Tesi sul tema "Dalles (construction)"

Le travail décrit dans le présent mémoire est une contribution à l'étude du comportement des dalles en bétons armé de haute performance. Il peut être considéré comme le dernier élément d'une démarche collective visant à établir l'intérêt de développer un béton armé de haute performance en tant que nouveau matériau de construction. L'étude du domaine des petites déformations et des petits déplacements, a précédé celle de l'évolution de la fissuration conduisant à la ruine, car c'est là que s'exprime le plus la haute résistance des matériaux constitutifs. Les effets néfastes du vieillissement du béton sur la résistance à la microfissuration ont été mis en évidence. Le rôle indéniable de l'acier de haute limite élastique comme bonificateur des performances de l'élément de structure dans son domaine d'utilisation a été constaté. L'examen du domaine post-élastique a permis d'observer que l'influence de la limite d'élasticité de l'armature n'est déterminante que lors de la transformation de l'élément de structure en mécanisme. Enfin une ouverture de cette recherche a été pratiquée à l'usage de l'ingénieur grâce à une simulation numérique.

Les structures en bois sont une bonne solution pour la construction de bâtiments multiétages. Le bois est reconnu pour son aspect architectural, pour son empreinte écologique faible ainsi que pour sa résistance mécanique. L’ajout d’une mince couche de béton connectée à l’aide de connecteurs de cisaillement sur une pièce de bois lamellé-collé ou bien un CLT permet d’augmenter considérablement la rigidité du plancher. Il est donc possible de construire sur une plus longue portée tout en respectant les critères de flèche d’État Limite de Service (ELS) et de résistances aux États Limites Ultimes (ELU). Ces solutions innovantes sont aussi moins sensibles aux vibrations puisqu’elles sont plus rigides. Le confort des usagers est donc amélioré. Cette thèse se concentre sur le développement d’une connexion de type entaille peu profonde adaptée aux dalles composites. Cette connexion est conçue afin d’obtenir un comportement initial rigide, puis une grande ductilité. Ceci est possible en utilisant le caractère ductile en compression du bois. Plusieurs configurations sont testées dans le CLT et dans le bois lamellé-collé. La profondeur de l’entaille varie. L’influence de la présence d’un isolant acoustique entre le bois et le béton est aussi quantifiée. Les premiers tests de cisaillement sur les différentes configurations ont montré de très bons résultats et des dalles CLT-BHP ont été coulées pour une portée de 8 m. Les dalles de CLT-BHP ont été conçues selon une approche multicritère afin de respecter les normes du Code National du Bâtiment du Canada et de maximiser certains facteurs considérés importants par le milieu de la construction tels l’épaisseur du plancher, le poids du plancher, le coût, etc.
Wooden structures are a good solution for building multi-story buildings. Wood is known for its architectural appearance, low footprint and mechanical strength. The addition of a thin layer of concrete connected using shear connectors to a piece of glued-laminated timber (GLULAM) or a Cross-Laminated Timber (CLT) considerably increases the rigidity of the floor. It is therefore possible to build longer span in building while respecting the Serviceability Limit States (SLS) deflection criteria as well as the Ultimate Limit States (ULS) bearing capacity. These innovative solutions are also less sensitive to vibrations since they are more rigid. The comfort of users is improved. This thesis focuses on the development of a shallow notch type connection suitable for composite slabs. This connection is designed to obtain a rigid initial behavior, followed by a big ductility. This is possible by using the compressive ductile nature of the timber. Several configurations are tested in CLT and GLULAM. The depth of the cut varies from 20 mm to 35 mm. The influence of the presence of an acoustic insulation between the timber and the concrete is also quantified. The first shear tests on the different configurations showed very good results. Three 8 m single span CLT-HPC slabs were cast. The CLT-HPC slabs were designed with a multi-criteria approach to meet the National Building Code of Canada (NBCC) standards and to maximize certain factors considered important by the building industry such as floor thickness, floor weight, the cost, etc.

Les charpentes de bois sont une alternative très intéressante pour la construction de bâtiments multiétages. Grâce à sa faible empreinte écologique, ses excellentes propriétés mécaniques et l’esthétisme de son produit fini, le bois est un matériau incontournable. En y ajoutant une mince dalle de béton collaborant, on permet de réduire considérablement l’épaisseur et le poids des planchers tout en respectant les critères de conception. Pour ce faire, le transfert des charges de la dalle de béton à la poutre de bois doit passer par les connecteurs. Différents types de connecteurs permettent ce transfert. Néanmoins, il est difficile de garantir un comportement rigide en service et une rupture ductile de la poutre. La ductilité du connecteur est un indicatif de l’aptitude de la structure à dissiper de l’énergie. Dans ce mémoire, le comportement d’un nouveau connecteur composite coulé en place sera décortiqué. Ce connecteur en béton fibré à ultra-haute performance (BFUP) et contenant un coeur en acier permet de garantir la rigidité et la ductilité. L’objectif de cette recherche est de vérifier et de valider le comportement du connecteur composite en variant les différents paramètres géométriques, soit le diamètre et la longueur. De plus, afin de confirmer la performance du nouveau connecteur, un essai de flexion sera réalisé sur des poutres de plancher type en comparaison avec un autre type de connecteur. Ces essais en laboratoire seront également validés à l’aide de méthode de calcul simple et plus complexe permettant de vérifier le comportement structural en service et à l’ultime. Finalement, ce mémoire explore le comportement d’une mince dalle de BFUP connectée à une poutre de bois lamellé-collé (BLC) d’une portée de 9 m. Les poutres composites bois-béton ont été conçues avec une approche multicritère simplifiée. Les résultats confirment le potentiel prometteur, en termes de poids et d’épaisseur globale, de l’utilisation du BFUP dans les futurs projets de bâtiment multi-étages
Timber framing is a very attractive alternative for the construction of multistory buildings. Thanks to its low ecological footprint, its excellent mechanical properties and the aesthetics of finished product. By adding a thin concerted concrete slab, the thickness and weight of the floors can be considerably reduced while respecting the design criteria. In order to succeed, the load must be transferred from the concrete slab to the timber beam by the shear connectors. Different types of connectors allow this transfer. Nevertheless, it is difficult to guarantee good stiffness in serviceability and ductile behaviour before the collapse of the structure. Ductility is an indicator of the ability of the structure to dissipate energy. In this master thesis, the behaviour of a new cast-in-place composite connector will be discussed. This ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) with a steel core ensures stiffness and ductility. The aim of this research is to verify and validate the behaviour of the composite connector by varying the different geometric parameters, namely the diameter and the length. Furthermore, in order to confirm the performance of the new connector, a bending test will be carried out on typical floor beams in comparison with another shear connector. These laboratory tests will also be validated using a simple and complex calculation method to verify the structural behaviour in both Serviceability Limit States (SLS) and Ultimate Limit States (ULS). Finally, this thesis explores the behaviour of a thin slab of UHPFRC connected to a glued laminated timber (GLT) with a long span of 9 m. The TCC beams were designed with a simplified multi-criteria approach. The results confirm the promising potentials, in terms of weight and overall thickness, of using UHPFRC thin slab for future TCC multistory buildings.

Soft soil reinforcement by inclusion is a growing technique caracterized by a pile grid and a granular embankment introduced between the reinforced soil and the structure. Unlike traditionnal methods, the load is partially transferred to the pile heads by arching in the embankment. The application area of this research focuses on the shallow foundations case, in which the thickness of the embankment is small. The litterature review shows that only a few studies were dedicated to that case, and that fundamental questions remains concerning the load transfer in the embankment. Chosen method for this research consists in two-dimensionnal physical modelling, analysis of the conducted simulations, and development of an analytical model in order to predict the load transfer to the piles by arching in the embankment. The results of this PhD thesis provide original elements of evidence of the load transfer in the studied system, proposes an analytical model based on block division of the granular embankment by shear bands - which is in good agreement with experimental data - and lead to a better understanding of arching in soils.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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Les dispositifs de retenue sur les ouvrages d’art fournissent une protection essentielle aux usagers de la route. Ils atténuent les conséquences d’une perte de contrôle d’un véhicule en empêchant sa sortie de la voie carrossable ou son intrusion dans une voie inverse. Actuellement, les standards nord-américains de conception d’ouvrages d’art requièrent que la résistance et le comportement sécuritaire des dispositifs soient prouvés par un essai de collision à grandeur réelle. Un dispositif de retenue préalablement testé et accepté peut être modifié si le responsable peut démontrer sa performance par des analyses et des simulations appropriées. La méthode des éléments finis est un outil efficace pour prédire la réponse d’un dispositif de retenue sous les charges induites par l’impact d’un véhicule. Le présent projet de recherche vise à développer des détails d’assemblages génériques (montés directement sur le tablier et sur un chasse-roue) permettant d’assembler un dispositif de retenue de type poteaux-poutres en acier déjà testé et approuvé aux tabliers orthotropes en acier les plus récemment développés. Ce projet implique des analyses statiques et des simulations dynamiques en utilisant ABAQUS et LS-DYNA, respectivement. La capacité de l’assemblage à transférer la charge d’impact sans compromettre l’intégrité structurale du tablier de pont et du dispositif lui-même est examinée en détail. Des détails d’assemblage ont été développés avec un système de plaques de renfort et un module d’assemblage pour assembler les dispositifs de retenue directement sur le tablier orthotrope et sur un chasse-roue en acier, respectivement. Des similitudes entre les résultats des différentes analyses montrent que les charges statiques spécifiées par la norme CSA S6-06 sont appropriées pour la modification des ancrages de dispositifs de retenue pour les assembler à des tabliers orthotropes en acier. Mots clés : Dispositif de retenue, tablier orthotrope en acier, pont routier, assemblage, analyse par éléments finis.
Traffic barriers in bridge construction are specially designed devices that are carefully selected and connected to the bridge deck to redirect errant vehicles safely into the flow of traffic and prevent them from proceeding down a non-driveable batter. Current North American bridge design standards require that the selected traffic barrier system must be crash-tested at full-scale to ensure a safe design standard. Minimal modifications of already crash-tested and approved traffic barrier system are however allowed if its performance can be demonstrated by an appropriate engineering simulation and analysis. The finite element analysis method is an effective tool to predict the response of traffic barriers under vehicle-induced forces. The present research aims at developing generic connector systems (deck and curb-mounted) that allows the attachment of a standard already-crash-tested post-and-rail barrier to orthotropic steel decks. This research involves both static analysis and dynamic simulation of crash-test using ABAQUS and LS-DYNA. The ability of the attachment system to transfer the impact loads without compromising the structural integrity of the bridge deck or the barrier itself would be examined in detail. Typical assembly were developed with strengthening plates to connect the traffic barriers directly on the orthotropic steel deck and with a module to connect it on a steel curb. Similarities existing between the results of the different analyses show that the static loads specified in Canadian standard CSA S6-06 are appropriate for the modification of the anchorage of traffic barriers to connect them to orthotropic steel decks. Keywords : Traffic barrier, orthotropic steel deck, bridge, connector system, finite element analysis.

Le gouvernement québécois souhaite valoriser l’utilisation de l’aluminium et du bois d’ingénierie dans la construction et dans la réhabilitation d’ouvrages d’art. Dans le cadre de la vision à court terme des projets de construction, le bois et l’aluminium sont encore aujourd’hui désavantagés. Pourtant, ces deux matériaux pourraient devenir des matériaux concurrentiels pour la réhabilitation du parc routier québécois notamment grâce à leur production locale et leur possibilité de recyclage. Afin d’éviter une vision court-termiste biaisée, la méthode d’arbitrage utilisée est celle de l’analyse de cycle de vie. Cette méthode holistique prend en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie. Deux analyses sont réalisées en parallèles. La première concerne les coûts de cycle de vie (ACCV) et la deuxième, les impacts environnementaux (ACV). Ces deux études complémentaires ajoutent une dimension environnementale, aujourd’hui non négligeable, aux futures prises de décision. La première étape de ce projet consiste en la conception du tablier de pont hybride à platelage en aluminium sur poutres en bois lamellé-collé à l’aide de la norme CAN/CSA S6-14 (CSA,2014b). Le pont-type ainsi conçu est par la suite utilisé au cours des analyses de cycle de vie. L’analyse économique se fait à l’aide de la norme ISO 15686-5 (ISO, 2017). L’analyse des impacts environnementaux se fait, elle, à l’aide de le norme ISO 14040 (ISO, 2006a) et 14044 (ISO, 2006b). L’utilisation du bois ainsi que le faible nombre d’opérations d’entretien rendent le tablier aluminium/bois plus avantageux économiquement sur toute sa durée de vie. Les tabliers conventionnels béton/acier assurent une nette diminution des coûts de construction initiaux mais cette tendance s’inverse très vite. Le préfabrication possible des tabliers de pont aluminium/acier et aluminium/bois réduisent les coûts indirects de construction. Ainsi, les tabliers de pont aluminium/bois réduisent de 86 % le coût total du tablier par comparaison avec des tabliers conventionnels. Au niveau des indicateurs environnementaux, le tablier aluminium/bois est également à privilégier.
The Quebec Gouvernment wishes to promote the use of wood and aluminium in the construction and rehabilitation of structures. In the context of the short-term vision of construction projects, wood and aluminium are clearly disadvantaged. However, aluminium and glued laminated timber could become competitive materials for the rehabilitation of the Quebec roadway bridges, in particular thanks to their local production in Quebec and their possibility of recycling. In order to avoid a biased short-term view, the method of arbitration used is that of life cycle analysis. This holistic method makes it possible to take into account all life-cycle stages. Two analyzes are carried out in parallel. The first concerns life cycle costs and the second concerns environmental impacts. These two studies complement each other and add a environmental dimension, which is not negligible today, on decision-making. The first stage of this project consists of the design of the hybrid bridge deck aluminium on glued laminated timber beams using the CAN / CSA S6-14 standard. The bridge-type thus designed is subsequently used during life cycle analyzes. The economic analysis is done using the ISO 15686-5 standard (2017). The environmental impact analysis is done using the ISO 14040 and 14044 standards (2006). The use of wood and aluminium as well as the low number of maintenance operations make the aluminum/wood deck more economically advantageous over its entire lifespan. Conventional concrete/steel decks provide a clear reduction in initial construction costs, but this trend is reversed very quickly. The possible prefabrication of aluminium/steel and aluminium/ wood bridge decks reduces indirect construction costs. Thus aluminium/ wood bridge decks reduce 86 % of the total cost of the conventional bridge deck. In terms of environmental indicators, the aluminium wood/decki s also to be favored

Les alliages d'aluminium ont plusieurs propriétés qui rendent intéressantes son utilisation dans les ouvrages d’art, en particulier dans un contexte de climat nordique. En effet, ce matériau a un faible ratio poids/résistance, une très bonne résistance à la corrosion, une résilience élevée à basse température, ainsi qu’une bonne formabilité. Pour ces raisons, l’aluminium est envisagé pour la production de platelages de ponts constitués d’extrusions multicellulaires soudées entre elles. Ces platelages doivent être connectés sur des poutres en acier au moyen d’un assemblage boulonné antiglissement, afin de développer l’action mixte entre le platelage et les poutres. La difficulté de ce projet réside dans la difficulté d’accès à l’intérieur des cellules extrudées. Cela empêche la bonne mise en place des connexions boulonnées antiglissement respectant les exigences de la norme canadienne sur les ponts routiers. Deux solutions sont étudiées : l’utilisation de boulons aveugles et la conception d’une extrusion d’attache entre le platelage et les poutres. Pour chacune de ces solutions, une étude de faisabilité est faite. Dans le cas des boulons aveugles, deux modèles ont été identifiés, puis modélisés par éléments finis afin de déterminer s’ils se conforment aux exigences de la norme CAN/CSA-S6-2014. Dans le cas des extrusions d’attache, deux modèles seront conçus et testés par éléments finis, au regard de la norme. Les solutions explorées dans ce travail sont ensuite comparées par le moyen d’analyses SWOT, afin de mettre en évidences leurs forces, faiblesses, opportunités et menaces. Cela permettra d’aboutir à des recommandations. Mots-clefs 6063-T6, aluminium, assemblage antiglissement, boulons aveugles, CAN/CSAS6-2014, éléments finis, extrusions, platelage, pont.
Aluminium alloys have many properties that make this material fit for structural uses, in particular in a nordic climate. This metal has indeed a good weight/resistance ratio, an excellent corrosion resistance, a high resilience at low temperatures, and a good formability. For these reasons, aluminium is considered for the production of bridge decks made of multi-cellular extrusions welded together. Decks are to be connected to steel girders with slip-critical bolted joints, in order to achieve composite action between the deck and the girders. The main concern is the lack of accessibility of the interior of the extrusions. This prevents the setting up of the slip-critical bolteds joints, compliantly with the canadian standards about highway bridges. Two solutions are studied : the use of blind bolts and the design of an special extrusion to join the deck to the beams. For each of these solutions, a feasability study is led. Two models of blind bolts are identified, then modeled by finite elements to determine wether they match the CAN/CSA-S6-2014 requirements about slip-critical joints. The solutions explored in this project are finally campared by the mean of SWOT analysis, in order to bring out their strenghts, weaknesses, opportunities and threats. Key-words 6063-T6, aluminium, blind bolt, bridge, CAN/CSA-S6-2014, deck, extrusions, finite elements slip-critical joint.

Les tabliers métalliques à dalle orthotrope sont sensibles au phénomène de fatigue produit par les charges des poids lourds du trafic. Ce comportement n'est pas précisément prédit avec les méthodes de l'Eurocode 3, compte tenu de la complexité des effets locaux et de la connaissance insuffisante du rôle mécanique du revêtement (diffusion des charges et participation à la flexion locale). De plus l'augmentation du trafic des camions et éventuellement celle des charges admissibles par essieu en Europe tend à rendre ce problème bien plus critique. Le renforcement de ces tabliers est donc souhaitable de façon à prolonger la durée de vie des ponts existants, et aussi augmenter la durabilité des nouveaux ponts. Le béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) a été envisagé comme nouvelle solution de revêtement, étant donné ses propriétés mécaniques, ses possibilités de mise en œuvre et sa durabilité. L'objectif de cette thèse, réalisée dans le cadre du projet ANR Orthoplus, est de quantifier expérimentalement l'apport des revêtements couramment utilisés dans les structures à dalle orthotrope et de valider la solution innovante en BFUP. Des essais statiques et dynamiques sur corps d'épreuve à grande échelle (2,40x4,00) m2 ont été réalisés sur la plate-forme d'essai des structures de l'IFSTTAR. Quatre corps d'épreuve ont été testés : tôle de platelage de 14 mm non revêtue et revêtue de 80 mm de béton bitumineux, tôle de 10 mm revêtue de 35 mm de BFUP et tôle de 12 mm revêtue de 35 mm de BFUP. L'influence des différents types de chargement positionnés au centre des corps d'épreuve a été analysée : plaques métalliques type Eurocode 1 et vraies roues de camion. L'étude a porté sur le détail de fatigue: liaison auget-tôle de platelage entre pièces de pont. La contrainte géométrique de fatigue (extrapolation au point chaud) a été évaluée expérimentalement en utilisant deux schémas d'extrapolation linéaire des déformations à proximité du cordon de soudure du détail étudié, le schéma du rapport CECA et celui proposé par l'Institut International de Soudure, à partir des mesures réalisées au-dessous de la tôle de platelage (σT) et sur l'âme de l'auget (σA).La cohérence entre estimation quasi-statique des déformations et comportement sous cycles de fatigue a été vérifiée, ainsi que la rigidification importante apportée par le BFUP, bien que ce dernier ne participe pas avec une connexion totale. Les résultats expérimentaux ont été confrontés à des modèles de différents niveaux de complexité qu'il reste nécessaire de calibrer empiriquement pour prévoir les contraintes géométriques. A partir des contraintes de fatigue obtenues expérimentalement, nous avons calculé la durée de vie des dalles orthotropes testés à l'aide de la règle du cumul linéaire de l'endommagement. Enfin nous avons mené une étude par analyse de cycle de vie d'un pont à dalle orthotrope pour vérifier la pertinence environnementale des différentes solutions de revêtement. Les nombreuses données expérimentales acquises dans ce travail sont de nature à permettre une amélioration significative du dimensionnement rationnel des tabliers à dalle orthotrope et de leur revêtement pour une meilleure prise en compte de leur gestion durable

Le présent document traite de l'utilisation d'un nouveau platelage en aluminium, présentement développé à l'Université Laval. Ce nouveau platelage, d'une hauteur de 200 mm, se veut une alternative aux dalles en béton armé couramment utilisées dans les ponts routiers. Il est proposé de connecter le platelage à des poutres en acier à l'aide d'une connexion boulonnée antiglissement utilisant des boulons en acier galvanisé ASTM F3125/F3125M-15a de grade A325 et de diamètre M20. L'optique est de développer une action composite totale afin d'obtenir la pleine capacité de la poutre mixte. Cependant, le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium étant le double de celui de l'acier, des mouvements différentiels entre le platelage en aluminium et les poutres en acier sont possibles suite à des variations de température. Le comportement de cet assemblage sous les charges thermiques doit donc être étudié. Ce projet propose d'utiliser la méthode des éléments finis à l'aide du logiciel commercial Abaqus afin de déterminer le comportement de cet assemblage face à la combinaison des charges thermiques et mécaniques à l'état limite d'utilisation (ÉLUT) ainsi qu'à l'état limite ultime (ÉLUL). Ces charges sont déterminées à partir des directives du Code canadien sur le calcul des ponts routiers (CAN/CSA S6-14). Les résultats montrent qu'il est possible de développer l'action composite totale entre le platelage en aluminium et les poutres en acier. Aussi, en suivant les recommandations prescrites par cette étude, il est possible de prévenir le glissement sous les charges thermiques et de maintenir le comportement antiglissement de l'assemblage à l'ÉLUT en plus de prévenir la rupture de l’assemblage boulonné sous la combinaison des charges thermiques et mécaniques à l’ÉLUL.
This project concerns the use of a new aluminium bridge deck that is being developed at Université Laval. It is a 200 mm deep aluminium bridge deck, which represents an alternative to the reinforced concrete slabs in bridges. This project proposes to connect the aluminium bridge deck to steel girders using galvanized ASTM F3125/F3125M-15a grade A325 bolts of diameter M20 in a slip-critical connection. Full composite action between the deck and the girders is expected in order to develop the full capacity of the composite section. However, the coefficient of thermal expansion of aluminium, being twice that of steel, differential movements may occur during temperature changes. To understand the behavior of the bolted connection under such thermal loadings, this project uses finite element model with the Abaqus software. The combinations of dead, live and thermal loads at the ultimate limit state (ULS) and serviceability limit state (SLS) are studied. The loads are calculated according to the Canadian Highway Bridge Design Code (CAN/CSA S6-14). Results confirm that full composite action between the aluminium deck and the steel girders can be achieved. Moreover, by following the recommendations of this study, it is possible to eliminate the sliding that may occur during the thermal loading of the beam at the serviceability limit state (SLS). This study also offers a solution to prevent the failure of the bolted connections following the combination of thermal and mechanical loads.

Cette thèse, en s’appuyant sur l’expérimentation et la modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles épaisses en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Le cas particulier des dalles avec épingles est d’ailleurs spécifiquement étudié et comparé aux dalles sans armatures d’effort tranchant, l’influence de l’effort membrane est également abordé. Une synthèse bibliographique a tout d’abord été effectuée pour mettre en évidence les paramètres agissant sur la contrainte de cisaillement à travers les résultats des travaux et études précédentes comme la résistance caractéristique du béton en compression, le taux d’armatures longitudinales et transversales, et le rapport a/d, la taille des granulats. La campagne expérimentale a ensuite été réalisée sur trente dalles dont 9 dalles sans épingles et 21 dalles avec épingles partagées en quatre séries, la première conçue pour étudier le comportement global et local au cisaillement, la deuxième pour analyser l’interaction des épingles avec les armatures longitudinales, la troisième pour étudier l’effet d’un effort axial sur la résistance au cisaillement et vérifier s’il existe une interférence des aciers d’effort tranchant sur l’effort axial et la quatrième pour étudier l’effet de l’engrènement des granulats en faisant varier la taille de leur diamètre maximal. Les résultats montrent l’augmentation de la résistance au cisaillement grâce aux épingles mais également l’interaction de ceux-ci avec les armatures longitudinales et l’effort de compression. Pour ce qui est de l’influence de l’augmentation du diamètre des granulats, celle-ci est supplantée par les épingles qui remplacent cet effet. Les résultats expérimentaux sont comparés aux prévisions basées sur l’Eurocode 2, l’Annexe Nationale Française, le Fib Model Code 2010 et l’ACI 318-14. Les résultats montrent que globalement l’approche française ANF et le fib Model Code 2010 donnent des résultats très proches des valeurs expérimentales. L’EC2 donne également des résultats acceptables avec des marges de sécurité raisonnable. La comparaison des résultats analytiques obtenus avec l’EC2, l’ACI 318-14, le Fib Model Code montre que l’ANF donnent de bons résultats. La modélisation des dalles, en utilisant le modèle de béton élasto-plastique avec endommagement d’ABAQUS EXPLICIT, donne les meilleurs résultats en comparaison avec la campagne expérimentale, tant pour la détermination de la charge ultime et de l’effort tranchant maximal que pour le mode de rupture qui est similaire au mode de rupture expérimental
This thesis, based on experimentation and numerical modeling aims at a better understanding of the behaviour of reinforced concrete slabs equipped with shear reinforcements, by measuring the effect of stirrups on their shear strength. A bibliographical synthesis was first carried out to highlight the parameters acting on the shear stress through the results of previous work and studies such as the characteristic resistance of concrete in compression, the rate of longitudinal and transverse reinforcements, the shear to span ratio the size of the aggregates and the applying of an axial load. The experimental campaign was then carried out on thirty slabs including 9 slabs without shear reinforcement and 21 slabs with stirrups shared in four series, the first designed to study the global and local shear behaviour, the second to analyze the interaction of the stirrups with the longitudinal reinforcement, the third to study the effect of an axial effort on the shear strength and to check whether there is interference from the shear reinforcement on the behaviour of axial effort and the fourth to study the effect of meshing of aggregates by varying the size of their maximum diameter. The results confirm the shear gain through the adding of stirrups and also their interaction with longitudinal reinforcement and axial compression. Also, the stirrups cancel the effect of increasing the diameter of concrete aggregates. The experimental results are compared with the forecasts based on Eurocode 2, the French national Annex, the Fib Model Code 2010 and the ACI 318-14. The results show that overall the French approach ANF (avg = 1.00, std = 0.08) and the fib Model Code 2010 give very close results of experimental values. The EC2 also gives acceptable results with reasonable security margins. Comparison of the analytical results obtained with the EC2, the ACI 318-14, the Fib Model Code shows that both the ANF is successful; The best average of the "experimental shear strength and the numerical shear strength ratio (1.014) was obtained with the ANF (0.03). The modeling of slabs, using the elastoplastic concrete model with damage through ABAQUS EXPLICIT gives results comparable to the experimental results, not only for the determination of the ultimate load and the maximum shear strength but also for the failure mode which is similar to the experimental one

Le but principal du projet était de relier le cambrement et l'ouverture des joints avec les résultats de l’essai de retrait de séchage normalisé ASTM C157. Afin d'atteindre cet objectif, 12 dalles ont été construites à l'aide de 8 différents mélanges de béton. Les variables principales de l'étude étaient le type et la quantité d'armature de même que l'utilisation d'un agent réducteur de retrait (ARR). Différents phénomènes ont fait l’objet d’un suivi élaboré, dont le cambrement, l'ouverture des joints, le fluage et le retrait. Les résultats obtenus ont clairement démontré les avantages reliés à l'utilisation d'un agent réducteur de retrait. L'étude a également prouvé l'efficacité de certaines fibres dans l'atténuation des effets reliés au retrait de séchage. La vaste base de données sur le cambrement et l'ouverture des joints produite au cours de cette recherche sera employée pour valider et calibrer des modèles prédictifs et aidera l'industrie du béton à raffiner les règles de conception pour l'espacement des joints.
The primary goal of this project was to relate curling and joint opening with ASTM C157 drying shrinkage measurements. In order to achieve this objective, 12 slabs were built with 8 different concrete mixtures. The main variables of the study were the type and amount of reinforcement and the use of a shrinkage-reducing admixture (SRA). Different phenomena were monitored, in particular curling, joint movements, creep and shrinkage. The advantages of using a shrinkage-reducing admixture (SRA) in ordinary concrete slabs are clearly demonstrated through the results obtained in this investigation. The study also shows the effectiveness of some fiber reinforcement systems in counteracting the detrimental effects of drying shrinkage. The large database on curling and joint opening produced in this investigation will be used to validate and calibrate predictive models in development, and will help the concrete industry to refine design rules for joint spacing.

Le principe des poutres mixtes acier-béton est d'associer une dalle de béton et une poutre en acier pour un travail en commun. Les connecteurs de cisaillement sont des outils mécaniques qui ont le rôle d'assurer la connexion entre les deux matériaux à l'interface des poutres mixtes. Une variété de connecteurs de cisaillement a été proposée dans la littérature afin de fournir un comportement approprié à l'interface acier-béton. Les connecteurs à goujon à tête sont les plus largement utilisés dans la construction mixte en raison des recommandations des codes du bâtiment. Cependant, ces derniers présentent des inconvénients notables en termes de performances structurelles et de praticabilité sur les chantiers. Dans cette présente thèse, un nouveau type de connecteur innovant en forme d'OMEGA a été proposé en deux conceptions géométriques (forme primaire et forme améliorée) pour être une alternative aux connecteurs conventionnels. En plus d'avoir un processus de fabrication simple et une installation pratique à l'interface de la poutre mixte, la forme de ce connecteur permet une grande surface de béton confiné, le rendant ainsi plus résistant au cisaillement et au soulèvement de la dalle. Dans cette recherche, des tests expérimentaux de push-out ont été effectués sur le connecteur OMEGA avec différentes configurations pour étudier leur résistance, leur ductilité et leur mode de ruine dans la connexion acier-béton. Des spécimens de push-out supplémentaires avec les connecteurs conventionnels de type goujon à tête ont également été testés dans le but de comparer les performance des connecteurs OMEGA avec celles des goujons à tête standard. Les résultats ont démontré que le connecteur en forme d'OMEGA proposé présente un comportement intéressants dans la connexion acier-béton et pourrait donc être utilisé comme connecteur de cisaillement alternatif pour les poutres mixtes. De plus, un modèle numérique EF de l'essai de push-out sur les connecteurs OMEGA a été développé dans cette thèse à l'aide du logiciel Abaqus. Le but est d'approfondir les investigations sur ce connecteur proposé, en menant une étude paramétrique qui vise à évaluer les influences des dimensions du connecteur et de la résistance de la dalle de béton sur le comportement interne de la connexion acier-béton. En outre, en exploitant les résultats de l'étude paramétrique, une équation de prédiction de la résistance au cisaillement des connecteurs OMEGA a également été développée. Par ailleurs, des essais de poutre mixte avec les connecteurs OMEGA disposés à l'interface ont également été réalisés dans le cadre de cette thèse, en réalisant un spécimen de poutre mixte avec une connexion complète et un autre avec une connexion partielle. L'objectif de cette étude est d'analyser l'influence du comportement des connecteur OMEGA dans la connexion sur le comportement global de la poutre mixte. Les résultats ont affirmé que l'utilisation des connecteur OMEGA assure un comportement adéquat aux poutres mixtes, même avec un degré de connexion réduit
The principle of steel-concrete composite beams is to combine a concrete slab and a steel beam for joint work. Shear connectors are mechanical tools that have the role of ensuring the connection between the two materials at the interface of the composite beams. A variety of shear connectors have been proposed in the literature to provide suitable behavior at the steel-concrete interface. Headed stud connectors are most widely used in composite construction due to building code recommendations. However, the latter have significant drawbacks in terms of structural performance and practicability on construction sites. In this present thesis, an innovative new type of OMEGA-shaped connector has been proposed in two geometric designs (primary shape and improved shape) to be an alternative to conventional connectors. In addition to having a simple fabrication process and convenient installation at the composite beam interface, the shape of this connector allows for a large confined concrete zone, making it more resistant to shear and slab uplift. In this research, experimental push-out tests were performed on OMEGA connector with different configurations to study their strength, ductility and failure mode in the steel-concrete connection. Additional push-out specimens with conventional headed stud type connectors were also tested in order to compare the performance of OMEGA connectors with that of standard headed studs. The results demonstrated that the proposed OMEGA-shaped connector exhibited interesting behavior in steel-concrete connection and which can be used as an alternative shear connector for composite beams. In addition, an FE numerical model of the push-out test on OMEGA connectors was developed in this thesis using Abaqus software. The goal is to deepen the investigations on this proposed connector, by conducting a parametric study that aims to evaluate the influences of connector dimensions and concrete slab strength on the internal behavior of the steel-concrete connection. Moreover, by exploiting the parametric study results, an equation for predicting the OMEGA connectors shear strength was also developed. Furthermore, composite beam tests with OMEGA connectors arranged at the interface were also carried out as part of this thesis, by producing a composite beam specimen with a complete connection and another with a partial connection. The objective of this study is to analyze the influence of OMEGA connectors mechanism in the connection on the overall behavior of the composite beam. The results affirmed that the use of OMEGA connectors ensure adequate behavior to composite beams, even with a reduced degree of connection

Chacun s’accorde aujourd’hui sur l’impact de la production des matériaux industrielles sur le climat de la planète. Le secteur de la construction est l’un des principaux responsables de cette situation car c’est le premier consommateur d’énergie et le deuxième émetteur de CO2 dans le monde. L’épuisement de certains gisements de matériaux est aussi l’un des problèmes que connait l’humanité. Il importe par conséquent de réaliser des bâtiments éco-respectueux, qui consomment peu d’énergie et émettent moins de gaz à effet de serre sur l’ensemble de leur cycle de vie. La présente étude s’intègre dans une problématique générale de développement de matériaux de construction innovants à faible impact environnemental. Nous proposons donc un nouveau béton à base de granulat latéritique avec subtitution des armatures en acier par celles en bois de rônier (Borassus Aethiopum) et rotin (Calamus Dearatus) pour la réalisation des parties d’ouvrages en béton plus spécifiquement les planchers. Cette étude a été conduite sur la latérite de la carrière de ATOTINGO dans la commune de ALLADA au Bénin où nous avons fait sa caractérisation physique et mécanique de la latérite et proposé une méthode de formulation de béton structurel à base de cette latérite. Aussi avons-nous caractérisé les différents matériaux d’origine végétale (rônier et rotin) pour une maitrise de leur performance mécanique. La formulation du béton de latérite nous a permis d’élaborer trois types de béton latériques. L’utilisation de la latérite brute (non lavé) nous a conduit à un béton dont la résistance en compression à 28 jours est de 21,23±1,24 MPa. Cependant, le lavage par élimination des particules fine de dimensions inférieures à 63µm a permis de rehausser cette résistance jusqu’à 27,52±0,32 MPa avec module d’élasticité de 17920±324MPa. Les armatures végétales proposée ont développé respectivement une contrainte de rupture en traction directe parallèle aux fibres du bois de rônier et des lianes de rotin de 156MPa et 22MPa. L’adhérence entre le béton de latérite et les armatures en rônier mesurée de diverses manières ont montré que cette adhérence pouvait atteindre 4MPa. Ces performances ont validé notre approche d’élaboration d’un plancher en écomatériaux en respect de l’environnement. Il ressort que le plancher ainsi élaboré pour avoir des portées allant jusqu’à 3,50 mètres. Le dimensionnement de la poutrelle de ce dernier suivant la norme en vigueur révèle qu’une section d’armature de diamètre 25mm pourrait efficacement être une solution à la réalisation d’un plancher
Everyone agrees today on the impact of the production of industrial materials on the planet's climate. The construction sector is one of the main culprits in this situation as it is the largest consumer of energy and the second emitter of CO2 in the world. The depletion of certain material deposits is also one of the problems facing mankind. It is therefore important to achieve eco-friendly buildings that consume little energy and emit fewer greenhouse gases over their entire life cycle. This study is part of a general issue of developing innovative building materials with low environmental impact. We are therefore proposing a new concrete based on laterite aggregate with the substitution of steel reinforcements by those made of palmwood (Borassus Aethiopum) and rattan (Calamus Dearatus) for the realization of parts of concrete structures, more specifically the floors This study was carried out on the laterite from the ATOTINGO quarry in the town of ALLADA in Benin where we carried out its physical and mechanical characterization of the laterite and proposed a method for formulating structural concrete based on this laterite. We have therefore characterized the different materials of plant origin (palm tree and rattan) to control their mechanical performance. The formulation of the laterite concrete allowed us to develop three types of lateral concrete. The use of raw (unwashed) laterite has led to a concrete with a 28-day compressive strength of 21.23 ± 1.24 MPa. However, washing by removing fine particles smaller than 63µm has increased this strength to 27.52 ± 0.32 MPa with modulus of elasticity of 17920 ± 324MPaThe proposed plant reinforcements have developed respectively a tensile tensile stress parallel to the fibers of the palmwood and rattan lianas of 156MPa and 22MPa. The adhesion of the laterite concrete and the palmyra reinforcement measured in various ways showed that this adhesion could reach 4MPa. These performances validated our approach to developing a floor in eco-friendly materials. It appears that the floor thus developed to have spans of up to 3.50. The dimensioning of the beam of the latter according to the standard in force reveals that a section of reinforcement of 25mm diameter could effectively be a solution to the realization of a floor

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.

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

Cette 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).

Archaeology is fundamentally concerned with both space and time: dates, chronologies, stratigraphy, plans and maps are all routinely used by archaeologists in their work. To aid in their analysis of this material, the use of Geographic Information Systems (GIS) by archaeologists has become widespread. However, GIS are conventionally ignorant of time. Thus, if archaeologists are to achieve the fullest potential in the application of GIS to their studies, GIS are needed that properly take into account time as well as space. A GIS capable of dealing with temporal data is referred to as a temporal-GIS (TGIS), and commercial TGIS systems currently exist. However, these are locked into a model of modern clock time. Archaeological time does not sit well within that model, being altogether fuzzier and less precise. Nor are commercial TGIS able to address the questions that archaeologists ask of their spatio-temporal data. Thus, a TGIS is needed that deals with the types of time that we encounter as archaeologists, lest we end up shaping our data and questions to the inherent capabilities of non-archaeological TGIS. The creation of that new TGIS is the subject of this thesis: a fuzzy TGIS built specifically for the study of archaeological data that also takes into account recent developments in the theory of temporality within the discipline. The new TGIS needs to be flexible and powerful, yet to ensure that it is actually used it must remain within the software horizons of GIS-literate archaeologists. The new TGIS has been applied to two case studies, one in prehistoric Derbyshire and one in Roman Northamptonshire, producing informative and interesting new results. It is hoped that others will fruitfully use the TGIS and that, as a result, new forms of spatio-temporal analysis might come to be applied to archaeological studies.

De nos jours, la corrosion des armatures engendre une usure accrue des structures en béton armé suscitant une inquiétude grandissante de la population. Afin d’éliminer ce problème, l’utilisation de barres d’armature en polymères renforcés de fibres (PRF) représentent une solution de substitution des barres d’armature en acier. Le projet de recherche s’effectue dans le cadre de la réfection complète en armatures composites de la dalle du quai de déchargement à l’incinérateur de la ville de Québec. En fait, les matériaux composites sont considérés, car ils constituent une solution alternative à l’acier et sont très avantageux considérant leurs propriétés mécaniques et leur comportement. Cependant, il y a toujours un manque d’informations sur la durabilité de ces types de barres soumises à des charges cycliques dans un environnement agressif. Le projet de recherche vise à étudier le comportement en service sur une toute nouvelle application, soit une dalle d'un quai de déchargement de déchets et l’expérimentation s’est effectuée à l’incinérateur de Québec. L’objectif global du projet est de caractériser le comportement en service (flèche, fissuration, déformation) des PRFV sous des sollicitations environnementales particulières et sous des charges importantes à l’intérieur du bâtiment. L’ouvrage est constitué d’une dalle de béton unidirectionnelle de 200 mm d'épaisseur supportée par des poutres de béton à travées multiples variant approximativement de 6 à 11,5 m. Cette dalle, ayant une surface approximative de 1300 mètres carrés, est conçue conformément à la norme CAN/CSA-S806-02¹ ainsi que la norme CAN/CSA-S6-06². Lors de la construction, des équipements de mesure ont été installés à des endroits stratégiques, ce qui a permis d’effectuer des études paramétriques, plus particulièrement sur la flèche, la fissuration ainsi que sur l’augmentation des contraintes et des déformations. Ces études sont requises étant donné que les critères en service prônent sur les critères de résistance lors de la conception. Afin de caractériser le comportement en service de l’ouvrage, des essais de chargement ont été réalisés, et ce, avec les camions-vidanges. La validation et la comparaison des résultats expérimentaux et théoriques ont permis de déterminer si les normes actuelles surestiment certaines valeurs pour le calcul des états limites de service.

L'objectif principal de cette thèse de doctorat est le développement et la caractérisation d'une connexion hybride balcon-plancher à usage de rupteur d( pont thermique pour bâtiments isolés par l'extérieur. Structurellement, elle doit assurer la transmission d'un moment de flexion important et un effort tranchant liés au porte-à-faux du balcon. Ce système est de la famille des connexions hybrides encore peu décrites dans la littérature scientifique et pou laquelle ces travaux apportent une contribution. Les solutions existantes pour corriger les ponts thermiques de balcon impliquent des contraintes architecturales ou techniques. Les rupteurs de ponts thermiques sont une solution pertinente structurellement et them1iqucment. Les principaux systèmes existants n'exploitent pas de technologie hybride béton-acier à ce jour. Le comportement mécanique du rupteur a d'abord été testé expérimentalement sous chargement vertical statique monotone lors d'une campagne de cinq essais. Les résultats mettent en évidence une réponse moment-rotation très ductile et conforme aux attentes des pré-dimensionnements. Dans le prolongement de l'interprétation expérimentale, un modèle semi-empirique a été développé. Le gain apporté par une disposition spécifique d'ancrage en traction par barres transversales soudées a pu être quantifié en comparaison avec les modèles analytiques existants. Le comportement différé de la connexion, imputable au nuage du béton à l'interface avec les éléments hybrides a fait l'objet d'une étude expérimental, Le lien entre l'évolution de la rotation de la connexion et le coefficient de nuage matériel a été établi. Un modèle numérique calibré sur les essais de chargement vertical a permis d'étudier en détail le fonctionnement de la clé de cisaillement du rupteur. La détermination des conditions aux limites du système a permis de justifier les diagrammes d'efforts sur la clé. Enfin, le dernier volet de ce travail de thèse concerne la justification en fatigue du système sous l'action de la dilatation thermique différentielle entre h balcon et le plancher. /\près une série d'essais en fatigue oligocyclique pour établir un critère de résistance et une étude de la sollicitation thermique, la durabilité du rupteur a pu être démontrée. Le développement du rupteur SUNE peut à ce stade être considéré comme abouti et pem1et d'en valider l'aptitude pour une gamme de produit. L'industrialisation et la commercialisation du produit passera nécessairement par une certification pour laquelle des justifications poussées sont d'ores et déjà établies et seront un gage de pertinence scientifique du système
The main goal of this Ph.D. thesis is the development and characterization of a hybrid balcony-floor connection used as a thermal break for externally insulated buildings. Structurally, it must ensure the transmission of a significant bending moment and a shear force due to the balcony cantilever. This system belongs to the hybrid connections still poorly described in the scientific literature and for which this thesis makes a contribution. Existing solutions to avoid balcony's thermal bridges involve architectural or technical constraints. Thermal break systems are structurally and thermally relevant solutions. The main existing systems do not involve steel concrete hybrid technology to date. The mechanical behavior of the developped system has firstly been tested under vertical static loading during a campaign of five tests. The results show a very ductile moment-rotation response that meets design expectations. As an extension of the experimental interpretation, a semi-empirical model has been developped. The gain of stiffness obtained by a specific anchoring detail has been quantified in relation to existing analytical models. The creep behavior of the connection, due to the concrete creeping at the interface with the hybrid elements has been the object of an experimental study. The link between the evolution of the connection rotation and the material creep coefficient has been established. A finite element mode! has been calibrated on the vertical loading tests and allowed to study in detail the behaviour of the system's shear key. The determination of the boundary conditions of the system justifies the force diagrams on the key. The last part of this work concerns the justification of the system under the fatigue loading provoked by the differential thermal expansion between the balcony and the floor. A series of tests under oligocyclic fatigue loading was performed to establish a resistance criterion and a study of the actual thermal stress action was completed. Finaly, the durability of the connection has been demonstrated. The development of this hybrid connection can be successfully considered and validates the suitability for a range of products. The industrialization and marketing of the product will go through a certification for which the justifications are already established and will be a guarantee of the scientific relevance of the system

L’aluminium est le matériau tout désigné pour les donneurs d’ouvrage étant à la recherche de matériaux plus durables pour les ponts routiers. Alliant un excellent ratio résistance/poids à une excellente résistance naturelle à la corrosion, son utilisation sous la forme d’un platelage extrudé connecté à des poutres d’acier assure une structure plus légère et requérant beaucoup moins d’entretien que les structures traditionnelles. Toutefois, la légèreté de l’aluminium, qui est un avantage important lors de la conception de la structure sous-jacente ainsi que lors de la construction, peut se révéler être un défi important d’un point de vue dynamique, en raison des fréquences de vibration qu’elle produit. Considérant que le code canadien sur le calcul des ponts routiers prescrit l’utilisation d’un coefficient de majoration dynamique (CMD) pour prendre en compte les effets dynamiques lors de la conception, et que la valeur de ce coefficient est basée sur le comportement dynamique des ponts traditionnels, des interrogations sont soulevées quant à l’applicabilité de ce coefficient pour des ponts à platelage d’aluminium, ayant un comportement dynamique différent. Afin de répondre à ces questions, des modèles dynamiques simplifiés permettant de représenter deux camions canadiens actuels, le CL-625 et le train double B, ont été développés et implémentés dans Abaqus. Par la suite, ces modèles furent utilisés afin de réaliser plusieurs séries d’analyses dynamiques, cherchant à évaluer l’impact sur la réponse du pont de divers paramètres et comparer les résultats obtenus aux valeurs prescrites. Les résultats obtenus dans cette étude, qui se veut le point de départ de l’analyse du comportement dynamique des ponts à platelage d’aluminium, semblent indiquer qu’en dépit d’un comportement dynamique différent, les valeurs de CMD prescrites par le code canadien sont sécuritaires pour des ponts à platelage d’aluminium. Toutefois, de nombreuses autres études seront nécessaires avant d’émettre des recommandations finales.
L’aluminium est le matériau tout désigné pour les donneurs d’ouvrage étant à la recherche de matériaux plus durables pour les ponts routiers. Alliant un excellent ratio résistance/poids à une excellente résistance naturelle à la corrosion, son utilisation sous la forme d’un platelage extrudé connecté à des poutres d’acier assure une structure plus légère et requérant beaucoup moins d’entretien que les structures traditionnelles. Toutefois, la légèreté de l’aluminium, qui est un avantage important lors de la conception de la structure sous-jacente ainsi que lors de la construction, peut se révéler être un défi important d’un point de vue dynamique, en raison des fréquences de vibration qu’elle produit. Considérant que le code canadien sur le calcul des ponts routiers prescrit l’utilisation d’un coefficient de majoration dynamique (CMD) pour prendre en compte les effets dynamiques lors de la conception, et que la valeur de ce coefficient est basée sur le comportement dynamique des ponts traditionnels, des interrogations sont soulevées quant à l’applicabilité de ce coefficient pour des ponts à platelage d’aluminium, ayant un comportement dynamique différent. Afin de répondre à ces questions, des modèles dynamiques simplifiés permettant de représenter deux camions canadiens actuels, le CL-625 et le train double B, ont été développés et implémentés dans Abaqus. Par la suite, ces modèles furent utilisés afin de réaliser plusieurs séries d’analyses dynamiques, cherchant à évaluer l’impact sur la réponse du pont de divers paramètres et comparer les résultats obtenus aux valeurs prescrites. Les résultats obtenus dans cette étude, qui se veut le point de départ de l’analyse du comportement dynamique des ponts à platelage d’aluminium, semblent indiquer qu’en dépit d’un comportement dynamique différent, les valeurs de CMD prescrites par le code canadien sont sécuritaires pour des ponts à platelage d’aluminium. Toutefois, de nombreuses autres études seront nécessaires avant d’émettre des recommandations finales.
Aluminium is a material of choice for any highway bridge owners looking for more durable materials. Combining an excellent strength to weight ratio with an excellent corrosion resistance, an extruded aluminium deck connected to steel girders provides a lighter structure and requires less maintenance than the usual materials, such as steel or concrete. However, the aluminium’s lightweight, which is a huge advantage for the foundations design as well as for the construction, can become a concern when the bridge’s dynamic behavior is considered, due to its higher vibration frequencies. Considering that the Canadian Highway Bridge Design Code prescribes the use of a dynamic load allowance (DLA) factor to account for the dynamic effects of the traffic loads on the bridge, and that the values prescribed are based on the dynamic behavior of traditional bridges, some doubts arose about the applicability of this coefficient to aluminium deck bridges, which are expected to have a different dynamic behavior. To validate these speculations, simplified dynamic models were developed to replicate the dynamic behavior of two Canadian trucks, the CL-625 and the train double B. These models were then implemented in Abaqus and used in a series of dynamic analysis investigating the effect on the bridge response of different parameters, both from the truck and the bridge. Results have shown that, despite having a different dynamic behavior, the dynamic amplifications observed on aluminium deck bridges were always lower than the DLA values prescribed by the Canadian code, indicating that, for the situations studied, those values are safe to use. However, further studies will be required before any final conclusions can be made about the applicability of the DLA values in their current state.
Aluminium is a material of choice for any highway bridge owners looking for more durable materials. Combining an excellent strength to weight ratio with an excellent corrosion resistance, an extruded aluminium deck connected to steel girders provides a lighter structure and requires less maintenance than the usual materials, such as steel or concrete. However, the aluminium’s lightweight, which is a huge advantage for the foundations design as well as for the construction, can become a concern when the bridge’s dynamic behavior is considered, due to its higher vibration frequencies. Considering that the Canadian Highway Bridge Design Code prescribes the use of a dynamic load allowance (DLA) factor to account for the dynamic effects of the traffic loads on the bridge, and that the values prescribed are based on the dynamic behavior of traditional bridges, some doubts arose about the applicability of this coefficient to aluminium deck bridges, which are expected to have a different dynamic behavior. To validate these speculations, simplified dynamic models were developed to replicate the dynamic behavior of two Canadian trucks, the CL-625 and the train double B. These models were then implemented in Abaqus and used in a series of dynamic analysis investigating the effect on the bridge response of different parameters, both from the truck and the bridge. Results have shown that, despite having a different dynamic behavior, the dynamic amplifications observed on aluminium deck bridges were always lower than the DLA values prescribed by the Canadian code, indicating that, for the situations studied, those values are safe to use. However, further studies will be required before any final conclusions can be made about the applicability of the DLA values in their current state.

The inverted-T bridge system is a rapid bridge construction technique that consists of precast inverted-T girders placed adjacent to one another and covered with a cast-in-place deck. This system was first implemented in the U.S. by the Minnesota Department of Transportation (Mn/DOT). This research focuses on improving the constructability of the Mn/DOT system while maintaining the systemâ s structural performance characteristics. To accomplish this goal, five sub-assemblage specimens were cast and tested in the structures laboratory at Virginia Tech. These tests focused on identifying an improved precast girder geometry and transverse sub-assemblage connection for this system. From this study it was found that all of the proposed specimens behaved adequately at service load and strength. From these results, it is recommended to further evaluate a specimen with a tapered profile and no physical connection between precast girders for use in a Virginia Department of Transportation bridge near Richmond, VA.
Master of Science

Corporations, design firms, technology, and furniture companies are rethinking the concept of the ‘workplace’ environment and built ‘office’ in an effort to respond to changing characteristics of the workplace. The following report presents a case study, post-occupancy assessment of an architecture firm’s relocation of their corporate headquarters in Dallas, TX. This ethnographic research transpired from September 2013 to February 2014 and included participant observation, employee interviews, and an office-wide employee survey. Applying a user-centered approach, this study sought to identify and understand: 1) the most and least effective design elements, 2) unanticipated user-generated (“un-designed”) elements, 3) how the workplace operates as an environment and system of design elements, and 4) opportunities for continued improvement of their work environment. This study found that HKS ODC successfully increased access to collaborative spaces by increasing the size (i.e. number of square feet, number of rooms), variety of styles (i.e. enclosed rooms, open work surfaces), and distribution of spaces throughout the office environment. An increase in reported public transit commuting from 6.5% at their previous location to 24% at HKS ODC compares to almost five times the national public transit average (5%) and fifteen times the rate of Texas workers (1.6%) and Dallas-Fort Worth-Arlington, TX Metro Area (1.5%). This supports the real estate decision and design intent of the office that relocating near public transit would increase use (nearly six times that of reported use at 1919 McKinney, 6.5%). Additional findings and discussion relate to HKS ODC’s design enabling increased access to natural light and improved air quality, increased cross-sector collaboration, increased connection to downtown Dallas and engagement with the larger Dallas architectural community, as well as the open office environment encouraging education between all employee levels. Discrepancies between designed ‘flexibility’ and work away from the desk are explored along with the role of technology to facilitate work without replacing face-to-face interaction. This work also identifies key challenges with the design and employee experience and provides recommendations for addressing areas of concern for continued improvement of the workplace design. Continued user-centered research in the field of workplace design is necessary to assess the effect of current interventions in other office environments for comparison and inform future endeavors.

Ce mémoire explore les différents processus qui sous-tendent la formalisation d’un système constructif de plancher adapté à l’habitat urbain de Hanoi. Plus spécifiquement sur la préfabrication d’un système constructif de plancher complémentaire en béton armé de bambou et en béton léger. Une partie de ce travail a été réalisé conjointement avec M. Jonathan Boucher (Boucher, 2006) qui s’est intéressé davantage à un élément du système de plancher soit, la poutre armée de bambou. La première partie de ce travail survole quelques grands thèmes actuels concernant les pays en voie de développement et, plus spécifiquement, met en relief des notions sur l’habitation à faible coût, sur les systèmes constructifs en béton et sur le marché de la construction relevé au Vietnam. La deuxième partie du travail recense la littérature et les diverses publications récentes sur les systèmes constructifs en béton et sur la technologie des bétons légers. La dernière partie du travail expose les différents processus de formalisation du système constructif développé en présentant l’évolution de la conception, de la réalisation et de la mise à l’épreuve du prototype de système de plancher en béton réalisé à grandeur réelle en laboratoire.

In modern business of machine manufacturing, there is a growing tendency towards design of custom tailored products. The construction of the product usually is changed during the customization according to the requirements of the customer. The examples of such products are refrigerators, metal and wood processing machines, elevators, escalators, hoisting cranes, trucks, etc. Customizable products of this type are more expensive than mass or batch produced ones, but they are much less expensive than one-off or small batch production. The product configuration methods are used for creating construction variants. These methods contain two main phases: initially a set of all available variants of product construction are modeled, later a specific product variant is selected with respect to the customer’s criteria. This set of all product variants is further called the product configuration model. If there is no such construction variant that meets customer’s requirements in the product configuration model created in advance, then the new variant has to be designed and included into the configuration model. The aim of this work is to develop the method for defining variants of product’s construction. Using this method, new variants of product construction model should be created faster and easier, being composed from the constituent parts, their properties, and constraints defining relations of the parts. Following tasks were accomplished in this work: to analyze the existing... [to full text]
Užsakovams pritaikytų gaminių projektavimo procesas šiuo metu yra paplitęs mašinų gamyboje ir kitose pramonės šakose. Šio proceso metu gaminio konstrukcija keičiama atsižvelgiant į užsakovo poreikius. Tokie gaminiai yra metalo ir medžio apdirbimo staklės, liftai, eskalatoriai, kranai, sunkvežimiai ir pan. Nors pritaikytas pagal poreikius gaminys yra brangesnis už serijiniu būdu padarytus gaminius, tačiau jis žymiai pigesnis už vienetinius gaminius. Mašinų ir įrenginių konstrukcijos projektams sudaryti iš sudedamųjų dalių yra naudojami gaminio konfigūravimo metodai. Šių metodų pagrindinis trūkumas yra tas, kad papildyti gaminio konfigūravimo modelį yra sudėtinga. Kuriant naujus gaminių konstrukcijų variantus yra naudojamos tik modelyje esančios sudedamosios dalys, bet nenumatomas būdas kurti naują konstrukcijos projektą iš labiausiai panašios modelyje esančios gaminio konstrukcijos. Nepakankamai įvertinama, kad gaminio konfigūravimo modelis dažnai keičiamas ir tobulinamas. Taip pat reikalinga galimybė gaminio konfigūravimo modelyje kurti naujas sudedamąsias dalis, plečiant gaminių pasiūlą ir atsiradus naujiems užsakovų poreikiams. Šio darbo tikslas – sukurti gaminio konstrukcijos variantų sudarymo ir parinkimo metodą, kurį taikant būtų greičiau ir lengviau kuriami nauji gaminio konstrukcijos modelio variantai naudojant sudedamąsias dalis, jų savybes ir galimų ryšių tarp sudedamųjų dalių ribojimus. Siekiant tikslo, buvo sprendžiami šie uždaviniai: ištirti esamus gaminio... [toliau žr. visą tekstą]

The inverted T-beam bridge system is a bridge construction technique that follows accelerated bridge construction processes. The system was discovered in France and first adopted in the U.S. by the Minnesota Department of Transportation. In 2012 the system was modified and adopted by Virginia, with research being carried out at Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech). The research focused on multiple items involving the system, but the most relevant one is that regarding the transverse bending behavior of the system for different geometries, and joint types between adjacent precast beam members. The study found that using a joint system without any mechanical connection between adjacent beams was most efficient, and gave adequate performance under monotonic loading. The study recommended cyclic load testing be carried out on this joint type, as well as a welded joint similar to those found in decked bulb-T systems. The research contained herein presents the setup and results of this testing. From the work it was found that the no-connection joint behaves adequately under cyclic loading at service loads, however surface roughening between precast and cast-in-place concrete must be adequate. The welded connection behaves well, granted the surfaces to be welded are properly prepared. From these results it is recommended to evaluate different surface roughening techniques, and repeat the cyclic testing using the best. The surface roughening technique chosen should be used to provide guidance on this aspect of construction with inverted T-beams.
Master of Science

Cette contribution, en s’appuyant sur expérimentation et modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Une campagne expérimentale a été réalisée sur des dalles épaisses à pleine échelle de centrales nucléaires. Ces dalles sans armatures d’effort tranchant sont soumises à une sollicitation de cisaillement en chargement quasi-statique. Les essais sont réalisés en faisant varier différents paramètres qui peuvent influencer le comportement au cisaillement. Sont ainsi étudiés : résistance en compression du béton, épaisseur, taux d’armatures longitudinales et transversales, taille des granulats, longueur de la plaque de chargement. L’influence des efforts de membrane, de compression ou de traction, sur le comportement au cisaillement a également été analysée. Les résultats des essais sont ensuite comparés aux prédictions des codes de calcul. Ces résultats ont d’abord permis d’apporter une réponse aux divergences qui existent entre l’Eurocode 2 et l’Annexe Nationale Française quant à la prédiction du cisaillement. Ont également été évalués le niveau de précision donné par d’autres normes de dimensionnement au cisaillement: la norme américaine ACI 318-14, le code nucléaire AFCEN ETC-C 2010, le fib-Model Code 2010 et l’approche par la théorie de la fissure critique de cisaillement CSCT. Ensuite est évalué la possibilité d’analyses non-linéaire par élément finis (EF) pour reproduire le phénomène du cisaillement dans les dalles. Un modèle de béton élastoplastique avec endommagement est combiné à une analyse quasi-statique à schéma de résolution explicite. Des lois de comportement non linéaires appropriées du béton avec des comportements post-pic associés à un critère énergétique ont été considérées. La bonne concordance entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux en termes de résistance au cisaillement et de modes de rupture permet de valider la modélisation proposée. Une étude paramétrique a été réalisée sur la base du modèle proposé avec les mêmes propriétés mécaniques de béton. Des lois simplifiées permettant d’estimer les capacités en cisaillement en fonction des différents paramètres étudiés sont finalement proposées
This study, based on experiments and numerical modeling, aims at a better understanding of the shear behavior of reinforced concrete slabs. An experimental campaign was carried out on full-scale thick slabs typical of nuclear power plant slabs. These slabs without shear reinforcement are subjected to a quasi-static shear loading. The tests are carried out by varying different parameters that can influence the shear behavior: the concrete compressive strength, the slab depth, the bottom longitudinal and transverse reinforcement ratio, the concrete aggregate size, the loading plate length. The influence on shear behavior of compression or tension membrane forces has also been analyzed. The results of tests are then compared with the predictions of the calculation codes. These results first of all helped to answer the differences between the Eurocode 2 and the French National Annex concerning the prediction of the shear capacity of reinforced concrete slabs. The level of accuracy given by other shear dimensioning standards was also assessed: The American standard ACI 318-14, the AFCEN ETC-C 2010 code used for nuclear buildings, the fib-Model 2010 and the Critical Shear Crack Theory. Next, we evaluate the possibilities of a non-linear finite element analysis (EF) to reproduce the phenomenon of shear in slabs. An elastoplastic concrete model with damage was used and combined with a quasi-static analysis using an explicit resolution scheme. Appropriate nonlinear behavior laws of concrete with post-peak behaviors associated with an energy criterion were considered. The good agreement between the proposed model and the experimental results in terms of shear strength and failure modes allowed validating the proposed modeling. A parametric study was conducted based on the numerical proposed model with the same mechanical properties of concrete. Simplified laws allowing estimating the shear capacities according to the different parameters studied are proposed

Si la mafia est un objet d’étude, certes récent, l’antimafia reste en revanche un trou noir de l’historiographie du Mezzogiorno alors que les assasssinats des représentants de l’État sont des moments de tenisons dans l’histoire de l’Italie républicaine. Nous avons choisi de concentrer notre attention sur quatre figures emblématiques assassinées au cours des crises de violence mafieuse de 1982 et 1992 : Pio La Torre (député et secrétaire régional du PCI) ; Carlo Alberto dalla Chiesa (assassiné alors qu’il était préfet de Palerme) ; Giovanni Falcone et Paolo Borsellino (magistrats). Afin d’observer le processus de construction d’une mémoire publique de la lutte contre la mafia, nous utilisons un panel de sources typique de l’histoire du temps présent, archives, presse, productions mémorielles écrites et audiovisuelles, mais aussi des sources orales grâce aux entretiens réalisés lors de notre enquête de terrain. Ces sources nous permettent tant de comprendre le contexte que d’analyser l’évolution des représentations des martyrs de la lutte contre la mafia.La première partie est consacrée à l’étude du moment des assassinats et de la construction d’une mémoire immédiate. L’analyse de la presse au lendemain des crises de violence mafieuse fait émerger les caractéristiques de la mémoire immédiate des victimes et révèle un mobilisation civile antimafia sans précédent. La deuxième partie s’intéresse à la construction et à l’institutionnalisation de la mémoire des victimes, à travers l’étude des commémorations et des représentations. L’analyse croisée des différentes sources met au jour les différentes strates de la construction mémorielle. Enfin, la troisième partie montre que la mémoire de l’antimafia, bien qu’institutionnalisée et structurée, est en réalité une mémoire tourmentée, comme le démontrent les manquements de la justice, les usages politiques de la mémoire de l’antimafia ou le conditionnement des commémorations décennales par l’actualité. Faire l’histoire de la mémoire de l’antimafia nous permet ainsi de révéler, sous un jour nouveau, un certain nombre de tensions qui caractérisent l’Italie contemporaine. La mémoire de la lutte contre la mafia apparaît donc comme un observatoire privilégié pour examiner les mutations politiques, sociétales et culturelles de l’Italie républicaine
Though the Mafia has become recently an object of study, the Antimafia remains a black hole in the historiography of the Mezzogiorno while the assassinations of officials constitute tense moments in the history of Republican Italy. We have chosen to focus our attention on four emblematic figures that were murdered by the Mafia over its 1982 and 1992 outbursts of violence: Pio La Torre (deputy and regional secretary of the PCI); Carlo Alberto dalla Chiesa (assassinated while he was Palermo prefect); Giovanni Falcone and Paolo Borsellino (magistrates). In order to observe how a public memory of the fight against the Mafia was built, we use a panel of sources that is typical of the present time history: archives, press, written and audiovisual memory productions, but also oral sources thanks to the interviews we lead during our field investigation. These sources allow us to understand the context as well as to analyze the evolution of the representations of the anti-mafia fight’s martyrs.The first part is dedicated to the study of the moment when these four officials were assassinated and an immediate memory built. The analysis of the press, in the wake of the outbursts of violence of the Mafia, brings out the characteristics of the immediate memory of victims, and reveals an unprecedented anti-mafia civil mobilization. The second part deals with the elaboration and the institutionalization of the victims’ memory, through the study of the commemorations and the representations. The cross-study analysis of our various sources brings to light the different strata of the memory elaboration. Finally the third part shows that the anti-mafia memory, though institutionalized and structured, is actually a tormented memory, as is revealed by the justice breaches, the political uses of the anti-mafia memory or the conditioning effect of current events on the decennial commemorations. Making the history of the anti-mafia memory thus allows us to reveal under a new light a number of tensions that are characteristic of contemporary Italy. Therefore the memory of the fight against the Mafia appears as a privileged observatory to examine the political, societal and cultural mutations of Republican Italy

Dans le domaine du génie civil, le dimensionnement des structures en béton armé est essentiellement basé sur des démarches déterministes. Cependant, les informations fournies par des analyses déterministes sont insuffisantes pour étudier la variabilité de la réponse de la dalle. Le manque de connaissance des charges appliquées ainsi que les incertitudes liées à la géométrie de la dalle et les caractéristiques des matériaux nécessitent donc l’utilisation d’une approche fiabiliste qui permet la propagation de ces incertitudes dans les analyses déterministes. L'approche fiabiliste est basée sur le principe de couplage mécano-fiabiliste qui consiste à coupler un modèle stochastique et un modèle déterministe. Cependant un couplage mécano-fiabiliste peut être très exigeant en temps de calcul. Dans le cadre de cette thèse, la méthodologie propre aux problématiques des ouvrages du génie civil est développée et validée tout d'abord sur un cas simple de structures en béton armé. Le cas d'une poutre encastrée en béton armée est proposé. Le système est modélisé sous CASTEM par une approche aux éléments finis de type multifibre. Puis la fiabilité d'une dalle en béton armé impactée par une masse rigide à faible vitesse est étudiée en couplant OpenTURNS à Abaqus. Enfin, une enceinte de confinement en béton précontrainte modélisée sous ASTER est étudiée d'un point de vue probabiliste. Seul le problème physique des dalles en béton armé soumises à une chute de colis dans les centrales nucléaires est examiné en détail. Deux modèles déterministes sont utilisés et évalués afin d’étudier les phénomènes dynamiques appliqués aux dalles en béton armé sous impact : un modèle par éléments finis en 3D modélisé sous Abaqus et un modèle simplifié de type masse-ressort amorti à deux degrés de liberté. Afin d’étudier la fiabilité des dalles en béton armé, nous avons couplé les méthodes Monte Carlo et simulation d’importance avec le modèle de type masse-ressort. FORM est utilisée avec le modèle par éléments finis. L’objectif de cette étude est de proposer des solutions pour diminuer le temps de calcul d'une analyse fiabiliste en utilisant deux stratégies dans le cas des dalles impactées. La première stratégie consiste à utiliser des modèles analytiques qui permettent de prédire avec précision la réponse mécanique de la dalle et qui sont moins coûteux en temps de calcul. La deuxième consiste à réduire le nombre d’appels au modèle déterministe, surtout dans le cas des modèles par éléments finis, en utilisant des méthodes probabilistes d'approximation. Ces deux stratégies sont comparées afin de vérifier l’efficacité de chacune pour calculer la probabilité de défaillance. Enfin, une étude paramétrique est réalisée afin d’étudier l’effet des paramètres d’entrées des modèles déterministes sur le calcul de la probabilité de défaillance
Reinforced concrete structures (RC) are subjected to several sources of uncertainties that highly affect their response. These uncertainties are related to the structure geometry, material properties and the loads applied. The lack of knowledge on the potential load, as well as the uncertainties related to the features of the structure shows that the design of RC structures could be made in a reliability framework. This latter allows propagating uncertainties in the deterministic analysis. However, in order to compute failure probability according to one or several failure criteria, mechanical and stochastic models have to be coupled which can be very time consuming and in some cases impossible. The platform OpenTURNS is used to perform the reliability analysis of three different structures . OpenTURNS is coupled to CASTEM to study the reliability of a RC multifiber cantilever beam subjected to a concentrated load at the free end, to Abaqus to study the reliability of RC slabs which are subjected to accidental dropped object impact during handling operations within nuclear plant buildings, and to ASTER to study the reliability of a prestressed concrete containment building. Only the physical problem of reinforced concrete impacted by a free flying object is investigated in detail. Two deterministic models are used and evaluated: a 3D finite element model simulated with the commercial code “Abaqus/Explicit” and an analytical mass-spring model. The aim of this study is to address this issue of reliability computational effort. Two strategies are proposed for the application of impacted RC slabs. The first one consists in using deterministic analytical models which predict accurately the response of the slab. In the opposite case, when finite element models are needed, the second strategy consists in reducing the number of simulations needed to assess the failure probability. In order to examine the reliability of RC slabs, Monte Carlo and importance sampling methods are coupled with the mass-spring model, while FORM is used with the finite element model. These two stategies are compared in order to verify their efficiency to calculate the probability of failure. Finally, a parametric study is performed to identify the influence of deterministic model parameters on the calculation of failure probability (dimensions of slabs, impact velocity and mass, boundary conditions, impact point, reinforcement

Etude expérimentale de la fissuration de peau dans les structures, par création d'entailles à profondeur successives sur dalles ayant séchées pendant 56 jours ; constatation d'une ouverture des lèvres de l'entaille, même en présence de précontrainte, et d'un comportement de la structure restant linéaire après libération des contraintes. Modèle stochastique pour la distribution des contraintes de fluage-retrait.

Les éléments de coques multicouches ont montré une grande efficacité dans l'analyse non linéaire des structures. A l'origine, ces éléments avaient été développés pour des lois de comportement spécifiques au béton et à l'acier. Leur généralisation à l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement à variables internes (plasticité, élasto-visco-plasticité, endommagement) constitue le propos de ce travail de thèse. Issus de l'approche semi-globale, les éléments de coques multicouches permettent de rendre compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques pour l'analyse des structures constituées de coques, sous divers chargements, avec un temps de calcul raisonnable. Dans une première partie, nous développons ces éléments dans le cadre de l'hypothèse des petites perturbations. Une extension est ensuite présentée en intégrant les effets non-linéaires géométriques. Une description lagrangienne actualisée avec un traitement semi-tangentiel des paramètres de rotation est utilisée à cet effet. Dans une seconde partie, nous présentons dans un cadre général, l'aspect théorique ainsi que le traitement numérique des lois de comportement à variables internes. A partir de là, un ensemble de lois de comportement à variables internes permettant la modélisation des comportements de l'acier et du béton sous divers chargements, est présenté. Le but étant d'utiliser ces modèles au sein des éléments finis de coques multicouches, pour le calcul de structures coques en béton armé soumises à des chargements statiques et dynamiques. Une attention particulière est portée sur la condition de contraintes planes d'une part dans le schéma d'intégration des contraintes, et d'autre part dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Enfin, les développements effectués sont implantés dans le code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Au travers d'exemples d'applications numériques, nous précisons le domaine d'application ainsi que les limites des outils proposés.

En situation d'incendie, la dégradation des propriétés mécaniques des matériaux constitutifs d'une structure peut sensiblement en modifier le comportement global. Ainsi, lors d'essais au feu ou de sinistres réels, des flèches significatives sont observées sans ruine globale du plancher. Ceci traduit l'activation d'un mécanisme basé sur une borne supérieure de plasticité en grands déplacements et appelé effet membrane. Ainsi, malgré la perte des propriétés du béton, de l'acier d'armatures et de l'acier de construction des poutres connectées à une dalle en béton armé ou mixte acier-béton, la capacité portante de cette dalle se définit comme une fonction croissante de sa flèche. En pratique, le comportement complexe des planchers mixtes acier-béton peut être appréhendé par des modèles dits simplifiés ou avancés, suivant le niveau de précision souhaité. La méthode analytique FRACOF permet par exemple d'étudier un plancher global à température élevée, en se basant sur les modèles de comportement simplifiés des matériaux, acier et béton, définis dans les Eurocodes. Par cette méthode, la capacité portante d'une dalle peut alors être déterminée en tenant compte des profilés métalliques connectés à la dalle, et de l'activation d'un effet membrane en grands déplacements. Cette méthode analytique a été validée par une comparaison à des modèles éléments finis, ainsi qu'à des résultats d'essais au feu en grandeur nature. Elle est applicable à des profilés en acier laminé à chaud avec des portées pouvant atteindre 20 m. Or le franchissement de ces portées nécessite des sections de poutre à forte inertie, afin de limiter les flèches du plancher en service. Pour limiter la quantité d'acier que requerraient de telles poutres, le recours à des poutres cellulaires est une solution pratique et esthétique. Un modèle élément finis de poutres cellulaires en acier seul et mixtes est proposé dans le cadre de la thèse de doctorat. Le comportement thermo-mécanique des poutres cellulaires en acier seul est modélisé sous le code Cast3M. Les poutres mixtes sont modélisées en combinant un calcul de transfert thermique sous Cast3M et une analyse mécanique sous ANSYS. Les poutres en acier et la dalle en béton ou mixte sont représentées par des éléments de type coque. Les connecteurs sont représentés par des éléments de type poutre. Ce modèle tridimensionnel tient par ailleurs compte des non-linéarités matérielle et géométrique. Il est confronté à des résultats d'essais à températures normale et élevée. La validation du modèle est suivie d'une comparaison à une méthode analytique existante pour en vérifier la précision et le degré de conservatisme. Les poutres cellulaires sont ensuite étudiées en tant que partie intégrante de planchers mixtes acier-béton sous incendie. Un essai en grandeur nature sous feu réel met en évidence l'activation d'un effet membrane en présence de poutres cellulaires non-protégées, sans ruine du plancher. Les résultats de l'essai sont utilisés pour calibrer un modèle élément fini tridimensionnel. La calibration est effectuée en s'appuyant sur la distribution des températures dans les différents composants du plancher, la durée de résistance au feu, la forme des déformées et les modes de ruine. Ensuite, le modèle, qui peut reproduire le comportement thermo-mécanique d'un plancher mixte, est utilisé pour évaluer une proposition d'extension de la méthode FRACOF à des planchers mixtes comportant des poutres cellulaires.

Il presente studio affronta gli argomenti della concorrenza e delle invenzioni nel rapporto di lavoro subordinato statunitense. L’attività di ricerca è stata svolta in parte presso la School of Law della Boston University, USA, sotto la supervisione di Micheal C. Harper, professore di diritto del lavoro. L’argomento presenta una crescente rilevanza, considerato che nella nuova organizzazione produttiva, fondata in gran parte sulla conoscenza globalizzata, al lavoro dipendente si chiede ormai sempre maggiore professionalità, innovazione e creatività. La scelta di esaminare questa tematica dalla prospettiva del “laboratorio USA”, è dovuta al primato di cui tale nazione gode a livello internazionale sul piano economico, scientifico e dell’innovazione dei processi lavorativi, che fanno emergere criticità in altri Paesi probabilmente ancora non avvertite. Al fine di inquadrare gli istituti giudici menzionati nel modello statunitense, si è reso opportuno dare conto del sistema delle fonti normative negli USA, con particolare focus sul Restatement of Employment Law, cioè la raccolta di principi fondamentali elaborati negli anni dal common law in materia di rapporto di lavoro. All'esame delle fonti segue la definizione del concetto di lavoratore subordinato (employee) e lavoratore autonomo (independent contractor), necessario per l’inquadramento del campo di applicazione degli obblighi scaturenti dal rapporto di lavoro subordinato, tra cui il duty of loyalty, implicato nel rapporto fiduciario. In tale ambito, si è osservata l’evoluzione giurisprudenziale che ha condotto all'adozione dei criteri relativi alla distinzione in esame, prevalentemente concernenti il giudizio sulla rilevanza degli elementi fattuali determinanti per l’accertamento della subordinazione. Delineati i contorni della fattispecie di lavoro subordinato, il presente studio affronta la tematica della tipica forma del contratto di lavoro statunitense, il c.d. employment-at-will, cioè il rapporto a libera recedibilità. Tale peculiarità scaturisce dal principio fondamentale per cui le parti non sono vincolate ad alcun obbligo di fornire la motivazione per il licenziamento. La terza parte del lavoro ha ad oggetto la disciplina della concorrenza del lavoratore effettuata sulla base delle conoscenze acquisite, legalmente o illegalmente, durante il rapporto e le relative tecniche di tutela del datore di lavoro, a fronte della violazione del duty of loyalty, quale obbligo del lavoratore subordinato di esecuzione della prestazione lavorativa nell'interesse esclusivo dell’imprenditore e, conseguentemente, di astensione dal porre in essere condotte pregiudizievoli nei confronti di quest’ultimo. Quanto alle tecniche di tutela esperibili in caso di violazione degli obblighi esaminati, vengono illustrati i rimedi legali e equitativi che il diritto statunitense offre al datore di lavoro. La parte finale del presente studio si occupa della disciplina relativa alla titolarità dei diritti scaturenti dalle invenzioni sviluppate dai dipendenti nel corso del rapporto di lavoro. In questo senso si sono esaminate le definizioni di “invenzione” e “brevetto” ed il loro rapporto nel contesto della regolamentazione giuslavoristica; si è posta in rilievo la differenza tra invenzione come opera di ingegno e proprietà intellettuale tutelata dal diritto d’autore. Inoltre, si sono osservati i meccanismi sottesi alle norme fondamentali che regolano la materia e la loro convivenza con la libertà contrattuale delle parti e il loro potere di disporre dei suddetti diritti.
This work addresses the issues of competition and inventions in the U.S. employment relationships. The research was carried out in part at the Boston University School of Law of, under the supervision of Micheal C. Harper, professor of Labour Law. The selection of the topic is justified in the light of its importance, given that in the new production organization, based largely on globalized knowledge, employees are now increasingly being asked for professionalism, innovation and creativity. The decision to examine this issue from the perspective of the "U.S. laboratory" is due to the primacy that this nation holds at international level on the economic, scientific and innovation of work processes, which bring out critical issues that in other Countries probably have not yet been raised. In order to frame the above-mentioned topics, it has become appropriate to give an account of the system of regulatory sources in the USA, with particular focus on the Restatement of Employment Law, i.e. the collection of fundamental principles developed over the years by common law in the field of employment relationships. The examination of the sources is followed by the definition of the concept of employee and self-employed worker (independent contractor), necessary for the assessment of the application of the obligations arising from the employment relationships, including the duty of loyalty, involved in the fiduciary law. In this context, the evolution of the case law has been observed, as well as the examination of the criteria relating to the distinction between employees and independent contractors, mainly concerning the judgement on the relevance of the factual elements determining the assessment of the existence of an employment relationship. Subsequently, this study addresses the issue of the typical form of the U.S. employment contract, the so-called employment-at-will. This peculiarity is originated from the principle that the parties are not bound by any obligation to provide reasons for termination. The third part of the work has as its object the discipline of competition of the worker carried out on the basis of the knowledge acquired, legally or illegally, during the relationship and the relative legal remedies for the employer, against the violation of the duty of loyalty, intended as an obligation of the employee to perform the work in the exclusive interest of the entrepreneur and, consequently, to refrain from engaging in prejudicial conduct against the company. About the remedies available in the event of breach of the obligations examined, the legal and equitable remedies that U.S. law offers the employer have been explained. The final part of this study deals with the rules governing the ownership of rights arising from inventions developed by employees in the course of their employment. The definitions of "invention" and "patent" and their relationship in the context of employment law has been examined and the difference between invention as a work of genius and intellectual property protected by copyright has been highlighted. In addition, the mechanisms underlying the basic rules governing the subject matter and their coexistence with the contractual freedom of the parties and their power to dispose of these rights have been observed.

As American cities continue to expand and their existing transportation infrastructure becomes strained from increased demand, many cities have turned to light rail transit to not only alleviate congestion but also to provide an economic development stimulus to the areas around the stations. This report focuses on determining the economic impact on areas surrounding announced light rail stations in Austin, Texas while also attempting to quantify changes in land use and demographics experienced in a city who has an established light rail line; Dallas, Texas. In addition to examining any changes associated with the announcement and construction of a light rail project this report will qualitatively examine the role of these project in stimulating gentrification in station areas and what effect gentrification will have in preventing low-income households from accessing the improved transit system. The report will also propose actions that could ensure that these households continue to have access to public transportation, which would mitigate the strain of increasing transportation costs.
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