C'est un nouveau pas vers l'optimisation et la fiabilité des analyses.

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Llau, Antoine. "Méthodes de simulation du comportement mécanique non linéaire des grandes structures en béton armé et précontraint : condensation adaptative en contexte aléatoire et représentation des hétérogénéités". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI029/document.

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Abstract (sommario):

Les structures en béton et béton armé de grandes dimensions, en particulier les enceintes de confinement, peuvent être sujettes à de la fissuration localisée suite à leur vieillissement ou dans le cas d’une forte sollicitation (APRP, par exemple). Afin d’optimiser les actions de maintenance, il est nécessaire de disposer d’un modèle prédictif de l’endommagement du béton. Ce phénomène se produit à une échelle matériau relativement petite et un modèle prédictif nécessite un maillage fin et une loi de comportement non linéaire. Hors ce type de modélisation ne peut être directement appliquée sur une structure de génie civil de grande échelle, le calcul étant trop lourd pour les machines actuelles.Une méthode de calcul est proposée, qui concentre l’effort de calcul sur les zones d’intérêt (parties endommagées) de la structure en éliminant les zones non endommagées. L’objectif est ainsi d’utiliser la puissance de calcul disponible pour la caractérisation des propriétés des fissures notamment. Cette approche utilise la méthode de condensation statique de Guyan pour ramener les zones élastiques à un ensemble de conditions aux limites appliquées aux bornes des zones d’intérêt. Lorsque le système évolue, un système de critères permet de promouvoir à la volée des zones élastiques en zones d’intérêt si de l’endommagement y apparaît. Cette méthode de condensation adaptative permet de réduire la dimension du problème non linéaire sans altérer la qualité des résultats par rapport à un calcul complet de référence. Cependant, une modélisation classique ne permet pas de prendre en compte les divers aléas impactant le comportement de la structure : propriétés mécaniques, géométrie, chargement… Afin de mieux caractériser ce comportement en tenant compte des incertitudes, la méthode de condensation adaptative proposée est couplée avec une approche de collocation stochastique. Chaque calcul déterministe nécessaire pour caractériser les incertitudes sur les grandeurs d’intérêt de la structure est ainsi réduit et les étapes de prétraitement nécessaires à la condensation sont elles-mêmes mutualisées via une deuxième collocation. L’approche proposée permet ainsi de produire pour un coût de calcul limité des densités de probabilités des grandeurs d’intérêt d’une grande structure. Les stratégies de résolution proposées rendent accessibles à l’échelle locale une modélisation plus fine que celle qui pourrait s’appliquer sur l’ensemble de la structure. Afin de bénéficier d’une meilleure représentativité à cette échelle, il est nécessaire de représenter les effets tridimensionnels des hétérogénéités. Dans le domaine du génie civil et nucléaire, cela concerne au premier chef les câbles de précontrainte, traditionnellement représentés en unidimensionnel. Une approche est donc proposée, qui s’appuie sur un maillage et une modélisation 1D pour reconstruire un volume équivalent au câble et retransmettre les efforts et rigidités dans le volume de béton. Elle combine la représentativité d’un modèle 3D complet et conforme des câbles lorsque le maillage s’affine et la facilité d’utilisation et paramétrage d’un modèle 1D. L’applicabilité des méthodes proposées à une structure de génie civil de grande échelle est évaluée sur un modèle numérique d’une maquette à l’échelle 1/3 de l’enceinte de confinement interne d’un réacteur de type REP 1300 MWe à double paroi
Large-scale concrete and reinforced concrete structures, and in particular containment buildings, may undergo localized cracking when they age or endure strong loadings (LOCA for instance). In order to optimize the maintenance actions, a predictive model of concrete damage is required. This phenomenon takes place at a rather small material scale and a predictive model requires a refined mesh and a nonlinear constitutive law. This type of modelling cannot be applied directly on a large-scale civil engineering structure, as the computational load would be too heavy for the existing machines.A simulation method is proposed to focus the computational effort on the areas of interest (damaged parts) of the structure while eliminating the undamaged areas. It aims at using the available computing power for the characterization of crack properties in particular. This approach uses Guyan’s static condensation technique to reduce the elastic areas to a set of boundary conditions applied to the areas of interest. When the system evolves, a set of criteria allows to promote on the fly the elastic areas to areas of interest if damage appears. This adaptive condensation technique allows to reduce the dimension of a nonlinear problem without degrading the quality of the results when compared to a full reference simulation.However, a classical modelling does not allow to take into account the various unknowns which will impact the structural behaviour: mechanical properties, geometry, loading… In order to better characterize this behaviour while taking into account the various uncertainties, the proposed adaptive condensation method is coupled with a stochastic collocation approach. Each deterministic simulation required for the characterization of the uncertainties on the structural quantities of interest is therefore reduced and the pre-processing steps necessary to the condensation technique are also reduced using a second collocation. The proposed approach allows to produce for a reduced computational cost the probability density functions of the quantities of interest of a large structure.The proposed calculation strategies give access at the local scale to a modelling finer than what would be applicable to the full structure. In order to improve the representativeness at this scale, the tridimensional effects of the heterogeneities must be taken into account. In the civil and nuclear engineering field, one of the main issues is the modelling of prestressing tendons, usually modelled in one dimension. A new approach is proposed, which uses a 1D mesh and model to build a volume equivalent to the tendon and redistribute the forces and stiffnesses in the concrete. It combines the representativeness of a full conform 3D modelling of the tendon when the mesh is refined and the ease of use of the 1D approaches.The applicability of the proposed methodologies to a large-scale civil engineering structure is evaluated using a numerical model of a 1/3 mock-up of a double-wall containment building of a PWR 1300 MWe nuclear reactor

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Leroux, Armand. "Modèle multiaxial d'endommagement anisotrope : gestion numérique de la rupture et application à la ruine de structures en béton armé sous impacts". Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00824314.

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Abstract (sommario):

Le besoin de prédire le comportement mécanique des structures industrielles en béton armé et d'évaluer leur niveau d'endommagement en conditions extrêmes sous l'action de chargements dynamiques violents nécessite de faire appel à la simulation numérique utilisant des modèles de matériaux fiables et robustes. Dans cette thèse, le modèle d'endommagement anisotrope induit utilisant une variable tensorielle d'ordre 2 est étendu aux cas de chargements peu confinés à l'aide d'un nouveau critère modulaire formulé en contraintes. Grâce au mécanisme de visco-endommagement, le modèle traite toute la gamme de vitesses de sollicitation envisagée pour des structures en béton armé. Le comportement cyclique avec refermeture des fissures est pris en compte et l'endommagement peut atteindre 1 exactement dans une ou plusieurs directions grâce à une nouvelle gestion de la rupture. Le calcul d'un tirant a montré que cette procédure est indispensable pour plastifier l'acier et éviter un endommagement généralisé du béton. Lors du volet expérimental de la thèse, des essais de caractérisation du béton et des essais d'arrachement ont été réalisés en coopération avec le Département Génie Civil de l'ENS Cachan, suivis des essais d'impact sur poutres sur la tour de chute Orion au laboratoire DYN du CEA à Saclay. Avec une prise en compte pragmatique de l'interface acier-béton, la comparaison des calculs et des essais a montré qu'il était nécessaire de disposer d'un modèle de liaison acier-béton pour éviter un endommagement trop important du béton au voisinage des armatures, de réduire les temps de calcul, d'améliorer la méthode de régularisation et de prendre en compte les déformations permanentes.

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Sentosa, Bastian Okto Bangkit. "Assessing the structural elements of reinforced concrete buildings by using dynamic measurements". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAA008/document.

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Abstract (sommario):

Les applications des mesures dynamiques sur les bâtiments existants sont nombreuses : vérification de la vulnérabilité sismique des structures qui ont été construites avant l’apparition des règles parasismiques ; auscultation de la capacité des structures en situation post-sismique ou après des modifications au voisinage (creusement d’un tunnel à côté ou démolition des immeubles voisins par exemple). A l’heure actuelle, ce type de mesure permet le diagnostic d’une structure à l’échelle globale (toute la structure) alors que l’identification et la localisation des endommagements à l’échelle locale (chaque élément de la structure) restent encore à approfondir. Dans le cadre de cette thèse, le diagnostic à l’échelle locale des structures sera étudié. Cette thèse s’insère dans un contexte national de réévaluation des structures existantes du fait du nombre important de bâtiments à réhabiliter. Au sein du LOCIE, nous pensons que le comportement global des bâtiments est certes influencé par l’interaction sol-structure mais au moins autant par la qualité des connexions des éléments de structures entre eux. Il existe un besoin de qualification de ces connexions dont la variabilité du comportement peut provenir aussi bien de défauts de mise en œuvre (positionnement des armatures,…) que du vieillissement des structures. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une méthode pouvant caractériser les liaisons entre les éléments de structure afin de pouvoir caler un modèle numérique. Ces caractérisations devaient être possibles à partir de mesures de sollicitations dynamiques. Une première étape de ce travail consistera à caractériser sur une partie de structure une liaison. Cela sera fait sur un portique en béton armé. Par la suite, cette méthode sera adaptée à une caractérisation au sein d’une structure de bâtiment. Pour cela nous ferons appel à la notion de sous-modèle. Un modèle numérique sera associé à cette méthode aussi bien sur la connexion simple que sur l’ensemble du bâtiment. Le travail de thèse s’appuiera sur l’utilisation et le développement de techniques concernant le traitement des données dynamiques ; la réduction de modèles ; l’expérimentation en laboratoire (échelle locale et échelle d’un élément de structure) et la modélisation numérique par éléments finis à plusieurs échelles
There are many of the examples of dynamics measurements applications in the existing building: verification of structural seismic vulnerability, which was constructed before the earthquake building code; auscultation of structural capacity in post-earthquake situation or after modification in surround environment (Excavation of tunnel or demolition the neighbour buildings for example). Currently, this measurement type enables the diagnosis a structure in global scale (a whole structure) while identification and localization of damage in local scale (each elements of the structure) remains to be explored. In this dissertation, diagnosis in locale scale will be studied. This study is significant for its contribution to the national reassessment of existing structures where there is the large number of buildings to be rehabilitated

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Rousseau, Jessica. "Modélisation numérique du comportement dynamique de structures sous impact sévère avec un couplage éléments discrets / éléments finis". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10219.

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Abstract (sommario):

Cette thèse aborde le domaine de la prédiction des ouvrages en béton armé soumis à des charges dynamiques sévères de type impact. Elle s'intéresse plus particulièrement aux impacts d'avions sur les enceintes de confinement en béton armé. La modélisation de ces structures doit être capable de reproduire de manière fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la réponse globale de l'ouvrage. Localement, la méthode des éléments discrets est utilisée pour représenter correctement les phénomènes discontinus. L'application de la méthode des éléments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitée par le nombre d'éléments discrets nécessaires. Pour garder la qualité de prédiction locale et rendre cette méthode adaptée à l'échelle d'une structure, celle-ci est couplée à la méthode des éléments finis dans les parties qui ne sont pas soumises à d'importantes discontinuités. Cette approche couplée permet des gains de temps importants, tant pour la modélisation que la pour la simulation. Une partie importante de cette thèse concerne le développement et la validation du modèle éléments discrets de béton armé. Ce travail propose une optimisation du processus d'identification des paramètres locaux du modèle discret afin de le rendre plus prédictif en ce qui concerne le béton. Ensuite, une liaison particulière, entre éléments discrets d'acier et de béton, a été conçue pour la simulation du béton armé. Enfin, elle a été utilisée pour la simulation d'impacts sur des dalles en béton armé afin de confronter les résultats à des essais expérimentaux. La deuxième partie du travail de thèse traite de la méthode de couplage entre éléments discrets et éléments finis. Une méthode existante pour les éléments finis volumiques a été étendue aux éléments finis de type coque. Enfin, la méthode de couplage a été utilisée pour simuler un impact sur une structure de type enceinte de confinement
That study focuses on concrete structures submitted to impact loading and is aimed at predicting local damage in the vicinity of an impact zone as well as the global response of the structure. The Discrete Element Method (DEM) seems particularly well suited in this context for modeling fractures. An identification process of DEM material parameters from macroscopic data (Young's modulus, compressive and tensile strength, fracture energy, etc. ) will first be presented for the purpose of enhancing reproducibility and reliability of the simulation results with DE samples of various sizes. Then, a particular interaction, between concrete and steel elements, was developped for the simulation of reinforced concrete. The discrete elements method was validated on quasi-static and dynamic tests carried out on small samples of concrete and reinforced concrete. Finally, discret elements were used to simulate impacts on reinforced concrete slabs in order to confront the results with experimental tests. The modeling of a large structure by means of DEM may lead to prohibitive computation times. A refined discretization becomes required in the vicinity of the impact, while the structure may be modeled using a coarse FE mesh further from the impact area, where the material behaves elastically. A coupled discrete-finite element approach is thus proposed: the impact zone is modeled by means of DE and elastic FE are used on the rest of the structure. An existing method for 3D finite elements was extended to shells. This new method was then validated on many quasi-static and dynamic tests. The proposed approach is then applied to an impact on a concrete structure in order to validate the coupled method and compare computation times

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Rousseau, Jessica. "Modélisation numérique du comportement dynamique de structures sous impact sévère avec un couplage éléments discrets / éléments finis". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00411870.

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Abstract (sommario):

Cette thèse aborde le domaine de la prédiction des ouvrages en béton armé soumis à des charges dynamiques sévères de type impact. Elle s'intéresse plus particulièrement aux impacts d'avions sur les enceintes de confinement en béton armé. La modélisation de ces structures doit être capable de reproduire de manière fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la réponse globale de l'ouvrage. Localement, la méthode des éléments discrets est utilisée pour représenter correctement les phénomènes discontinus.

L'application de la méthode des éléments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitée par le nombre d'éléments discrets nécessaires. Pour garder la qualité de prédiction locale et rendre cette méthode adaptée à l'échelle d'une structure, celle-ci est couplée à la méthode des éléments finis dans les parties qui ne sont pas soumises à d'importantes discontinuités. Cette approche couplée permet des gains de temps importants, tant pour la modélisation que la pour la simulation.

Une partie importante de cette thèse concerne le développement et la validation du modèle éléments discrets de béton armé. Ce travail propose une optimisation du processus d'identification des paramètres locaux du modèle discret afin de le rendre plus prédictif en ce qui concerne le béton. Ensuite, une liaison particulière, entre éléments discrets d'acier et de béton, a été conçue pour la simulation du béton armé. Enfin, elle a été utilisée pour la simulation d'impacts sur des dalles en béton armé afin de confronter les résultats à des essais expérimentaux.

La deuxième partie du travail de thèse traite de la méthode de couplage entre éléments discrets et éléments finis. Une méthode existante pour les éléments finis volumiques a été étendue aux éléments finis de type coque. Enfin, la méthode de couplage a été utilisée pour simuler un impact sur une structure de type enceinte de confinement.

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Turgut, Can. "Prise en compte de la liaison acier béton dans le comportement d’éléments de structure en béton armé". Thesis, Paris 10, 2018. http://www.theses.fr/2018PA100170/document.

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Abstract (sommario):

Le comportement de l’interface acier-béton a une grande importance lorsque la fissuration des structures en béton armé est étudiée. Une approche par éléments finis a été proposée par (Torre-Casanova, 2013) et (Mang, 2016) pour représenter l'interface acier-béton dans les simulations de structures à grandes dimensions Le modèle proposé permet de calculer le glissement tangentiel entre l'acier et le béton. L’objectif de cette étude est d’améliorer ce modèle initial pour le rendre plus efficace et plus représentatif. Le document est découpé en trois parties : 1) Le modèle initial de liaison est évalué. Puis amélioré tant en chargement monotone qu’alterné. Le nouveau modèle est validé par plusieurs applications numériques. 2) L'effet de confinement est implémenté dans le modèle de liaison acier-béton. L'effet sur le comportement structural du confinement actif est étudié en utilisant le nouveau modèle. A partir des simulations proposées, il est montré, par l’utilisation du nouveau modèle, que l’effet de confinement actif peut jouer un rôle sur les comportements monotone que cyclique. 3) L'effet goujon est étudié avec le nouveau modèle liaison acier-béton. Deux campagnes expérimentales différentes sont simulées avec différents modelés de renforts (1D barre et poutre) et d’interface (liaison acier-béton et liaison parfaite). Les résultats montrent que le nouveau modèle de liaison acier-béton permet de mieux reproduire les résultats expérimentaux par rapport au modèle de liaison parfaite aux échelles globale et locale
In numerical applications of reinforced concrete structures, the steel-concrete interface behavior has a vital importance when the cracking properties are investigated. A finite element approach for the steel-concrete interface to be used in large-scale simulations was proposed by (Torre-Casanova, 2013) and (Mang, 2016). It enables to calculate the slip between the steel and concrete in the tangential direction of the interface element representation. The aim is here to improve the initial bond-slip model to be more efficient and more representative. The document is divided into three parts: 1) The existing bond-slip model is evaluated. The bond-slip model is then improved by considering transversal and irreversible bond behaviors under alternative loads. The new bond-slip model is validated with several numerical applications. 2) Confinement effect is implemented in the bond-slip model to capture the effect of external lateral pressure. According to the performed numerical applications, it is demonstrated how the active confinement can play a role, through the steel-concrete bond, during monotonic and cyclic loading cases. 3) Dowel action is finally investigated with the new bond-slip model. Two different experimental campaigns (Push-off tests and four-point bending tests) are reproduced with different reinforcement (1D truss and beam) and interface (new bonds-slip and perfect bond) models. The results show that the proposed simulation strategy including the bond slip model enables to reproduce experimental results by predicting global (force-displacement relation) and local behaviors (crack properties) of the reinforced concrete structures under shear loading better than the perfect bond assumption which is commonly used in the industrial applications

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Tixier, Antoine. "Analyse du comportement de l'interface acier-béton pas essai push-in. Mesures par fibres optiques et modélisation par éléments finis". Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI079/document.

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Abstract (sommario):

Les travaux de cette thèse ont pour objectif d’améliorer la connaissance du comportement desbâtiments en béton armé. Ce comportement est notamment lié à celui de la liaison entre l’acier etle béton, qui permet de transférer les efforts entre les deux matériaux. La connaissance de cetteinterface conduit ainsi à l’amélioration de la conception des structures. Le cas spécifique desenceintes de confinement de réacteurs nucléaires induit une sollicitation particulière de la liaisonpar rapport aux sollicitations habituelles (comme la présence de traction en fibre inférieure d’unepoutre). Afin d’étudier cet état de contraintes, un essai push-in, peu étudié dans la littérature,est mis en place. Une instrumentation par fibres optiques innovante, précise et peu intrusive, estinsérée dans le béton et l’acier, permettant d’accéder aux déformations locales des deux milieux.De nombreuses données sont ainsi obtenues à différents stades du comportement de la liaisonacier-béton. Les essais réalisés font varier la longueur d’interface, menant à l’observation deplusieurs modes de rupture de l’éprouvette qui sont comparés entre eux. Celui correspondant auglissement de l’interface est plus particulièrement étudié. Le comportement précédent la rupture,souvent qualifié de linéaire, est également investigué. L’étude est complétée par la réalisation demesures post-mortem non destructives de perméabilité et par rayons X. Des phénomènes connuset nouveaux sont observés et permettent d’affiner les connaissances sur le comportement de laliaison acier-béton. Ces travaux pourront conduire à améliorer la précision de la modélisation ducomportement des structures en béton armé. De plus, les marges d’incertitude utilisées dans lescodes d’ingénierie sont susceptibles d’être diminuées
This research aims at improving the knowledge about the behavior of reinforced concretebuildings. This behavior relies in particular on the steel-concrete link one, allowing to transferstresses between the two materials. Knowing the bond behavior leads to optimise the structuredesign. The specific case of confinement vessels of nuclear structures induces a special link sol-licitation compared to the usual sollicitations (such as presence of traction in the beam lowerfiber). In order to study this stress state, a push-in test, less studied according to the litterature,is set up. A new, precise and less-intrusive instrumentation by optic fiber is set up inside theconcrete and the steel, giving access to local strains of both mediums. Much data is obtainedat different steps of the steel-concrete interface behavior. Different interface lengths are used,leading to several rupture modes that are compared one to each other. The interface sliding oneis more particularly studied. The behavior before the rupture, sometimes qualified as linear, isinvestigated as well. Post-mortem non destructive measurements (permeability and X-ray to-mography) are finally performed. Known and new phenomena are observed and allow to refinethe knowledge regarding the steel-concrete link. This reasearch could lead to improve the mo-deling accuracy of reinforced concrete behaviors. Moreover, the uncertainty margins used in theengineering codes are likely to decrease

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