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Analysis of heating expenditure in social housing : application of economic provisional models

/ Zabada Shaker / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 09-12-2014
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Le travail mené dans cette thèse porte sur la consommation d’énergie, et plus particulièrement le chauffage dans le logement social. Il vise à (i) analyser l'influence des caractéristiques de bâtiments des indicateurs socio-économiques des occupants sur la consommation de chauffage et (ii) à développer des modèles numériques pour la prédiction de cette consommation. La recherche est basée sur des données fournies par le Lille Métropole Habitat, qui est en charge de la gestion d'un grand parc de logement social à Lille Métropole. La thèse comprend quatre parties. La première présente une analyse bibliographique, qui couvre le logement social en Europe, notamment en France, les facteurs qui affectent la consommation d'énergie dans le logement social et les politiques proposées pour les économies d'énergie dans ce secteur. La deuxième partie présente les données utilisées dans ce travail, qui ont été fournies par LMH. Ces données concernent un grand parc de logement social à Lille Métropole (Nord de la France). Elles comprennent les dépenses de chauffage, des caractéristiques des bâtiments et des indicateurs socio-économiques sur les occupants. La troisième partie présente une analyse de l'influence des caractéristiques des bâtiments (âge, DPE, superficie et nombre d'étages) et des paramètres socio-économiques des occupants (âge, situation matrimonial et revenues) sur la consommation de chauffage. La dernière partie présente l'élaboration des modèles de prévision des dépenses de chauffage dans le parc de LMH et l'utilisation de ces modèles pour la politique de rénovation. Deux méthodes sont utilisées: La Méthode des Moindres Carrés (OLS) et les Réseaux de Neurones Artificie.
Mot(s) clés libre(s) : Logement social, Habitations -- Isolation, Indicateurs économiques, Économétrie, Analyse de régression, Réseaux neuronaux (informatique), Social Housing, 629.831 2

Étude à l'appareil triaxial du module de déformation des sols

/ Younes Ahmad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1999
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Le présent travail comporte une étude expérimentale du module de déformation des sols dans la gamme des déformations (10-4 10-3). L'étude est réalisée à l'appareil triaxial suivant des chemins de chargement variés : drainé, non drainés, à pression moyenne constante et à déformations proportionnelles. Le rapport de thèse comporte trois chapitres : le premier chapitre présente une analyse bibliographique des travaux publies dans le domaine de petites déformations. Ces travaux ont été réalisés avec un certain nombre d'appareillage comme l'appareil triaxial, la machine de torsion et les dispositifs de mesure des fréquences de résonance des échantillons de sol. Dans un premier temps, on définit les domaines de comportement des sols, puis on met en évidence la sensibilité du comportement en petites déformations à un certain nombre de paramètres. Ce chapitre s'achève par une présentation des modèles proposes pour décrire le comportement élastique des sols Dans le deuxième chapitre, on fait une description de l'appareillage utilise ainsi que du mode opératoire suivi. Les tests de répétabilité ont montré le bon fonctionnement de l'appareillage et sa capacité à faire des mesures pour des déformations supérieures 2x10-4. Ensuite, on présente les premiers résultats du comportement global du sable d'Hostun RF obtenus sur différents chemins de chargement avec cycles de déchargement - rechargement. Ces résultats sont comparés à des essais monotones. On en déduit que les cycles de chargement rendent l'échantillon plus homogène en réduisant la localisation des déformations et le pic de contraintes associé. Le troisième chapitre est consacré à l'analyse des cycles de déchargement - rechargement réalisés sur divers chemins de sollicitations. A partir de ces cycles, on détermine le module de déformation sécant et on étudie sa variation avec un certain nombre de paramètres, notamment le niveau de déformation, la pression moyenne, la densité et l'histoire de chargement. Ce module sécant augmente avec le niveau de contraintes et/ou avec la densité relative. L'anisotropie créée par l'histoire du chargement fait augmenter également le module sécant. Une confrontation des différents chemins de chargement montre un bon accord entre les valeurs des modules sur ces chemins.
Mot(s) clés libre(s) : Sols, Mécanique des, 624.151 7

Use of thermal heating /cooling process for rock fracturing : numerical and experimental analyze

/ Yaseen Muhammad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-12-2014
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La fracturation des roches concerne plusieurs applications industrielles, telles que les tunnels, l’excavation, l’extraction de blocs de roches et l'industrie minière. Les techniques classiques pour fracturer la roche sont associées à des inconvénients ceux qui restreignent leur utilisation dans certaines circonstances. Par conséquent, la fracturation par spallation thermique a été suggérée comme une solution alternative. Cela produit des contraintes de compression dans la roche grâce à un flux de chaleur intense. Une fois que ces contraintes dépasseraient la résistance à compression de la roche, la rupture aurait lieu en éjectant des petits éclats. Cette mode de fracturation thermique nécessite une source d’énergie puissante ainsi qu’elle influence négativement les conditions du travail sur le site. Profitant d'une faible résistance à la traction du matériau de roche, le présent travail propose une méthode basée sur un chauffage rapide de la matière rocheuse par un rayonnement micro-ondes, suivi par un refroidissement rapide par de l'eau pour fracturer la roche. Au cours de ce processus, une dilatation thermique est produite à l'intérieur de la zone traitée, qui est ensuite suivie d'une contraction thermique. Cette contraction produit des contraintes de traction, ce qui pourrait conduire à la rupture de la matière de roche. Le processus d'échauffement/refroidissement sera analysés grâce à un modèle numérique ce qui décrit les événements physiques et l'influence de différents paramètres. Expérimentalement, le processus sera examiné du point de vue thermique.‎
Mot(s) clés libre(s) : Roches -- Fracturation, Roches, Chauffage par microondes, Fracturation par spallation thermique, Irradiation par faisceaux laser, 624.183 2

Élément compo(s)ite pour un couplage écoulement/contrainte dans les roches fracturées

/ Xue Luanluan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-04-2010
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Le travail de thèse porte sur l'analyse du couplage écoulement – contrainte dans les roches fracturées et son application aux barrages. Le rapport de thèse est composé de 5 chapitres. Le premier chapitre présente une synthèse des travaux réalisés sur les roches fracturées et plus particulièrement sur le couplage écoulement – contrainte. L’accent est mis sur la modélisation numérique. Le second chapitre concerne la formulation de l’Élément Composite pour les roches fracturées. Il présente cet élément pour le problème mécanique ensuite pour le problème d’écoulement. Le 3ème chapitre présente l’extension de l’élément composite aux roches fracturées en prenant en compte le couplage contrainte – écoulement. Après une présentation de la formulation mathématique, on décrit l’introduction de cet élément dans un code de calcul. Le chapitre décrit aussi le fonctionnement de cet élément pour une fracture soumise à une contrainte normale puis à un cisaillement. Le 4ème chapitre traite de l’application de l’élément composite aux masses de roches fracturées contenant des drains. La performance de l’élément composite pour ce type d’applications est montrée à travers sa confrontation à la méthode des éléments finis classique. Le dernier chapitre présente l'application de l'élément composite à l'analyse du barrage de Xiaowan ayant un système de fondation complexe. La fondation contient trois ensembles de fractures et des drains. Cet exemple montre les performances de l'élément composite pour l'analyse des projets à géométrie complexe contenant des fractures.
Mot(s) clés libre(s) : Roches -- Fracturation, Éléments finis, Méthode des, Tuyaux d'eau -- Hydrodynamique, Cisaillement (mécanique), Barrages, Méthode élément composite, Couplage contraintes/écoulement, Massif rocheux, Barrage voûte

Étude en laboratoire du gonflement des sols : mise au point d'un oedomètre flexible et étude du gonflement tridimensionnel

/ Windal Thimothée / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2001
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Le travail de thèse porte sur une étude expérimentale du comportement des matériaux gonflants. Il s'intéresse plus particulièrement au comportement tridimensionnel et à l'anisotropie du gonflement. Le travail a été réalisé à l'aide d'un oedomètre flexible qui permet l'étude du gonflement suivant des chemins de chargement variés. Le travail de thèse comporte quatre parties. La première concerne l'étude bibliographique du comportement des sols gonflants et son influence sur les ouvrages souterrains. Les différents mécanismes de gonflement, la caractérisation de ces sols par des essais de laboratoire ainsi que les principaux résultats sur l'aspect tridimensionnel du gonflement sont abordés. Cette partie s'achève par une analyse des principaux désordres rencontrés dans les tunnels et par une revue des différents modèles développés pour le dimensionnement de tunnels. La deuxième partie est consacrée à la présentation du dispositif expérimental réalisé. Après une description de l'appareillage, de son dimensionnement et de son étalonnage, on présente le mode opératoire suivi pour la réalisation des essais de gonflement. Une étude de répétabilité de différents types d'essais réalisés est présentée. La troisième partie présente les résultats d'une étude expérimentale réalisée sur une argile compactée dans le but de valider notre dispositif expérimental et d'étudier le comportement tridimensionnel des matériaux gonflants sur des chemins proches de ceux du sol en place. Les résultats mettent en évidence l'interaction des chemins de chargement dans une direction sur le gonflement dans les autres directions. Enfin, la dernière partie décrit les résultats des essais de gonflement réalisés sur deux matériaux " intacts " intervenant dans des projets de construction de tunnels. Les résultats obtenus confirment les tendances observées sur le matériau compacté et montrent l'influence de la stratification du sol sur l'anisotropie du gonflement.
Mot(s) clés libre(s) : Sols, Mécanique des, Matériaux gonflants, Argile compacte, Marnes (minéralogie), Anisotropie, Pression latérale, Étude expérimentale, Oedomètre flexible, Comportement tridimensionnel, 620.191

Étude hiérarchique de l'interaction sol-fondations-structure, Hierarchic study of the soil-structure-foundations interaction

/ Vaillant Jean-Michel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2004
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Le calcul de structures flexibles sur un sol compressible pose un problème majeur d'interaction sol-structure, du fait de la complexité de la modélisation des conditions d'appuis, des multiples interactions (sol-fondation, fondation-fondation, structure-fondation) et de la non-linéarité du sol. Ce travail utilise une approche globale afin de mieux cerner les limites d'utilisation des méthodes classiques de dimensionnement de structures flexibles sur sol meuble. II est présenté en trois chapitres. Le premier chapitre comporte une synthèse bibliographique des méthodes utilisées pour la modélisation de systèmes de type sol-fondations superficielles-structure. Le second chapitre traite du problème d'interaction sol-fondations-structure en supposant un comportement élastique-linéaire pour le sol et la structure. II présente l'analyse d'un cas de référence à l'aide d'une approche globale, puis une confrontation de celle-ci à différentes méthodes découplées. Enfin, il donne des éléments pour déterminer le domaine d'utilisation des différentes approches. Le dernier chapitre traite du problème d'interaction sol-fondations-structure en prenant en compte le comportement élasto-plastique du sol. Après l'étude d'un cas de référence, on effectue une étude paramétrique puis on propose des recommandations pour la prise en compte de la plasticité dans le calcul du système sol-fondations-structure.
Mot(s) clés libre(s) : Fondations (construction), Construction métallique, Éléments finis, Méthode des, Élastoplasticité, Sol, Mouvements du, et construction, Élasticité linéaire, Interaction sol-structure, 624.17

Impact des fissures sur la sécheresse des sols argileux

/ Tabbal Diala / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université libanaise / 23-10-2013
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L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet des fissures de dessiccation sur le comportement thermo-hydro-mécanique des sols argileux sensibles au phénomène de retrait. Ce travail inclut une étude expérimentale caractérisant l’influence des fissures sur le séchage des sols fins ainsi qu’une étude numérique comprenant une modélisation du processus dans le but de présenter l’impact des fissures sur le comportement thermo-hydrique d’un milieu argileux non saturé. L’étude expérimentale comprend des expériences de séchage réalisée en laboratoire sur des échantillons de sol intacts et fissurés où l’évolution de la teneur en eau a été suivie. Les processus liés la formation de nouvelles fissures ainsi qu’à la propagation des fissures sont aussi discutés. Une modélisation numérique du processus de fissuration des sols fins est ensuite présentée. Dans cette étude, une analyse détaillée de l’influence des fissures sur l’interaction sol-atmosphère est présentée. Un modèle numérique bidimensionnel de l’interaction sol- atmosphère tenant compte de la présence des fissures a été développé. Ce modèle prend en compte le couplage thermo-hydrique d’un milieu argileux non saturé. Dans cette étude, on a montré l’impact des fissures sur le développement de la succion, sur la variation de la teneur en eau ainsi que sur la valeur d’entrée de l’air. L’influence des fissures sur l’évolution du tassement du sol est également présentée. Cette étude propose aussi une approche simple pour la prise en compte des fissures dans l’interaction sol-atmosphère. Dans la dernière partie de ce travail, l’influence des fissures sur le comportement mécanique des sols fins est présentée et discutée.
Mot(s) clés libre(s) : Sols argileux, Séchage, Interaction sol-atmosphère, Sols -- Humidité, Interaction sol-structure, Couplage thermo-hydro-mécanique, 624.151

Étude de l'impact d'une pollution accidentelle et d'une pollution agricole sur les ressources en eau souterraine

/ Tabach Eddy El / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2005
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Le travail de thèse concerne la protection des ressources en eau souterraines contre les pollutions de types accidentel et agricole. Il comporte trois parties : La première partie présente une analyse bibliographique des mécanismes de transfert de polluants dans la zone non saturée. Elle expose les techniques de résolution numérique des équations régissant ces transferts (approche mécaniste). Des approches de type « traitement de données » sont également présentées. L'accent est mis sur les réseaux de neurones, qui sont de plus en plus utilisés dans le domaine de l'environnement. La deuxième partie traite de la migration des polluants non-miscibles (de type hydrocarbures ou solvants chlorés) dans la zone non saturée provenant d'une source de pollution accidentelle liée à un accident routier. Après une analyse bibliographique sur l'accident de référence, sur les polluants les plus transportés sur les routes et sur les logiciels disponibles, on présente la zone d'étude et les essais effectués au laboratoire pour déterminer le coefficient de perméabilité à saturation et les paramètres de Van Genuchten de la couche de couverture. On donne ensuite les résultats de l'étude paramétrique sur un exemple de référence à l'aide du code NAPL-Simulator (Guarnaccia et al., 1997). Cette étude permet de dégager les paramètres prépondérants. Ces paramètres sont ensuite considérés pour la construction d'une base de données qui sert à la calibration d'un modèle basé sur les « réseaux de neurones ». Ce modèle est utilisé dans le cas de l'étude de l'impact de l'aménagement de la RN2 entre Avesnes sur Helpes et Maubeuge sur les champs captants du synclinal de Bachant. La troisième partie traite de la migration d'une pollution diffuse d'origine agricole (nitrates) dans la zone non saturée. On présente la zone d'étude et les résultats des suivis in situ, en ce qui concerne d'une part les apports d'engrais en surface (historiques culturaux) et d'autre part les mesures de profils en nitrates effectués pour certains sondages. On présente ensuite la construction de la base de données. Les variables d'entrée retenues sont les historiques culturaux en surface (apports d'azote), l'épaisseur de la couche de couverture limoneuse en dessous de la zone racinaire, la profondeur de la nappe et le temps. Finalement, on présente le modèle de réseaux de neurones artificiels et son application à la construction de cartes de contamination en nitrates de la partie supérieure de la nappe.
Mot(s) clés libre(s) : Eaux souterraines -- Pollution -- Simulation par ordinateur, Sols -- Pollution par les hydrocarbures -- Accidents, Eaux souterraines -- Pollution -- Expériences, Pollution agricole, Pollution diffuse -- Simulation par ordinateur, Eau -- Pollution par les engrais, Aquifères -- Teneur en nitrates, Sols -- Saturation en eau, Environnement -- Études d'impact, Routes -- Aspect de l'environnement, Substances dangereuses -- Transport, Hydrocarbures chlorés -- Transport, Réseaux neuronaux (informatique), Éléments finis, Méthode des, 628.168

Analysis of the water consumption of the Scientific Campus : to step for the construction of a pilot of a Smart Water system

/ Suleman Taghreed / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-10-2013
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Ce travail fait partie d'un grand projet pour la mise en œuvre d'un réseau urbain intelligent sur le Campus de la Cité Scientifique qui est équivalent à une petite ville d'environ 25000 habitants. Le réseau intelligent comprend (i) la mise en œuvre d’une instrumentation pour le suivi en temps réel et le contrôle du réseau de distribution d'eau et (ii) le développement d'un système expert basé sur l'expérience développée par l'industrie de l'eau ainsi que sur des recherches fondamentales et appliquées pour la gestion optimale des systèmes complexes. L'un des enjeux majeurs de ce système concerne la gestion de la demande en eau. Ce travail a porté sur cette question. Il comporte une synthèse bibliographique et l'analyse de la consommation d'eau du Campus Scientifique. Le travail est organisé en trois parties. La première partie présente une analyse bibliographique des recherches sur la demande d'eau, la localisation des fuites d’eau et le développement des réseaux intelligents dans le secteur de l’eau. Des études de cas sont présentées pour illustrer l'application des innovations dans des projets réels. La deuxième partie concerne la présentation du site du Campus, qui est utilisé dans ce travail de recherche. Ce site présente plusieurs avantages pour l'analyse de la demande en eau. Les bâtiments ont des usages variés: résidence, restauration, sport, administration, recherche, enseignement et enseignement / recherche. Le site est également équipé d'un système de télérelève (AMR). Les données de consommation sont disponibles pour les principaux bâtiments à différentes échelles de temps. La dernière partie présente une analyse de la consommation d'eau des principaux secteurs du campus, qui couvrent les différents usages des bâtiments. L'analyse est menée à différentes échelles de temps: mensuelle, hebdomadaire, journalière et horaire. Il débouche sur l'établissement de profils de consommation des principaux bâtiments, qui seront ensuite intégrés dans le système intelligent de gestion de l’eau.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution, Eau -- Consommation, Eau -- Utilisation, Temps réel (informatique), Séries chronologiques, Réseaux intelligents, 628.1

Analyse du comportement des colonnes ballastrées : influence des conditions initiales

/ Six Vincent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Le travail traite de l'analyse du comportement des colonnes ballastées et de l'influence des conditions initiales. Il comporte cinq parties. Les trois premières traitent de l'estimation de la capacité portante et du tassement d'un sol renforcé par colonnes tandis que les deux demières sont consacrées à l'influence des procédés d'exécution des colonnes sur l'état de confinement. La première partie comporte une synthèse bibliographique sur le renforcement de sol par colonnes ballastées. La deuxième partie propose une comparaison des résultats issus de méthodes analytiques et d'une modélisation par éléments finis sur le concept de la cellule composite "ballast-sol". L'analyse porte sur le comportement mécanique de ce système et la sensibilité des différents paramètres intervenant dans le dimensionnement. La troisième partie présente le développement et l'amélioration d'une méthode analytique pouvant donner lieu à la réalisation d'un outil de calcul spécifique facilitant la saisie des données et permettant un accès rapide aux informations. La quatrième partie vise à définir l'influence de l'enfoncement du vibreur sur la pression de confinement appliquée par le sol environnant Après l'étude d'un modèle basé sur l'expansion d'une cavité cylindrique, une approche par vibration est utilisée pour la construction de la colonne. La cinquième partie traite de l'évaluation de l'incidence de la force de compactage du ballast sur le comportement des colonnes au travers d'une expérimentation sur site.
Mot(s) clés libre(s) : Capacité portante, Colonnes ballastées -- Thèses et écrits académiques, Sols mous -- Thèses et écrits académiques, Constructions -- Affaissement, Sols -- Consolidation, Facteur de charge, Interaction sol-structure, Élastoplasticité, Éléments finis, Méthode des, Compactage vibrant, 624.151362

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