Département de Génie Civil

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Comportement hydromécanique des sols argileux
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 219-10-31) Ouguemat, Ali
Du fait de la prise en compte croissante du risque de sécheresse dans le dimensionnement des fondations sur sol argileux et les problèmes de stabilité rencontrés dans les ouvrages en terres (notamment dans les remblais d’infrastructures de transports où l’utilisation de sols de site devient, aujourd’hui, une préoccupation majeure dans le cadre du développement durable), il existe un regain d'intérêt pour ces sujets. Dans ce contexte, nous présentons dans cette thèse une étude expérimentale de l’effet du comportement hydromécanique des sols argileux sur les ouvrages géotechniques. Cette étude expérimentale est composée de deux parties. La première partie concerne une application de la méthode de la teneur en eau (Briaud et al., 2003), pour étudier l’effet de variations de la teneur en eau sur le retrait/gonflement de quatre sols prélevés dans quatre sites différents de la région de Tizi-Ouzou (Algérie). La teneur en eau est utilisée comme paramètre principal du sol et l’essai de retrait est suggéré pour obtenir la relation entre la variation de la teneur en eau et les variations volumiques induites. Les résultats obtenus montrent que la forme de l’échantillon et la charge verticale n’affectent pas le retrait/gonflement des sols étudiés. En revanche, la teneur en eau initiale influence leur comportement. La deuxième partie porte sur le comportement d’une argile gonflante, provenant d’un site de la région de Tizi-Ouzou, en vue d’étudier la possibilité d’optimiser le réemploi de sols de site en remblais d’infrastructures de transports. Des éprouvettes de cette argile sont fabriquées à une teneur en eau w0 = 0,7 wOPN qui leur confère un état sec au sens GTR (1992). Ces éprouvettes sont compactées statiquement et, ensuite, soumises à une humidification sous contraintes œdométriques jusqu’à saturation. Deux comportements distincts sont observés : un gonflement sous contraintes faibles et un effondrement sous contraintes élevées. Il existe une transition continue entre le gonflement et l’effondrement. Cette transition est régie par une contrainte appelée contrainte de transition σvt qui est d’autant plus importante que la masse volumique sèche initiale est élevée. Les déformations induites par l’humidification montrent que le phénomène de gonflement/effondrement est déclenché avant saturation (Sr = 95%). Par contre, l’évolution effective de l’indice des vides se manifeste à saturation (Sr = 100%). La pertinence de ces résultats suggère que la structure soit un paramètre fondamental qui gouverne le comportement du sol lorsque son état hydrique change. En effet, l’analyse des déformations adaptées à un modèle de structure a montré que le comportement du sol étudié est régi par l’évolution de sa structure à double porosité, lors de l’humidification sous contraintes
Sols stabilisés; performances physiques, mécaniques; durabilité
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2011) Ben Azzoug, Mouloud
La terre possède un bon nombre de qualité pour être utilisée comme matériau de construction, mais elle a le redoutable inconvénient de présenter une faible durabilité sous l’action des intempéries et la fissuration cause des dommages et des nuisances à l’aspect et à l’esthétique du matériau. La stabilisation, par incorporation de stabilisants et ses différents procédés, peut apporter des solutions à ces problèmes pour faire de la construction en terre crue une excellente alternative aux autres matériaux tel que le béton. Ainsi donc la réhabilitation de la construction en terre passe nécessairement par l’élimination du retrait qui est la cause essentielle de la fissuration. Pour le réduire efficacement, à défaut de l’éliminer complètement, l’étude du retrait a montré que ceci est possible en stabilisant avec l’incorporation de stabilisant (ciment + sable), en conservant les blocs dans un milieu humide un peu plus de 4 jours et en augmentant la force de compression pour assurer un compactage énergique L’amélioration de la durabilité peut se faire par un traitement à base de ciment et de chaux qui permet d’obtenir des propriétés intéressantes sur les sables et les argiles. La durabilité est considérablement améliorée par le traitement mixte mais si les échantillons sont stabilisés au sable et traités à la chaleur les résultats sont excellents.
Influence du pourcentage d'acier sur le comportement post-fissuration du béton armé en traction
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2011-04-03) Saad, Mohammed
La contribution du béton tendu en phase fissurée est prise en compte dans les calculs de structures pour évaluer correctement les déformations et limiter aussi, pour des raisons de sécurité, les ouvertures de fissures. Cette étude a pour but d’établir les relations nécessaires pour mener ces calculs dont l’élément de base est le tirant. Des méthodes de calcul, basées sur la loi contrainte d’adhérence - glissement entre l’acier et le béton, sont présentées en fonction des caractéristiques des matériaux utilisés et surtout du pourcentage d’acier. La loi d’adhérence - glissement τ(g) adoptée par le comité européen de béton (CEB-FIP, 1988) est définie en estimant la valeur maximum d’adhérence τ1, mais en fixant une valeur très variable du glissement correspondant g1. Cette valeur (dont le cas où elle n’est pas connue a priori) qui influence l’allure de la courbe τ(g), et donc les ouvertures de fissures est déterminée ici en considérant l’espacement moyen des fissures, le pourcentage d’acier et les caractéristiques des matériaux utilisés (béton et acier).
Diagnostic et analyse de risques liés au vieillissement des reservoirs en beton armé : Developpement de methodes d'aide à l'expertise
(Université Mouloud Mammeri, 2012-04-16) Hammoum, Hocine
La SONADE (SOciété NAtionale de Distribution d’Eau potable), appelée actuellement Algérienne Des Eaux (A.D.E.), a hérité d’un important patrimoine de réservoirs d’eau potable de l’administration coloniale. Par la suite, l’administration centrale par le biais des Directions de l’Hydraulique de Wilaya (DHW) a exécuté un ambitieux programme de réalisation d’ouvrages de stockage dans le cadre du développement local et sectoriel qui se poursuit jusqu’à aujourd’hui. Actuellement, ce patrimoine n’est plus jeune et l’âge moyen des réservoirs du parc Algérien est d’environ quarante ans. Par ailleurs, une phase de diagnostic et d’expertise s’est ouverte vers la fin des années 1990, visant à entreprendre des réparations et réhabilitations de ces ouvrages. Cette opération est en cours sur la majeure partie du territoire. Mon passage de près d’une décennie (1990 à 1999) dans le secteur de l’hydraulique a fait de moi un témoin privilégié de cette phase charnière de diagnostic où il a été beaucoup question de faire le point sur l’état du vieillissement des réservoirs du parc national. Ma qualité d’ingénieur civil dans le domaine de l’hydraulique, durant cette période, m’a permis d’être confronté très tôt aux lacunes du RPA qui n’aborde pas les ouvrages hydrauliques en général et les réservoirs en particulier. Ces lacunes se traduisent plus tard, en phase d’exploitation, par des pathologies très répandues sur le parc Algérien et ce en l’absence de toute méthodologie et/ou démarche fiable de diagnostic et d‘expertise de ces ouvrages. Cette thèse s’inscrit clairement dans un environnement pratique de la profession puisqu’elle vient combler les lacunes et insuffisances citées plus haut. Elle a un caractère applicatif de par les propositions très pratiques qu’elle suggère. Elle s’inscrit aussi, dans une démarche de développement durable par le fait qu’elle essaie d’apporter des solutions et méthodes pour identifier les réservoirs vulnérables en vue de rallonger leur vie. La première méthode proposée est le modèle physique inspiré du modèle hydrodynamique de Housner auquel nous avons adapté le spectre de réponse du RPA. Nous proposons dans la foulée une relation pour le calcul de la période fondamentale d’un réservoir tenant compte de sa rigidité flexionnelle. La seconde méthode développée est une méthode par expertise qui vise à faire un pré-diagnostic d’un réservoir par une analyse multicritères, inspirée des travaux du Cemagref. La dernière méthode proposée dite de sureté de fonctionnement appelée AMDEC est empruntée au domaine de l’industrie (nucléaire, aéronautique …) que nous adaptons au génie civil. Enfin une application informatique basée sur la méthode de l’indice de vulnérabilité est développée. Couplée à un SIG, cette application est un puissant outil d’aide à la décision entre les mains de gestionnaires. Deux parcs de réservoirs ont été expertisés afin de tester cette application informatique.
Modélisation du comportement à la fatique d'élément de construction en béton de fibres
(Universite Mouloud Mammeri, 2012-12-24) Kheloui, Fatma
De nouvelles approches de renforcement des bétons par des matériaux nouveaux tels que les matériaux composites, en utilisant de nouvelles techniques de réalisation sont actuellement proposées par les concepteurs, dans le souci primordial est d‟améliorer les performances des bétons et de prolonger la durée de vie des structures. Un panel d‟investigation expérimental a été mené à ce jour par différents chercheurs pour caractériser et identifier l‟apport de ces matériaux et de ces nouvelles techniques de conceptions dans l‟amélioration des performances du béton. Selon l‟application visée, on leurs fait appel pour remédier à quelques faiblesses du béton telle que : la faible résistance à la traction ; la résistance aux chocs ; la résistance à la fissuration et au cisaillement, etc…. Dans le cas d‟un état de cisaillement, le problème est très complexe. Les états limites de déformation, de fissuration et de rupture dépendent de nombreux facteurs dépendant les uns des autres, notamment le type et la quantité d‟armatures (longitudinales et transversales), la forme de la section transversale de l‟élément, l‟adhérence entre le béton et l‟acier, la résistance du béton et celle de l‟acier. Il faut néanmoins souligner que le problème de la détermination de l‟armature optimale demeure toujours non résolu. Les propositions et suggestions à ce sujet sont diversifiées, surtout relativement au type d‟armature transversale la plus efficace, et la disposition de celle-ci dans la poutre. L'étude de l'effort tranchant permet de vérifier l'épaisseur de l'âme, de déterminer les armatures transversales et l'épure d'arrêt des armatures longitudinales. Sous chargement, le comportement d‟un élément en béton armé évolue à travers deux phases différentes : une première phase sans fissuration, puis une seconde phase avec fissuration. L‟objectif principal de cette recherche est de présenter les résultats d‟un programme de recherche expérimental, dont le but est la proposition d‟une nouvelle technique qui s‟inscrit dans le cadre de la reprise de l‟effort tranchant dans les poutres en béton armé et de proposer un modèle de comportement propre , qui permet de transcrire et d‟appréhender le comportement réel de l‟élément soumis à des sollicitations de flexion. Des essais de flexion quatre points ont été réalisés, sur des poutres prismatiques de dimensions 10*20*120 cm, renforcés de bielles de béton inclinées à 450, confinées par des grilles métalliques, disposées dans la zone d‟influence de l‟effort tranchant. Ces spécimens ont étés soumis à un chargement imposé évoluant progressivement jusqu‟à la rupture. En résumé, l‟influence du cisaillement sur le comportement mécanique des poutres en béton armé est quantifiée, d‟une part par une investigation expérimentale, et d‟autre part par une étude théorique et numérique. La confrontation des résultats expérimentaux et théoriques montre une concordance satisfaisante.
Analyse des mécanismes de déformation et de la rupture progressive du verssant instable d'Ain El Hammam
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Djerbal, Lynda
Ce travail porte sur l’étude du glissement de terrain spectaculaire qui affecte la ville d’Ain El Hammam (Algérie). L’instabilité du versant a vu la réactivation d’anciens glissements et l’apparition de nouveaux glissements, aidé par un climat fort variable. La difficulté de l’estimation de sa stabilité dépend de plusieurs facteurs qui interagissent simultanément. Ces facteurs ont été groupés en deux grandes catégories : facteurs actifs et facteurs passifs. Ce glissement est caractérisé par un mouvement très actif s’étendant sur une surface d’environ 23 ha. Il affecte une formation schisteuse souvent altérée et fissurée. Il s’agit d’une multitude de ruptures superposées qui forment une surface de glissement plane. Cette structure se traduit en surface par l’observation de trois mécanismes de déformation. En outre, les recherches effectuées ont permis de proposer un modèle pour la cartographie du risque et de l’aléa induits par le mouvement de terrain à Ain El Hammam ainsi que la proposition d’un plan pour la gestion de la sécurité. Une modélisation numérique par éléments finis a été réalisée pour ce versant en considérant un processus de rupture progressive. Cette modélisation prend en compte l’effet des fluctuations de la nappe d’eau et de la déformation progressive du versant. Les résultats de la simulation ont permis d’évaluer l’influence des paramètres hydriques sur l’évolution et la propagation de la rupture du versant d’Ain El Hammam.
Evaluation du facteur de comportement globale : relation entre ce facteur et la ductilité locale requise cas des structures en acier en contreventements centre et excentre
(Université Mouloud Mammeri, 2013)
Lors de cycles de chargement alternés, comme c’est le cas durant les tremblements de terre, les structures entrent dans un état de comportement non élastique. Ce qui est le cas notamment des structures métalliques. De ce fait, elles offrent une meilleure résistance, car absorbant plus d’énergie communiquée par le séisme. Cette faculté peut être décrite, à l’aide du facteur de comportement q (R pour le règlement Algérien). Dans cette recherche est présentée une méthode de détermination de ce facteur de comportement global q de structures en acier contreventées par des tronçons d’excentrements sismiques et des barres symétriques en croix (x).
Etude expérimentale du comportement mécanique des fines dans la stabilité des talus et des fondations
(Université Mouloud Mammeri, 2013-11-28) Boudlal, Omar
Les sols en général et les sols fins en particulier composent notre environnement immédiat. Les argiles, les marnes et les sables fins sont universellement répandus dans la nature et rentrent dans de nombreux domaines de l'activité humaine, particulièrement en géotechnique. C'est donc tout naturellement, qu'un effort de recherche important et continu a été déployé dans le monde pour résoudre les problèmes d’instabilité posés par ces sols, avant ou après la construction d'ouvrages. Cependant, les sols homogènes et plus ou moins les sols hétérogènes en mélanges (sableargile) ont déjà fait l’objet de différentes recherches en géotechnique. Des travaux de recherche ont permis de mieux appréhender leur comportement dans les ouvrages de génie civil. Tandis que, peu d’auteurs se sont intéressés au comportement des sols anisotropes, (sols stratifiés en couches de différentes natures). Ce domaine, où les études sont très limitées, correspond pourtant à de très nombreux cas pratiques (talus naturel, remblais, barrages en terre, centres de stockage de déchets, travaux routiers...). Le travail réalisé, comporte une recherche expérimentale ayant pour objectif, l’étude du comportement mécanique des sols fins (argile, marne et sable fin) en mélanges et en multicouches (couches stratifiées). Les essais réalisés au laboratoire (essais oedométriques, essais de cisaillement directe à la boite et essais triaxiaux), ont permis de montrer sous différents types de sollicitations, l’influence de la nature et de la teneur en fines sur le comportement des mélanges. Ils ont permis également, d’étudier l’influence de la nature, de la proportion, de l’ordre de stratification et de l’inclinaison des couches sur le comportement des multicouches (argile, marne et sable). Les essais triaxiaux, ont permis de mettre en valeur d’autres détails, tels que, la chronologie de rupture des différentes couches, ainsi que les modes de déformation et la position des plans de rupture par rapport aux plans d’interfaces des couches.
Régularisation du problème à la localisation en mécanique de l'endommagement, aspect théoriques et implantation numérique
(Universite Mouloud Mammeri, 2014) CHABANE CHAOUCHE, Ourdia
L'adoucissement dû à l'endommagement est à l'origine de la localisation de la déformation dans les matériaux quasi-fragiles tels que les bétons. Il est bien établi que les résultats d’analyse éléments finis de structures impliquant des comportements mécaniques adoucissants souffrent d’une dépendance à la discrétisation spatio-temporelle. Ce travail, à travers une étude non locale, propose d’aider au choix de modèles aptes à assurer l’indépendance vis à vis de la discrétisation. Après une analyse des différentes formes de dépendance au maillage, quelques solutions usuelles existantes sont présentées. De nombreux travaux présentent des formulations non locales à variables régularisées sous forme intégrale ou en gradient de variables internes. Une régularisation d'un modèle élastique isotrope couplée à un endommagement non local est présentée. Cette formulation qui consiste à délocalisée la variable d'endommagement "D" sous forme d'une intégrale de Gauss “ D”. Dans une autre partie de ce travail, un comportement élastique anisotrope différent en traction et en compression est modélisé dans un cadre thermodynamique. La modélisation de l’endommagement anisotrope est plus complexe. Dans le modèle proposé, on fait intervenir deux variables décrivant l’endommagement, une variable d’endommagement volumique (le scalaire δ), et une variable d’endommagement surfacique (le tenseur D). La formulation proposée assure naturellement la continuité du tenseur contraintes et du taux de restitution d’énergie. L’anisotropie est induite par fissuration, le modèle relativement complet peut également rendre compte des déformations permanentes et de l'effet unilatéral observés lors de décharges, et nécessite l’identification de plusieurs paramètres au moyen d’essais complexes. On peut apprécier les performances du modèle en compression axisymétrique, et également l’évolution anisotrope de l’endommagement. Les aspects numériques et l’implémentation dans un code de calcul sont particulièrement détaillés. Pour terminer, les principales conclusions et les perspectives les plus pertinentes de ce travail sont données
Influence des fibres de récupération sur le comportement du beton armé
(Université Mouloud Mammeri, 2014-01-30) Atlaoui, Djamel
Les fibres en acier sont de plus en plus utilisées pour le renforcement du béton, notamment dans le cas des éléments minces. Elles remplacent ou complètent les armatures classiques selon le type de structures. Dans le cas des dallages (éléments minces) et du béton projeté (voûtes), on observe un gain de productivité. Les problèmes de chocs et d’abrasion peuvent aussi être résolus par l’utilisation de ce matériau : il y a efficacité mécanique. Le béton armé de fibres peut absorber une énergie plus importante et avoir une très bonne résistance aux chocs comme à la fatigue. Les fibres contrôlent le mécanisme de fissuration. Le comportement en est ainsi modifié. La rupture devient ductile au lieu de fragile. Dans le but d’étudier et de comprendre l’effet que peut avoir des fibres ondulées on spirales sur le comportement du béton, nous avons mené une étude expérimentale sur des éprouvettes armées de ces fibres. Les fibres en question « copeaux) proviennent des déchets d’usinage des pièces métalliques (recueillis chez l’entreprise nationale des véhicules industrielles [SNVI]). A fin d’optimiser la longueur des fibres ainsi que le nombre d’ondulation à utiliser dans la matrice cimentaire, une étude de caractérisation expérimentale du comportement mécanique des fibres ondulées (copeaux), sous sollicitations statiques (traction uni axiale) à été mené a fin de déterminer la résistance maximale à la rupture de la fibre et à l’arrachement). La composition du béton est optimisée par la méthode expérimentale basée sur la méthode de Baron-Lesage proposé par (LCPC). Les mesures et contrôles de l’ouvrabilité (maniabilité) du béton de fibres, nous avons utilisé le maniabilimétre L.C.L conçu au laboratoire central des ponts et chaussées L.C.P.C, pur les teneurs en fibres (0,2%, 0,4%, 0,6% et 0,8%) avec un rapport Sable/Gravier (S/G) différents. Le comportement mécanique de ce matériaux est caractérisé par des essais de [traction direct, compression , flexion, cisaillement (résistance à l’effort tranchant)], pour un béton témoin BT (sans fibres) et pour les teneurs en fibres (0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1%, et 1,5%) , ainsi que pour les deux rapports Sable/Gravier (S/G) (S/G=0,8 et S/G=1), fixé d’après les essais de maniabilité. Les résultats obtenus, comparativement au béton témoins (sans fibres), sont encourageants.
IMPACT DU FLUAGE ET DE LA TEMPERATURE SUR LES ORGANES DE LUTTE CONTRE LES INFILTRATIONS DANS LES BARRAGES
(Universite Mouloud Mammeri, 2014-06-01) Ghouilem, Kamal
: Les barrages en enrochement avec masque amont en béton bitumineux se déforment pendant leur exploitation. Pendant la mise en service, le masque amont suit les déplacements de l’enrochement du talus amont. Ce travail de thèse, présente le comportement au fluage des masques d’étanchéité amont en béton bitumineux à la fin du remplissage du réservoir et les déplacements du talus amont. Le masque est constitué de deux couches de béton bitumineux et d’une couche drainante en béton poreux. La simulation numérique a été conduite avec le code de calcul ANSYS basée sur une discrétisation en éléments finis en utilisant le modèle de fluage appelé (Time Harding) ou Ecrouissage par le temps. Le chargement est hydrostatique, il est déterminé par la relation: σ = ρgh/1m2. Les contraintes varient de 0 à 7.2MPa, elles sont appliquées aux nœuds situés sur la ligne de contact de masque avec le fluide. Dans l’analyse thermique une évolution transitoire de la température journalière sur la surface et en profondeur du masque est évaluée par la loi de Fourier. L’étude montre aussi, les déplacements UX, UY, les contraintes de cisaillement au fluage, les déformation élastiques et de fluage, les déformations de fluage de Von Mises..etc du parement amont et de la digue. Des courbes d’évolution des déformations de fluage sous cinq températures différentes de 25°C, 35°C, 45°C, 55°C et 65°C, sont illustrées sous chargement de trois contraintes de (1.69, 3.6 et 5.29MPa), ainsi que l’influence du chargement thermiques sur l’évolution des contraintes
Analyse des composites sandwichset qualification de leur intégrité vis-à-vis de la ruine
(Université Mouloud Mammeri, 2014-06-08) Saidani, Kamal
Ce travail présente une analyse des composites sandwichs et la qualification de leur Intégrité vis-à-vis de la ruine. Le travail comporte deux parties complémentaires : une partie expérimentale et une partie théorique. Ces deux parties qui demeurent les parties essentielles de cette étude corroborent de manière très satisfaisante les approches développées pour mettre en évidence l’originalité de cette recherche et la pertinence des résultats. Une compagne d’essais statique pour caractériser le comportement mécanique (traction et flexion trois points) et physico-chimique (Analyse par les électrons secondaires, EDS-X, vieillissement,…) est menée sur des sandwichs constitués de deux semelles (peaux) en fibres métalliques imprégnées de résine époxyde et d’une âme respectivement en polystyrène, en polyuréthane et combinée (plaque cellulosique renforcée de tissu). Pour cette dernière, plusieurs séquences d’empilement ont été considérées, à savoir M-1C-2T, M-1C-4T et M-2C-3T les différents résultats obtenus montrent que les forces d’initiation du premier dommage ainsi que la rupture sont influencées par le type de la structure de l’âme. Les valeurs des résistances obtenues sont injectés, par la suite dans le calcul probabiliste –fiabiliste et dans le modèle de simulation à base d’éléments finis en utilisant le code de calcul CASTEM. La confrontation des résultats expérimentaux et théoriques mettent en évidence l’intérêt de l’utilisation des matériaux issus de la récupération dans la réalisation des sandwichs présentant des propriétés, en termes de résistances vis-à-vis des sollicitations mécaniques et physico-chimiques intéressantes, en concordance avec les applications projetées et surtout vis-à-vis de l’impact sur l’environnement, eu égard à la nature biodégradable de ces matériaux.
Analyse, caractérisation, prévision et modélisation du comportement des argiles gonflantes.
(Université Mouloud Mammeri, 2014-06-24) Medjnoun, Amal
Dans ce travail de thèse, de nouveaux sites algériens ont fait l’objet d’étude et d’analyse. Cette étude comporte essentiellement : d’abord, une caractérisation géologique, climatologique, minéralogique de plusieurs sites suspectés gonflants dans le nord-centre algérien, puis, une étude estimative du potentiel de gonflement des différents sites, suivie par une analyse de la cinétique de gonflement, l’effet de trois procédures d’essais sur le potentiel de gonflement ainsi que l’influence des paramètres d’états. Enfin, l’étude du comportement des argiles gonflantes intactes sous l’effet des sollicitations cycliques mécaniques et saisonnières, en adaptant deux modes de saturation ; par capillarité et par infiltration. Des observations au MEB sont aussi effectuées sur des échantillons ayant subi un cycle de retraitgonflement. L’étude se base sur une banque de données géotechnique importantes comportant des essais d’identification et des essais de gonflement réalisés à l’oedomètre. Les résultats de la caractérisation géologique, climatologique, minéralogique annoncent la présence du risque de gonflement des argiles étudiées, ce dernier est confirmé par la suite par l’étude estimative et géotechnique de potentiel de gonflement dans les différents sites. L’analyse du comportement à mis en évidence la présence de la succion au moment de la mise en contacte du sol avec l’eau, d’une part, et la dépendance du potentiel de gonflement des contraintes intérieures et extérieures, d’autre part. Une écriture simplifiée des modèles empirique estimative du potentiel de gonflement est résulté de cette analyse. Le sol se comporte différemment selon le mode de saturation et il subit des modifications importantes sous l’effet des différentes sollicitations dans le but d’atteindre une nouvelle stabilité.
Caractérisation et modélisation des paramétres physico-hygro-mécaniques d'un béton léger à base granulats composites
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Mohellebi, Samira
Cette étude répondant aux exigences du développement durable, consiste à élaborer, caractériser et modéliser un béton composite, obtenu ,par substitution d’une fraction appropriée , de granulats naturels par des granulats composites nouveaux, élaborés en enrobant des billes de polypropylène avec de la poudre de marbre ou de céramique, issues de la récupération, par un coulis de chaux, pour annihiler le phénomène de remontée de la bille non enrobée , du à l’absence d’adhérence du polypropylène dans la matrice béton.. Le granulat composite ainsi obtenu a fait l’objet d’une modélisation mathématique par la technique d’homogénéisation auto cohérente pour la détermination de ses caractéristiques mécaniques, ainsi que de la conductivité thermique. Le béton composite a fait l’objet d’une caractérisation mécanique qui a permis d’évaluer ses caractéristiques mécaniques et de les comparer au béton ordinaire. Deux nouveaux modèles semi-analytiques sont proposés dans cette étude pour calculer les résistances du granulat composite et du béton composite.
Etude dynamique des vibrations d'un sol engendrées par une charge en mouvement
(Universite Mouloud Mammeri, 2015) Chahour, Kahina
Ce travail porte sur une analyse semi-analytique des vibrations d'ondes, dans un milieu soumis à une charge roulante due principalement au trafic ferroviaire. Le milieu étudié est composé d'une voie ferrée couplée avec un sol porovsicoélastique homogène ou multicouche. Dans un premier temps, nous présentons une synthèse bibliographique des travaux portant sur les différentes approches permettant d'appréhender ce type problèmes. Le bilan des résultats rencontrés dans la littérature montre la nécessité de mener une étude complémentaire sur le modèle de Biot lié au problème des charges roulantes. L'approche est proposée pour une modélisation tridimensionnelle du système voie ferrée/sol. L'approche proposée permet de calculer de manière semi-analytique les vitesses des ondes ainsi que les déplacements de chaque phase, solide ou fluide, en tout point du massif dans le domaine des nombres d'ondes et dans le domaine spatial. Un modèle utilisant une poutre de Sheng et al. intégrant tous les composants de la voie ferrée (rails, semelles, traverses, ballast) est appliqué pour représenter la voie ferrée. Le milieu poroviscoélastique est représenté par un sol multicouche constitué de couches horizontales allant de la moins rigide à la plus rigide, en profondeur. La sollicitation appliquée est une charge harmonique de dimensions rectangulaires. A partir de l'approche ainsi développée, nous obtenons et analysons un certain nombre de résultats, axant plus particulièrement notre étude sur les phénomènes de propagation d'ondes et de dispersion. Nous étudions la réponse dynamique à la surface d'un sol poroviscoélastique homogène, monocouche et bicouches. L'étude montre l'existence d'une couche critique, pour les deux géométries étudiées. Le cas d'un sol viscoélastique et également abordé et montre, de ce fait, la pertinence d'une modélisation biphasique dans le sol. L'influence de la poutre sur la réponse dynamique du milieu est également mise en avant, par une comparaison avec le cas sans voie. La vitesse de l'excitation est considérée en régimes sub- et super-Rayleigh. Enfin, une analyse spécifique et détaillée des courbes de dispersion est présentée, en tenant compte de l'amortissement et du couplage voie ferrée/sol multicouche. Les résultats sont présentés dans le domaine des nombres d'ondes et dans le domaine fréquentiel. Les résultats montrent que la vitesse critique de la charge peut être inférieure à la vitesse de propagation de l'onde de Rayleigh d'un sol mou, notamment en basses fréquences. L’effet de la voie ferrée sur le comportement à la résonance est également mis en évidence. L'analyse permet de prédire la gamme des fréquences de résonance possibles ou la gamme des vitesses critiques d'excitation, en régimes sub- et super-Rayleigh.
Etude des structures en beton endommageable sous chargement dynamique
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Oudni, Nasserdine
L’objectif de ce travail est la simulation des problèmes non-linéaires du processus d’endommagement et de la rupture des matériaux quasi-fragiles en particulier les bétons. Ce travail vise à modéliser le comportement macroscopique du matériau et de prévoir les éventuels dommages. Le modèle de J. Mazars dont le principe est basé sur la mécanique de l’endommagement a été implémenté dans un programme en éléments finis, ce modèle prend en compte la dissymétrie du comportement du béton et tiens compte de la fissuration en traction et de la rupture en compression. C’est un modèle qui est généralement utilisé pour des systèmes statiques ou pseudo-statiques, mais dans cette thèse il a été utilisé dans le cas dynamique
Modélisation du comportement du béton de fibres par la mécanique de l'endommagemnt
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Belhadj, Naima
La mécanique de l’endommagement permet une modélisation fine du phénomène de dégradation du béton de fibres. La théorie d’endommagement isotrope conduit à des résultats assez satisfaisants aussi bien dans le cadre de l’approche locale que lobale. Il s’agit dans le cadre de ce travail de proposer un modèle d’endommagement basé sur le comportement mécanique non linéaire du béton de fibres,habituellement admis dans le cadre de la théorie des poutres, aussi bien en compression qu’en traction. Ce modèle prendra en compte le caractère ductile du matériau observé lors des essais de traction directe et ce, même après fissuration. La modélisation est effectuée sous chargement monotone croissant tout en vérifiant les principes de la mécanique de l’endommagement en utilisant les fondements de la mécanique continus des matériaux. Il est question de combiner les lois de la mécanique des matériaux continus (loi de Hooke généralisée) et la théorie de la mécanique de l’endommagement (théorie de l’isotropie du dommage et principe de la déformation équivalente) pour proposer une loi de variation du dommage. Des confrontations avec les résultats d’essais sont effectuées.
Evaluation de la performance sismique des structures en béton armé en tenant compte de la nocivité du signal sismique
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Kahil, Amar
Les nouvelles approches qui impliquent la définition d’un niveau de performance associé à un niveau de sollicitation sismique reposent d’une part, sur la capacité de ces approches à décrire l’endommagement correspondant, au niveau de performance visée, et d’autre part, sur la pertinence de la représentation du mouvement sismique auquel peut être associé le niveau de l’aléa sismique. Différentes représentations de ce signal ont été développées par les chercheurs et les ingénieurs, dans le but d’appréhender la nocivité d’un séisme, en calculant des indicateurs de nocivité associés à ces représentations. Pour les ingénieurs, le potentiel endommageant d’un séisme est une question primordiale. En effet, la conception d’un ouvrage nécessite la donnée d’un mouvement sismique, sous forme d’un spectre ou d’un accélérogramme et pose corrélativement la question de l’évaluation de la nocivité de l’événement choisi, de sa représentativité ou de son conservatisme vis-à-vis de l’agression sismique susceptible de se produire. L’estimation de la performance sismique qui est basée sur le positionnement du point de performance obtenu par une méthode de superposition de deux courbes demande et capacité sismique, dont la première est obtenue par la transformation des enregistrements en spectre de réponse et la deuxième par la méthode Pushover. L’objectif de notre étude est, l’évaluation de la performance sismique des bâtiments auto-stables en béton armé en tenant compte de la nocivité du signal sismique. Une étude paramétrique a été menée à travers une simulation avec un logiciel de programmation MATLAB pour déterminer les corrélations entre le point de performance et les indicateurs de nocivité.
Modélisation du comportement non linéare par la mécanique de l'endommagement des structures en béton armé
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2015-05-30) Yacoub, Rebiha
Analyse par elements finis des effets de couplage de chaleur et de transferts de masse dans le beton a des temperatures elevees
(Université Mouloud Mammeri, 2015-09-16) Illouli, Said
L’objectif de cette recherche consiste de développer une méthode de calcul numérique par éléments finis capable de modéliser sous différents aspects le mécanisme de transfert hygrothermique qui se produit dans la masse du béton sous des sollicitations thermo-mécaniques à températures élevées. La gamme des températures concernées est de 20-1200°C, couvrant les situations d’incendie et d’accidents nucléaires. Dans cette gamme de températures, la microstructure du béton est soumise à des réactions intenses et à des modifications physicochimiques qui influencent fortement le comportement hygrothermique et mécanique du matériau. Ce travail est divisé, dans sa présentation, en deux parties distinctes. La première partie est consacrée à la simulation du comportement au feu naturel des structures en béton en adoptant l’hypothèse de découplage des effets thermo-hydro-mécaniques. Ce qui permet de décomposer le problème en une suite séquentielle d’analyse thermo-hydrique et thermomécanique. Le couplage de la température et de l’humidité présente initialement dans la masse du béton est pris en compte en utilisant la notion de l’enthalpie du matériau qui, en négligeant les effets de changement de phase (liquide ↔ vapeur + air), devient une fonction directement dépendante de la chaleur latente due à l’évaporation de l’eau libre. Le palier d’ébullition ou de vaporisation de l’eau est estimé se produire en moyenne entre les températures 100 et 140°C. Quelques exemples concrets sont illustrés pour montrer la manière dont l’application de la méthode de calcul permet de retirer des enseignements précieux sur le comportement des éléments de structure en béton dans un environnement d’incendie naturel. Les résultats mettent en évidence les effets non négligeables des scénarios de feu et des forces de restreinte thermique sur le comportement global d’un élément structural. La deuxième partie se rapporte à la simulation des effets hygrothermiques dans le béton en considérant le couplage entre la température et l’humidité contenue dans le matériau. Sont examinés d’une façon succincte les développements mathématique et numérique décrivant un milieu poreux, multiphasique et partiellement saturé en tenant compte des principaux phénomènes qui se produisent dans le matériau lorsque celui-ci est sujet à températures élevées. Il s’agit essentiellement des phénomènes tels que les flux de matière dus aux effets capillaires et des gradients de pression/concentration de masse, le flux de chaleur ainsi que les effets dus aux changements de phase. Les équations différentielles d’équilibre incrémentales du modèle mathématique ainsi obtenu sont discrétisées à travers la méthode classique des résidus pondérés en moyennant un élément fini quadrilatéral à quatre noeuds. Les variables nodales choisis sont la pression des gaz (Pg), la pression capillaire (Pc) et la température (T). Un code de calcul de base encore au stade de développement et de recherche est mise au point où l’algorithme de résolution utilise un procédé incrémental basé sur la méthode de Newton Raphson et emploie comme méthode de résolution la technique frontale en raison de la taille importante du nombre d’équations algébriques à résoudre.

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