Дисертації: "Constructions en béton – Perméabilité"

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Maalouf, Joe. "Perméabilité à l’air du béton armé endommagé par des Réactions de Gonflement Interne (RGI)." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSES018.

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Le travail décrit dans ce manuscrit s'inscrit dans les programmes de recherche consacrés à l'étude du vieillissement des ouvrages de génie civil nucléaire, initiés par l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) et menés au sein du Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) de Toulouse. Cette recherche s'inscrit dans le cadre du projet visant à prolonger la durée d'exploitation des centrales nucléaires françaises. L'objectif de cette étude est de contribuer à l'acquisition de connaissances relatives à l'impact du développement de certaines pathologies internes au sein des ouvrages non-remplaçables des centrales nucléaires, telles que les enceintes de confinement, sur les caractéristiques de transport des bétons. Il convient de souligner que le comportement au niveau du confinement de ces matériaux revêt une importance cruciale dans l'évaluation de la sûreté des installations nucléaires, car les enceintes de confinement représentent la troisième et dernière barrière de protection contre toute éventuelle libération de produits radioactifs dans l'environnement. Les professionnels responsables des essais de durabilité du béton sont confrontés à un défi majeur : évaluer les caractéristiques de transfert des bétons affectés par les Réactions de Gonflement Interne (RGI). Ces pathologies sont généralement associées à deux types de réactions chimiques : la Réaction Sulfatique Interne (RSI) et la Réaction Alcali-Granulats (RAG). Lorsque ces réactions se développent, des contraintes de traction apparaissent dans le béton et conduisent à la formation de fissures dans les structures touchées par ces pathologies. Dans ce contexte, la recherche réalisée dans le cadre de cette thèse se concentre sur deux aspects principaux : la mesure de la perméabilité à l'air des bétons sujets aux réactions de gonflement interne, en couvrant une gamme de taux de saturation allant d'un état partiellement saturé (80% Sr) à un état complètement sec. De plus, toutes les structures de génie civil nucléaire sont renforcées par des armatures passives et actives, cette étude tient donc compte de la présence d'armatures dans différentes dispositions. Les données collectées dans cette étude permettent d'évaluer l'évolution des propriétés de transfert de bétons atteints de RGI en fonction de l'expansion générée, des fissures induites et du degré de saturation du béton. Un dispositif innovant a été spécialement conçu pour cette recherche. Ce nouveau protocole permet la mesure de la perméabilité à l'air en offrant la possibilité d'évaluer l'anisotropie de cette propriété en la quantifiant dans deux directions sur un même échantillon, sans pression de confinement qui peut affecter les données de perméabilités. De plus, il permet d'analyser comment la perméabilité à l'air évolue en relation avec la présence d'armatures dans différentes configurations, tout en prenant en compte le développement des réactions de gonflement interne. Les résultats obtenus pendant cette étude ont permis d'améliorer la connaissance des propriétés de transport dans des bétons fissurés par des RGI en présence ou non d'armatures et de générer des données expérimentales qui enrichiront les bases de données utilisées pour établir des modèles avancés capables de prédire le comportement à long terme des bétons affectés par les RGI, en tenant compte à la fois de l'expansion et de la modification des caractéristiques de transport. Ces modèles permettront de prévoir les éventuelles interventions nécessaires sur les structures, contribuant ainsi à réduire les coûts associés aux réparations différées
The work described in this manuscript is part of research programs dedicated to the study of the aging of nuclear civil engineering structures, initiated by the Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) and conducted within the Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) in Toulouse. This research falls within the framework of a project aimed at extending the operational lifespan of French nuclear power plants. The objective of this study is to contribute to the acquisition of knowledge related to the impact of the development of certain internal pathologies within irreplaceable components of nuclear power plants, such as containment structures, on the transport characteristics of concrete. It is worth noting that the behavior of these materials at the containment level is of crucial importance in the assessment of the safety of nuclear installations, as containment structures represent the third and final barrier of protection against any potential release of radioactive products into the environment. Professionals responsible for concrete durability tests face a major challenge: evaluating the transport characteristics of concrete affected by Internal Swelling Reactions (ISR). These pathologies are generally associated with two types of chemical reactions: Delayed Ettringite Formation (DEF) and Alkali-Aggregate Reaction (AAR). When these reactions develop, tensile stresses appear in the concrete, leading to the formation of cracks in structures affected by these pathologies. In this context, the research conducted as part of this thesis focuses on two main aspects: measuring the air permeability of concrete subjected to internal swelling reactions, covering a range of saturation levels from partially saturated (80% Sr) to completely dry. Furthermore, all nuclear civil engineering structures are reinforced with passive and active reinforcements, so this study takes into account the presence of reinforcements in various arrangements. The data collected in this study allow for the assessment of the evolution of transport properties of concrete affected by ISR based on the generated expansion, induced cracks, and the degree of concrete saturation. An innovative device has been specially designed for this research. This new protocol allows for the measurement of air permeability while providing the opportunity to assess the anisotropy of this property by quantifying it in two directions on the same sample, without confinement pressure that can affect permeability data. Moreover, it allows for an analysis of how air permeability evolves in relation to the presence of reinforcements in different configurations, while taking into account the development of internal swelling reactions. The results obtained during this study have improved our understanding of transport properties in concrete affected by ISR, with or without reinforcements, and have generated experimental data that will enrich the databases used to establish advanced models capable of predicting the long-term behavior of concrete affected by ISR, considering both expansion and modifications to transport characteristics. These models will help predict any necessary interventions on structures, thus contributing to reducing the costs associated with deferred repairs

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Choinska, Marta. "Effets de la température, du chargement mécanique et de leurs interactions sur la perméabilité du béton de structure." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00334143.

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La perméabilité du béton influence la durabilité des structures indirectement en gouvernant la vitesse de pénétration d'agents agressifs, mais aussi directement dans le cas où la structure joue un rôle d'étanchéité, ce qui est le cas des enceintes de confinement des centrales nucléaires. Dans le contexte industriel de la sûreté de ces structures, nous avons entrepris des travaux dont l'objectif est de caractériser l'évolution de la perméabilité du béton sous l'effet de la température et du chargement mécanique.
Les mesures de la perméabilité au gaz sont effectuées sur des éprouvettes cylindriques en béton soumises à des températures allant jusqu'à 150 °C et à une compression uniaxiale jusqu'à la rupture. Les résultats expérimentaux révèlent que les effets de la température et de l'endommagement peuvent être découplés pour l'estimation de l'évolution de la perméabilité. Ils nous ont permis de proposer une relation reliant la perméabilité à l'endommagement et à la température. Cependant, cette relation ne peut s'appliquer que dans le domaine pré-pic du comportement du béton où le béton demeure microfissuré. Afin de dépasser cette limite pour pouvoir modéliser également l'accroissement de la perméabilité en phase post-pic, un autre paramètre, qui est l'ouverture de fissure, est intégré dans la relation entre la perméabilité et l'endommagement.
Cette problématique, faisant l'objet d'une modélisation, est exploitée selon deux approches. La première se base sur la définition d'une loi de raccordement entre les lois existantes d'évolution de la perméabilité avec l'endommagement et l'ouverture de fissure. Avec cette approche les tendances observées expérimentalement sont retrouvées. La deuxième approche consiste à relier d'un point de vue mécanique l'endommagement avec l'ouverture de fissure puis d'appliquer la loi de Poiseuille pour déterminer la perméabilité. La validation expérimentale de cette approche, permettant de déboucher vers un modèle continu capable de reproduire les variations de perméabilité d'une structure, constitue une des perspectives de notre travail.

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Nguyen, The Dung. "Apport de la modélisation mésoscopique dans la prédiction des écoulements dans les ouvrages en béton fissuré en conditions d’accident grave." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3037.

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Cette thèse a pour objectif de caractériser et de modéliser le comportement mécanique du béton à l’échelle mésoscopique. Ce modèle consiste à représenter le béton comme un milieu biphasique pâte / granulats en respectant la courbe granulométrique. Les paramètres du modèle sont ceux qui décrivent les comportements mécanique et thermique de la pâte de ciment et des granulats. Un programme de tirage aléatoire de la structure granulaire valable en 2D et en 3D a été développé. Ce programme est interfacé avec le code de calcul Cast3M qui permet d’effectuer les simulations numériques. Le modèle de comportement utilisé est un modèle d’endommagement isotrope unilatéral. Une méthode de représentation numérique des inclusions du béton a été également développée et validée par projection de la géométrie sur les fonctions de forme, éliminant anisi les problèmes de maillage. Le modèle est d’abord utilisé pour optimiser le modèle géométrique et la plus petite taille des granulats à modéliser. Les résultats du modèle 2D et 3D sont analysés et comparés dans le cas de sollicitations de traction et de compression uniaxiale. Le modèle permet de simuler le comportement macroscopique mais aussi local avec des résultats intéressants sur la transition entre l’endommagement diffus et localisé, sur les ouvertures de fissures et reproduit les effets de dilatance en compression. Enfin, le modèle mésoscopique a été appliqué dans trois cas de simulations : le calcul de la perméabilité de bétons fissurés ; la simulation de l’hydratation du béton au jeune âge et enfin des calculs de structures avec la mise en évidence de l’effet d’échelle sur des poutres entaillées
This thesis aims at characterising and modeling the mechanical behavior of concrete at the mesoscopic scale. This model is to represent the concrete as a heterogeneous medium, taking into account aggregate and cement paste respecting the grading curve. The model parameters describe the mechanical and thermal behavior of cement paste and aggregates. A program of random granular structure valid in 2D and 3D has been developed. This program is interfaced with the Finite Element code CAST3M in order to compute the numerical simulations. A method for numerical representation of the inclusions of concrete was also developed and validated by projection of the geometry on the shape functions, thus eliminating the problems of meshing. Firstly, the model is studied in order to optimize the geometrical model of the inner structure of concrete in terms of the meshing strategy and the smallest size of the aggregate to be taken into account. The results of the 2D and 3D model are analyzed and compared in the case of uniaxial tension and uniaxial compression. The model used is an isotropic unilateral damage model. The model allows to simulate both the macroscopic behavior but also with the local studies of the distribution of crack and crack opening. The model shows interesting results on the transition from diffuse to localized damage and is able to reproduce dilatancy in compression. Finally, the mesoscopic model is applied to three simulations : the calculation of the permeability of cracked concrete ; the simulation of the hydration of concrete at early age and finally the scale effect illustrated by bending computation on notched beams

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Rastiello, Giuseppe. "Influence de la fissuration sur le transfert de fluides dans les structures en béton : stratégies de modélisation probabiliste et étude expérimentale." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00861375.

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Une structure en béton doit assurer des fonctions structurales qui vont au delà de la simple résistance. Dans ce cadre, la fissuration du béton armé joue un rôle primordial sur la durabilité, l'étanchéité et même la sûreté des structures. La structure poreuse du béton rend naturellement possible la pénétration au cours du temps d'espèces délétères. En outre, sous l'effet des chargements mécaniques et des conditions environnementales au sens large, le béton se fissure. Les fissures constituent, elles aussi, des voies préférentielles pour la pénétration de fluides ou d'agents agressifs et ajoutent de manière significative leur contribution à la dégradation des performances structurelles. Dans la thèse une stratégie de modélisation macroscopique probabiliste du couplage entre fissuration et transferts de fluides dans les structures en béton est présentée. Le béton est modélisé comme un milieu poreux saturé d'eau tandis que la fissuration (mécanique) est modélisée au travers d'une approche numérique probabiliste tenant compte de l'hétérogénéité naturelle du matériau et des effets d'échelle qu'elle induit. L'hypothèse physique de base du modèle de fissuration est que chaque élément fini peut être considéré comme représentatif d'un volume de matière hétérogène dont le comportement est géré par son degré d'hétérogénéité, défini comme le rapport entre le volume élémentaire et un volume représentatif de l'hétérogénéité du matériau. Dans la formulation développée, les propriétés mécaniques du matériau sont considérées comme des variables aléatoires (non corrélés) distribuées dans les éléments du maillage selon des distributions statistiques validées expérimentalement. Une approche par analyse inverse permet d'accéder aux paramètres de fonctions de distribution qui, selon les hypothèses du modèle, varient en fonction de la dimension des éléments finis. Le couplage fissuration-transfert est traité de manière faible, sous l'hypothèse d'absence d'interaction entre les deux processus (à savoir que la fissuration de l'élément fini, d'origine mécanique, induit une variation locale de sa perméabilité). L'utilisation d'une loi de Poiseuille modifiée et adaptée expérimentalement selon un protocole développé dans le cadre de la thèse permet de mettre en relation une telle variation avec l'ouverture de fissure et de prendre en compte, de manière macroscopique, les principales causes d'écart entre l'écoulement idéalisé, représenté par la loi de Pouiselle, et l'écoulement dans des fissures réelles. Une approche de type Monte-Carlo permet de valider les résultats des simulations mécaniques et hydriques. Les capacités de la stratégie de modélisation proposée en termes de prédiction des débits d'eau en milieu fissuré sont explorées au travers de la simulation d'essais de perméabilité sous charge sur des éprouvettes cylindriques soumises à du fendage. Ces essais sont utilisés dans le cadre du protocole expérimentale. Une première validation à l'échelle d'un élément structurel multifissuré est presentée. Elle consiste en la simulation d'un essai (récemment proposé dans la littérature) developpé pour l'étude de l'impact de la fissuration sur les propriétés de transfert de tirants en béton armé

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Bennai, Fares. "Étude des mécanismes de transferts couplés de chaleur et d’humidité dans les matériaux poreux de construction en régime insaturé." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS013/document.

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Le présent travail a pour objectif de comprendre l’influence des paramètres géométriques des éco-matériaux d’enveloppe, tels que le béton de chanvre, sur les mécanismes de transferts couplés de chaleur, d'air et d’humidité afin de prédire le comportement du bâtiment dans le but de le piloter et de l’améliorer dans sa durabilité. Pour cela, une approche multi-échelle est mise en place. Elle consiste à maîtriser les phénomènes physiques dominants et leurs interactions à l’échelle microscopique. S’ensuit, une modélisation à double échelle, microscopique–macroscopique, des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité qui prend en compte les propriétés intrinsèques et la topologie microstructurale du matériau moyennant le recours à la tomographie rayon X conjuguée à la corrélation d’images 2D et 3D. Pour cela, une campagne de caractérisation fine des propriétés physiques et hygrothermiques du béton de chanvre confectionné au laboratoire a été réalisée. Elle s’est focalisée sur l’étude de l’impact du vieillissement, l’état thermique et hydrique du matériau sur ses propriétés intrinsèques. Les résultats montrent une excellente capacité d'isolation thermique et de régulation naturelle d’humidité du béton de chanvre. Puis, une caractérisation microscopique par différentes techniques d’imagerie a été effectuée. Les reconstructions 3D du matériau réel scanné au tomographe aux rayons X à différentes résolutions montrent que le béton de chanvre possède plusieurs échelles de porosité, allant de la microporosité au sein du liant et des chènevottes à la macroporosité inter-particulaire. Le comportement hygro-morphique sous sollicitations hydriques a été ensuite étudié. Les résultats de la corrélation d’image numérique 2D et de la tomographie aux rayons X couplés à la corrélation d’images volumiques, montrent la nature du comportement du béton de chanvre soumis à des hygrométries différentes. En effet, la chènevotte subit des déformations plus importantes que le liant, causant ainsi des modifications de la microstructure du matériau. Sur le volet de la modélisation, moyennant la technique d’homogénéisation périodique un modèle des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité dans les matériaux poreux de construction a été développé. Les tenseurs de diffusion et de conductivité thermique homogénéisés ont été calculés numériquement. Ensuite, une confrontation entre les résultats du calcul des coefficients de diffusion macroscopique et ceux expérimentaux obtenus au LaSIE a été réalisée. Elle met en évidence la qualité de la prédiction. De plus, la conductivité thermique de la phase solide a été ainsi déduite. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail de thèse ont mis en exergue l’influence de l’état hydrique et thermique du béton de chanvre sur ces propriétés intrinsèques, et sa microstructure très hétérogène. Ils ont révélé aussi les limites des approches phénoménologiques basées sur l’établissement des bilans de masse, de quantité de mouvement et d’énergie
The aim of this work is to understand the influence of the geometric parameters of envelope eco-materials, such as hemp concrete, on the mechanisms of coupled heat, air and moisture transfers, in order to predict behavior of the building to control and improving it in its durability. For this a multi-scale approach is implemented. It consists of mastering the dominant physical phenomena and their interactions on the microscopic scale. Followed by a dual-scale modeling, microscopic-macroscopic, of coupled heat, air and moisture transfers that takes into account the intrinsic properties and microstructural topology of the material using X-ray tomography combined with the correlation of 2D and 3D images. A characterization campaign of physical and hydrothermal properties of the hemp concrete manufactured in the laboratory was carried. It focused on studying the impact of aging, thermal and hydric state of the material on these intrinsic properties. The results show an excellent thermal insulation and natural moisture regulation capacity of hemp concrete. Then, a microscopic characterization by different imaging techniques was performed. The 3D reconstructions of the real material scanned with X-ray tomography at different resolutions show that hemp concrete has several scales of porosity, ranging from micro-porosity within the binder and hemp shiv to the inter-particle macro-porosity. The hydromorphic behavior under hydric solicitations was studied. The results of the 2D digital image correlation and X-ray tomography coupled with the volumetric image correlation show the nature of the behavior of hemp concrete subjected to different relative humidities. In fact, the hemp shiv undergoes greater deformations than the binder, thus causing changes in the microstructure of the material. On the modeling part, a model of coupled heat, air and moisture transfer in porous building materials was developed using the periodic homogenization technique. The homogenized tensors of diffusion and thermal conductivity were determined numerically. Then, a confrontation between the results of the calculation of the macroscopic diffusion coefficients and the experimental results obtained at the LaSIE was carried out. It highlights the quality of the prediction. In addition, the thermal conductivity of the solid phase was thus deduced. The results obtained in the framework of this PhD thesis have highlighted the influence of the hydric and thermal state of the hemp concrete on these intrinsic properties and its very heterogeneous microstructure. They also revealed the limitations of phenomenological approaches based on the establishment of the balances of mass, amount of motion and energy

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Abdou, Ibro Mohamed. "Vers la prédiction des cinétiques de rééquilibrage entre 2 milieux initialement en conditions de saturation différentes." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30069.

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Les ouvrages du génie civil sont constamment soumis à des processus de désaturation/re-saturation en fonction des conditions environnantes. C'est notamment le cas des ouvrages en béton pour le stockage de déchets radioactifs en couche profonde. La connaissance des phénomènes de transfert hydrique qui ont lieu au cours de ces phases de rééquilibrage hydrique est d'une importance fondamentale pour évaluer la durabilité de ces ouvrages. Ce travail de thèse présente une étude à la fois expérimentale et de simulation numérique sur les principaux mécanismes qui entrent en jeu au cours du rééquilibrage au sein des matériaux cimentaires. Dans un premier temps, les expériences réalisées permettent de caractériser le comportement hydrique des matériaux à travers l'acquisition des principaux paramètres de transfert (porosité, isothermes de sorption, perméabilité au liquide à la vapeur et au gaz). Cela permettra de discuter de la pertinence des différentes approches numériques et/ou empirique pour leur prédiction dans le cas des matériaux cimentaires. Dans un second temps, l'étude se focalise sur les phénomènes entrant en jeu dans un processus de rééquilibrage hydrique entre deux échantillons, à travers diverses expériences de transfert hydrique (séchage, imbibition de vapeur et d'eau liquide). Une méthodologie basée sur l'évaluation non destructive des matériaux est mise au point pour la détermination des profils de teneur en eau. Une approche adéquate est proposée pour la modélisation des mécanismes de transfert d'humidité dans les matériaux cimentaires, basée sur un modèle de réseau poreux pour la prédiction des paramètres de transfert développé par Ranaivomanana et al. (Ranaivomanana et al., 2011, 2013) Une meilleure prédiction de ces phénomènes pris individuellement permettra d'obtenir les informations nécessaires pour la modélisation du processus global
Civil engineering structures are constantly subjected to desaturation/re-saturation processes depending on the surrounding conditions. This is particularly the case when it comes to concrete structures for the deep geological storage of radioactive waste. It is fundamental to understand the water transfer phenomena that occur during these water rebalancing phases to assess the sustainability of these structures. This thesis presents both an experimental and a numerical simulation study on the main mechanisms that are involved during the rebalancing process within cement-based materials. First, the experiments carried out make it possible to characterize the hydric behaviour of the materials through the acquisition of the main transfer parameters (porosity, sorption isotherms, permeability to liquid, vapour and gas). This will allow discussion of the relevance of different numerical and/or empirical approaches to their prediction in the case of cement-based materials. Then, the study focuses on the phenomena involved in a water rebalancing process between two samples, through various water transfer experiments (drying, soaking of steam and liquid water). A methodology based on non-destructive evaluation of materials is developed for the determination of moisture content profiles. A suitable approach is proposed for the modelling of moisture transfer mechanisms in cement-based materials, based on a porous network model for the prediction of transfer parameters developed by Ranaivomanana et al. A better prediction of these phenomena taken individually will provide the required information for the modelling of the global process

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Denis, Jacques. "La perméabilité des réservoirs à lisier en béton /." Thesis, McGill University, 1989. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=59574.

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Two underground concrete manure reservoirs of 70 m$ sp3$ were tested for their infiltration rate to water as well as to 1% and 3% total solid dairy manure. Positive and negative infiltration were measured for the water test while only negative infiltration was measured with the manure.
Positive infiltration is met when the water table into the soil is above the liquid level into the reservoir. In that case, the water is moving from the outside to the inside of the reservoir. An opposite situation is met when the infiltration is negative.
From the results, the infiltration rate varied from 0.00 to 6.684 $ times$ 10$ sp{-7}$ m/s. The minimum value was recorded at the reservoir 55 with 1% of total solid manure and the maximum value was recorded with same reservoir with positive pressure to water.

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Jason, Ludovic. "Relation endommagement perméabilité pour les bétons : application aux calculs de structures." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2078.

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Connaître la relation entre la dégradation du béton et sa perméabilité est un objectif central pour évaluer les conséquences d'un chargement mécanique sur l'étanchéité de structures sensibles comme les enceintes de confinement de centrales nucléaires. Une loi de comportement mécanique prenant en compte l'endommagement et la plasticité du matériau et s'appuyant sur la théorie des milieux continus est tout d'abord développée. Le modèle, validé sur des tests élémentaires, structurels et préindustriel s'appuie sur des outils numériquement robustes (opérateur tangent cohérent). Une loi reliant le degré de saturation (séchage), l'endommagement et la perméabilité est ensuite proposée. Enfin, les résultats sont rassemblés afin d'être appliqués au comportement hydraulique d'une partie courante d'enceinte de confinement. Une mise en pression de la structure est ainsi simulée pour mettre en évidence l'influence des chargements hydriques et mécaniques sur le comportement hydraulique
The relation between damage and permeability is of great importance to evaluate the consequences of a mechanical loading on the hydraulic integrity of sensitive concrete structures like containment buildings of nuclear power plants. An elastic plastic damage constitutive law for the mechanical behaviour is first developed. The model is validated on elementary and structural applications with a special focus on the efficiency of the numerical tools (tangent matrices). A relation between water saturation (drying), damage and permeability is then proposed, based on theoretical and experimental observations. Finally, a Representative Structural Volume of a containment vessel is studied to highlight the influence of hygro - mechanical loading on the hydraulic behaviour (distribution of gas pressure)

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Aubernon, Corentin. "Evolution de la perméabilité du béton : influence de la température, du chargement mécanique et du fluide percolant." Ecole centrale de Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011ECDN0058.

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L’étude de l’étanchéité des enceintes de confinement des centrales nucléaires (1300 et 1450 MWe) est un enjeu majeur pour assurer la sécurité de la population. Lors d’un accident de type APRP (Accident par Perte de Réfrigérant Primaire), l’enceinte interne est soumise à une pression de 5 bars, 141°C de température et une humidité relative proche de 100%. Dans ces conditions extrêmes, elle doit rester étanche. Pour assurer cette protection, il est nécessaire d’étudier le matériau qui compose ces enceintes de confinement : le béton. Aujourd’hui, de nombreuses études permettent de caractériser la perméabilité du béton sec en utilisant l’azote comme fluide percolant, avec un chargement mécanique de compression et jusqu’à 150°C. Cependant, nous connaissons mal l’évolution de la perméabilité à l’azote du béton à différentes teneurs en eau couplé à un chargement mécanique. De Plus, le gaz utilisé pour la mesure de la perméabilité n’est pas de la vapeur d’eau contrairement aux conditions accidentelles précédemment décrites. Afin de nous rapprocher des conditions d’accident, nous mesurons la perméabilité à l’azote d’éprouvettes cylindriques creuses 11*22 en béton à différentes teneurs en eau soumises à la compression à température ambiante. Ensuite, nous avons conçu un banc expérimental permettant de soumettre des éprouvettes cylindriques en béton à un couplage thermo-hydro-mécanique en injectant différents mélanges azote-vapeur d’eau à pression contrôlée et en mesurant les débits de fuite en azote et en vapeur. Ces essais sont effectués sous chargement mécanique de compression en phase pré et post-pic
The study of sealing containment vessels of nuclear power station (1300 and 1450 MWe) is a major challenge to ensure the safety of the population. During a Accident with Loss Of Coolant, the containment is subjected to a pressure of 5 bar, 141 ° C temperature and relative humidity close to 100%. Under these extreme conditions, it should remain sealed. To ensure this protection, it is necessary to study the material that makes up these containments: concrete. Today, many studies are used to characterize the permeability of concrete using dry nitrogen as fluid percolating with mechanical loading (compression) up to 150 ° C. However, we know little about the evolution of the nitrogen permeability of concrete with different water contents coupled with mechanical loading. More, the gas used for the measurement of permeability is not steam as accident conditions described above. To be closer to accident conditions, we measure the nitrogen permeability of hollow cylindrical tubes 11 * 22 made of concrete with different percentages of water subjected to compression at ambient temperature. Then we designed an experimental bench to submit concrete cylindrical specimens coupling thermo-hydro-mechanical mixtures by injecting different nitrogen and water vapor, controlled pressure and measuring leakage rates in nitrogen and steam. These tests are performed under mechanical loading compression in pre and post-peak

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Tali, El'hadj. "Valorisation d'un co-produit issu de l'hydrolyse de l'amidon dans l'industrie du béton." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0083.

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La recherche a porté sur la valorisation d'un co-produit issu de l'hydrolyse de l'amidon comme adjuvant pour les les mortiers et bétons. Elle a montré que son emploi permettait d'assurer un temps de maniabilité prolongé, de limiter considérablement le ressuage, de diminuer le retrait plastique et la perméabilité et d'améliorer les résistances mécaniques à 16 heures sans nuire à celles à 28 jours. Cette étude a par ailleurs mis en évidence que la formulation du mortier normalisé n'était pas adaptée pour caractériser l'effet d'un plastifiant sur le maintien de maniabilité, que le taux de gâchage était un facteur essentiel pour assurer cette maniabilité. Dans la mesure où l'eau ne ressue pas, les performances du béton durci ne sont pas altérées
The aim of the present research was the valorization of a by-product coming from the hydrolysis of starch as an admixture for mortars and concretes. The use of this by-product allowed an extended time of workability, a limited bleeding, and reduced plastic shrinkage and permeability. The mechanical strenghts at 16 hours were improved and those at 28 days remained constant. Moreover, it was shown that the formulation of the standard mortar is not adapted to caracterize the effect of a plasticizer on the time of workability. The water/cernent ratio is a dominant factor to ensure this workability. As bleeding can be prevented, the performances hardened concrete does not decrease

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Picandet, Vincent. "Influence d'un endommagement mécanique sur la perméabilité et sur la diffusivité hydrique des bétons." Nantes, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01495714.

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L'influence d'un endommagement d'origine mécanique sur les paramètres de transfert des bétons constitue une approche originale du couplage endommagement-durabilité. Les paramètres de transfert étudiés, perméabilité et diffusivité hydrique, permettent de caractériser l'aptitude du milieu poreux à véhiculer des gaz ou de l'eau en phases liquide et vapeur. Le cadre théorique de la mesure de ces paramètres et de ses applications aux bétons est rappelé. Au plan expérimental, trois types de béton sont étudiés : un béton ordinaire et deux bétons haute perfomance dont un est renforcé de fibres métalliques. Deux catégories d'endommagement sont considéres et générées sur des éprouvettes
The effect of a mechanical damage on transfer parameters of concrete is an original point of view on the coupling between damage and durability. The studied transfer parameters, permeability and moisture diffusivity, allow to characterize the transport ability of a porous media to convey gases or water (liquid and vapour)

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Ezzedine, el Dandachy Mohamad. "Characterization and modelling of permeability of damaged concrete : application to reinforced concrete structures." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI075/document.

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Pour les structures de génie civil avec un rôle d'étanchéité lors d'un accident grave, la perméabilité structurelle est une question clé. Dans ce contexte, cette thèse porte sur la modélisation numérique du taux de fuite à travers une structure en béton fissurée. Deux approches hydromécaniques dans un cadre continu sont proposés, une entièrement continu et une autre qui nécessite une analyse semi-discrète. L'approche semi-discrète est basée sur une méthode permettant de trouver le chemin de la fissure. Une fois le chemin de la fissure est trouvé, l’ouverture de fissure peut être calculée le long de la surface de la fissure discrétisé par équivalence d’une discontinuité forte. La dernière étape consiste à prescrire la loi de Poiseuille modifié le long de la surface de la fissure pour estimer le taux de fuite tout en imposant un gradient de pression. L'approche entièrement continue peut être appliquée directement dans le sens où aucun suivi de la fissure n’est nécessaire. C’est une combinaison de la perméabilité des endommagements diffus et de la perméabilité de Poiseuille modifiée. Ici, la déformation principale positive est choisie pour conduire la perméabilité de Poiseuille modifiée. Les deux approches proposées sont validées sur une campagne expérimentale de disque béton sec chargé dans un essai de fendage où la perméabilité aux gaz est réalisée. La validation est effectuée sur le taux de fuite dans la direction longitudinale. Les résultats obtenus avec les approches proposées par rapport aux données expérimentales montrent une bonne estimation de la conductivité hydraulique. En outre, l'approche continue est appliquée pour estimer le taux de fuite à travers un élément en béton armé soumis à une charge de traction où la multi-fissuration en mode I se produit (essai tirant). La comparaison avec l'expérience est effectuée sur le taux de fuite dans la direction perpendiculaire à la charge appliquée. Celui-ci montre un bon accord entre les débits estimé et mesuré si le même nombre de fissures est obtenu par le modèle mécanique.Cette thèse porte aussi sur l'effet des chargements thermomécaniques et de fluage sur la conductivité hydraulique du béton. Un système de perméabilité est développé et construit au cours de cette thèse sur la base du programme expérimental. Une campagne expérimentale est effectuée pour étudier l'effet couplé du fluage thermique et / ou mécanique sur la perméabilité à l’air sec du béton. Les propriétés de transfert dans les directions longitudinale et radiale par rapport à l'axe de charge sont étudiées. L’anisotropie de la perméabilité induite par la charge appliquée est analysée. En outre, la détermination de la perméabilité structurelle le long de l'interface acier-béton à différentes charges de cisaillement est encore une question ouverte. Un programme expérimental est réalisé qui porte sur le comportement mécanique du béton armé soumis à un essai de type push-in, ainsi que sur l’analyse de la perméabilité le long de l'interface acier-béton à des niveaux de charge différents. Une première tentative pour simuler le test en utilisant l'approche continue proposée est effectuée.Cette thèse a été l’occasion de réaliser une nouvelle campagne expérimentale, de produire de résultats originaux, d’effectuer de la modélisation numérique et de confronter les 2 approches proposées pour valider les modèles afin de les appliquer à l’échelle structurelle
For civil engineering structures with a tightness role during a severe accident, structural permeability is a key issue. In this context, this PhD deals with the numerical modelling of leakage rate through a cracked concrete structure. Two hydro-mechanical models in a continuous framework are proposed, a fully continuous one and another one that requires a semi-discrete analysis. The semi-discrete approach is based on a crack tracking method allowing to find the crack path. Once the crack path is found, the Crack Opening Displacement (COD) can be computed along the discretized crack surface by equivalence with strong discontinuity approach. The final step is to prescribe a modified Poiseuille’s law along the crack surface to estimate the leakage rate while imposing a pressure gradient. The fully continuous approach can be directly applied in a sense that no crack tracking is needed. It is a combination of permeability of diffuse damage and modified Poiseuille’s permeability. Herein, the positive principal strain is chosen to drive the modified Poiseuille’s permeability. The two proposed approaches are validated on an experimental campaign of dry concrete disk loaded in a splitting setup where gas permeability is performed. The validation is performed on the flow rate in the longitudinal direction. The results obtained with the proposed approaches compared to experimental data show a good estimation of the hydraulic conductivity. Furthermore, the fully continuous approach is applied to estimate the flow rate through a reinforced concrete element subjected to tensile loading where multi-cracking in Mode I occurs (tie-beam test). The comparison with the experiment is performed on the flow rate in the perpendicular direction to the applied loading. The latter shows a good agreement between the estimated flow rate and the measured one if the same number of cracks is obtained.This PhD deals as well with the effect of the delayed thermo-mechanical loadings on the hydraulic conductivity of concrete. A permeability system is developed and constructed during this PhD based on the experimental program. An experimental campaign is carried out to study the effect of thermal and/or mechanical creep on dry gas permeability of concrete. Permeabilities in longitudinal and radial directions with respect to load axis are addressed. The loading induced anisotropic permeability is analyzed. Furthermore, the determination of the structural permeability along the steel-concrete interface at different shear loadings is still an open issue. An experimental program is carried out which deals with the mechanical behavior of reinforced concrete subjected to a push-in test, as well as with a permeability analysis along the steel-concrete interface at different load levels. A first attempt to simulate the test using the proposed continuous approach is performed.This thesis was the occasion to conduct a new experimental campaign, to produce original results, to perform numerical modeling and to compare two proposed approaches to validate the models in order to apply them at the structural scale

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Perraton, Daniel. "La perméabilité aux gaz des bétons hydrauliques." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0044.

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Une partie de la these est consacree a l'expose de la theorie permettant de decrire l'ecoulement des gaz a travers un milieu poreux. Les principes de fonctionnement d'un permeametre et d'un debitmetre developpes pour les essais de laboratoire sont evoques. Nous avons cherche a montrer qu'il est possible d'elaborer un modele semi-empirique sur la base du concept de carman, reliant certains parametres de composition du beton a sa permeabilite intrinseque. Les travaux pratiques se rapportent a deux aspects: 1) l'etude des conditions metrologiques; 2) l'etude de certains parametres de composition. Le mode de preconditionnement influence considerablement la permeabilite aux gaz du beton: en controlant la perte d'eau dans les premiers jours de sechage, on reduit la permeabilite des eprouvettes. Les effets d'un preconditionnement en laboratoire varient avec la taille de l'eprouvette. Un trempage des eprouvettes dans de l'acetone permet de minimiser la fissuration superficielle. La permeabilite du beton varie en fonction de sa mise en uvre: l'unite de malaxage s'avere un element critique. Le type de granulat est l'un des parametres de composition les plus significatifs en regard a la permeabilite aux gaz. La substitution d'une fraction du sable par un filler de marbre peut servir a minimiser la permeabilite aux gaz du beton

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Chen, Wei. "Etude expérimentale de la perméabilité du béton sous conditions thermiques et hydriques variables." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778621.

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Cette thèse a permis d'étudier la perméabilité du béton sous conditions thermiques et hydriques variables, ainsi que l'effet de fissuration. Nombreux essais (mesures de saturation et perméabilité, essai de compressions uniaxiales et triaxiales et hydrostatiques) ont été menés afin d'évaluer l'influence de la température et de la saturation sur le comportement hydraulique du béton sain et microfissuré. En parallèle, un dispositif de mesure de la perméabilité sur béton macro fissuré permet d'étudier le comportement d'une macro-fissure de béton confinée et soumise à écoulement de gaz sec ou l'air très humide à différentes températures. Les essais mécaniques multiaxiaux sont couplés aux mesures de perméabilité sur béton sain et micro-fissuré par gel-dégel, qui permet d'évaluer la perméabilité sous charge déviatorique et l'effet de préfissuration sous contrainte. Nous avons également effectué un essai de perméabilité relative du béton en fonction de la saturation en eau, soumis à la dessiccation ou à la resaturation, en conditionnant par les différentes humidités relatives imposées

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TSIMBROVSKA, MARIANA. "Dégradation des bétons à hautes performances soumis à des températures élevées : évolution de la perméabilité en liaison avec la microstructure." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10030.

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Les betons a hautes performances (bhp), grace a leur durabilite et resistance mecanique elevees, sont de plus en plus utilises dans la construction. Cependant, sous certaines sollicitations thermiques (incendie, accident nucleaire) ces betons manifestent parfois un comportement fragile appele eclatement. Un des principaux parametres regissant l'eclatement est la permeabilite qui controle les transferts des fluides. Cette propriete est fonction de la microstructure du materiau, caracterisee par la porosite, la distribution des tailles de pores, la connectivite et la tortuosite du reseau poreux, la densite et l'ouverture des fissures. Ce travail a pour but d'etudier l'evolution de la permeabilite intrinseque des bhp degrades suite a un echauffement (jusqu'a 400c) et de correler cette evolution aux caracteristiques de microstructure. Une etude comparative avec les betons ordinaires est effectuee. La permeabilite intrinseque des betons est estimee a partir des mesures de la permeabilite aux gaz. Avant traitement thermique la permeabilite intrinseque des bhp est inferieure d'environ un ordre de grandeur a celle des betons ordinaires. Cependant sous l'effet de la temperature cette propriete augmente plus rapidement dans les bhp (2 ordres de grandeur) et apres traitement thermique a 400c les bhp sont plus permeables que les betons ordinaires. Le sous-espace poreux efficace vis-a-vis de la permeabilite est identifie comme celui constitue de pores de diametre superieur a 0,1m. L'evolution de ce sous-espace poreux avec la temperature et la microfissuration expliquent les variations de la permeabilite dans chaque type de materiau. Trois modeles reliant la permeabilite a la microstructure sont appliques et leurs previsions sont comparees aux resultats experimentaux. Cette comparaison est satisfaisante mais montre les limites des representations topographique et geometrique des reseaux poreux utilisees dans la modelisation des transferts de masse.

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Djerbi, Assia. "Influence de l 'endommagement mécanique sur la perméabilité au gaz et sur la diffusion des ions chlorure des bétons." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2018.

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La durabilité des ouvrages en béton armé en environnement marin est liée à la pénétration des ions chlorure dans le réseau poreux et dans les fissures du béton d’enrobage. Cette thèse a pour but d’étudier l’influence de la fissuration d’origine mécanique sur les paramètres de transfert, perméabilité au gaz et coefficient de diffusion des ions chlorure, qui ont été définis comme critères de durabilité. Trois types de béton sont étudiés : un béton ordinaire et deux bétons hautes performances dont un contient des fumées de silice. La fissuration du béton peut être obtenue par deux catégories d’endommagement: un endommagement quasi-uniforme et modéré généré par l’application d’une compression uniaxiale pour des chargements variant entre 60% et 90% de la force ultime : il se traduit par l’apparition de microfissures. Un endommagement localisé obtenu par essai de traction par fendage : les largeurs de fissuration traversante étudiées varient entre 16 et 240 µm. La perméabilité au gaz est mesurée sur des échantillons sains et endommagés à l’aide d’un perméamètre à charge constante de type Cembureau. Puis ces échantillons sont saturés pour évaluer le coefficient de diffusion déterminé par essai de migration accélérée en régime stationnaire. Les résultats montrent que la microfissuration affecte plus particulièrement la perméabilité et le coefficient de diffusion du béton qui présente une porosité plus élevée c'est-à-dire le béton ordinaire. Une relation, indépendante de la nature du matériau, a été établie entre la variable d’endommagement d et les deux propriétés de transfert. Lorsque la fissuration est traversante, l’évolution de ces propriétés est plus importante pour le béton qui présente une microstructure très dense à l’état sain c'est-à-dire le béton à haute performance contenant des fumées de silice. En considérant que le flux traversant l’échantillon est égal à la somme du flux passant dans la porosité du matériau et du flux passant par la fissure, on peut calculer le coefficient de diffusion dans la fissure Defis. Celui-ci est indépendant de la composition du béton. Il augmente linéairement avec la largeur de fissuration et devient constant pour des largeurs supérieures à 80 µm, la valeur obtenue alors est celle de la diffusion libre dans l’eau. Cette largeur critique a été vérifiée avec des essais de diffusion pure afin de s’affranchir de l’influence du champ électrique
The existence of cracks in the reinforced concrete structures exposed to sea environment, can greatly modify the transport properties of concrete. These cracks provide easy acess to aggressive salts as chloride ions which can induce the steel corrosion. The goal of this research is to study the effect of a mechanical damage on the transport properties of concrete (gaz permeability and chloride diffusion). The experimental study is carried out on three types of concrete: ordinary concrete, high performance concrete, and high performance with silica fumes. Two kinds of damage are considered and generated in samples : a continuous damage is obtained by uniaxial compression : the load application is varying from 60% to 90% of the ultimate strength. It is characterised by a diffuse microcracking and by a loss of stiffness. A discrete or localised damage is obtained using a splitting tensil test, the traversing crack width is ranging from 16 to 240 µm. Gas permeability was measured before and after loading and evaluated using a constant head, Cembureau type, permeameter. The chloride diffusion coefficient was measured by a migration test under steady state condition. The results indicate that the microcracking affect the mass transport properties of the ordinary concrete which presents the higher porosity. A relationship, which is independant of the types of concrete, is obtained between the damage coefficient and theses transport properties. If the crack is traversing the variation of these transport properties is significant for the high performance concrete with silica fumes which has the lower porosity. Considering that the chloride diffusion flux of the cracked concrete is the sum of the flux in uncracked specimen and the flux in the crack, the diffusion coefficient through the crack Dcr can be evaluated. Dcr is independent of the material effect. A linear variation is obtained between this coefficient and the crack width. When the crack width is approximately 80 µm or more Dcr becomes constant and the value obtained is the diffusion coefficient species in free solution. This critical crack width is checked on concretes with pure diffusion test

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

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

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

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

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Gadilhe, Agnès. "Comportement aéraulique des enveloppes de bâtiment : détermination numérique des pressions en façade : Modélisation de la perméabilité à l'air." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0023.

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L'analyse de la ventilation du bâtiment grâce aux modèles en pression est subordonné à leur validation. La connaissance de la pression en façade et la description de la perméabilité à l'air de l'enveloppe sont indispensables à leur futur développement. Nos proposons ici d'évaluer les potentialités des modèles de simulation numérique k-e pour le calcul de la pression extérieure et de mieux comprendre le comportement aéraulique des façades. Nous comparons les coefficients de pression pour une tour haute de 21m obtenus par trois méthodes étude en soufflerie, mesures sur site et simulation numérique. Puis, nous exposons les principes de la modélisation numérique et nous calculons les coefficients de pression de deux bâtiments : tour et barre. La confrontation de nos résultats avec les mesures en soufflerie dégage les possibilités de cette technique mais aussi le difficultés rencontrées pour la prédiction de l'écoulement. Connaissant la pression en façade, nous établissons une typologie des défauts d'étanchéité de l'enveloppe, indiquons les débits induits et caractérisons expérimentalement comportement aéraulique d'un logement. L'étude en laboratoire de fissures à la géométrie simple et de composants du bâtiment permet une meilleure compréhension la loi de comportement des défauts d'étanchéité. Nous montrons la validité · restreinte la technique de dépressurisation classique et de la loi puissance associée
[Pressure models provide an attractive tool for the evaluation of the building ventilation. However, further development and validation of these models requires a better understanding of two critical issues : the pressure distribution around the building and the hydrodynamic behaviour of the envelope. The objectives of this thesis are to present a feasibility study of the k-e model for the evaluation of the pressure distribution and to better understand the flow characteristics through the envelope. First, we compare the pressure coefficients on a seven story building obtained by three existing methods : wind tunnel analysis, on site measurements, numerical approach. The comparison of the results of the numerical simulation with the wind tunnel test on two buildings demonstrates the limits and the difficulties of this promising numerical technique. Then we focus on the behaviour of the envelope - interface between inside and outside. A bibliography review and an on site experiment allow us to identify the type, the location and the flow equation of the various air paths. In order to improve our understanding of the flow through every specific building component, we test in our laboratory apparatus the behaviour of cracks and slots. The limits of the pressurization technique and its associated logarithmic law are clarified. ]

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Miah, Md Jihad. "The effect of compressive loading and cement type on the fire spalling behaviour of concrete." Thesis, Pau, 2017. http://www.theses.fr/2017PAUU3015/document.

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La recherche présentée dans cette thèse vise à examiner le mécanisme d’écaillage des bétons exposés au feu et comprendre l’influence du chargement mécanique appliqué en compression durant le chauffage. Des cubes (200 x 200 x 200 mm3) et des dalles (800 x 800 x 100 mm3) de béton fabriqués avec des ciments CEM II et CEM III (B40-II et B40-III: fc28days ≈ 40 MPa) ont été exposés à un feu ISO 834-1 sous différents niveaux de chargement uniaxial (cubes) et biaxial (dalles). En outre, l'effet du chargement mécanique (pression de confinement et charge uniaxiale) sur la perméabilité résiduelle au gaz a été étudié. Afin de mieux analyser les résultats expérimentaux et comprendre les mécanismes à l’origine de l'écaillage, des calculs numériques ont été réalisés en utilisant un modèle thermo-mécanique du code aux éléments finis CAST3M. Les résultats expérimentaux ont clairement montré que les éprouvettes chargées (uniaxial et biaxial) présentent un risque d’écaillage plus important que les éprouvettes non chargées. L’écaillage augmente avec le niveau de contrainte appliquée. Une partie des essais mais pas tous, ont montré que le B40-II (3% de laitier) présente un écaillage plus important que celui du béton B40-III (43% de laitiers).À partir de cette étude sur deux bétons ordinaires, il peut être mis en évidence qu'un certain niveau de contrainte de compression externe (uniaxiale ou biaxiale) est nécessaire pour induire l'écaillage du béton ordinaire. Les pressions des pores se combine avec les contraintes thermiques dûes aux gradients thermiques. Les contraintes de compression appliquées empêchent la création de certaines fissures générées par l'incompatibilité des déformations thermiques de la pâte de ciment et des granulats et des gradients thermiques. Pour l'échantillon non chargé, la création de fissures augmente la perméabilité et empêche naturellement le développement des pressions de pores.Pendant un feu réel, les membres structurels en béton sont toujours chargés ou retenus. La présence d'un chargement compressif pendant le chauffage augmente considérablement le stress de compression (diminue le stress de traction) et la grandeur de la pression des pores, ce qui augmente le risque d'écaillage. Ensuite, le stress compressif appliqué est un facteur clé très important que la conception de la résistance au feu des structures en béton devrait prendre en compte lors de l'écaillage. Par conséquent, il est recommandé que les essais d'écaillage ne soient pas effectués uniquement sur des échantillons non chargés
The research presented in this thesis seeks to examine and understand the mechanism of fire spalling role played by the external compressive loading during heating. Concrete cube (200 x 200 x 200 mm3) and slab (800 x 800 x 100 mm3) specimens made with CEM II and CEM III cements (B40-II and B40-III: fc28days ≈ 40 MPa) were exposed to ISO 834-1 fire curve under different levels of external uniaxial (for cube) and biaxial (for slab) compressive stress. Additionally, the effect of external compressive loading (confining pressure and uniaxial load) on the residual gas permeability of concretes have been investigated. In order to better analyse the experimental results and to provide more insight into the mechanism behind the fire spalling behaviour of concrete, numerical computations were carried out by using the existing thermo-mechanical model implemented in a finite element code CAST3M. The experimental results have clearly shown that the loaded specimens (uniaxial and biaxial) are more prone to spalling than unloaded specimens, with increasing amounts of spalling for higher values of applied compressive stress. Part of the tests, but not all have shown that B40-II (3% of slag) exhibited higher spalling than the B40-III (43% of slag).From this study on two ordinary concretes, it highlights that a certain level of external compressive stress (uniaxial or biaxial) was necessary to induce spalling. A possibility is that the applied compressive stress prevents the creation of cracks naturally due to thermal mismatch between cement paste and aggregates and thermal gradients. For unloaded specimen, the creation of cracks increases the permeability and naturally prevents the pore pressure to exceed a value that favours spalling.During a real fire, concrete structural members are always loaded or restrained. The presence of compressive loading during heating significantly increases the compressive stress (decreases the tensile stress) and the magnitude of pore pressure, which increase the risk of fire spalling. Then, the applied compressive stress is a very important key factor that the fire resistance design of concrete structures should take into account when considering spalling. Hence, it is recommended that the fire spalling test should not be carried out only on unloaded specimens, especially for the ordinary concrete

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Quénard, Daniel. "Adsorption et transfert d'humidité dans les matériaux hygroscopiques : approche du type percolation et expérimentation." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT098H.

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L'etude des phenomenes de sorption et des mecanismes de transfert de la vapeur d'eau dans les materiaux microporeux est abordee en utilisant une approche hierarchisee a trois niveaux. Au niveau microscopique, nous decrivons pour un pore cylindrique les mecanismes fondamentaux: adsorption, desorption, condensation capillaire, diffusion, ecoulement. Nous decrivons le transfert a travers un pore condense par son equivalent en phase vapeur et nous mettons en evidence un phenomene d'amplication du flux de vapeur du a la phase condensee. Nous suggerons de faire une analogie electrique entre un pore cylindrique et une diode zener. Nous proposons ensuite une representation simplifiee de la microstructure a partir des modeles de reseaux avec une topologie bien definie: carre, triangulaire, hexagonale. Pour developper cette demarche nous nous referons au concept de percolation et nous utilisons les principaux resultats. Nous faison apparaitre une forte variation de la permeabilite equivalente avec l'humidite relative. Ce constat justifie un grand nombre de resultats experimentaux. Nous presentons aussi plusieurs methodes experimentales qui nous permettent d'estimer les isothermes d'adsorption et les permeabilites a la vapeur. La comparaison entre les resultats experimentaux et le modele est encourageante

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Bongué, Boma Malika. "Modélisation de la fissuration pour l'évaluation de la perte d'étanchéité des structures en béton armé sous chargements mécaniques." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003418.

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L'évaluation du comportement de structures de béton armé est une problématique cruciale dans le domaine du génie civil : l'objectif de cette thèse est la mise en place d'un modèle mécanique capable de décrire l'évolution des paramètres physiques qui régissent l'évolution de la perméabilité de ce matériau. Le béton (initialement micro-fissuré) est modélisé comme un milieu fia microstructure : la cinématique du corps est enrichie par une variable caractéristique de la taille et de l'orientation du champ de fissure. La théorie des forces configurationnelles est utilisée afin de tenir compte des évolutions irréversibles des micro-défauts. Ces deux approches nous permettent de déterminer les équations d'équilibre régissant la déformation du milieu ainsi que la propagation des fissures. Les paramétres utilisés pour décrire la microstructure ont été choisis de faficon fia schématiser le milieu poreux : la résolution des équations de Stokes sur le volume élémentaire représentatif (microstructure) permettra d'évaluer la perméabilité intrinsèque en tout point du corps. Un exemple a été détaillé : on détermine le comportement d'un solide en traction tout en considérant des conditions d'étude simplifiées (champ de fissures homogène, isostaticité, application de la mécanique linéaire de la rupture). Déformation, propagation des fissures et perte de rigidité sont déterminées en fonction du chargement. On présente par ailleurs l'évolution de la perméabilité du milieu : une fois amorcée, la propagation du champ de fissure devient la cause principale de la perte d'étanchéité.

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Laghcha, Abdeslam. "Contribution à l'étude des transferts gazeux et liquide au sein des parois en béton endommagées sous sollicitation thermo-hydrique : application au cas des enceintes de confinement en conditions d'épreuve et accidentelle." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0040/these.pdf.

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Les bâtiments réacteurs des centrales nucléaires d'EDF doivent assurer la sécurité des populations environnantes lors d'un Accident par Perte de Réfrigèrent Primaire (APRP). L'étanchéité des bâtiments réacteurs, est assurée par une enceinte à double paroi, se composant d'une enceinte interne en béton précontraint, et d'une seconde enceinte externe, en béton armé, prévue pour résiter aux agressions extérieures. La corrélation entre le taux de fuite de l'enceinte interne, mesuré en conditions d'épreuves périodiques d'étanchéité, et le taux de fuite lors d'un (APRP), est un élément fondamental dans les analyses de sûreté de ces réacteurs nucléaires. L'étude s'articule autour de la compréhension des phénomènes physiques liées au transport de masse de fluide induit par les deux scénarios, de sollicitations à travers des parois en béton très perméable intégrant les défauts susceptibles d'être présents au sein de l'enceinte de confinement. Il s'intéresse à une paroi en béton préalablement endommagée en compression simple et à une paroi contenant un plan de reprise de bétonnage dégradé, deux cas très différents vis-à-vis des perméabilités : (1,3 10-17 et 1,54 10-13 m2). Les matériaux et les endommagements sont caractérisés. Elle présente des résultats expérimentaux obtenus sur un banc d'essai de perméabilité mis au point pour simuler différentes situations sur des corps d'épreuve ayant une épaisseur représentative d'une enceinte de confinement (1,3 m). Les parois en béton, dans une phase expérimentale, sont soumises à des conditions d'épreuve d'étanchéité et à une situation accidentelle de type APRP (141 °C et 0,42 MPa de pression effective d'air humide). Grâce à des instrumentations adéquates, l'analyse des champs de pression, de température et de teneur en eau, complète l'étude des cinétiques de flux de masse, gazeux et liquide, transitant jusqu'à l'extrados des parois. Malgré des cinétiques très différentes les deux cas présentent de forte similitude. Dans une seconde phase, une analyse numérique unidimensionnelle, destinée à une modélisation Thermo-Hydrique-Mécanique (THM) du milieu poreux non saturé, est reportée. Celle-ci est menée avec le code_Aster® permet d'obtenir des résultats en accord avec la phénoménologie observée expérimentalement
The leak rate prediction of air and steam through a cracked concrete wall is an extremely important issue in assessing the safety of a nuclear reactor containment building. Furthermore the relation between air leak rate and steam leak rate on the same wall could have some interest for safety prediction. The present study investigates the transfer of fluids through a wall 1. 3 m of thick, with a focus on two cases: one on mechanically damaged concrete by compressive stress and another one on a crossing artificial flaw in a construction joint introduced in the concrete specimen. The aim of this work was to study comparatively, in the laboratory, the permeability of the damaged concrete walls under two conditions. The first conditions was at ambient temperature, a reference test of permeability, with dry air, giving the characteristics of permeability and the type of flow through the specimen. The second condition was an accident scenario with simultaneous effects of temperature and gas (a mix of air and steam) pressure applied on one face, the other one remaining at atmospheric pressure and temperature. The numerical results were in good agreement with experimental results, on the phenomenology and on flow rate through the wall

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Liu, Jian. "Etude expérimentale de la perméabilité relative des matériaux cimentaires et simulation numérique du transfert d’eau dans le béton." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2011. http://www.theses.fr/2011ECLI0018/document.

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Ce mémoire de thèse a été consacrée à étudier expérimentalement la perméabilité relative au gaz et à l’eau des matériaux cimentaires partiellement saturés, et à simuler numériquement le transfert d’eau dans le béton. La perméabilité relative d’un mortier de référence et d’un béton utilisé dans un centre de stockage de déchets radioactifs a été mesurée. Une méthode de mesurer la perméabilité relative à l’eau de deux bétons CEM I et CEM V, qui seront utilisés dans un stockage profond, a été proposée. Mais les quantités d’eau mis en jeu n’ont pas permis d’exploiter cette approche. Ceci indique la prépondérance de la capillarité sur la perméation lors du processus de saturation du matériau. On a ensuite mesuré la sorption capillaire de deux bétons CEM I et CEM V. A la même saturation en eau, la perméabilité relative au gaz de l’échantillon pré-traité par l’imbibition capillaire est moins grande que celle de l’échantillon pré-traité par adsorption sous humidité relative. Un double-modèle de rétention a été proposé qui peut bien modéliser l’isotherme de sorption des bétons CEM I et CEM V. La perméabilité relative au gaz et à l’eau est déduite. L’hystérésis de l’isotherme de sorption entraîne l’hystérésis de la perméabilité relative à l’eau tandis que la perméabilité relative au gaz n’a pas d’hystérésis remarquable. Avec le double-modèle de rétention et les courbes de la perméabilité relative à l’eau, on a pu simuler le processus de sorption sous humidité relative en utilisant une propre perméabilité intrinsèque à l’eau qui est dans le domaine de valeurs mesurées tandis que on n’a pas réussi à simuler l’imbibition capillaire à cause de la cinétique différente
This dissertation was devoted to study gas and water relative permeability and transfer of water in partially saturated cementitious materials. The gas relative permeability of a reference mortar and a concrete, which is used in the low and intermediate level waste storage center in Soulaines, has been measured. A method to measure water relative permeability of two concretes CEM I and CEM V, which will be used in the building of a underground disposal, has been proposed. But the diﬃculty of isolating the part due to the permeation in the unsaturated ﬂow shows that the ﬂow of capillarity is predominant in unsaturated ﬂow. The capillary adsorption of concretes CEM I and CEM V has been measured. At the same level of water saturation, the gas relative permeability of sample pre-treated by capillary adsorption is less than that of sample pre-treated by adsorption in relative humidity. A double retention model has been proposed and it can describe the sorption isotherm of two concretes CEM I and CEM V. The curves of gas and water relative permeability are deducted. The hysteresis of sorption leads to the hysteresis of water relative permeability while there is not notable hysteresis of gas relative permeability. With double-retention model and water relative permeability expression, we can simulate sorption process under relative humidity by using a proper value of water intrinsic permeability which is in the domain of measured values

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Chen, Wen. "Fracturation électrique des géomatériaux Etude de l'endommagement et de la perméabilité." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00577790.

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Le but de cette étude est d'étudier l'évolution de la microstructure et des propriétés de transfert des géomatériaux sous chargement dynamique rapide. Le chargement dynamique est généré par des ondes de chocs dues à la décharge électrohydraulique d'un arc (PAED) sous l'eau. L'évolution de la fissuration et de l'endommagement est illustrée par celle de sa microstructure et de la perméabilité intrinsèque du matériau. La perméabilité augmente avec le niveau du pic de pression et le nombre de chocs. Une bonne corrélation est observée entre les propriétés du mortier, de la perméabilité, de la porosité et les clichés issus de la microtomographie. Après avoir exposé les résultats d'une campagne expérimentale, des développements sur le modèle d'endommagement anisotrope de R. Desmorat ainsi qu'un couplage avec la perméabilité sont proposés, finalement l'ensemble du processus est simulé numériquement à l'aide des codes Europlexus et Cast3M.

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

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

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Fabien, Aurélie Jessica. "Etude du couplage comportement hydromécanique – durabilité dans le béton de la structure : application à la maquette MAREVA." Nantes, 2012. http://www.theses.fr/2012NANT2090.

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

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Yehya, Mohamad. "Propriétés de transfert dans le béton par imagerie neutronique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI103/document.

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Pour les structures de génie civil avec un rôle d’étanchéité, lors d’un accident grave, la perméabilité du béton est une question clé. Les mesures de perméabilités actuelles ne permettent d'avoir que des grandeurs moyennes (structurelles) qui ne conviennent pas pour des éprouvettes hétérogènes (fissures et/ou armatures). La compréhension des détails de l'écoulement des fluides est cruciale en raison des implications sur les voies préférentielles (interface acier/béton, fissures, etc.). Le but de cette thèse est de proposer une nouvelle méthodologie et de tester un nouveau dispositif expérimental par imagerie neutronique à la ligne de faisceaux D50 à l’Institut Laue Langevin à Grenoble. Le test consiste à injecter de l’eau normale (H2O), sous haute pression, dans un échantillon de béton coulé et saturé en eau lourde (D2O), afin de suivre la progression d’un front d’eau dans le temps par différence d’atténuation entre ces deux eaux. Une campagne expérimentale a été lancée sur des éprouvettes de béton sous différentes configurations (béton sain, béton fissuré et béton avec une armature) et des mesures de perméabilité locale dans les singularités (zone fissurée, interface armature-béton, etc.) ont été faites. Les essais ont montré que les mesures classiques de perméabilité sont sous-estimées et les écoulements dans le béton sont contrôlés par les défauts
For civil engineering structures, especially containment buildings during a severe accident, the permeability of concrete is a key issue. Current permeability measurements allow only average (structural) magnitudes, which are not suitable for heterogeneous samples (cracks and/or reinforcements). Understanding the details of fluid flow is crucial because of the implications of preferred pathways (steel/concrete interface, cracks, etc.). The aim of this thesis is to propose a new methodology, and to test a new experimental setup, using neutron imaging at the D50 beam line at the Institute Laue Langevin in Grenoble to measure flow directly. The test consists of injecting normal water (H2O) under high pressure, into a concrete sample casted and saturated with heavy water (D2O), in order to follow the evolution of a waterfront over time by difference of attenuation between these two waters. An experimental campaign was launched on concrete specimens in different configurations (proper concrete, cracked concrete and concrete with reinforcement) and measurements of local permeability in singularities (cracked zone, reinforcement-concrete interface, etc.) were done. Tests have shown that classical permeability measurements are underestimated and flows in concrete are controlled by defects

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

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

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Zayat, Kamel Afif. "Contribution à l’étude au choc du béton et mortier de fibres." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0021.

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Après un bilan bibliographique traitant des bétons de fibres, de leurs formulations, de leurs propriétés mécaniques, la recherche porte sur l'analyse du comportement sous chargement statique ou dynamique de mortiers renforcés par des rubans de verre métallique suivant deux pourcentages et pour des valeurs d'élancements variables. La première partie, à caractère expérimental, présente des résultats d'essais acquis sous chargement de compression et de flexion. Une des originalités des méthodes d'exploitation proposée consiste à établir à partir de l'essai de flexion la loi de comportement en traction. La seconde partie concerne des essais de choc de compression mono axiale induit par un projectile de 300 kg à des vitesses de 0,5, 1,5, 3,5 et 4,5 m;s. L' exploitation des résultats extensométriques, des mesures d'accélération, des enregistrements photographiques (caméra ultra rapide) met en évidence que la présence de fibres modifie les relations contrainte-déformation, la durée du choc et les modes d'endommagement du matériau. La troisième partie cherche à améliorer le traitement et l'analyse des données expérimentales en prenant en compte notamment les phénomènes de réflexion et de propagation d'ondes dans le matériau doué d'orthotropie ainsi que l'effet de "structure" correspondant au mode de rupture localisée
This research concerns the experimental and theoretical examination of the behaviour law mortar reinforced by the amorphous cast iron fibre under mono-axially compression impulse and static charge under 4 points bending tests. In the first part, we realize the experimental study in static compression to establish the relation between stress and strain and the behaviour degradation's law of material. We develop a numerical method which can treat the experimental measurement and obtain the relation between the stress and the strain until the rupture. The last part concerns the theoretical approach of the phenomenon of waves reflections and waves propagation through the non-homogenous medium. The exploitation of the numerical model can valorous the treatment of the experimental results and understand the different physical mechanisms developed during the shock. In conclusion, we compare our results with experimental ones given from other research and we establish the rôle played by the fibres in case of shock solicitation

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Liu, Jian. "Etude expérimentale de la perméabilité relative des matériaux cimentaires et simulation numérique du transfert d'eau dans le béton." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00679402.

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Ce mémoire de thèse a été consacrée à étudier expérimentalement la perméabilité relative au gaz et à l'eau des matériaux cimentaires partiellement saturés, et à simuler numériquement le transfert d'eau dans le béton. La perméabilité relative d'un mortier de référence et d'un béton utilisé dans un centre de stockage de déchets radioactifs a été mesurée. Une méthode de mesurer la perméabilité relative à l'eau de deux bétons CEM I et CEM V, qui seront utilisés dans un stockage profond, a été proposée. Mais les quantités d'eau mis en jeu n'ont pas permis d'exploiter cette approche. Ceci indique la prépondérance de la capillarité sur la perméation lors du processus de saturation du matériau. On a ensuite mesuré la sorption capillaire de deux bétons CEM I et CEM V. A la même saturation en eau, la perméabilité relative au gaz de l'échantillon pré-traité par l'imbibition capillaire est moins grande que celle de l'échantillon pré-traité par adsorption sous humidité relative. Un double-modèle de rétention a été proposé qui peut bien modéliser l'isotherme de sorption des bétons CEM I et CEM V. La perméabilité relative au gaz et à l'eau est déduite. L'hystérésis de l'isotherme de sorption entraîne l'hystérésis de la perméabilité relative à l'eau tandis que la perméabilité relative au gaz n'a pas d'hystérésis remarquable. Avec le double-modèle de rétention et les courbes de la perméabilité relative à l'eau, on a pu simuler le processus de sorption sous humidité relative en utilisant une propre perméabilité intrinsèque à l'eau qui est dans le domaine de valeurs mesurées tandis que on n'a pas réussi à simuler l'imbibition capillaire à cause de la cinétique différente

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

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

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

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

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

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

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Chen, Wen. "Fracturation électrique des géomatériaux : Etude de l’endommagement et de la perméabilité." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3025.

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Le but de cette étude est d’étudier l'évolution de la microstructure et des propriétés de transfert des géomatériaux sous chargement dynamique rapide. Le chargement dynamique est généré par des ondes de chocs dues à la décharge électrohydraulique d’un arc (PAED) sous l’eau. L’évolution de la fissuration et de l’endommagement est illustrée par celle de sa microstructure et de la perméabilité intrinsèque du matériau. La perméabilité augmente avec le niveau du pic de pression et le nombre de chocs. Une bonne corrélation est observée entre les propriétés du mortier, de la perméabilité, de la porosité et les clichés issus de la microtomographie. Après avoir exposé les résultats d'une campagne expérimentale, des développements sur le modèle d'endommagement anisotrope de R. Desmorat ainsi qu'un couplage avec la perméabilité sont proposés, finalement l'ensemble du processus est simulé numériquement à l'aide des codes Europlexus et Cast3M
The purpose of this study is to investigate the evolution of microstructure and transport properties of geomaterials subjected to fast dynamic loads. This dynamic loading is generated by shock waves engended by a pulsed arc electrohydraulic discharge (PAED) under water. The evolution of microcracking and damage is illustrated by the microstructure and the intrinsic permeability of the material. Permeability increases both with the number of shocks and the pressure level. A good correlation between qualitative results of the image analysis from CT scans, performed on specimen before and after the shocks, and permeability is observed. After having exposed the results from an experimental campaign, the developments on the anisotropic damage model of R. Desmorat and a coupling with the permeability are proposed. Finally the whole process is simulated numerically by the codes Europlexus and Cast3M

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Delemontey, Yvan. "Le béton assemblé : préfabriquer la France de l’après-guerre (1940-1955)." Paris 8, 2009. http://www.theses.fr/2009PA083273.

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Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, la reconstruction inaugure en France la prise en compte d’une nouvelle échelle d’intervention urbaine et la naissance d’une forme inédite et centralisatrice de maîtrise d’ouvrage. Face aux besoins immenses de logements, l’Etat engage le bâtiment dans la voie de l’industrialisation de ses moyens de production, bouleversant de manière irréversible les habitudes d’un secteur ancestral. On assiste alors à l’émergence d’une solution bien française : le béton préfabriqué. Croisement entre l’hégémonie d’un matériau et l’engouement pour un mode de production récent, il place dorénavant le processus constructif au centre des préoccupations des concepteurs. Après avoir replacé la préfabrication dans le contexte discursif de l’immédiat après-guerre, la thèse tente de prendre la mesure de l’influence étrangère, en particulier la « scène » américaine, sur la modernisation des méthodes et des techniques de construction. Puis, de manière diachronique, elle démontre dans une première période (1940-1949), comment la pénurie favorise un développement fulgurant de la préfabrication qui, auparavant liée à l’industrie métallurgique, est désormais indissociable de la maçonnerie. Enfin, dans une seconde période (1949-1955), marquée par l’amélioration des conditions économiques et matérielles du pays, elle met en exergue le rôle de la préfabrication dans le changement de paradigme structurel qui s’opère dans le logement, au tournant des années 1950
In French cities after the Second World War, reconstruction heralded a rethink in the scale of building along with the rise of a novel, state-run form of construction management. The State, requiring vast numbers of homes to be built, set about industrialising the means of production, transforming irrevocably a building sector long wedded to ancestral habits. The result was a particularly French solution: prefabricated concrete. A cross between the hegemony of material and an infatuation with new production methods, this solution made the construction process the designer's central preoccupation. This thesis begins by looking at the position of prefabrication within the discourse of the immediate post-war era. It then considers the impact of foreign influences, especially those of the American "scene", on the modernisation of building methods and techniques. It then considers prefab development diachronically: it shows how, in an early phase (1940-49), a lack of resources stimulated astonishing progress as prefabrication broke away from the metals industry - its traditional partner - and became instead inseparable from the masonry sector; and it highlights the role of prefabrication, during a later phase marked by growing improvement in the nation's economic and material welfare (1949-1955), in the structural paradigm shift that occurred in housing at the turn of the decade

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

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

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Tchamba, Jean Claude. "Contribution à l'étude expérimentale du comportement des matériaux cimentaires au jeune âge : pression, rhéologie et perméabilité." Lorient, 2008. http://www.theses.fr/2008LORIS112.

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L’avènement des Bétons Autoplacants a apporté d’importantes évolutions dans le secteur du Bâtiment et des Travaux Publics, notamment l’apparition de coffrages complexes destinés à recevoir les volumes importants de béton. Cependant, les outils de caractérisations expérimentales encore empiriques n’ont pas connu le même essor et se cherchent encore. Le travail réalisé est une contribution expérimentale permettant de caractériser le comportement des matériaux à matrice cimentaire à l’état frais notamment les BAP. L’objectif est de suivre l’évolution des contraintes de structuration et des paramètres intrinsèques (particulièrement le seuil de cisaillement) de ces matériaux avant, pendant et après la mise en œuvre. Des expérimentations de pressions interstitielles couplées à de la rhéologie ont été effectuées sur des pâtes de ciment et des bétons à température constante (20°C). Les mélanges étudiés ont été fabriqués avec le même ciment. L’approche consiste entre autre à croiser les résultats obtenus à l’aide d’une colonne coffrante, d’un rhéomètre de laboratoire pour mieux cerner le comportement des matériaux testés. Une première campagne d’essais a permis de s’intéresser aux problèmes de reprises des contraintes de cisaillement aux parois à l’aide de trois dispositifs pour déterminer les contraintes de structuration. Un essai sur colonne permettant de mesurer la pression interstitielle et la pression verticale est réalisé. De plus, une étude portant sur les contraintes aux interfaces a été menée en s’appuyant sur l’évolution de la masse apparente d’une plaque immergée dans les matériaux étudiés. Enfin, des essais de mesure de retrait endogène ont été menés en parallèle avec les essais sur la colonne. Dans un second temps, un rhéomètre rotatif, à géométrie Vane couplé à des capteurs de pressions interstitielles a été développé pour décrire les caractéristiques rhéologiques de ces matériaux. Le but est de suivre l’évolution de l’aptitude à l’écoulement du matériau. Dans ce contexte, l’évaluation des paramètres intrinsèques selon le modèle de Bingham a été réalisée. Les résultats montrent l’influence des paramètres de la composition sur les propriétés rhéologiques. Enfin, du fait de notre interrogation sur l’évolution des propriétés de transfert lorsque le matériau frais est au repos, une campagne expérimentale visant à caractériser la perméabilité d’une pâte de ciment fraîche par le biais d’essai œdomètrique et de filtration est présentée. Nous mesurons ainsi précisément les tassements du matériau sous charge en conditions drainantes ainsi que l’évolution des perméabilités lors de la maturation d’une pâte de ciment
The advent of the Self Compacting Concretes brought important evolutions in the sectors of building behaviour of materials with cementing matrix in a fresh state in particular self compacting concrete. The objective is to follow the evolution of the constraints of structuring and the intrinsic parameters (particularly the threshold of shearing) of these materials, before, during and after the implementation. Experiments of pore water pressures coupled with rheology were carried out on pastes cement and concretes at constant temperature 20° C. The studied mixtures were manufactured with same cement. The approach among other things consists in crossing the results obtained using a casing column, of a rheometer of laboratory for better determining the behaviour of materials tested. A first trial run made it possible to be interested in the problems of recoveries of shear stresses the walls using three devices to determine the constraints of structuring. A test on the column making it possible to measure the pore water pressure and the vertical pressure is carried out. Moreover, one study relating to the constraints with the interfaces was undertaken while being based on the evolution of the apparent mass of a plate immersed in studied materials. Lastly, the dimensional checks of endogenous withdrawal were carried out in parallel with the tests on the column. In the second time, a rotary rheometer, with Vane geometry coupled to interstitial pressure pick-ups was developed to describe the rheological characteristics of these materials. The aim is to follow the evolution of the flow property of material. In this context, the evaluation of the intrinsic parameters according to the model of Bingham was carried out. The results show the influence of the parameters of the composition on the rheological properties. Lastly, because of our interrogation on the evolution of the properties of transfer when the fresh material is at rest, an experimental campaign aiming at characterizing the permeability of a cement paste fresh by device of test oedometric and filtration is presented. We thus precisely measure compressing of material under load in conditions draining as well as the evolution of the permeabilities during the maturation of a cement paste

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

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

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Dal, Pont Stefano. "Lien entre la perméabilité et l'endommagement dans les bétons à haute température." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001001.

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Le béton est un matériau de construction qui trouve son champ d'utilisation dans pratiquement tous les domaines du génie civil. Actuellement il est sans doute le plus utilisé pour les avantages économiques et techniques qu'il présente. Cependant, bien que largement utilisé depuis presque deux siècles, il s'agit d'un matériau dont le comportement n'a pas encore été totalement compris. Sa microstructure poreuse rend son comportement difficilement prévisible, spécialement dans des conditions particulières comme, par exemple, pendant une élévation de température. Celle-ci peut se produire essentiellement dans deux cas: des conditions accidentelles (par exemple un incendie) et des conditions normales d'utilisation (par exemple un stockage de déchets nucléaires). Ce travail vise à apporter une contribution à l'étude des phénomènes mis en jeu dans une telle situation et, en particulier, vise à étudier l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'évolution des caractéristiques du béton. La caractérisation de la perméabilité intrinsèque (qui n'est pas facilement mesurable à chaud) est, en fait, indispensable pour décrire et modéliser de manière correcte les phénomènes de transport qui se produisent dans un milieu poreux. Une étude expérimentale en collaboration avec le CEA a été menée sur une éprouvette cylindrique à échelle réelle pour la mesure de l'évolution des températures et des pressions du gaz dans le béton. Nous avons modélisé la maquette à l'aide de deux modèles mathématiques: un modèle thermo-hydro-chimique (THC) et un modèle thermo-hydrochémo-mécanique (THCM). L'utilisation du modèle THC, implémenté à l'aide de la méthode des volumes finis, a permis une première étude, qualitative, du comportement du béton soumis à un chauffage. Cette modélisation, qui, par souci de simplicité, a négligé les effets liés à la mécanique, a permis une première description des phénomènes de transport, changement de phase, évolution de la microstructure auxquels le béton est sujet lorsqu'on élève la température. Ensuite, la modélisation a été complétée à l'aide du modèle THCM par éléments finis, implémenté dans le code de calcul Hitecosp (développé à l'université de Padoue). Ce code donne une description très complète du comportement du béton et prend en compte les effets liés à la mécanique à l'aide d'une loi de comportement du béton élastiqueendommageable. Grâce à une comparaison entre les résultats issus des analyses expérimentales et numériques, nous avons pu aboutir à la proposition d'une loi pour décrire l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'endommagement total.

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

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

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

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

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

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

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Assié, Stéphan. "Durabilité des bétons auto-plaçants." Toulouse, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAT0024.

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Les bétons autoplaçants (BAP) sont des bétons très fluides dont la mise en place sans vibration présente plusieurs avantages tant au niveau environnemental, humain, technologique qu'économique qui intéressent de plus en plus les industriels. Cependant, une question reste souvent posée : à résistance mécanique égale, le béton autoplaçant est-il aussi durable que le béton vibré traditionnellement employé jusqu'alors ? L'objectif de ce projet de recherche a été de donner une réponse claire à ce problème. Pour cela, différents BAP et bétons vibrés (BV) de résistance mécanique équivalente ont été coulés avec les mêmes constituants, un squelette granulaire identique (à l'exception des bétons à hautes performances) et dans une gamme de résistance allant de 20 à 60 MPa. Les principales différences entre les deux types de béton sont le volume de pâte et le dosage en superplastifiant plus important pour les BAP et l'emploi éventuel d'un agent de viscosité dans ces derniers. Les résultats des essais expérimentaux menés sur ces formulations dans les domaines mécanique et physico-chimique ont montré qu'il y avait très peu de différences entre les deux types de béton. Le fluage des BAP semble légèrement supérieur à celui des BV, tandis que les autres propriétés mécaniques (module d'élasticité, retrait) et de transfert (perméabilité à l'oxygène, diffusion des ions chlore, absorption capillaire, carbonatation et lessivage au nitrate d'ammonium) peuvent être considérées comme équivalentes entre les BAP et les BV
The building industry is turning increasingly to the use of self-compacting concrete (SCC) in order to improve many aspects of building construction: SCC offers several advantages in technical, economic, environmental and human terms. However, there are still some problems with regard to its durability, in terms of physical and chemical properties. The purpose of this research project was to study various durability characteristics of self-compacting concrete compared with reference samples of vibrated concrete (VC) with similar compressive strength, from 20 to 60 MPa. For this purpose, SCC and VC mixes were prepared using the same ingredients in identical proportions (except for the high performances concrete), the only difference being that calcareous filler and more superplasticizer was used for the SCC mixes and the possible use of a viscosity agent. Tests carried out on these samples revealed that creep was slightly higher for SCC and that there was no significant difference in the other mechanical (elasticity modulus, shrinkage) and physico-chemical properties (oxygen permeability, chloride diffusion, water absorption, carbonation and leaching by ammonium nitrate) of the two types of concrete

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Massat, Myriam. "Caractérisation de la microfissuration, de la perméabilité et de la diffusion d'un béton : application au stockage des déchets radioactifs." Toulouse, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAT0033.

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La durabilite des conteneurs de dechets radioactifs de faible activite, doit etre garantie pour 300 ans. Dans ce but des modeles previsionnels ont ete developpes: ils prennent en compte les degradations que peut subir le beton de conteneur sous l'effet d'une part des agents agressifs transportes par les eaux d'infiltration, et d'autre part d'alterations mecaniques. Un programme de recherche destine a prendre en compte les aspects mecaniques dans l'evaluation de la duree de vie des conteneurs s'est mis en place avec la commissariat a l'energie atomique. Dans une premiere etape nous avons developpe une methodologie et des outils destines a la caracterisation d'un etat de fissuration. Dans une deuxieme etape nous avons etudie la variation de certaines proprietes en fonction de l'etat de fissuration du beton. Ces grandeurs ont ete choisies car elles sont essentielles vis-a-vis du role de stockage des conteneurs, c'est-a-dire vis-a-vis des transferts dans le beton. Il s'agit de la permeabilite a l'air, et de la diffusion du tritium, du cesium 137, et des ions chlorures

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

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Ciutina, Liviu Adrian. "Assemblages et comportement sismique de portiques en acier et mixtes acier-béton : Expérimentation et simulation numérique." Rennes, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAR0016.

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Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réponse sismique d'ossatures non contreventées en portiques métalliques ou en portiques mixtes acier-béton, influencée par le comportement des assemblages. Les assemblages, de type poutre-poteau, en acier ou la partie en acier des assemblages mixtes sont réalisés par des platines d'extrémités boulonnées, utilisant des boulons H. R. à serrage contrôlé. La première partie de l'étude, à caractère expérimental, relate plusieurs séries d'essais effectués à Rennes et à Timisoara ; son objectif est de rechercher des dispositions constructives appropriées en vue d'obtenir un meilleur comportement ductile des assemblages métalliques et mixtes, soumis à des chargements de types monotone et cyclique, ces chargements pouvant être symétriques ou fortement dissymétriques. Une attention particulière est accordée à certains points de détails des assemblages : partie inférieure de la platine boulonnée au moyen d'essais élémentaires de type " T-stub ", type de chanfrein à exécuter pour le soudage des poutres à la platine, renforcement du panneau d'âme du poteau métallique par des doublures, etc. Cette étude a permis de confronter les résultats de l'expérience aux modèles de calcul des normes actuelles, et de proposer quelques recommandations et formules simples permettant un meilleur comportement dissipatif. Une deuxième partie porte sur le calibrage des modèles numériques à l'aide du logiciel DRAIN 2DX, par rapport aux résultats des essais expérimentaux. En utilisant un modèle à fibres pour les éléments de type poutre-poteau, et en intégrant les caractéristiques mesurées des matériaux, on peut arriver à un bon accord avec les résultats d'essais. Pour les assemblages proprement dits, un modèle sophistiqué, basé sur une courbe enveloppe de réponse multi-linéaire incluant un comportement cyclique dégradable conduit également à une simulation convenable des courbes réelles moment-rotation. Dans la troisième partie, qui s'appuie sur des analyses non linéaires dynamiques et sur des données d'accélérogrammes du sol, on s'efforce de tirer parti des comportements des assemblages métalliques et mixtes expérimentés en laboratoire. Cinq portiques, dont un métallique et quatre mixtes sont analysés, en considérant les poutres reliées aux poteaux par des assemblages ayant des comportements similaires à ceux expérimentaux, donc plus ou moins rigides et/ou plus ou moins résistants. L'emplacement des structures a été supposé dans des zones de nature et d'intensité sismiques différentes, en particulier la France et la Roumanie. Les réponses des structures sont jugées en termes d'exigences portant sur les rotations élasto - plastiques des zones dissipatives et les déplacements relatifs entre étages. La réponse en ductilité globale est traduite en termes de facteur de comportement q et de rendement sismique η
The work presented in this report concerns the seismic response of moment resisting steel or composite steel-concrete frames, influenced by the behaviour of their joints. The steel of the beam-to-column joints or the steel part in the case of composite joints are realised by bolted end-plate connections, using HSF bolts with controlled preloading. The first part of the study, having an experimental character, relates several series of tests, performed at Rennes and at Timisoara; its objective is to research the appropriate constructive layouts for an improved ductile behaviour of the steel and composite end-plate beam-to-column connections under monotonic and cyclic types of loading, under symmetrical or strongly unsymmetrical conditions. A particular attention is given to some detail points of the connections: the inferior part of the end-plate, by means of basic experimental tests on “T-stub” subassemblies, bevel type used for welding of beams to the end plates, the reinforcing of the column steel panel of the steel column by doubling plates, etc. This study allowed us to compare the experimental results with those of the models proposed by recent codes and to propose some recommendations and simple formulae in order to permit a better dissipative behaviour. A second part concerns the calibration of numerical models, by the help of DRAIN 2DX computer code, according to the results of the experimental tests. In the case of beam-columns type of elements, using a fibre model and including the measured characteristics of the materials it was proved that we can arrive to a good agreement as compared to the experimental results. As for the connections themselves, a sophisticated model, based on a multi-linear envelope curve of response and including a degrading cyclic behaviour, leads also to an adequate simulation of the real moment-rotation response curves. Into the third part, based on the dynamic non-linear analyses and on soil accelerograms, we try to take advantage of the behaviour of the steel and composite connections tested in laboratory. Five moment frames, from which one metallic and four composite are analysed, considering the beams jointed to columns by connections having a similar behaviour of those tested experimentally, so more or less rigid and/or more or less resistant. The location of the structures was supposed in zones having different nature and seismic levels, particularly in France and Romania. The responses are judged in terms of the required élasto-plastic rotation of the dissipative elements and by the required inter-story drifts. The global ductility response is interpreted in terms of the behaviour factor q and of the seismic performance factor η

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Lê, Ngoc Dong. "Amélioration de la régularité du béton en production." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003421.

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Les fournisseurs de bétons doivent assurer la qualité de leurs produits. Ceci requiert, en premier lieu, une maîtrise de la composition du béton fabriqué. Cependant, les variations d'humidité des granulats rendent difficile le dosage précis des constituants. Le travail présenté dans ce mémoire vise à proposer des méthodes pour améliorer la régularité du dosage en eau, et pour suivre en continu l'ouvrabilité des bétons fabriqués industriellement. Dans un premier temps, un protocole original de calibrage du wattmètre en tant que outil de mesure en ligne de l'humidité du béton frais a été proposé et évalué. Les mesures de dosage en eau calibrées sont utilisées dans un deuxième temps, pour la mise au point de plusieurs algorithmes. Le premier type d'algorithme se traduit par une correction de l'écart d'eau dans la bétonnière portée, alors que le deuxième permet le calibrage des sondes hydrométriques des granulats. Les méthodes présentées sont validées sur des données acquises en centrale industrielle. Le suivi de l'ouvrabilité fait appel à la construction d'un modèle de puissance consommée par le malaxeur, reliant les caractéristiques rhéologiques du béton à la puissance totale dépensée. La détermination de l'ouvrabilité du béton par cette méthode nécessite l'utilisation d'un variateur de vitesse du malaxeur. La validation expérimentale sur des malaxeurs à différentes échelles permet de montrer qu'il est possible d'estimer convenablement le seuil de cisaillement et l'affaissement au cône d'Abrams du béton en cours de malaxage, sans connaissance préalable de sa composition.

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Marquis-Favre, Catherine. "Construction de la fonction de transfert vibroacoustique pour la prédiction du rayonnement acoustique d'une structure sur site." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0027.

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L'objectif de cette étude est d'élaborer un outil permettant d'accéder au calcul du rayonnement acoustique d'une structure vibrant dans son environnement réel, à partir des seules données de vitesses vibratoires acquises sur sa surface. La difficulté de ce calcul réside dans la connaissance de la fonction de Green analytique jouant le rôle de fonction de transfert vibroacoustique entre la structure et le milieu acoustique environnant. L'approche proposée repose sur la construction numérique de cette fonction à partir d'acquisitions de vitesses vibratoires normales et de pressions acoustiques définissant respectivement le corps vibrant et le champ acoustique rayonné autour de ce dernier. Le modèle mathématique est basé sur une distribution de sources ponctuelles affectées d'une fonction densité, du type simple couche, obtenue à partir des pressions acoustiques mesurées en module et phase autour de la structure rayonnante dans son environnement réel. La fonction densité contient alors la contribution du rayonnement acoustique de la structure et de l'effet du local sur ce dernier. Son obtention nécessite la résolution d'un problème inverse. La fonction de transfert vibroacoustique de la structure in situ est ensuite construite numériquement, à partir de la fonction densité calculée aux points sources de la structure, et des vitesses vibratoires normales mesurées en ces mêmes points. Elle permet alors le calcul du rayonnement de la structure placée dans son environnement réel pour tout nouvel état vibratoire acquis expérimentalement. Un autre intérêt de cette approche est de compléter les données vibratoires acquises sur la surface d'une structure de forme complexe par une information acoustique contenue dans la fonction de transfert construite
The aim of this study is to provide a tool that will allow the acoustic radiation from an industrial structure in its real environment to be worked out from experimental vibratory data. The difficulty lies in the knowledge of the analytical Green's function acting like a vibroacoustic transfer function between the structure and the surrounding acoustic medium. The proposed approach is founded on the numerical construction of this function from normal vibratory velocities and acoustic pressure measurements which respectively define the vibrating body and the sound field radiated from it. The mathematical model is based on a distribution of point sources with a density function, of single layer potential type, allocated to them. The density function is calculated from acoustic pressure measurements carried out in terms of modulus and phase all around the vibrating structure on its site. This function then contains the acoustic radiation of the structure and the room acoustic contribution. Its calculation consists in resolving an inverse problem. Next, the vibroacoustic transfer function of the structure on its site is numerically built from the determined density function at the structure point sources, and from the normal vibratory velocities measured at the same points. It then enables the acoustic radiation from the structure in its real surroundings to be predicted for any new vibratory state. One more advantage of this approach lies in adding acoustic information contained in the constructed vibroacoustic transfer function to the experimental vibratory data carried out on a complicated shape structure

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