Doctorat Classique en Génie Civil

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UTILISATION DE L’EXTRAIT DE PEAU DE GRENADE DE LA REGION DE TLEMCEN COMME INHIBITEUR DE CORROSION DANS LES BETONS SOUMIS AU MILIEU MARIN AGRESSIF
(University of Tlemcen, 2024-06-29) Harouat, Amina
L'extrait de peau de grenade (EPG) a été étudié dans cette recherche comme inhibiteur de corrosion organique naturel. Le premier objectif consiste à déterminer l’effet efficace et préventif de produit utilisé pour inhiber la corrosion de l'acier dans une solution simulant les pores de béton (SSPB) ou noyé dans un mortier contenant 0,5 M en NaCl. Pour ce faire, des méthodes électrochimiques ont été employées tels que la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE), la polarisation potentiodynamique (PPD), la voltamétrie cyclique (V.C), la Mott-Schottky (M-S), le potentiel à circuit ouvert (PCO), et la résistance de polarisation linéaire (RPL). Le second objectif comporte sur l’application des techniques de caractérisation microstructurale comme la microscopie électronique à balayage (MEB), l’analyse thermogravimétrique (ATG) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), ainsi que des calculs de chimie quantique à base de la théorie fonctionnelle de la densité (TFD), afin d’arriver à des conclusions complémentaires. Les résultats obtenus ont montré que l’EPG est capable de former une couche protectrice à la surface d’acier par une synergie de ses molécules phytochimiques, améliorant l’efficacité d’inhibition d’environ 97,39% à une concentration de 500 mg/L. L’ajout de cet inhibiteur permet de réduire le taux de corrosion des armatures immergées dans une SSPB contenant des chlorures à long terme, ainsi qu’une augmentation de la concentration critique en Cl-. Par ailleurs, une augmentation de la protection contre la corrosion a été constatée dans les mortiers en présence 500 mg/L de l’EPG sans modifier leurs propriétés mécaniques ou de durabilité. Les composés polyphénoliques dans l'EPG tels que l'acide gallique, de la quercétine, du kaempférol et de l'acide ellagique, ont été également confirmés leurs pouvoirs de s'adsorber sur la surface de l'acier par une interaction électrostatique et une interaction donneur-accepteur des électrons π et des électrons de paires uniques. Les centres actifs d’adsorption sont les atomes d'oxygène et certains atomes de carbone porteurs des charges négatives. Une étude comparative et économique a été menée pour souligner le faible coût et la disponibilité de l'EPG par rapport à d'autres inhibiteurs utilisés dans la littérature.
Analyse de l’influence des écoulements sur le comportement des barrages par implémentation des approches prédictives
(University of Tlemcen, 2024-02-17) Harbi, Leyla
Les barrages en terre représentent un important pourcentage du parc mondial des barrages en vue des énormes avantages liés à leur faisabilité technique et économique. Toutefois, ce type de barrage, présente des vulnérabilités de comportement, notamment vis-à-vis des infiltrations dans son corps et dans ses fondations. Parmi les paramètres des infiltrations, le suivi de la piézométrie et des pressions interstitielles constitue les défis majeurs pour les concepteurs et les exploitants des barrages en terre. L’analyse du comportement des barrages, en phase d’exploitation, s’articule souvent autour du dépouillement et de l’interprétation des données et mesures d’auscultation dans l’objectif de déceler, en temps opportun, toute anomalie et d’engager les actions de confortement nécessaires. Cette action est également conjuguée à l’analyse du comportement par le biais de la modélisation qui constitue la référence par rapport au projet de conception initial. En matière de prédiction du comportement, en particulier pour les niveaux piézométriques, les algorithmes d’apprentissage avancés appelés techniques d’apprentissage automatique peuvent être d’un grand apport pour l’analyse des réponses des barrages en terre vis-à-vis des infiltrations. En considérant un cas réel d’un barrage en terre zoné, en l’occurrence le barrage El Izdihar, au nord ouest de l’Algérie, ces travaux de recherche, ont pour objectif principal d’implémenter les méthodes avancées de modélisation et de prédiction pour l’analyse de la piézométrie au niveau du barrage. Une multitude d’approches de prédiction de comportement ont été explorées et déployées, à la fois solidaires que combinées, il s’agit des modèles d’éléments finis (MEF), des réseaux neuronaux artificiels (RNA), de la régression non linéaire (RNL), de la programmation génétique (GP), des algorithmes génétiques (AG), et de l'analyse multi-ré-gression (AMR). Des analyses comparatives sur les performances des modèles ont été également produites en vue du choix judicieux permettant de refléter fidèlement le comportement du barrage et de prédire avec le maximum de précision son comportement futur. Les résultats de ces recherches mettent en évidence la remarquable capacité des modèles, notamment du modèle RNA, à prédire avec précision les niveaux piézométriques du barrage étudié, même dans le cas d'analyses non linéaires. En matière d’impact socioéconomique, ces travaux de recherche vont contribuer significativement à l'amélioration de la prédiction du comportement des barrages en terre d’une manière générale et de l’évolution des niveaux piézométriques d’une manière particulière. Cette prédiction offrira des outils aux exploitants des barrages permettant une pertinente surveillance et un programme anticipé d’actions de maintenance pour assurer leur sécurité globale.
Etude des comportements mécaniques et de durabilité : Valorisation du tuf en brique de terre compressée stabilisée (BTCs)
(University of Tlemcen, 2024-01-07) Ait Salem, Ahmed Abdelmadjid
La valorisation de la terre compactée comme un éco-matériau disponible et recyclable rentre dans le domaine de la protection des ressources et de l’environnement. L’objectif de la thèse est de caractériser expérimentalement le matériau terre compacté en vue de confectionner des BTC qui répondent aux exigences de résistance mécanique, thermique et de durabilité. Il s’agit aussi de prospecter différents ajouts qui optimisent et améliorent les caractéristiques de la BTC stabilisée en tenant compte de différents aspects (résistance, tenue à l’eau, etc.). La terre utilisée est un tuf provenant de la région de Béni-saf, qui satisfait aux exigences de la norme des briques de terre comprimée en termes de granulométrie et de plasticité. Les stabilisants utilisés dans cette étude sont la fumée de silice, la pouzzolane naturelle, et les fines argileuses. Une caractérisation mécanique a été faite par un essai de compression uni axial, thermique par une conductivité thermique, et hydrique par une absorption capillaire, et la durabilité par un essai de vieillissement rapide à travers des cycles de séchages mouillages dans l’eau et dans des solutions salines. Ensuite des essais mécaniques et de durabilités sont effectués sur des échantillons prismatiques sous forme de briques. Enfin une tentative de modélisation du comportement mécanique des échantillons stabilisée avec la fumée de silice par la méthode d’homogénéisation numérique est présentée à la fin de ce travail de recherche.
COMPORTEMENT MECANIQUE GLOBAL DES ASSEMBLAGES DES PIEDS DES POTEAUX EN ACIER
(University of Tlemcen, 2023-12-17) Benyelles, Chemseddine Mehdi
Les pieds de poteaux métalliques revêtent une importance cruciale en assurant la stabilité des structures métalliques. Leur fonction principale consiste à soutenir et à ancrer fermement les poteaux dans les fondations. Leur conception adéquate garantit une transmission efficace des charges de la structure vers le sol, assurant ainsi la solidité, et la sécurité des constructions métalliques. Dans le cadre de cette thèse, nous nous concentrons sur l'étude des assemblages métalliques de type pied de poteau. Notre recherche se concentre sur le comportement mécanique des pieds de poteaux, en analysant l'influence des raidisseurs. La présence de ces derniers dans ces assemblages modifie la rigidité globale et le mode de ruine de l'ensemble. Nous présentons également un aperçu des approches analytiques, numériques et expérimentales utilisées dans la littérature pour étudier les assemblages métalliques des pieds de poteau. La première partie de cette thèse se concentre sur l'utilisation de l'analyse par éléments finis avec le logiciel ANSYS pour étudier les pieds de poteaux sans raidisseur. Un modèle numérique 3D a été développé, prenant en compte les non-linéarités matérielles et géométriques, et a été validé en comparant les résultats aux données expérimentales disponibles dans la littérature. Les résultats numériques ont également été comparés aux formules analytiques de l'Eurocode 3, en se basant sur les lois de comportement moment-rotation et les modes de ruine. Une attention particulière a été portée aux efforts internes dans l'assemblage, tels que les efforts dans les tiges d'ancrage, les efforts de levier dans la zone tendue de l'assemblage et l'effort de compression. Une étude paramétrique a été réalisée pour évaluer l'influence de certains paramètres, tels que la précontrainte, le diamètre des tiges d'ancrage et l'épaisseur de la platine de base, sur le comportement global des pieds de poteaux. La deuxième partie de la thèse se focalise sur le développement d'un modèle numérique tridimensionnel non linéaire d’un pied de poteau, incluant des raidisseurs. Ce modèle permet de prendre en compte les non-linéarités matérielles et géométriques, y compris le contact, la plasticité et les grands déplacements, ainsi que la précontrainte et les instabilités. L'analyse se concentre sur les efforts internes dans l'assemblage de pied de poteau, notamment les efforts dans les tiges d'ancrage, les efforts de levier dans la zone tendue de l'assemblage et l'effort de compression en présence de raidisseurs. Une étude paramétrique est également réalisée pour étudier l'influence de plusieurs paramètres, notamment les géométries des raidisseurs dans les zones tendues et comprimées de l'assemblage.
Etude de la résistance des bétons à base de fibres métalliques à la lixiviation et aux attaques acides
(University of Tlemcen, 2023-10-15) Youssari, Fatima Zohra
La durabilité des ouvrages reste un paramètre clé dans une approche de développement durable. La durée de vie technique des ouvrages dépend non seulement de l’usure liée à l’usage et à l’effet du temps mais aussi de l’environnement de l’ouvrage. Généralement, la question de l’évaluation de la durabilité des constructions tourne surtout autour des matériaux qui les composent. Les spécialistes du domaine visent de façon continuelle et extensive à améliorer les performances des ouvrages en promouvant l’utilisation de nouveaux constituants. Dans ce travail, on s’est particulièrement intéressé à l’utilisation des fibres métalliques qui peuvent potentiellement améliorer certaines caractéristiques des bétons. Cependant, le caractère corrosif de ces fibres peut aussi altérer certaines propriétés des bétons surtout s’ils sont en contact permanent avec l'eau ou avec des solutions agressives. Le premier objectif de cette thèse consiste à étudier le comportement des bétons et des mortiers de bétons équivalents (MBE) avec et sans fibres métalliques exposés pendant 135 jours à trois solutions acides à 5% de concentration : HCl, H2SO4 et CH3COOH. Le second objectif s’intéresse à l’étude de la lixiviation chimique des mêmes mélanges qui sont immergés dans une solution à 6 moles de NH4NO3 pendant une durée de 462 jours. L’intérêt d’étudier simultanément les bétons et les MBE a non seulement pour but de mettre en évidence l’effet des granulats sur la lixiviation et sur les attaques acides mais aussi de trouver des corrélations entre le comportement des bétons et des MBE associés afin de réduire la lourdeur des essais expérimentaux dans le futur. Toutes les éprouvettes ont été soumises à des essais mécaniques, chimiques et morphologiques qui permettent de suivre les variations intrinsèques des échantillons soumis aux différents milieux. De plus, des tests de perte de masse, de porosité, de conductivité électrique ont aussi été réalisés. Les résultats ont montré que les fibres permettent de réduire la porosité et améliorer les résistances mécaniques et la durabilité dans un milieu sain. Par contre, dans les milieux agressifs, des dégradations significatives ont été notées surtout après le déclenchement du processus de corrosion des fibres qui facilite la pénétration des solutions agressives dans les pores et rendent ainsi les bétons vulnérables. Pour les MBE, les pertes des performances mécaniques, physiques et chimiques sont encore plus importantes et sont pratiquement égales à deux (02) fois les pertes recensées sur les bétons, ce qui montre le rôle joué par les graviers dans l’atténuation du processus de diffusion.
Optimisation de la loi constitutive des alliages à mémoire de forme : Effet de la variation des vitesses de déformation et du chargement cyclique.
(University of Tlemcen, 2022-11-12) Benkraled, Mohammed Ilyes
Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont des matériaux intelligents qui se diffèrent par leurs propriétés thermomécaniques dans l’atténuation sismique. La superélasticité de ces matériaux donne la capacité de faire dissiper une énergie importante, un recentrage presque total et de larges déformations. Ainsi, les AMF ont une forte sensibilité par rapport au chargement cyclique et la vitesse de déformation. Ces deux paramètres qui se manifestent pendant une excitation sismique. L’objectif de cette thèse est de construire un modèle constitutif capable de prendre en compte ces deux paramètres. Le modèle proposé est fait à la base des deux modèles (d’Auricchio et de Tanaka). En plus, il prend en considération des variations de trois paramètres à savoir : la déformation résiduelle, les contraintes de transformation et la dissipation d’énergie. Les résultats obtenus ont montré que la déformation résiduelle a été générée dès la fin du 1 er cycle à la vitesse de déformation 3,3.10-2 /s. En parallèle la contrainte de transformation de fin à la martensite a diminué dès le 1 er cycle jusqu’au 50ème cycle. Cette capacité de maitrise de ces variations dépendantes de la vitesse de chargement et des chargements cycliques a permis l’étroitement de la superélasticité, ainsi la diminution de l’énergie dissipée. Cette dernière va jusqu’à une chute de plus de 90% du 1er cycle au 50ème cycle pour de fortes vitesses de déformation. En outre, en se basant sur le minimum de cycles fourni par la référence, une simulation numérique de la déformation résiduelle et les contraintes de transformation en fonction des charges de cycles sont proposées afin d’ajouter une capacité au modèle construit d’assurer une large variation de cycles.
Behaviour of composite steel-concrete columns subjected to cyclic loads
(University of Tlemcen, 2022-05-21) Abdulwahab Mohamed Alsamawi, Almoutaz Bellah Asem
Pour les bâtiments à plusieurs étages les poteaux sont en général de conception mixte acier-béton, soit enrobés, soit semi- enrobés et souvent tubulaires remplis de béton armé. Leur composition en deux matériaux dont les lois de comportement sont différentes induit une complexité dans son comportement, résistance et son dimensionnement par rapport aux charges statiques et dynamiques. L’Eurocode EC4 présente les outils analytiques pour le calcul et le dimensionnement des poteaux mixtes soumis surtout aux charges statiques. Plusieurs travaux, surtout expérimentaux ont été menés pour comprendre le comportement des poteaux mixtes par rapport aux charges cycliques. La complexité dans la réponse de ce système fait apparaitre l’interaction entre les deux matériaux, la loi de comportement élasto-plastique de l’acier, la loi de comportement spécifique du béton, l’effet du frottement, l'effet de l’enrobage du béton, l'effet du rapport de charge axiale, les effets des barres d'armature en béton, les conditions aux limites ainsi que le nouveau type de connexion proposé entre l'interface de l'acier et du béton. Tous ces aspects serons pris en compte dans l’étude de ce système structu- ral. Le travail à accomplir est une étude numérique détaillée du comportement du poteau mixte soumis aux charge axiale et charges cycliques combinées en évaluant l’effet de tous les paramètres cites précédemment, ceci pour pouvoir développer des outils analytiques facilitant a l’ingénieur et au concepteur le calcul et l’évaluation de la résistance du poteau mixte par rapport aux actions dynamiques et sismiques.
Comportement mécanique des raidisseurs dans les assemblages des structures métalliques
(2022-02-19) Merad Boudia, Sofiane Boumedyen
Résumé Dans les structures métalliques, les éléments de l'ossature (poteaux, poutres...) sont liés à l'aide d’assemblages soudés ou boulonnés. Les assemblages constituent généralement des points singuliers dans les structures à cause des discontinuités de transfert des efforts entre éléments. Dans le cadre de la présente thèse, les assemblages métalliques de type poteau-poutre boulonnés par platine d'about sont étudiés. Le travail de cette recherche porte sur le comportement mécanique des raidisseurs dans les assemblages des structures métalliques. La présence des raidisseurs de platine d'about modifie la rigidité globale de l'assemblage ainsi que son mode de ruine. Un bilan des approches dédiées aux études des assemblages métalliques boulonnés disponibles dans la littérature est présenté. Il concerne les approches analytiques, numériques et expérimentales. La première partie du travail de la thèse concerne l’analyse par éléments finis à l'aide du logiciel ANSYS d'un tronçon en té qui est considéré comme composante principale de la zone tendue d'un assemblage boulonné. L'étude porte sur deux séries de tronçons en té disponibles dans la bibliographie avec et sans raidisseurs. Le modèle développé qui tient compte des non-linéarités matérielles et géométriques est validé sur la base des résultats expérimentaux pour les deux séries. De plus, les résultats numériques sont confrontés aux formules analytiques de l’Eurocode 3. Une étude paramétrique est menée pour évaluer les effets de certains paramètres sur le comportement global des tronçons en té tels que la précontrainte et la position du boulon ainsi que l’épaisseur de la semelle. Un regard particulier est porté sur l'influence du raidisseur sur la résistance, la rigidité et les modes de ruines. La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle numérique tridimensionnel non linéaire d'une série d'assemblages boulonnés avec platine d'about en présence des raidisseurs. Le modèle permet de représenter le comportement réel des assemblages en tenant en compte des non-linéarités matérielles et géométriques (contact, plasticité, grands déplacements) ainsi que de la précontrainte et des instabilités. Le modèle numérique est validé par des résultats expérimentaux issus de la littérature. La comparaison des résultats est effectuée sur la base des lois de comportement force-déplacement et moment-rotation ainsi que des modes de ruines. Après validation du modèle, il est utilisé pour analyser les efforts internes agissants dans l'assemblage qui sont peu abordés dans les travaux existants. Ceci concerne notamment les efforts dans les boulons y compris la précontrainte, les efforts de levier en zone tendue de l'assemblage ainsi que l’effort de compression entre la platine d’about et la semelle du poteau. Une étude paramétrique est également menée pour mettre en évidence l'influence d'un certain nombre de paramètres en particulier ceux des géométries des raidisseurs de platine d'about dans la zone tendue et comprimée de l'assemblage.
Influence de l’effet de site sur la variabilité spatiale du signal sismique
(University of Tlemcen, 2022-03-03) Guiz, Amine
La plupart des modèles de cohérence proposés suppose que les sites ont un profil de sol uniforme. Cette hypothèse n'est pas valide, en particulier pour les structures étendues telles que les ponts qui sont généralement réalisés sur des sites présentant une hétérogénéité latérale. De plus, ces modèles se sont concentrés uniquement sur le mouvement horizontal du sol tout en négligeant le mouvement vertical du sol. Dans cette étude, un modèle de cohérence empirique est développé, basé sur la vitesse moyenne de propagation d’onde de cisaillement sur 30 mètres de profondeur, 𝑉𝑠30, considérée comme l'un des paramètres estimant l'effet de site, ce modèle décrit la variabilité spatiale pour trois composantes du mouvement sismique du sol. Aussi, une analyse de la variabilité spatiale du mouvement sismique du sol SVGM des données enregistrées afin de voir l'influence de la fréquence fondamentale du sol 𝑓0 comme un indicateur supplémentaire pour estimer l'effet site. Dans ce contexte, cette étude s'appuie sur les événements sismiques enregistrés à partir d'un réseau temporaire constitué de neuf stations sismologiques situées dans la ville de Chlef. L'analyse de régression a été effectuée en utilisant les données de 15 événements survenus de Décembre 2014 à Octobre 2015. Comme prévu, la fonction de cohérence diminue avec l'augmentation de la fréquence et/ou de la distance de séparation. Les résultats indiquent que la 𝑉𝑠30 à provoquer une augmentation des valeurs de cohérence. L'analyse de la SVGM prouve que le 𝑓0 impacte sur la cohérence. La tendance de la fonction de cohérence obtenue pour chaque paire de stations diminue avec la diminution de 𝑓0 définie pour l’une ou les deux stations. Par conséquent, la fonction de cohérence est influencée de manière significative par l'effet de site. La comparaison des trois composantes de la fonction de cohérence indique que les résultats de la composante NS sont toujours plus élevés par rapport à ceux de la composante EW et verticale. Le modèle proposé peut être utilisé dans la conception de structures avec différentes excitations sismiques de support
CONTRIBUTION À L’ÉTUDE DE LA PERMÉABILITE RELATIVE AU GAZ ET À L’EAU LIQUIDE DU BÉTON ORDINAIRE PARTIELLEMENT SATURÉ
(University of Tlemcen, 2015-12-16) Kameche, Zine El Abidine
Les perméabilités aux gaz et à l’eau liquide des bétons sont des indicateurs majeurs de la durabilité des ouvrages en béton armé, car elles régissent la pénétration d’agents agressifs gazeux ou liquides dans le béton. Toutefois, l’aptitude du béton à se faire pénétrer par des agents agressifs varie de façon sensible en fonction du taux d’humidité (degré de saturation) qui peut évoluer dans le temps et selon le milieu environnant. Le taux de saturation joue donc un rôle fondamental vis-à-vis des propriétés de transport au sein des bétons partiellement saturés. Ce travail de recherche à caractère expérimental étudie les perméabilités au gaz et à l’eau liquide de bétons ordinaires partiellement saturés et vérifie la validation de certains modèles existants (développés à l’origine pour les sols) pour la prédiction de la perméabilité relative du béton en fonction de son degré de saturation. Des relations empiriques entre la perméabilité intrinsèque au gaz et le degré de saturation ont été déterminées pour chacun des quatre bétons ordinaires étudiés, ainsi que l’évolution de la perméabilité relative au gaz en fonction de la saturation a été déduite pour ces bétons. L’influence de certains paramètres, tels que le préconditionnement, et des paramètres de formulation comme le rapport ⁄ et la classe de résistance du ciment, sur la microstructure du béton et par conséquent sur sa perméabilité relative au gaz, a été déterminée. Aussi, l’effet de la taille de l’échantillon (diamètre de l’échantillon) sur la mesure de la perméabilité au gaz n’est pas très significatif. Une méthode de mesure de la perméabilité relative à l’eau liquide a été proposée, dans ce travail, pour caractériser la perméabilité du béton partiellement saturé en régime non stationnaire. Pour chaque béton étudié, une relation exponentielle entre la perméabilité intrinsèque à l’eau liquide et le degré de saturation a été déterminée. La perméabilité intrinsèque a été aussi calculée par le modèle de Katz-Thompson II, basée sur les résultats de la porosimétrie au mercure et comparée avec celle mesurée expérimentalement pour les quatre bétons étudiés. La validité des modèles existants dans la littérature pour l’évaluation de la perméabilité relative des milieux poreux non saturés a été vérifiée pour les bétons ordinaires étudiés. Un ajustement est proposé pour la modélisation de la courbe de la perméabilité relative au gaz en fonction de la saturation en utilisant le modèle de Van Genuchten-Mualem. La perméabilité relative à l’eau en fonction du degré de saturation peut être modélisée par le modèle de DiCarlo modifié.
INFLUENCE DES ADDITIONS MINÉRALES ET ORGANIQUES SUR LA TRIBOLOGIE DES BETONS .
(2021-10-23) Belaidi, Amina
L’intégration des additions minérales et organiques dans la composition du béton permet d’une part, d’offrir un gain économique et écologique en réduisant la quantité du ciment et d’autre part, de modifier les propriétés de ce produit, notamment la rhéologie et la tribologie, ce qui affecte sa pompabilité. De ce fait, l’influence des additions minérales locales à savoir les fillers calcaires (FC), la pouzzolane naturelle (PN) et le laitier de haut fourneau (LHF), combinées avec deux superplastifiants de différentes générations (Polycarboxylate (PC) et Polynaphtalène Sulfonate (PNS)) sur les paramètres tribologiques a été étudiée dans cette recherche. De plus, nous avons déterminé les compositions des couches lubrifiantes qui peuvent être constituées au cours des essais tribologiques. Toutefois, une étude corrélative entre les paramètres tribologiques des bétons et les paramètres rhéologiques de ses mortiers dérivés (mortier de béton (MB) et mortier de béton équivalent (MBE)) a été menée dans le but de savoir s’il est possible de caractériser la pompabilité du béton à partir de la rhéologie de ces mortiers afin de limiter la lourdeur des études expérimentales sur le béton. Aussi, la résistance à la compression et la porosité accessible à l’eau ont été évalués pour caractériser les propriétés des bétons étudiés à l’état durci. Les résultats expérimentaux ont montré que le comportement tribologique des bétons testés est linéaire. Par ailleurs, l’effet des additions minérales sur les paramètres tribologiques dépond non seulement du type et du taux de substitution mais aussi de la nature du superplastifiant utilisé. D’où la substitution du ciment par 30% de FC et par 60% du LHF pour les bétons à base de PC a été bénéfique. Par contre, l’utilisation de la PN au-delà d’un taux de 10% entraîne une diminution significative de l’affaissement et un accroissement des frottements à l’interface. Cependant, le superplastifiant à base de PNS à causer une augmentation des paramètres tribologiques quelques soit l’addition minérale utilisée ce qui affecte négativement la pompabilité du béton. Aussi, nous avons montré l’effet bénéfique de l’augmentation du volume de la pâte dans la couche limite sur la constante visqueuse grâce à l’utilisation des additions minérales. L’étude corrélative entre les propriétés du béton et ceux des mortiers correspondants a montré l’existence des corrélations satisfaisantes entre la tribologie des bétons analysés et la rhéologie des MBE correspondants.
Comportement hygrothermique de la terre crue partiellement saturée
(2021-07-13) Mekaideche, Khalfallah
La présente thèse fait partie d‘un projet qui vise à développer une brique de terre comprimée (BTC) à partir d‘un matériau local de la région de Béni-Saf (Ouest algérien). Il s‘agit de caractériser le comportement hydrique, hygrométrique et thermique de cette BTC. Différents essais expérimentaux ont été conduits en mettant en œuvre divers protocoles expérimentaux parfois innovants. En effet, on a réalisé des essais d‘absorption, de séchage humidification, de conductivité hydraulique et de perméabilité à la vapeur d‘eau ainsi que des essais de mesure des propriétés thermiques comme la conductivité et la diffusivité thermiques. Différents états initiaux ont été considérés (OPN, OPM et 4 MPa) en explorant l‘influence du temps de séchage (de 0 à 28 jours). L‘effet du traitement à la chaux sur le comportement hygrothermique a aussi été examiné. Les résultats montent que le coefficient d‘absorption d‘eau est lié à la succion, la teneur en eau ou le degré de saturation, la densité, energie de compactage. De plus, le comportement thermique est très influencé par l‘état hydrique initial des échantillons compactés. L‘incorporation de 4% de la chaux induit une augmentation du coefficient d‘absorption, de la conductivité hydraulique saturée et non saturée, et la réduction des paramètres thermiques tel que la conductivité et la diffusivité.
Applicabilité des méthodes œdométriques et pressiométrique pour l'estimation des tassements des remblais d'infrastructures linéaire
(University of Tlemcen, 2021-06-24) Chalabi, Youssouf
La prédiction de tassement des sols compressibles sous un chargement de remblai constitue depuis plusieurs années et dans le monde entier, une préoccupation majeure des ingénieurs et chercheurs géotechniciens. Plusieurs contraintes ont été rencontrées, essentiellement relatives aux multiples incertitudes concernant le phénomène de la consolidation. Par ailleurs, la caractérisation géologique et géotechnique est conditionnée à la fois par la qualité des forages et de la qualité de l’interprétation des tests dont le remaniement potentiel des éprouvettes est inévitable. D'autre part, la théorie de la consolidation unidimensionnelle repose sur des hypothèses simplificatrices qui ne reflètent pas toujours les conditions in-situ. Les résultats obtenus sur la base d’une analyse de retours d’expérience de projets récents d’infrastructure linéaire, montrent une surestimation des tassements calculés par rapport aux mesurés, ce qui révèle d’une part l’incertitude sur les paramètres de calcul tel que les résultats des essais in situ et au laboratoire, et en d’autre part, la non-conformité des méthodes de calcul usuelles tel que présenté dans les notes de calcul. L’objectif de ce travail est de trouver dans un premier temps, les causes d’imprécision relatives aux méthodes d’évaluation de tassement. Par la suite, des corrections et améliorations seront introduites dans le but de mieux évaluer ces déformations. La première correction porte sur l’amélioration de l’approche pressiométrique pour le calcul des tassements. Pour cela deux expressions du coefficient rhéologique basées sur un rétrocalcul avec une régression multiple linéaire et non linéaire ont été développées. Ce travail propose également un coefficient d'ajustement à introduire dans la formule du tassement pressiométrique usuelle permettant d’approcher les valeurs mesurées sur place. La seconde correction est relative à l’approche œdométrique, dont l'objectif est de définir une méthodologie alternative qui permette de déterminer avec fiabilité les valeurs de la contrainte de préconsolidation. Pour cela, une étude expérimentale a été effectuée sur 81 échantillons réalisée sur trois mélanges d’argile et de sable avec différentes proportions. Par la suite, deux séries d’essais de cisaillement rectiligne en conditions non consolidées non drainées ont été effectuées sous différents rapports de surconsolidation, la première vise la détermination des paramètres SHANSEP tandis que la deuxième série permet une évaluation de la contrainte de préconsolidation. Les résultats obtenus dans cette thèse ont permis de valider les différentes corrections et améliorations effectuées dans le cadre de l’évaluation des tassements sous remblais pour un domaine de chargement bien défini.
Simulation des mouvements sismiques variables dans l’espace : Effet de site et réponse dynamique
(University of Tlemcen, 2021-07-14) Derbal, Rachid
L’évaluation de la réponse sismique des structures étendues nécessite la prédiction du mouvement sismique à la surface du sol, qui est variable dans l’espace et dans le temps. Cette variabilité est le résultat de la combinaison de l'action de la source sismique qui génère des ondes sismiques, de la propagation de ces ondes entre la source et le site, et particulièrement de l'effet de site. Ce dernier est dû à la variation spatiale des caractéristiques locales du profil du sol, il peut affecter l'amplitude et le contenu fréquentiel du mouvement sismique. Le but de ce travail vise à évaluer, d’une part, l’impact de l'effet de site sur le mouvement sismique différentiel et d’autre part, la sensibilité de la réponse dynamique des ponts en tenant en compte cet effet. A cet égard, une technique de simulation des mouvements sismiques spatialement variables a été développée dans cette thèse. Où l’ensemble des facteurs de la variabilité spatiale du mouvement sismique ont été pris en considération. On s'intéresse notamment à l’effet de site qui se traduit par l’estimation de la réponse sismique du sol. En se basant alors sur la théorie de propagation unidimensionnelle des ondes, cette réponse sismique est obtenue initialement en modélisant le site par un sol monocouche. Ensuite, ce modèle a été étendu pour tenir en compte la nature multicouche du sol. La technique de simulation développée a été validée à travers une série de simulations des mouvements sismiques spatialement variables en considérant les deux modèles de l’effet de site. Plusieurs analyses dynamiques de ponts sous des cas de chargements sismiques différentiels sont effectuées. Où, diverses comparaisons des efforts internes issus de différents cas de chargement sismique ont été discutées. Les résultats de simulations des mouvements sismiques ont montré que l’amplification de site dépend de la profondeur des couches de sol et du type du site adopté. De plus, il a été constaté que les mouvements sismiques simulés sont fortement conditionnés par l’effet de site. Par conséquent, la réponse dynamique des ponts est également sensible à cet effet. Le fait de négliger les conditions locales de site dans l'analyse dynamique des structures étendues donne lieu à une sous-estimation significative de la réponse sismique
Le béton de liège : Optimisation de la formulation et des performances thermiques
(2021-07-22) Tedjditi, Ahmed Kamel
L’étude présentée dans ce mémoire vise à formuler et optimiser la performance d’un béton biosourcé à base de granulats de liège. L’une des principales contributions de l’étude réside dans l’utilisation d’un nouveau type de liège : le liège mâle, qui présente un nombre d’applications limité du fait qu’il ne présente aucune valeur commerciale. Afin d’arriver à notre objectif, le travail expérimental s’est focalisé autour de trois points essentiels : Le premier point concerne l’optimisation du mode de malaxage. Pour ce faire, sept bétons contenant 50% de liège (en volume total des granulats) sont confectionnés en faisant varier l’ordre d’introduction des constituants, le temps de malaxage et la nature du malaxeur de malaxage. Le deuxième point est dédié à l’évaluation de la performance de bétons de liège dont le mode de malaxage a été optimisé. Dans cette partie, quatre bétons de liège contenant 25, 50, 75 et 100% de liège sont évalués en termes de consistance, propriétés physiques, conductivité thermique, microstructure et propriétés mécaniques. Le dernier point consiste à étudier l’incidence de l’eau efficace sur les performances précitées du béton de liège. A ce propos, neuf bétons ont été formulés en considérant trois différents niveaux d’absorption de liège ainsi que trois pourcentages de liège (25, 50 et 75%). La première étape a montré l’impact de varier le protocole de malaxage sur la qualité du béton à l’état durci mais surtout sur son homogénéité à l’état frais. A l’issu de de cette première étape, nous avons conclu que le protocole de malaxage adéquat pour la formulation des bétons de liège consiste à (i) utiliser un malaxeur à axe verticale, (ii) introduire les granulats de liège avant la pâte cimentaire et (iii) malaxer le béton pendant 8 minutes. Pour tous les pourcentages de liège testés, les bétons de liège ont montré une bonne homogénéité et une masse volumique permettant de les classifier comme étant des bétons légers. Le béton à base de 25% de liège a révélé une conductivité thermique qui le qualifie comme béton de structure. En revanche ceux contenant 50% de liège et plus ont montré des conductivités thermiques et des performances mécaniques qui les prédestinent à l’isolation. Le BL100 a montré une performance thermomécanique qui rivalise avec celle des bétons biosourcés existants. Malgré leur bonne performance thermomécanique, l’interface entre le liège et la matrice cimentaire constitue un point de faiblesse pour les bétons de liège mâle étudiés. Les résultats relatifs à la dernière partie ont montré l’effet de considérer différents niveaux d’absorption de liège sur la performance du béton. En effet, Quel que soit le niveau considéré, la prise en compte de l’absorption en eau des granulats de liège permet d’améliorer la consistance du béton à l’état frais ainsi que sa performance hygrothermique à l’état durci. Aussi, pour des pourcentages de liège d’au moins 50%, il est clair qu’un niveau d’absorption correspondant à la saturation produit des bétons ayant une performance hygrothermique fortement améliorée. Cependant, il peut compromettre leur homogénéité et leur résistance à la compression. En somme, la considération d’un niveau correspondant à 2 heures d’absorption permet de combiner entre une performance hygrothermique améliorée et une bonne homogénéité
Détermination de la dégradation des caractéristiques mécaniques des sols à court terme lors des séismes ou des ruptures d’ouvrages
(University of Tlemcen, 2021-06-03) Aissaoui, Soufyane
La connaissance du comportement des sols en petites déformations est une étape importante en géotechnique pour calculer les ouvrages de génie civil soumis à des sollicitations sismiques, ou sous des charges exceptionnelles. Il s’avère alors nécessaire de caractériser le comportement du sol dans les différentes plages de déformations. Cependant, de nombreux essais in-situ occupent aujourd’hui une place grandissante dans la reconnaissance et la détermination des propriétés mécaniques des sols, certains permettent d’avoir des paramètres de résistance, d’autres permettent de décrire le comportement du sol en déformation, mais malheureusement, aucun d'eux ne permet d’obtenir des modules de cisaillement valables dans toute la plage des déformations utilisée en géotechnique. Cette thèse espère s’inscrire parmi les efforts développés dans ce sens. C’est-à-dire élargir le domaine de mesure des déformations pour une éventuelle mesure de module de cisaillement. Ce travail de thèse présente un développement d’un nouvel appareil pressiométrique permettant aux ingénieurs praticiens de disposer d’une courbe de dégradation du module de cisaillement. Le pressiomètre développé présente ainsi la possibilité de mesurer la contrainte horizontale en place σho (K0). Ce paramètre est très utile dans la modélisation des ouvrages lors de l’évaluation de la stabilité des pentes, des poussées ou de soulèvement. La conception, le développement, et l’étalonnage de cet appareil en fait l’objet des travaux de recherche décrit dans ce manuscrit. Nous avons pu vérifier en laboratoire dans un massif sableux artificiel la reproductibilité, la faisabilité et la répétitivité des mesures de l’appareillage proposé. Cette thèse présente également une validation expérimentale sur site et des comparaisons avec des essais au pressiomètre Ménard classique. Les résultats d’essais avec le matériel développé montrent l’apport de cet appareillage dans l’identification des sols et la caractérisation de leur comportement en petites déformations dans le cadre d’une sollicitation sismique
MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE L'ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE ET CALCUL DES FONDATIONS SUPERFICIELLES SUR PENTE
(2020-11-12) Ouabel, Houari
Dans le cadre de la réalisation de plusieurs projets d’infrastructure en Algérie un nombre important d’essais pressiométriques a été réalisé dans le cadre de la reconnaissance géotechnique. La reconnaissance géologique a déjà relevée la présence de plusieurs talus à proximité de ces projets, ce qui menace leur stabilité en cours de réalisation et lors de leur exploitation. Dans le calcul de la capacité portante des fondations superficielles aux voisinages d’une pente, qui nécessite la détermination de l’état initial des contraintes lors des perturbations géotechniques. La thèse comporte plusieurs synthèses bibliographiques sur l’essai pressiométrique et le calcul de la capacité portante des fondations superficielles. Cet essai peut être comme un outil d’aide de décision dans le choix des paramètres de dimensionnement des ouvrages géotechniques. Cette thèse a pour objectif de présenter une étude numérique détaillée sur le comportement mécanique d’un sol en présence d’une pente lors de la réalisation d’un essai pressiométrique afin de déduire le module pressiométrique (EM), et la pression limite (Plim) ainsi que la déformation de la sonde. L’étude menée montre l’effet de la profondeur sur les caractéristiques pressiométriques dans un premier temps ainsi que l’estimation de la capacité portante, dans un second temps. Les simulations effectuées mettent en évidence l’effet néfaste de la présente d’une pente. L’étude a été menée avec deux lois de comportement Mohr Coulomb et Cam Clay dans des conditions géologiques, topographiques différentes(trois sites en Algérie (Alger,Tiaret et Tissemsilt). Une piste d’exploitation des résultats est proposée. Les travaux réalisés montrent toutefois, les limites des résultats obtenus et la nécessité de développement dans le sens de modèles de comportement. Finalement, une étude paramétrique de la sensibilité de la réponse de sols autour d’un pressiométre et sous une fondation en présence d’une pente a montré les points forts et faibles de cette thèse.
Instabilité Distorsionnelle : Etude Comparative Entre Le Modèle Européen Et Le Modèle Américano-Australien
(2020-06-02) Mahi, Imene
La majorité des éléments structuraux à parois minces formés à froid, ayant des sections ouvertes et soumises à un chargement axial ou flexionnel sont sujet, au moins, à trois modes d’instabilité : local, distorsionnel et global, baptisés modes purs d’instabilité qui se manifestent le plus couramment en interaction. Dans tous les règlements modernes de calcul, le processus de dimensionnement est fondé principalement sur la détermination des charges critiques élastiques de ces modes de ruine. Cependant ce processus peut être problématique, principalement lorsqu’il s’agit du mode distorsionnel des sections à formes complexes. Toutefois l’usage des méthodes numériques (MEF, MBF …) devient alors pratiquement incontournable. Dans cette recherche, une technique d’identification du voilement des structures à parois minces proposée par le Professeur Djafour est d’abord mise en exergue. Il s’agit plutôt d’une procédure pour exclure les voilements improbables qui a été déduite suite à des raisonnements sur des situations limites. D’autre part, afin de lever les insuffisances liées à la compréhension et au calcul du mode distorsionnel, une étude comparative entre les différentes démarches réglementaires conçues pour le calcul de la contrainte critique élastique distorsionnelle et les résultats de l’analyse par la méthode des bandes finies est mise en oeuvre. Les codes de calcul présentés ici sont : le standard européen (CEN/EC3, 2006), le code australien (AS/NZS 4600, 2005) et le règlement américain (AISI/NAS, 2007). Cette étude a été effectuée sur un ensemble de section en C simplement appuyé, uniformément comprimé. En conséquence, une procédure analytique pour la détermination de la contrainte critique du flambement distorsionnel est dérivée sur la base d’une analyse statistique, cette procédure correspond aux sections en C ayant un rapport b / h compris entre 0,1 et 1 et un rapport c / h qui varie entre 0 à 0,5. Enfin l’approche de conception proposée permet aux ingénieurs de concevoir un élément à parois minces sujet au mode distorsionnel, avec une procédure simple et linéaire.
Décomposition modale des phénomènes d’instabilité des profils en acier formés à froid par la méthode des splines bandes finies.
(University of Tlemcen, 2019-11-23) Djelil, Mohammed
L’objectif principal de ce travail est d’introduire « la méthode des splines bandes finies contrainte ». L’approche proposée est une nouvelle version de la méthode des splines bandes finies qui permettre le classement automatique des principaux modes de flambement des éléments de structures à parois minces. En utilisant certaines hypothèses mécaniques, le modèle spline bande finies est contraint à forcer l’apparition d’un mode d’instabilité spécifique, par exemple forcer l’élément de structure à se déformer en mode local ou en mode distorsionnel. Les différentes matrices de contrainte définissant les trois instabilités de base (Local, distorsionnel et global) sont formulées dans le contexte de la méthode des splines bandes finies pour le cas des structures à parois minces avec une forme arbitraire et des conditions aux limites standard. Ainsi, l’équation de stabilité de la méthode des splines bandes finies est contrainte à la classe d’instabilité choisie et l’analyse est ensuite exécutée. Afin de valider l’approche proposée, plusieurs exemples numériques de décomposition modale sont présentés pour des éléments de structure soumis à des contraintes de compression ou de flexion. Les résultats obtenus prouvent que l’approche développée permet d’estimer correctement les charges (moments) critiques des modes purs d’instabilité. Certains aspects pratiques sur la façon de contraindre un modèle splines bandes finies sont également discutés avec l’applicabilité de la nouvelle technique de décomposition modale dans la procédure de conception des éléments en acier formés à froid.
Modélisation de l’interaction sol-pieu avec prise en compte du contact et frottement par la méthode du matériau standard implicite
(2019-06-16) Terfaya, Nazihe
Dans des domaines d’application très divers, l’ingénieur est souvent confronté à des problèmes de contact et de frottement qui s’ajoutent à des non linéarités de matériaux et de géométries. En Génie Civil, la caractérisation du comportement des ouvrages soulève souvent un problème d’interaction sol-structure. C’est le cas des fondations profondes où la prise en compte du comportement de l’interface entre le sol et l’élément structural, le pieu, joue un rôle majeur dans la définition des conditions de stabilité de l’ouvrage. Dans ce travail, on propose de modéliser le comportement des interfaces dans l'interaction pieu-sol en utilisant comme première approche le modèle d’interface RCCM développé par Raous, Cangémi, Cocou et Monerie. Cette loi permet de coupler les conditions de contact unilatéral, de frottement de Coulomb et d’adhérence et de décrire le passage continu d’un état adhésif à un état de frottement de Coulomb avec des décollements éventuels le long de l’interface. Cette loi de contact est multivoque et de plus, comme pour le frottement ou la plasticité des sols, elle ne vérifie pas la règle de normalité. C’est une loi non associée. Pour surmonter cette difficulté une nouvelle formulation est développée. Elle étend la méthode du bipotentiel à la loi adhésive RCCM. Cette formulation s’inspire du modèle de matériau standard implicite (MSI) qui permet l’extension de la notion de loi de normalité aux comportements dissipatifs avec des lois d’écoulement non associées (cas des surfaces de frottement et des sols). Cette méthode n’utilise qu’un seul principe variationel et une seule inégalité. Alors un nouvel algorithme est proposé où le contact unilatéral, le frottement et l'adhérence sont couplés, et le problème sera traité dans un système réduit.

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