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Modèle numérique pour comportement mécanique des chaussées : application à l'analyse de l'orniérage

/ Ali Bassem / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Ce travail comporte une étude par la méthode des éléments finis du comportement mécanique des chaussées dans le but de mieux comprendre les mécanismes d'initiation et de développement de l'orniérage dans les chaussées souples et de déterminer une stratégie pour leur réparation. Il est présenté en quatre chapitres : le premier chapitre comporte une analyse des travaux réalisés sur l'orniérage, et plus particulièrement sur les causes, les mécanismes de formation, les facteurs d'influence et les approches de modélisation. Le second chapitre présente le modèle numérique utilisé dans ce travail pour l'analyse du comportement mécanique des chaussées. Dans ce modèle, le comportement des couches inférieures est décrit à l'aide d'un modèle élastoplastique utilisant le critère de Mohr-Coloumb. Un modèle élasto-viscoplastique est utilisé pour les couches de surface. L'effet de la température est pris en compte à l'aide du principe de superposition temps-température. La détermination des paramètres du modèle est discutée, notamment les paramètres rhéologiques et du chargement. Le troisième chapitre présente la validation du modèle proposé sur des essais en vraie grandeur réalisés au laboratoire, qui comportent à la fois des essais instantanés et à long terme. Dans le quatrième chapitre, on présente une étude paramétrique sur l'influence des principaux facteurs (type de pneus, densité de charge .. ) sur le développement de l'orniérage. Cette étude est suivie par une analyse de l'influence de la température et du type de trafic sur l'orniérage. Le chapitre comporte également une étude des stratégies de maintenance et de réparation des chaussées.
Mot(s) clés libre(s) : Orniérage, Chaussées -- Dégradations -- Thèses et écrits académiques, Chaussées -- Sous-revêtements -- Propriétés mécaniques -- Simulation par ordinateur, Revêtements bitumineux -- Effets de la température, Revêtements (voirie) -- Propriétés mécaniques -- Simulation par ordinateur, Déformations (mécanique), Viscoplasticité, Éléments finis, Méthode des, Chaussées -- Charges dynamiques, Camions -- Poids -- Évaluation, 625.85

Modélisation de la dégradation des réseaux d'eau en vue d'une gestion prévisionnelle, Modeling of water supply degradation from point of forecasting management view

/ Jafar Raed / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Le présent travail concerne la prévision des défaillances du réseau de distribution d'eau à l'aide des trois approches, à savoir l'approche statistique, l'approche de survie et l'approche de réseaux de Neurones Artificiels. Ces approches ont été appliquées au réseau de la ville de Wattrelos dans le nord de la France. Leur comparaison a permis d'étudier leurs performances et d'en choisir la meilleure approche applicable à la stratégie de réhabilitation. Pour mener à bien cette étude, nous avons mis en place une méthodologie basée sur cinq phases: collecte de données, analyse statistique, application du réseaux de neurones artificiels (RNA), application de l'approche de survie et la prévision. Après l'élaboration de la base de données composée de facteurs potentiels de défaillance, l'application des différentes approches a permis de désigner les méthodes du RNA et de survie comme les plus adéquates à l'étude de prévision de la défaillance en raison de leur capacité élevée à prévoir leur nombre. Ces approches ont été appliquées pour déterminer la prévision prospective de la défaillance pour la période (2005-2015). Les résultats obtenus permettent de programmer des interventions sur le réseau et de comparer différentes stratégies de réhabilitation. Enfin, à base du modèle global RNA (meilleur modèle obtenu), des cartes de risques spatiales ont été réalisées illustrant les zones les plus vulnérables. Ces cartes constituent un outil d'aide à la décision essentiel dans le choix du réseau à réhabiliter en priorité
Mot(s) clés libre(s) : Analyse factorielle, Eau, Analyse de régression, Tuyaux d'eau, Durée de vie (ingénierie), Systèmes d'aide à la décision, Réseaux neuronaux (physiologie), Systèmes d'information géographique, Temps entre défaillances, Analyse des, 628.144

Modélisation de l'érosion en zone montagneuse semi-aride

/ Albaradeyia Issa / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2007
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L'objectif du présent travail a été de déterminer les facteurs majeurs à l'origine de l'érosion des sols affectant la région des montagnes centrales située dans les territoires palestiniens. Ainsi, nous avons étudié l'effet de l'utilisation des différents terrains sur les propriétés du sol et choisi les meilleurs outils de modélisation pour prédire l'érosion des sols dans la région. L'analyse des paramètres pluviométriques a été effectuée ainsi que le calcul des paramètres pris en compte dans la modélisation de l'érosion des sols: érodibilité des sols et érosivité des précipitations. De même, l'analyse statistique a été réalisée pour vérifier l'effet des différents types d'utilisation de terrains sur les propriétés de sol, l'écoulement et l'érosion ainsi que pour définir la relation qui les relie. Deux logiciels « Hillslope » du projet de prévision d'érosion par l'eau (WEPP) et Réseau de Neurones Artificiels (RNA) ont été utilisés pour simuler l'écoulement et l'érosion des sols en s'appuyant sur divers scénarii. Concernant le RNA, une étude approfondie à base d'analyses de sensibilité utilisant la capacité de sensibilité d'analyse de RNA et d'analyse statistique, a été réalisée pour choisir les variables d'entrée les plus influentes. L'étude a montré que l'érosion dans le secteur d'étude dépend fortement de taux et de la durée des précipitations ainsi que son intensité comme souvent mentionnée dans la littérature. Les résultats obtenus par le modèle WEPP sont faibles en comparaison aux valeurs observées. Par contre, le modèle RNA donne des résultats très satisfaisants. Ainsi, le modèle global RNA, incluant l'ensemble des données issues des différents terrains utilisés, représente le meilIeur modèle en raison des résultats obtenus très proches de ceux mesurés. Le travail de thèse comporte cinq chapitres qui présentent successivement une synthèse bibliographique sur l'érosion des sols, la zone d'étude, une analyse des données de pluie, une analyse des mesures effectuées sur cinq parcelles et enfin la vérification de différents modèles sur les données collectée.
Mot(s) clés libre(s) : Régions semi-arides -- Palestine, Érodibilité -- Érosivité, Sols -- Érosion -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques, Sols -- Érosion -- Effets de l'eau, Réseaux neuronaux (physiologie), Pluviométrie -- Palestine, Sol, Utilisation du -- Palestine, 627.5

Modélisation non-linéaire en trois dimensions de l'interaction sol-micropieux-pont sous chargements sismiques

/ Alsaleh Hassan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2007
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Les travaux de recherche menés dans le cadre de cette thèse comportent une analyse approfondie de différentes interactions du système sol-micropieux-structure sous chargements sismiques. On s'intéresse en particulier à l'influence de la non-linéarité de sol et au glissement à l'interface sol-micropieu sur la réponse sismique du système. L'étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle par différences finies intégrant en un seul calcul les différentes composantes du système. Les effets des principaux paramètres sont analysés, comme la rigidité de sol et sa variation avec la profondeur, la résistance de l'interface sol- micropieux, le nombre de micropieux et leur espacement, la distribution de la charge latérale entre les micropieux du groupe, les propriétés de la superstructure, le contenu fréquentiel du chargement sismique et son amplitude. La performance de micropieux inclinés, encastrés ou articulés a été largement examinée pour des chargements harmoniques et des chargements sismiques pour bien juger l'utilité de ce type de configurations en zone sismique. Le mémoire est présenté en quatre chapitres. Le premier chapitre est dédié à la présentation de la technique des micropieux et aux travaux de recherche consacrés à l'interaction sol-pieux-structure. Le second présente une analyse de l'interaction sol-micropieux-structure sous chargements sismiques dans le domaine élastique du problème. Le troisième chapitre traite l'influence des non-linéarités de sol et de l'interface sol-micropieu sur la réponse sismique du système. Le dernier chapitre analyse la performance de micropieux verticaux et inclinés utilisés comme un système des fondations neuves sous une pile de pont.
Mot(s) clés libre(s) : Chargement sismique -- Micropieux -- Flexibilité -- Micropieux -- Inclinaison, Interaction sol-structure -- Thèses et écrits académiques, Sols -- Plasticité, Pieux -- Simulation par ordinateur, Conception parasismique, Ponts -- Fondations et piles -- Conception et construction, Sols -- Consolidation, Différences finies, Mécanique non linéaire, 624.154

Modélisation de la défaillance des réseaux d'eau : approches statistique, réseau de neurones et survie

/ Asnaashari Ahmad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2007
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La défaillance des réseaux d'eau constitue un problème majeur en Iran, qui nécessite des investissements importants et l'élaboration d'une stratégie optimale pour la réhabilition des réseaux d'eau. Ce travail constitue une contribution à cet objectif. Il vise le développement des outils pour améliorer la gestion et la maintenance des réseaux d'eau. Il comporte la détermination des principaux facteurs affectant la défaillance des réseaux d'eau, l'élaboration d'un modèle de prévision fondé sur les Réseaux de Neurones Artificiels, et le développement d'un modèle de survie. Ces approches ont été appliquées sur le réseau d'eau de la ville de Sanandaj en Iran. Le travail de thèse a comporté différents parties, notamment : la collecte de données sur le réseau de la ville de Sanandaj, l'analyse spatiale et statistique de ces données, le développement d'un modèle basé sur le Réseau de Neurones Artificiels et l'application de l'approche de survie. L'analyse des données a permis la détermination de principaux facteurs à l'origine de la défaillance des réseaux d'eau. Deux modèles de régression (multiple et Poisson) ont été employés pour la prévision du nombre de défaillances du réseau d'eau. Ces modèles ont été comparés à l'approche Réseau de Neurones Artificiels. La comparaison a montré tout l'intérêt d'utiliser l'approche Réseau de Neurones pour la prévision de la défaillance des réseaux d'eau. L'approche de survie a été utilisée pour étudier la durée de vie et étudier l'impact d'une intervention sur le réseau d'eau.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution -- Détérioration -- Prévision -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques, Tuyaux d'eau -- Défauts, Analyse de régression, Systèmes d'information géographique, Réseaux neuronaux (informatique), Durée de vie (ingénierie) -- Modèles mathématiques, Eau -- Distribution -- Entretien et réparations, 628.144

Numerical model for unsaturated sandy soils in seismic area : application to liquefaction

/ Bian Hanbing / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2007
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Ce travail comporte la formulation d'un modèle numérique pour les sols sableux partiellement saturés et son application à l'analyse de la liquéfaction de ces sols. La liquéfaction est un phénomène important qui peut se produire sous sollicitation sismique. Depuis le séisme de Niigata en 1964, des recherches importantes ont été menées sur ce phénomène. La plupart de ces recherches ont été consacrée aux sols saturés. Cependant, les observations montrent qu'une légère diminution de la saturation en eau engendre une augmentation significative de la résistance des sols à la liquéfaction. A noter que dans le domaine de la géotechnique, les sols sont souvent en condition partiellement saturée. Les couches des sols liquéfiables qui sont situées au-dessous de la nappe sont dans un état quasi-saturé. Il est donc nécessaire d'étudier la liquéfaction des sols sableux en condition partiellement saturée. A partir des observations expérimentales, des hypothèses sont proposées dans ce travail pour la construction d'un modèle numérique: égalité de la pression de l'air et celle de l'eau dans l'espace poreux; absence d'interaction entre ces deux phases; absence du flux d'air. Un modèle est formulé pour les sols partiellement saturés dans le cadre de la théorie de la poromécanique fondée par Coussy. Le modèle proposé est adapté aux problèmes des sols en condition saturée ou partiellement saturée. Les sols saturés sont considérés comme un cas particulier. Les analyses du module de compressibilité et du coefficient de Skempton confirment les fondements théoriques du modèle proposé. Enfin, le modèle est validé sur des observations expérimentales. Dans la dernière partie, un modèle élastoplastique cyclique est utilisé dans le cadre du modèle proposé pour étudier l'influence de la saturation sur la liquéfaction des sables. Les résultats montrent que la diminution de la saturation en eau conduit à une augmentation de la résistance des sables à la liquéfaction. L'étude de la réponse en champ libre montre que la saturation initiale influence d'une manière significative la liquéfaction de sols. Elle conduit à réduire le risque de liquéfaction de ces sols. Le tassement pendant la phase de chargement (avant la dissipation de la surpression) augmente avec la diminution de la saturation en eau. L'influence de la perméabilité des sols partiellement saturés est moins significative que celle en condition saturée.
Mot(s) clés libre(s) : Sols -- Liquéfaction -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques, Sols -- Dynamique -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques, Sols -- Saturation en eau -- Modèles mathématiques, Sols sablonneux -- Effets des séismes -- Thèses et écrits acdémiques, Sols -- Pororsité, 624.15136

Influence de la sécheresse sur les structures : modélisation de l’interaction sol-atmosphère-structure

/ Al Qadad Ahmad / Lille 1 / 02-12-2009
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Le travail de thèse a pour but d’étudier le phénomène de sécheresse à l’aide d’une modélisation numérique de l’échange sol-atmosphère-structure et d’analyser les conséquences de la sécheresse sur les structures. Il comporte trois parties :La première partie comporte une synthèse des travaux réalisés sur la sècheresse et plus particulièrement sur le transfert de masse et de chaleur dans les sols non saturés. Les modèles proposés pour le couplage sol-atmosphère sont présentés. On présente également la méthodologie de détermination des paramètres intervenant dans les équations de transfert et le couplage sol-atmosphère. La seconde partie concerne la modélisation du transfert de masse et de chaleur dans les sols non saturés en prenant en compte l’échange sol-atmosphère. Après une présentation du modèle numérique de transfert de masse et de chaleur, on décrit l’implémentation de ce modèle dans un code de calcul par éléments finis (ESNA-LML) et la validation de ce code. Le chapitre s’achève par une étude de l’échange sol-atmosphère au voisinage d’une structure et l’influence des caractéristiques des sols et des conditions climatiques sur cet échange et sur la succion induite dans le sol. La troisième partie traite de l’influence de la sècheresse sur l’interaction sol-structure. L’analyse est effectuée à l’aide d’une approche découplée. Dans un premier temps, la succion induite par la sècheresse est déterminée par la résolution du problème de transfert de masse et de chaleur dans le sol en prenant en compte le couplage sol-atmosphère. On utilise le code présenté dans le second chapitre. Ensuite, un programme de calcul par éléments finis est utilisé pour analyser la réponse mécanique du système sol-structure à la succion déterminée lors de la première phase.
Mot(s) clés libre(s) : Interaction sol-atmosphère, Interaction sol-structure, Sols insaturés, Constructions, Transfert de masse, Thermocinétique, Éléments finis, Méthode des, Transfert de chaleur

Comportement en zone sismique des inclusions rigides : Analyse de l’interaction sol-inclusion-matelas de répartition – structure

/ Hatem Alia / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-12-2009
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Le présent travail comporte une analyse du comportement sismique des sols renforcés par des inclusions rigides. L’étude est effectuée à l’aide d’une modélisation numérique tridimensionnelle par différences finies de l’interaction sol-matelas-inclusions-structure. Le comportement du sol est supposé de type élastoplastique avec un amortissement de type Rayleigh. Le travail est présenté en trois chapitres.Le premier chapitre comporte une synthèse des travaux réalisés sur les inclusions rigides et sur l’analyse de leur comportement en zone sismique. Il présente d’abord la technologie de renforcement par inclusions rigides ainsi que son utilisation et les méthodes de calcul sous chargement statique. Ensuite, il donne une synthèse des approches utilisées pour l’analyse de l’interaction sol-structure sous chargement sismique, et plus particulièrement pour les groupes de pieux et les inclusions rigides.Le second chapitre est consacré à l’analyse de l’interaction cinématique du système sol-matelas-inclusions-structure. L’analyse est effectuée à l’aide d’une approche globale qui consiste à calculer la réponse de l’ensemble des éléments du système à un chargement sismique. Elle est réalisée à l’aide d’une modélisation tridimensionnelle et non linéaire du système de renforcement. Le chapitre est composé de trois parties. La première expose le modèle numérique utilisé, la seconde présente une analyse d’un sol renforcé par un groupe de 2x2 inclusions rigides, la dernière est consacrée à une étude de l’influence de principaux paramètres sur la réponse sismique du groupe d’inclusions rigides.Le dernier chapitre est consacré à l’étude de l’influence de la présence de la structure sur l’interaction sol-matelas-inclusions-structure. L'accent est mis sur l’influence des paramètres majeurs tels que les caractéristiques géométriques et mécaniques du matelas, la rigidité des inclusions, les conditions de liaison inclusions-matelas et l’amplitude du chargement. Ce chapitre donne aussi une comparaison entre le comportement sismique des inclusions rigides avec celui d’un groupe de colonnes de module mixte (CMM) et d’un groupe de pieux.
Mot(s) clés libre(s) : Sols -- Consolidation, Interaction sol-structure, Pieux, Colonnes ballastées, Conception parasismique, Élastoplasticité, Différences finies, Inclusions rigides, Matelas de transfert de charge (fondations), Colonnes à modules mixtes

Analyse du système de chauffage urbain dans une perspective de transformation en un réseau intelligent : application au démonstrateur SUNRISE "Ville intelligente et durable"

/ Ayari Baligh / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-12-2014
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Le travail porte sur le volet chauffage urbain. Il a pour but de construire un système d’information sur le réseau de chauffage en intégrant l’ensemble du patrimoine lié au réseau de chauffage dans un SIG (Système d’information Géographique) et d’analyser les consommations de chauffage. Ceci constitue la première phase de transformation du réseau de chauffage en un réseau intelligent. Le travail comporte 4 parties. La première comporte une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur le développement urbain, les consommations d’énergie, la technologie de chauffage urbain et sa place dans la consommation d’énergie. La seconde partie présente la Cité Scientifique, qui sert de support pour le démonstrateur SunRise en mettant l’accent sur le réseau de chauffage (production, transport de chaleur, stations d’échange, réseau secondaire), et les lieux de consommation, à savoir les bâtiments (surfaces chauffées, performances énergétiques, regroupement dans des secteurs géographiques ou opérationnels). Les informations sur le réseau de chauffage ont été intégrées dans un Système d’Information Géographique (SIG). Dans la 3ème partie, on analyse les consommations annuelles des différents bâtiments en les confrontant avec les « DPE » des bâtiments. Cette partie permet d’avoir une idée précise des consommations de chauffage de différents bâtiments. La dernière partie comporte une analyse détaillée de la consommation de chauffage du bâtiment M1.
Mot(s) clés libre(s) : Chauffage urbain, Chauffage -- Régulation, Systèmes d'information géographique, Domotique, Ville intelligente, 629.831 2

Detection of water leakage using innovative smart water system : application to SunRise Smart City demonstrator

/ Farah Elias / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-11-2016
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Le travail de thèse porte sur l'utilisation des réseaux d’eau potable intelligents pour la détection des fuites. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer la Cité Scientifique de l’Université de Lille en une ville intelligente et durable. Le campus représente une petite ville de 25000 habitants. Ce travail fait également partie du projet européen SmartWater4Europe, qui vise à développer 4 démonstrateurs des réseaux d’eau intelligents. Le travail comporte 5 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur les technologies pour la détection des fuites. La deuxième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, qui sert de support pour cette thèse. Cette partie détaille les instrumentations installées dans le site et les tests de simulation des fuites pour analyser l’efficacité d’un système acoustique de détection des fuites. La troisième partie comporte une analyse de consommation d’eau à différentes échelles pour les sous-compteurs et les compteurs généraux. Cette analyse est menée à l’aide d’une plateforme développée pour faciliter l’agrégation et l’interprétation des données. Cette partie présente aussi les fuites majeures en 2015. La quatrième partie concerne la détection des fuites en se basant sur le bilan d’eau. Elle présente aussi la stratégie du Contrôle Actif des Fuites (CAF) appliquée sur le site afin de réduire le niveau de l’Eau Non-Vendue (ENV). La dernière partie comporte l’application des méthodes avancées pour la détection des fuites. Ces méthodes comprennent l’approche CFPD ‘Comparison of Flow Pattern Distribution’, la méthode du Débit Nocturne Minimal (DNM) et deux approches statistiques développées.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution, Eau -- Fuite, Eau -- Consommation, Compteurs d'eau, Détecteurs de fuites, Villes intelligentes, Débit nocturne minimal, Sectorisation des réseaux, Suivi en temps réel, 628.144

Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10