Doctorat LMD en Génie Civil

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Contribution to the study of mechanical strength and the thermo-diffusive effects on the durability of a cork bio-based concrete
(University of Tlemcen, 2026-06-23) Hariz, Samah
Enhancing the mechanical and thermal performance of concrete structures has become a fundamental requirement in light of current trends emphasizing energy efficiency and carbon emission reduction in the construction sector. In this context, the present study aims to build upon previous research that investigated the mechanical and thermal properties of cork-modified concrete as a non-structural material, by developing improved bio-concrete formulations incorporating virgin cork granules, which are traditionally characterized by limited mechanical strength. The research focuses on enhancing the resistance and durability of this concrete under aggressive environments, particularly in chloride-rich marine conditions, which pose a serious threat to the integrity of steel reinforcement due to accelerated corrosion processes. To achieve this objective, the cementitious matrix containing 450 kg/m³ of cement was reinforced with 10% finely ground limestone as a supplementary cementitious material, while the water-to-binder ratio was reduced to 0.38. Based on previous findings that indicated promising behavior when replacing 25% of the coarse aggregate with wet virgin cork, two experimental programs were designed to examine the influence of the wet-preconditioning method applied to cork aggregates. In the first program, dry cork was mixed with a quantity of water equivalent to its experimentally determined absorption capacity after two hours of immersion (OC+HC2h AW). In the second program, cork granules were directly soaked in water for two hours prior to mixing (OC+HC2h IW), in order to evaluate the differences between theoretical and actual water absorption and their effects on the final concrete properties. The study investigated six concrete mixtures: reference concrete (OC); concrete with wet cork containing absorbed water (OC+HC 2h AW); concrete with water-immersed cork (OC+HC 2h IW); concrete with limestone filler (OC+F); concrete with limestone and wet cork containing absorbed water (OC+F+HC 2h AW); and concrete with limestone and water-immersed cork (OC+F+HC 2h IW). Experimental results indicated that replacing 25% by volume of mineral aggregate with virgin cork granules, along with the addition of limestone filler, improved workability and reduced plastic viscosity. Furthermore, the dry density of the concrete decreased, ranging between 2008 and 2060 kg/m³. Although a reduction in mechanical V strength was expected due to cork incorporation, the addition of fine limestone resulted in compressive and tensile strengths comparable to those of the reference concrete, with a notable improvement observed in mixtures containing wet cork with absorbed water compared to those with immersed cork. The results also revealed an inverse relationship between capillary absorption and porosity when limestone filler was used. Regarding chloride diffusion, higher diffusion coefficients were recorded for mixtures with wet cork containing absorbed water, whereas those with immersed cork exhibited reduced chloride diffusion rates, demonstrating superior resistance to chloride ingress and improved durability under marine exposure. The study concluded that the addition of limestone did not exert a significant influence on chloride diffusion behavior, as diffusion coefficients remained relatively close across all mixtures. This finding confirms that enhancing the durability of bio-concrete containing virgin cork primarily depends on the preconditioning method applied to the cork aggregates. Finally, these results highlight its potential for use in reinforced concrete horizontal structures exposed to aggressive conditions.
Comportement d'assemblages boulonnés pour des sollicitations autour des axes faibles
(University of Tlemcen, 2026-06-15) Bachir, Sara
Les assemblages poutre–poteau par platine d’about boulonnée occupent une place importante dans le comportement global des ossatures métalliques, car leur rigidité, leur résistance et leur capacité de déformation influencent directement la réponse de la structure. Si leur évaluation est aujourd’hui relativement bien établie pour les sollicitations selon l’axe fort, leur comportement selon l’axe faible du poteau reste encore insuffisamment décrit, notamment en raison de la flexion hors plan de l’âme du poteau et des interactions tridimensionnelles susceptibles d’apparaître dans le nœud. La présente thèse s’inscrit dans cette problématique. Elle a pour objectif d’analyser le comportement des assemblages poutre–poteau par platine d’about débordante boulonnée, depuis les mécanismes locaux de la zone tendue jusqu’à la réponse globale de l’assemblage, en s’intéressant particulièrement aux sollicitations selon l’axe faible et aux configurations tridimensionnelles. Elle vise à identifier les composantes gouvernantes de l’assemblage, à évaluer l’influence de certains paramètres géométriques et mécaniques, et à examiner les limites des formulations de l’EUROCODE 3 lorsqu’elles sont appliquées à des configurations qui s’écartent du cas plan classique. La démarche adoptée repose sur une progression allant de l’étude des composantes élémentaires vers l’assemblage complet. Après un rappel des bases théoriques relatives aux assemblages semi-rigides et à leur modélisation, le travail s’appuie sur une analyse numérique détaillée, confrontée à des résultats expérimentaux de référence. Cette démarche permet d’étudier successivement le comportement de l’assemblage selon l’axe fort, selon l’axe faible, puis dans des configurations tridimensionnelles, afin de mettre en évidence les mécanismes de déformation et de ruine propres à chaque cas. Les résultats montrent que, pour les assemblages selon l’axe faible, le comportement est largement gouverné par la flexion hors plan de l’âme du poteau, dont l’élancement influence directement la rigidité, la résistance et la nature du mécanisme de ruine. Ils montrent également que l’interaction entre assemblages selon l’axe fort et selon l’axe faible modifie sensiblement la rigidité rotationnelle du nœud, ce qui confirme que les configurations tridimensionnelles ne peuvent pas être décrites par une simple superposition de comportements plans i ndépendants. Ainsi, cette thèse contribue à une meilleure compréhension du comportement des assemblages poutre–poteau par platine d’about boulonnée dans des configurations encore peu couvertes par les formulations usuelles, et met en évidence la nécessité d’enrichir les approches de calcul afin de mieux prendre en compte la flexion hors plan de l’âme du poteau et les effets d’interaction tridimensionnelle.
ANALYSE NUMÉRIQUE DU COMPORTEMENT À LA RUPTURE DES BÉTONS À BASE DE DÉCHETS RECYCLÉS
(University of Tlemcen, 2025-03-11) Charef, Meryem
Le secteur du génie civil a connu un développement important au cours des dernières décennies dans divers domaines. Le béton est le matériau principal dans la construction et son utilisation intensive a entraîné un épuisement considérable de matières premières, ce qui a conduit les chercheurs à innover de nouvelles alternatives pour substituer ces matières. Le recyclage constitue une solution économique permettant à la fois de réduire l’exploitation des granulats naturels, de valoriser les différents déchets et de résoudre les problèmes environnementaux et écologiques, en intégrant ces déchets recyclés dans la composition des bétons comme substituants d’agrégats naturels. Dans ce contexte, cette présente recherche se focalise sur les nouvelles tendances d’analyses numériques multi-échelles sur des échantillons fissurés et non fissurés en béton composites à base de déchets recyclés (caoutchouc, polymères et granulats de béton recyclés) et de fibres (verre, acier et basalte) de renforcement. Des outils performants d’analyse éléments finis (EF) tel que, Cast3M et ABAQUS, ont permis de caractériser le comportement à la rupture de ces éprouvettes de bétons composites pour différents types et dosages de granulats recyclés. La modélisation multi-échelles a également fait l’objet de ce travail de thèse par le biais de la méthode de distribution PI (PDM). Les résultats de simulation (EF) ont été calibrés et validés à base de résultats expérimentaux, ce qui confirme la fiabilité de ces modèles numériques permettant la prédiction du comportement à la rupture de ces nouvelles générations de composites cimentaires. Ce travail est conclu par des études paramétriques visant à estimer le comportement mécanique à la rupture des bétons géopolymères renforcés par différents types de fibres
Étude du comportement non-linéaire des amortisseurs à fluide visqueux utilisés en Génie Civil
(University of Tlemcen, 2026-01-14) Bouayad Agha, Mohammed El-Mahdi; Abdelhafide, Bouthaina
L’adoption des amortisseurs à fluide visqueux pour le contrôle de la réponse dynamique des bâtiments soumises aux séismes connaît une croissance continue, en raison de leur capacité à dissiper efficacement l’énergie transmise au système structurel. Cette thèse porte sur l’analyse approfondie du comportement non linéaire des amortisseurs à fluide visqueux (FVD) à orifice annulaire, en considérant l’effet couplé des propriétés rhéologiques du fluide et des paramètres géométriques du dispositif. L’objectif global est de fournir des outils de conception permettant d'aboutir à une réponse dissipative maîtrisée, caractérisée par un exposant de non-linéarité adapté aux chargements dynamiques. L’étude s’appuie sur une analyse paramétrique visant à évaluer l’influence des propriétés rhéologiques de l’huile de silicone sur la relation force–vitesse de l’amortisseur. Parallèlement, l’impact de la géométrie interne du système cylindre–tige–piston sur les performances dissipatives est aussi examiné. Ces analyses sont menées à l’aide d’un modèle numérique de l’écoulement interne, développé selon la méthode des volumes finis. Une comparaison entre les résultats de ce modèle et des données expérimentales a démontré une bonne précision de la simulation. Sur cette base, un modèle analytique est élaboré afin de reproduire le comportement de l’amortisseur, tout en intégrant les effets conjoints de la rhéologie du fluide et de la géométrie interne. Ce modèle est ensuite utilisé pour proposer une méthodologie de conception permettant de déterminer de manière rationnelle les paramètres géométriques de l’amortisseur ainsi que le type de fluide approprié en fonction des performances dissipatives recherchées. La démarche est validée par des simulations numériques étendues à un cadre thermomécanique, permettant de prendre en compte l’échauffement induit par la dissipation visqueuse et son influence sur les performances du dispositif. Ce travail contribue ainsi à combler plusieurs lacunes identifiées dans la littérature, en proposant une compréhension intégrée du comportement interne des FVD et en fournissant des outils adaptés à leur conception optimisée.
Méthodologie de prédiction de la durée de vie d’un ouvrage d’art
(University of Tlemcen, 2025-12-04) Debbal, Mohammed Zakaria
La performance, la durabilité et la sécurité d'un pont sont influencées par un ensemble complexe de phénomènes et de paramètres reliés et interconnectés. Cette étude vise à élaborer un modèle d'évaluation de l'état général des ponts en béton armé, en considérant divers facteurs de dégradation liés aux spécificités du pont lui-même ou à son environnement. Afin d'intégrer les deux catégories de critères, internes et externes, nous avons identifié et considéré 30 facteurs liés à la dégradation. La méthode AHP a été employée pour évaluer l'importance relative de chaque facteur en calculant leur poids respectif. Sur la base de ces facteurs, nous déterminons un indice global de dégradation qui reflète l'état général du pont. Cet indice nous permet de classer les ponts selon un éventail allant de l'absence de danger à un état critique nécessitant une intervention urgente. Nous avons appliqué ce modèle sur trois ponts en Algérie et nous avons constaté des résultats satisfaisants. L'innovation de notre modèle réside dans sa capacité à fournir une estimation quantifiée, numérisée et personnalisée de l'état de dégradation d’un pont. Il est souple et évolutif et peut intégrer un très grand nombre de facteurs et de critères. Il est aussi prédictif et permet d'anticiper l'évolution de la dégradation d'une structure ce qui est essentielle pour planifier efficacement les opérations de maintenance. L'objectif ultime est de fournir aux gestionnaires un outil d’appréciation et de comparaison pour évaluer l'état des ponts et envisager les actions nécessaires quant à leur entretien, leur réparation ou leur remplacement, contribuant ainsi à l'amélioration de la gestion et de la sécurité des infrastructures routières.
VALORISATION DES ARGILES D’ADRAR POUR LEURS UTILISATIONS EN TANT QUE BARRIERE PASSIVE DANS LES CENTRES DE STOCKAGES DES DECHETS DE CLASSE 1
(University of Tlemcen, 2025-07-07) Belaidi,Khedidja
Le confinement des déchets dangereux constitue aujourd’hui l’une des principales méthodes d’élimination employées à l’échelle mondiale, notamment dans les Centres de Stockage de Déchets (CSD). Afin de protéger les eaux souterraines, ces installations sont généralement implantées sur une couche d’argile naturelle ou reconstituée, caractérisée par une faible perméabilité et désignée sous le nom de barrière de sécurité passive. En ce qui concerne les déchets industriels et spéciaux dangereux, la majorité des réglementations en vigueur impose une perméabilité inférieure à 1 × 10⁻⁹ m/s pour une épaisseur minimale de 5 mètres. Cette thèse vise à valoriser des matériaux locaux pour leur éventuelle utilisation en tant que barrière passive au fond des CSD. Il s’agit d’une contribution expérimentale pour répondre aux exigences environnementales et techniques par une analyse détaillée de trois argiles de la région étudiée. L'utilisation de ces argiles nécessite la maitrise du comportement hydromécanique de ces matériaux, à savoir la conductivité hydraulique et les propriétés mécaniques dans le cas des sols saturés. Dans le but d'adapter ces argiles aux exigences règlementaires une mise en oeuvre technique conforme aux normes, un traitement à la chaux a été procédé pour perfectionner les caractéristiques requises. L’analyse des résultats et les données bibliographiques ont permis d'une part d'évaluer l'importance du phénomène hydrique et l’intérêt des propriétés mécaniques dans le comportement d’une argiles gonflante destinée pour les barrières ouvragées des ouvrages de stockage des déchets dangereux.
Interaction entre deux tunnels construits à faibles profondeur dans des terrains aquifères
(University of Tlemcen, 2025-06) Berredane,Abdeldjalil
Dans un contexte de développement accru des infrastructures souterraines en milieu urbain peu profond, la construction de tunnels constitue un défi technique majeur pour l’ingénierie civile, en raison des interactions hydromécaniques complexes auxquelles ces ouvrages sont soumis. Dans ce cadre, la présente thèse se consacre à une analyse détaillée des interactions induites par le creusement de tunnels, avec une attention particulière portée à l’effet de l’interaction entre deux tunnels construits à faible profondeur sur le comportement mécanique et hydraulique du massif environnant. Contrairement aux études antérieures, souvent limitées à des modélisations bidimensionnelles, à des hypothèses de sol homogène ou à une approche exclusivement mécanique, ce travail adopte une modélisation numérique à la fois en deux dimensions (2D) et en trois dimensions (3D), en intégrant l’hétérogénéité du sol, diverses configurations d’alignement (horizontal, vertical, incliné), plusieurs espacements entre tunnels, la présence et le positionnement de structures en surface, ainsi que l’influence de la nappe phréatique. L’étude repose sur l’utilisation combinée des logiciels Plaxis 2D et Plaxis 3D Tunnel, mobilisant deux approches complémentaires pour simuler les perturbations induites par le creusement : la méthode de convergence-confinement (CCM), avec des taux de déconfinement variables, et la méthode du volume perdu (LVM), permettant une meilleure représentation des effets tridimensionnels liés à l’excavation. L’analyse met en évidence les impacts différenciés selon les configurations étudiées, tant en termes de tassements que de déplacements horizontaux. L’originalité de ce travail réside dans sa capacité à dépasser les limites des approches classiques, en proposant une analyse intégrée et réaliste des interactions sol-eau-structures dans des environnements complexes, qu’ils soient urbains ou vierges. Cette recherche propose ainsi un cadre de modélisation robuste pour la conception des tunnels en milieux sensibles, et contribue significativement à une meilleure compréhension des mécanismes d’interaction entre deux tunnels. Elle ouvre des perspectives prometteuses pour le développement de méthodologies avancées d’analyse et d’optimisation des ouvrages souterrains, notamment dans le cas des tunnels jumelés.
Vulnérabilité des Structures et des Ouvrages en Béton Armé
(University of Tlemcen, 2025-05-28) Rachedi, Mohammed
Afin de modéliser de manière réaliste le comportement des structures sous des charges sismiques et évaluer correctement leur vulnérabilité, il est important de tenir compte de l’interaction sol structure (ISS). En effet, négliger l’interaction sol structure peut entraîner une sous-évaluation des forces dynamiques exercées sur les structures, augmentant ainsi les risques de défaillance en cas de tremblement de terre. Dans notre travail, l’interaction sol structure est prise en compte en utilisant un élément d’interface tridimensionnel (Macro-élément) qui simule une fondation reposant sur un sol semi-infini, en tenant compte des non-linéarités matérielles (plasticité du sol) et géométriques (décollage de la fondation). Cet élément permet de modéliser les forces et déplacements de manière simplifiée, tout en réduisant le temps de calcul. L’étude du comportement dynamique des structures soumises à des séismes exige la prise en compte de nombreuses variables complexes, telles que les caractéristiques mécaniques des matériaux, les propriétés géotechniques du sol, l’intensité sismique, etc. Ces analyses, souvent menées à travers des méthodes telles que l’analyse dynamique transitoire non linéaire, sont particulièrement rigoureuses mais également très gourmandes en temps de calcul et en ressources informatiques. Dans ce contexte, l’utilisation des réseaux de neurones artificiels dans l’évaluation des risques sismiques s’avère particulièrement utile. Elle permet non seulement d’automatiser le processus de calcul complexe, mais aussi de prédire avec plus de précision la réponse des structures à des scénarios sismiques variés. Les réseaux de neurones peuvent analyser de grandes quantités de données et modéliser des cas spécifiques qui ne seraient pas nécessairement présents dans les données d’apprentissage initiales, améliorant ainsi la précision des prévisions. L’objectif de notre travail est de développer des réseaux de neurones artificiels pour l’établissement des courbes de fragilité d’un pont existant. Un essai pseudo-dynamique d’une maquette de ce pont a été réalisé au laboratoire ELSA. La stratégie consiste à entraîner un réseau de neurones à partir d'une base de données numérique obtenue par un modèle d'éléments finis, développé sous Matlab, et validé par les résultats expérimentaux obtenus lors de l’essai pseudo-dynamique. Une prédiction optimale de la réponse dynamique non linéaire est obtenue grâce aux réseaux de neurones artificiels. Finalement, des courbes de fragilité ont été établies en prenant en compte l'ISS pour trois classes de sols différentes. Les résultats mettent en évidence l'importance d'intégrer les effets de l'interaction sol structure dans l'évaluation des dommages structurels et l'analyse des risques sismiques.
SUIVI DU COMPORTEMENT DES STRUCTURES METALLIQUES ET SURVEILLANCE DE LEURS SANTÉ STRUCTURELLE PAR EXTENSOMÉTRIE : APPLICATIONS AUX OUVRAGES D’ART
(University of Tlemcen, 2025-02-13) Iglouli,Sidali
La surveillance de l'état de santé des infrastructures civiles, en particulier des anciens ponts encore en service, est devenue cruciale en raison des risques liés à leur dégradation, qui menacent la sécurité des usagers et peuvent engendrer des conséquences économiques importantes. Au cours des quatre dernières décennies, de nombreux efforts de recherche ont été consacrés à l'évaluation de l'intégrité des ponts, afin de développer des méthodes d'identification des dommages adaptées aux structures existantes. Dans la première partie de cette thèse, une synthèse des différentes méthodes existantes est présentée, classées selon leur nature, leur étendue et leur approche. Une attention particulière est portée aux applications de ces méthodes aux structures de ponts, à travers des exemples numériques, des tests sur modèles à petit échelle et des études de cas in situ. La deuxième partie présente en détail une nouvelle méthode de détection de dommages structurels récemment développée, appelée IAFEM (Inverse Analysis Finite Elment Method). Cette méthode repose sur une analyse inverse des réponses statiques de déplacement d'une structure sollicitée par une charge statique mobile, permettant de déterminer la rigidité réelle de la structure, et donc de détecter toute variation éventuelle de cette rigidité, par rapport à un modèle numérique de référence en éléments finis, représentant la structure dans son état sain. Les résultats numériques obtenus sur un pont en treillis ont démontré que cette approche est capable de détecter, localiser et ainsi quantifier avec succès des dommages pré appliquées. En appliquant le même concept aux enregistrements de contraintes et de déplacements sur un modèle prototype d’un tablier de pont métallique construit au laboratoire, l’analyse inverse a révélé l’existence de rigidités supplémentaires engendrés par des éléments surfaciques, qui avait été négligés dans le modèle numérique initial. Une seconde étude, consistant à appliquer la méthode développée sur un pont réel est établie. L’ouvrage traité est un ancien pont ferroviaire en treillis construit en 1889, situé à Ouled Mimoun près de Tlemcen, en Algérie. Ce pont, présentant des dommages aux niveau de sa partie centrale, constitue un exemple idéal pour évaluer la performance de la méthode. Un enregistrement de contrainte a été effectué lors du passage des trains réels à l'aide de jauges de contraintes placées sur certains éléments du pont. Sur la base des données recueillies, une analyse inverse par le code IAFEM est effectuée sur le modèle numérique de la structure pour détecter les zones endommagées. Les résultats obtenus ont permis de localiser avec succès les zones effectivement endommagées et de fournir une estimation sur le taux d’endommagement. Ils ont aussi permis de détecter des sur-rigidités sur certains éléments dues à la présence de tôles de platelage négligées initialement dans le modèle numérique.
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.

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