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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

Influence de l’interaction sol-structure sur le comportement sismique des bâtiments : analyse dans les domaines linéaire et non linéaire

/ Khalil Louay / Lille 1 / 03-12-2009
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Le présent travail comporte une analyse de l’influence de l’interaction sol-fondation-structure sur le comportement sismique des structures de type bâtiment. L’étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle par différences finies intégrant dans la même analyse les différentes composantes du système, à savoir le sol, la fondation et la structure. Le travail est présenté en trois chapitres.Le premier chapitre comporte une étude de l’influence de l’interaction sol-fondation-structure sur la fréquence fondamentale des structures de type bâtiment. Le sol et la fondation sont modélisés à l’aide des éléments ressorts. L’analyse montre que l’interaction sol-structure peut réduire d’une manière très importante la première fréquence des structures de type bâtiment. Un abaque est proposé pour une prise en compte aisée de cette interaction dans l’évaluation de la première fréquence des bâtiments.Dans le second chapitre, on présente une étude tridimensionnelle de l’interaction sol-structure. Le comportement du sol est supposé élastique. L’analyse montre que la réponse de la structure dépend sensiblement de l’interaction complexe entre le sol et la structure, qui fait intervenir plusieurs paramètres, notamment le contenu fréquentiel du chargement, les fréquences propres du massif du sol et de la structure. Elle montre également que le comportement non linéaire du sol rend l’analyse plus complexe à cause de l’apparition de multiples fréquences dans le massif de sol. Le troisième chapitre est consacré à l’étude de l’influence du comportement non linaire du sol et de la structure sur l’interaction sol-fondation-structure. Cette étude montre que la plasticité du sol et des éléments de la structure peut avoir une forte influence sur la réponse sismique de la structure.
Mot(s) clés libre(s) : Interaction sol-structure, Fondations (construction), Constructions -- Dynamique, Modélisation tridimensionnelle, Élastoplasticité, Élasticité non linéaire, Fréquences des oscillations, Différences finies, Chargement sismique, Fréquence fondamentale

Contribution à l'étude du comportement des géomatériaux pulvérulents sous des solliciatations rotationnelles : Réalisation d'un appareillage de torsion

/ Chehade Rabih / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1989
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Développement d'un appareil permettant d'effectuer des chemins de contrainte a axes principaux fixes ou rotatifs (conditions drainées ou non drainées): analyse de l'effet de la rotation sur la stabilité des sols (rupture, liquéfaction)
Mot(s) clés libre(s) : Sols, Sols, Mécanique des, Contraintes (mécanique), Déformations (mécanique), Torsion (mécanique), Mouvement rotatoire, 631.433

Étude expérimentale et modélisation du comportement des poudres de l'industrie chimique, Experimental study and modeling of the mechanical behaviour of chemical bulk solids

/ Lancelot Laurent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1990
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Devant l'accroissement des capacités de production de l'industrie chimique, on assiste à une demande de plus en plus forte, de la part des industriels, pour des installations de stockage fiables pour les matériaux en poudre. L'amélioration des techniques de dimensionnement des silos suppose une meilleure connaissance du comportement des matériaux. Le présent travail constitue une contribution dans ce sens. Il comprend deux parties. La première partie, un appareillage triaxial spécial a été mis au point dans le but d'étudier le comportement des poudres sous faibles contraintes en vue de leur ensilage. L'appareillage conçu permet d'observer des caractéristiques mécaniques généralement hors de portée des appareillages classiques utilisés en mécanique des poudres (mesure des déformations, chemins de sollicitation variés). Une étude des sources d'erreurs et d'incertitudes permet de cerner le domaine d'utilisation de cet appareillage. Puis on présente les résultats obtenus sur deux poudres d'intérêt industriel. Ces résultats mettent en évidence certains points communs avec les sols. Dans la deuxième partie, un modèle de comportement est mis au point et validé. Ce modèle inclut les principaux concepts d'usage courant en mécanique des sols (état critique, état caractéristique, écrouissage isotrope...). Plusieurs versions sont proposées, de complexité croissante, suivant les applications souhaitées. Ces versions sont ensuite validées sur les essais homogènes effectués. Enfin, une étude de la sensibilité du modèle à ses paramètres a été effectuée. Ce modèle, intégré dans un code de calcul par éléments finis, devra permettre une étude plus sophistiquée, et, à terme, une amélioration des méthodes de dimensionnement des silos
Mot(s) clés libre(s) : Poudres, 620.43

Interaction sols-structures : modélisation et résolution numérique, Soils-structures interaction

/ Bencheikh Boubaker / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1991
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Le dimensionnement des ouvrages en Génie Civil nécessite souvent la prise en compte des conditions de contact et d'interface sols-structures. Les recherches en cours visent à améliorer les méthodes de calcul des ouvrages par une meilleure connaissance du comportement des matériaux et des interfaces. Le présent travail constitue une contribution dans ce sens. Il comporte deux parties. Dans la première partie, un module de calcul PECJOIN a été mis au point et intégré dans le code PECPLAS . Le module développé permet la prise en compte des conditions de contact et d'interface entre solides. Plusieurs modèles d'interface (Goodman, Ghaboussi, Katona, Ressorts, Mohr-Coulomb non associé et les nouveaux modèles) ont été implantés. Les tests effectués avec le code montrent, d'une part, l'importance qu'il faut accorder au comportement de l'interface et, d'autre part, l'importance du choix du modèle en fonction du type d'interface (lisse ou rugueuse). Ces résultats mettent en évidence la nécessité de développer des modèles capables de reproduire des phénomènes importantes (dilatance par exemple) dans le comportement des interfaces. Dans la deuxième partie, un modèle de comportement est mis au point et validé. Ce modèle comporte les principaux concepts utilisés dans la modélisation des sols (écrouissage isotrope, état caractéristique, état critique, radoucissement). L'introduction du concept de l'écrouissage cinématique à mémoire discrète, a permis de généraliser le modèle aux chargements cycliques. Les versions monotone et cyclique du modèle sont validées sur des essais de cisaillement sols-structures. Ensuite, une étude de la sensibilité du modèle par rapport à ses paramètres a été effectuée. Enfin, le modèle a été intégré dans le code PECPLAS. Un test du modèle sur le problème de la boîte de cisaillement a permis de vérifier son bon fonctionnement. Par ailleurs, le modèle a été validé sur des essais de pieu réalisés en cuve
Mot(s) clés libre(s) : Constructions, Éléments finis, Méthode des, Sols, Mécanique des, 624.171

Mise au point et exploitation d'une méthode de mesure de la contrainte absolue dans les structures à béton, Elaboration of a method for the mesurement of stresses in concrete structures

/ Ghomrani Abdelhamid / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1991
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Afin de mieux appréhender la distribution des contraintes dans le béton, une méthode dite de Libération des Contraintes a été mise au point. Cette méthode consiste en une suspension locale des contraintes, par enlèvement mécanique de matériau, suivi d'une compensation contrôlée à l'aide d'un vérin plat épousant la forme de l'entaille. Le champ des déplacements en surface étant surveillé par des bases de mesures extensométriques, l'entaille est ensuite pratiquée dans un plan normal à l'une des directions principales de l'élément à tester. Le vérin est alors introduit afin de permettre le rétablissement du champ initial de déplacements au bord des lèvres de l'entaille; la mesure de la pression de Compensation des déplacements nous indiquera alors une valeur approchée de contrainte de compression initiale
Mot(s) clés libre(s) : Ponts en béton, Contraintes (mécanique), Extensomètres, 624.176

Modélisation des problèmes tridimensionnels d'interaction géomatériau-structure, Three dimensional analysis of soils-structures interaction problems

/ Hajj-Chehade Fadi El / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1991
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La thèse présente le développement d'une technique semi-analytique, basée sur une décomposition en séries de Fourier, dans le cadre de la méthode des éléments finis. Cette technique permet, pour certains types de problèmes (structures axisymétriques soumises à des chargements non axisymétriques, problèmes à état des contraintes initiales anisotrope...) d'éviter, un véritable calcul tridimensionnel en le ramenant à une série de problèmes bidimensionnels. La place mémoire et le temps de calcul sont ainsi réduits dans des proportions intéressantes. Des études successives et sur plusieurs catégories de problèmes (fondations superficielles soumises à des chargements excentrés, pieux de plates-formes pétrolières chargés latéralement, puits de forage avec un état des contraintes initiales anisotrope...) ont permis de définir le domaine de validité de cette technique pour un comportement élastoplastique des géomatériaux. La possibilité de modéliser le contact géomatériau-structure a été également mise au point
Mot(s) clés libre(s) : Fourier, Séries de, Bessel, Fonctions de, Géométrie, Modélisation tridimensionnelle, 515.33

Contribution a l'homogeneisation en phase non lineaire : application au renforcement des sols, Contribution on the homogeneization on non linear phase

/ Pruchnicki Erick / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1991
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Devant l'accroissement important de l'emploi des matériaux composites dans l'industrie, de nombreux développements théoriques et numériques ont été effectués afin de leur associer un matériau homogène équivalent. Le présent travail constitue une contribution dans ce sens. Il comprend deux parties. La première est consacrée au comportement des composites en phase élastique linéaire. Après une étude théorique, nous avons introduit les techniques d'homogénéisation dans le programme de calcul aux éléments finis, Pecelas. Cet outil a été utilisé pour réaliser des études sur la terre armée et le groupe de pieux. La deuxième partie porte sur l'étude du comportement des composites en phase élastoplastique. La théorie de l'homogénéisation est rappelée. Ensuite, son introduction dans le programme de calcul élastoplastique Pecplas est décrite. La terre armée et les colonnes ballastées ont été modélisées par un multicouche, ce qui a permis d'étudier leur domaine d'élasticité et de rupture. Quant a l'étude de la loi d'évolution, nous avons pu l'obtenir grâce a des simulations numériques par éléments finis. Cette étude a permis d'élaborer un modèle de comportement a deux variables internes pour la loi d'évolution homogénéisée. Nous avons pu en déduire la manière dont s'effectue l'ecrouissage du domaine d'élasticité homogéneisé
Mot(s) clés libre(s) : Composites, Élastoplasticité, Homogénéisation (équations différentielles), 620.118

Etude de la propagation d'ondes sismiques de hautes fréquences : application à la reconnaissance des cavités du proche sous-sol

/ Eiselt Frédéric / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1993
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Les difficultés de détection des cavités de subsurface par les méthodes de la sismique haute résolution, sont liées à la faible profondeur d'investigation et à la nécessité d'utiliser des sources sismiques à hautes fréquences. Le succès de ces méthodes repose sur les performances, à la fois, du dispositif de mesures employé et des moyens d'analyse et de traitement des données. L'étude de cette technique de détection par la méthode des éléments finis, requiert le développement et la validation d'un outil numérique capable de rendre compte de la propagation d'ondes de hautes fréquences dans le proche sous-sol, avec une bonne restitution des effets liés à la présence d'un objet diffractant. Le présent travail, qui consiste à mettre au point cet outil numérique, est constitué de deux parties. Dans la première partie, nous présentons une analyse du schéma numérique retenu ainsi que sa validation sur des essais de propagation réalisés en laboratoire. Dans la deuxième partie, nous nous sommes rapprochés des conditions de terrain en simulant des essais réalisés in situ puis nous avons testé les performances de cet outil numérique quant à son utilisation pour l'étude des problèmes de détection des cavités.
Mot(s) clés libre(s) : Ondes sismiques, 550

Détermination des paramètres des modèles élasto-plastiques à partir de l'essai pressiométrique

/ Kasdi Abdellah / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 1994
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-du niveau de deformation atteint lors du chargement, l'hypothese des grandes deformations a ete prise en compte. La deuxieme partie consiste en l'application de l'algorithme d'optimisation de newton a la determination des parametres du modele de mohr-coulomb non associe. Cette procedure necessite l'utilisation des techniques de la methode inverse et un programme de resolution direct du probleme d'expansion pressiometrique. Cette etude a montre la difficulte de determiner plusieurs parametres et particulierement ceux qui sont couples. Dans ce cas, il se pose le probleme d'existence de plusieurs solutions. Pour resoudre ce probleme, une methodologie a ete mise au point. Celle ci est basee sur l'integration, dans le processus d'optimisation, d'une correlation reliant les parametres de resistance et de dilatance. La methodologie a ete validee sur le sable d'hostun et sur le sable de wash. La meme demarche a ete appliquee pour determiner les parametres du modele de cam-clay a partir de l'e ssais pressiometrique dans des sols argileux. Compte tenu des difficultes rencontrees dans la determination des parametres constitutifs des sols a partir des essais de laboratoire (remaniement, faible representativite du sol, conditions initiales, etc.), il parait interessant voire indispensable de proceder a cette determination a partir des essais in-situ. C'est dans ce cadre que se situe le present travail qui constitue une contribution a la determination des parametres de modeles de comportement des sols a partir de l'essai pressiometrique. Il est presente en deux parties. Dans la premiere partie, un programme de resolution numerique du probleme aux limites regissant l'essai pressiometrique a ete mis au point. Une analyse numerique de cet essai est presentee pour montrer l'influence des parametres relatifs a la modelisation par la methode des elements finis sur les performances de la simulation. Cette etude est conclue par des recommandations qui permettent d'avoir une bonne simulation de l'essai pressiometrique. Compte tenu
Mot(s) clés libre(s) : Pressiomètres, 531.1

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