Faculté du Génie de la Construction

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Analyse des contraintes dans les pièces mécaniques à l'aide de la photoélasticimétrie de la méthode des éléments finis
(Université Mouloud Mammeri, 2012-01-24) Touat, Tarik
Dans les transmissions de couple ou de puissance plusieurs pièces mécaniques peuvent entrer en contact. Des contraintes sont alors développées dans les éléments en contact. Différentes structures analysées ont montré que leurs ruptures sont dues à ces contraintes. Il est donc très important pour les concepteurs de machines de connaitre les contraintes et les déformations au voisinage et dans les zones de contact pour un bon dimensionnement des différents éléments. On se propose dans cette étude de déterminer les champs de contraintes développées dans les éléments mécaniques en contacts. L’étude a portée sur le contact cylindre/plan et le contact poinçon/plan. On a étudié les champs de contraintes dans deux cas : Le premier cas on a appliqué l’effort normal seul et le deuxième cas effort normal conjugué avec un effort tangentiel. Une étude tridimensionnelle d’un contact de deux cylindres à axes orthogonaux est réalisée à l’aide de la méthode des éléments finis pour déterminer les champs de contraintes développés dans le cylindre au voisinage de la zone de contact. Les contraintes ont été déterminées dans différents plans permettent une analyse complète du modèle. La photoélasticimétrie est une méthode basée sur la biréfringence accidentelle qui est une propriété optique de double réfraction que présentent certaines matières transparentes. Les directions et les valeurs de la différence des contraintes principales dans le modèle chargé sont déterminées en exploitant les franges isoclines et isochromes obtenues au niveau de l’analyseur du polariscope. Pour la partie simulation, on doit souligner la difficulté de gérer le contact entre les deux solides, surface de contact et répartition de l’effort appliqué. Des programmes écrits sous le logiciel CASTEM ont permit la simulation des franges photoélastiques. Des déplacements sont imposés aux noeuds successibles de renter en contact, après application de la charge, en fonction de leurs positions. Les franges simulées sont alors comparées aux franges expérimentales. Pour les différents résultats obtenus, deux types de comparaison ont étés faites : La comparaison des isochromes et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement et la comparaison des valeurs expérimentales et numériques de la différence des contraintes principales le long d’un segment vertical. Dans les deux cas on a vérifié que les résultats sont comparables.
Analyse des contraintes mécaniques et de la fissuration des éléments en béton armé sous l’effet thermomécanique
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Kaouane, Malika
Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’étude de la durabilité des ouvrages en béton armé en cas d’incendie. Les études expérimentales montrent l’influence important de la température sur le comportement des bétons. L'objectif principal de notre travail et de développer un modèle de calcul par élément fini tridimensionnel pour la simulation numérique avec le logiciel commercial ANSYS, du comportement des éléments en béton armé sous l’action des charges thermiques et mécaniques en tenant compte des variations temporels des caractéristiques physiques et mécanique du matériau. Le critère de plastification de William et Warnke sous l'état de contraintes multiaxiales sera adopté pour évaluer l'initiation de la rupture et pour identifier les modes de défaillance correspondants (fissuration, écrasement) au centre d'un élément du béton où dans ses points d'intégration. Dans le but de validation du modèle numérique élaboré, les résultats de simulation seront comparés aux résultats obtenus dans la littérature.
Analyse du comportement sismique de structures en portiques en béton armé dimensionnées suivant les règles parasismiques algériennes et analysées en statique non linéaire suivant les schémas de distribution des forces sismiques recommandées par l’Eurocode 8
(Université Mouloud Mammeri, 2014) Mazari, Ali
’analyse statique non linéaire, ou la méthode d'analyse Pushover, a été développée au cours des vingt cinq dernières années et qui est devenue la procédure d'analyse privilégié pour la conception et l'évaluation des performances sismiques puisque cette procédure est relativement simple en prenant en considération le comportement poste-élastique. Toutefois, la procédure implique certaines approximations et simplifications ainsi que certaines variations dans la prévision de la demande sismique de l'analyse Pushover. Or, dans la littérature, l’analyse Pushover a été démontrée pour identifier les caractéristiques essentielles du comportement des structures sous l'action sismique. L'exactitude et la fiabilité de l’analyse Pushover a prédit les demandes sismiques globales et locales de l’ensemble des structures qui ont fait l’objet de discussion des procédures améliorées par Pushover proposées pour surmonter certaines de leurs limitations. Toutefois, Ces procédures d’amélioration exigent en grande partie un traitement informatique et conceptuel complexe. La méthode d'analyse Pushover est largement utilisée pour la conception et l'évaluation des performances sismiques ; ses limites, ses faiblesses et la précision de ses prévisions en application courante, qui doit être identifiées par l'étude des facteurs qui influent sur les prévisions de Pushover. En d'autres termes, l'applicabilité de la méthode d'analyse Pushover dans la prévision des demandes séismiques devrait être étudié pour les structures à petites, moyennes et grandes hauteurs en identifiant certaines questions telles que le comportement des éléments de modélisation non linéaire. Le schéma de calcul de la procédure, les variations des prévisions de divers modèles des charges latéraux utilisés dans la méthode d'analyse Pushover, l'efficacité des modèles de charge latérale dans la représentation des effets des modes supérieurs et l'évaluation précisent le déplacement cible à laquelle la prévision de la demande sismique est effectuée selon la même procédure.
Analyse et évaluation du potentiel de risque du glissement de terrain d’Azazga
(Université Mouloud Mammeri, 2014) Ameur, Naima
Cette étude porte sur l’évaluation et la cartographie du risque lié au glissement de terrain lequel affecte le site urbain d’Azazga (Algérie). Ce dernier s’est manifesté significativement en trois reprises durant les quarante dernières années. C’est ainsi qu’en hivers 1973, 1985 et en 2012 la ville a assisté impuissante à des glissements de terrain relativement importants qui ont touché principalement les parties Nord et Nord-Est de cette agglomération. Les déplacements et mouvements de terrains constatés s’étendaient sur plusieurs hectares et ont causé des dommages sur des habitations et infrastructures publiques. A cet effet, la lutte contre les risques naturels s’organise autour de plusieurs axes. La prévention est sans nul doute l’outil le plus efficace pour limiter l’aggravation des conséquences des glissements sur la ville. Pour cela notre intérêt s’est porté sur le développement d’une approche méthodologique qui fait appel à l’application d’un système d’information géographique (SIG), en utilisant l’analyse multicritère qui tient compte de divers paramètres (La géomorphologie de site, l’inclinaison de la pente, la géologie ou lithologie de sols et le régime hydraulique), qui nous a permis dans un premier temps de produire un zoning a l’intérieur du périmètre urbain de la ville , classe les différentes zones du site par rapport aux phénomènes naturels (aléa) et en second lieu l’estimation des enjeux majeurs de la ville (vulnérabilité). Enfin, la superposition entre ces derniers (Aléa et vulnérabilité) a donné lieu à l’élaboration d’une carte thématique regroupant les différentes classes de risque de glissement (fort, moyen et faible) dans le secteur d’étude. Pour l’ensemble de site urbanisé, environ 31.33 % de la surface totale est exposée à un risque fort, 48.79 % à un risque moyen et le reste (19.88 %) est classé parmi les endroits faiblement exposés. Enfin, cette carte thématique de risque sur le glissement de terrain du site urbain d’Azazga peut servir comme un outil d’aide à la décision pour la gestion des perspectives de développement futur de la ville
Analyse non linéaire des éléments en béton armé en tenant compte de l'effort tranchant
(Université Mouloud Mammeri, 2014) Bouazzouni, Omar
Dans ce travail, on s’intéresse à l’étude du comportement non linéaire des structures en béton armé en tenant compte des déformations, de la fissuration et des modes de rupture dûs à l’effort tranchant. On donne d’abord un aperçu sur le comportement vis-à-vis de l’effort tranchant des structures en béton armé et une présentation de quelques modèles des poutres en béton armé soumises à l’effort de cisaillement. On présente ensuite la formulation de la poutre de Timoshenko et qui est discrétisée par élément fini à trois noeuds ayant trois degrés de liberté chacun (neuf degrés de liberté par élément fini). La modélisation du comportement, dans le domaine non linéaire, est effectuée en utilisant l’élément poutre de Timoshenko à 3 noeuds, associé au modèle du champ de compression modifiée (MCFT) développé par Vecchio et Collins. Ensuite, on fait une présentation des méthodes de résolution non linéaires, des méthodes d’intégration numérique et des lois de comportements des matériaux (béton et acier) utilisées. Sur la base de l’approche adoptée, un programme de calcul est élaboré. Il permet de simuler le comportement des poutres en béton armé dans le domaine non linéaire jusqu’à rupture en flexion et cisaillement. Plusieurs exemples d’application ont été traités en utilisant deux types d’éléments finis poutre ( à 2 et à 3 noeuds ). L’utilisation de l’élément à 3 noeuds permet d’obtenir un résultat plus précis en utilisant un maillage moins dense. Par ailleurs, les comparaisons des résultats des calculs avec les résultats expérimentaux et également avec les résultats d’autres auteurs, sont très satisfaisantes.
Analyse non linéaire des structures planes en béton armé tenant compte du remplissage en maçonnerie
(Université Mouloud Mammeri, 2013-06-09) Ghanem, Aldjia
Il s’agit de développer une méthode d'analyse non linéaire des ossatures planes, applicable aux structures en béton armé avec un remplissage en maçonnerie. La non linéarité est considérée sous ses deux aspects : • géométrique : effet du second ordre dus aux déplacements, • mécanique : comportement non linéaire des matériaux. Dans cette méthode, la structure est discrétisée en éléments finis unidimentionnels, reliant deux noeuds. Quant au remplissage en maçonnerie, il est discrétisé en éléments barres unidimentionnels en diagonale (bielle de compression ou de traction). Le chargement étant appliqué " pas à pas ", jusqu’à la ruine de la structure. Un outil de calcul, basé sur la méthode des éléments finis, est mis au point. Il permet de modéliser le comportement non linéaire, de portiques en béton armé avec remplissage en maçonnerie. Cette méthode est appliquée à des exemples pris dans la littérature et les résultats du calcul numérique ainsi développés, sont confrontés à des résultats d'essais des structures en béton armé. L’interprétation de la confrontation des essais et calculs numériques ainsi obtenus permet la validation de la méthode développée dans le cadre de la présente étude.
Analyse numérique d’une structure auto stable et d’une structure mixte (portiques + voiles)
(Université Mouloud Mammeri, 2013-10-09) Kacimi, Nacéra
Durant ces dernières décennies, plusieurs séismes de différentes intensités ont frappé plusieurs pays et occasionné des pertes considérables en vies humaines et d’importants dégâts matériels. Ces dégâts ont été causés par la construction (calcul et conception), pour remédier beaucoup de recherches ont été faites pour réduire le risque sismique, c.-à-d. comprendre l’effet sismique sur la structure, et son comportement. Pour améliorer le comportement sismique de la structure, la solution la plus répondue est d’augmenter la rigidité de la structure avec l’ajout de voiles en béton armé. Le travail présenté dans cette étude, traite la question de l’influence de l’ajout et l’augmentation de la dimension des voiles en plan dans la structure en béton armé, ceci en comparant trois types de structures (structure poteau-poutre, structure mixte avec des voile de 2 m dans les deux sens et structure mixte avec des voiles de 5 m dans le sens longitudinal et de 4 m dans le sens transversal), on compare les efforts internes dans les éléments structuraux (les poutres et les poteaux), les déplacements, les contraintes dans les voiles et le comportement dynamique de la structure. La modélisation des structures est faite avec le logiciel SAP2000.
Analyse numérique et analyse expérimentale des champs de contraintes dans les engrenages
(Université Mouloud Mammeri, 2013-10-10) Beldi, Mustapha
Ce mémoire présente un travail de comparaison entrepris pour valider la simulation numérique à l’aide d’une technique expérimentale en analysant les champs de contraintes développées dans un contact d’engrènement. La méthode expérimentale est la photoélasticimétrie, cette méthode est basée sur la biréfringence accidentelle qui est une propriété optique de double réfraction que présentent certaines matières transparentes. Les directions des contraintes principales et la variation de la contrainte de cisaillement maximale dans le modèle chargé sont déterminées en exploitant les franges isoclines et isochromes obtenues au niveau de l’analyseur du polariscope. La méthode numérique a été faite à l’aide d’un programme écrit sous le logiciel ̏CASTEM˝ qui permet la simulation des franges photoélastiques. Deux types de comparaison ont été faites: La comparaison des isochromes et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement et la comparaison des valeurs expérimentales et numériques de la variation de la contrainte de cisaillement maximale le long d’un segment déterminé à partir du point du contact. Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et la simulation, sauf dans certaines zones, particulièrement au voisinage de la zone de contact où il est difficile de relever les ordres de franges dans l’étude expérimentale.
Analyse par éléments finis de la réponse dynamique des plaques minces en considérant le mouvement imposé aux appuis
(Université Mouloud Mammeri, 2015-03-19) Chikhi, Nassima
L’analyse dynamique d’une structure dont la géométrie est complexe, est une tâche ardue, nécessitant beaucoup d’expérience de la part de l’ingénieur lui permettant d’identifier les paramètres et les propriétés qui auront une influence marquante sur le comportement dynamique de la structure. Il y a en général trois étapes lors d’une analyse dynamique d’une construction civile ou mécanique [1]. Partant des plans d’une structure, on procède à (1) la création d’un modèle analytique consistant en l’identification des paramètres qui influencent le comportement dynamique de la structure, et à la simplification du système dynamique (système tridimensionnel ou bidimensionnel, contraintes planes, déformations planes, plaques, treillis, cadres, masses concentrées ou cohérentes, etc.), (2) la création d’un modèle mathématique continu ou discret et (3) le calcul des réponses temporelles proprement dites (Pulsations, déformations, contraintes, déplacements,…). En ce qui concerne le premier point, la modélisation réaliste du comportement des structures est la première et la plus difficile étape dans une analyse dynamique. C’est le modèle physique qui permet la description en langage d’ingénieur du système étudié et du problème posé à son sujet. Celui-ci nécessite au préalable la compréhension du problème physique et la connaissance intuitive de la solution recherchée. Parmi les paramètres les plus importants à définir, on retrouve la répartition de la masse, les caractéristiques d’amortissement, la rigidité du système de résistance aux forces d’inertie, les conditions d’appui, l’influence des éléments secondaires et les divers phénomènes d’interaction. Il s’agit lors de cette étape de créer un modèle analytique ou physique de la structure qui est en fait une représentation simplifiée de la structure se prêtant mieux à l’analyse. En ce qui est du deuxième point, une fois le choix du modèle analytique effectué, on fait appel aux lois de la physique afin d’obtenir des équations aux dérivées partielles dans le cas des modèles continus, et des équations différentielles ordinaires dans le cas des modèles discrets qui constituent le modèle mathématique du système. On ne peut trouver les solutions que de quelques modèles continus et pour des charges dynamiques relativement simples. Pour des problèmes complexes, le modèle mathématique consiste à discrétiser le problème par la méthode des éléments finis. Lors de cette étape, on aura à choisir entre une représentation consistante de la structure simulant un nombre infini de degrés de liberté, ou une représentation par masses concentrées où la masse du système est concentrée en un nombre réduit de degrés de liberté nécessaire pour représenter les effets de toutes les forces d’inertie importantes. La création d’un modèle avec masses concentrées est un art qui ne devrait être pratiqué que par un ingénieur possédant beaucoup d’expérience en dynamique des structures.
Analyse par éléments finis de la réponse dynamique des plaques minces en utilisant les méthodes de superposition modales et d’intégration implicite de Wilson-θ
(Université Mouloud Mammeri, 2013-09-05) Lattari, Kamel
Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l’élaboration d’un code de calcul capable d’analyser, par éléments finis, la réponse dynamique des plaques minces élastiques linéaires en utilisant respectivement la méthode de superposition modale et la méthode d’intégration directe de Wilson-θ. Le chargement extérieur appliqué peut être de type harmonique de la forme cosinusoidale (charge concentrée ou répartie), de type échelon (soudainement ou lentement appliqué). Le temps est divisé généralement en intervalles élémentaires successifs pris égal à une fraction de la période d’application du chargement. Les équations générales d’équilibre sont dérivées en se basant sur le principe des travaux virtuels et sont discrétisées en utilisant un élément fini du type Kirchhoff à 4 degrés de liberté par noeud. Les matrices de masse et de rigidité ainsi que le vecteur de sollicitations nodales sont évalués par intégration numérique de Gauss. La matrice d’amortissement est évaluée comme étant une combinaison linéaire de la matrice masse et de la matrice de rigidité en fonction des coefficients de Rayleigh afin de respecter les propriétés d’orthogonalité des modes propres. L’utilisation d’un amortissement proportionnel du type Rayleigh (α,β), nécessite le choix de deux fréquences de contrôle où sont considérés dans le programme STRUDL5.FOR, la première et la troisième fréquence propre de la plaque. C’est dans le but d’assurer un même taux d’amortissement pour les premiers modes. Le programme principal s’intitule STRUDL5.FOR et enchaîne essentiellement l’exécution d’un ensemble de sous programmes dont chacun d’eux comprend une subroutine qui calcule une fonction bien particulière. Il est écrit en langage d’ordinateur Fortran 90 et exécuté sous le compilateur ‘Compaq Visual Fortran, version 6.5’. Le fichier de données (STRUDL5.INP ) se compose de blocs fonctionnels qui sont sous le contrôle de l’utilisateur en appelant les cartes d’en-tête correspondantes à chaque bloc. La largeur de bande est calculée automatiquement en spécifiant le nombre de noeuds restreint et la matrice des degrés de liberté NF. Ajoutons que les valeurs et les modes propres sont calculés directement en appelant la subroutine JACOBI où les matrices de masse et de rigidité doivent être stockées en ligne de ciel.
Application du concept des réseaux acoustiques à bandes interdites dans la protection sismique des ouvrages de génie civil
(Université Mouloud Mammeri, 2013-12-31) Doufene, Mohamed Anis
L’axe de recherche sur la propagation des ondes dans les milieux périodiques a connu une période faste vers la fin du XIXe siècle et le début du XXe. Plusieurs théorèmes ont été avancés. Les ondes optiques avec Rayleigh, la cristallographie avec Bragg, la diffraction des ondes optiques par les ondes élastiques avec Brillouin notamment, ou encore les travaux de Bloch sur les fonctions d'ondes. Les cristaux phononiques sont définis comme étant des matériaux composites macroscopiques présentant une périodicité spatiale dans une ou plusieurs directions de l’espace (1D, 2D et 3D). En tant que tels, ils sont capables de bloquer la propagation acoustique dans certaines directions et gammes de fréquences, par le biais de la réflexion de Bragg lorsque la longueur d’onde est de l’ordre de la périodicité. A partir de l’an 2000, un nouveau rebondissement touche la classe des cristaux phononiques avec l’apparition d’une nouvelle catégorie de milieux dotés de comportements physiques inhabituels. En effet, la composition et la configuration de ces structures phononiques leur confère la capacité de bloquer la propagation des ondes ayant des longueurs d’ondes largement supérieures à la périodicité de la structure. L’origine de cette manifestation réside dans le fait que la structure est dotée de résonateurs qui peuvent vibrer localement à de très basses fréquences. Le mécanisme moteur de ces comportements est ainsi appelé résonance locale, d’où le nom de cristaux phononiques à résonance locale. Le potentiel de ce mécanisme a attiré les chercheurs à transposer ces fondements théoriques à la conception de structures périodiques permettant de bloquer ou d’atténuer les ondes sismiques dans les ouvrages de génie civil. Dans le cadre de ce mémoire nous nous sommes intéresser à concevoir des réseaux périodiques à l’échelle des ouvrages de génie civil permettant d’inhiber la propagation des ondes dans le domaine des très basses fréquences (0.1-30Hz). Les fondements théoriques utilisés pour l’étude des cristaux phononiques ainsi que les différentes applications dans l’isolation sismique des ouvrages de génie civil sont d'abord présentés. Ensuite, deux structures périodiques à l'échelle des ouvrages de génie civil ont été conçues. La première est constituée d’une matrice en béton dans laquelle sont disposés périodiquement dans les deux directions du plan [X, Y] deux noyaux lourds enrobés d’élastomère. La seconde structure est constituée d’un arrangement périodique unidimensionnel de couches successives de béton et d’élastomère. L'efficience de ces structures à bloquer la propagation des ondes sismiques a été évaluée en termes des positions et largeurs des bandes interdites.
Application du concept des réseaux acoustiques à bondes interdites pour l'isolation sismique d'un site
(Université Mouloud Mammeri, 2013-12-31) Bougressi, Ali
La propagation d’ondes dans des milieux hétérogènes, désordonnés ou périodiques, est un sujet très général qui se trouve au confluent de nombreuses disciplines de la physique. En particulier, les cristaux phononiques (réseaux périodiques), arrangement périodique de plusieurs matériaux. Ces derniers présentent en effet sous certaines conditions des bandes de fréquences interdites, bandes de fréquence dans lesquelles la propagation des ondes élastiques est interdite, dans certaines directions et gammes de fréquences, par le biais des réflexions de Bragg ou par le phénomène de résonance locale des éléments mis en réseau. Dès lors, plusieurs applications potentielles d’un tel matériau artificiel sont possibles, telles que l’isolation phonique, les structures anti-vibratoires, le filtrage et le traitement de signal acoustique. Le travail présenté a pour objectif l’application du concept de ces réseaux périodiques à bande interdite à l’aide de structures uni et bidimensionnelles de différentes compositions afin d’obtenir des bandes interdites dans la gamme des basses fréquences [0.1 à 20 Hz] (Chopra, 2005), en vue de l’intégration de ces concepts dans le génie parasismique à travers l’isolation sismique d’un site. Un bref rappel des fondamentaux sur les cristaux phononiques pour l’étude des structures de bandes est fait, avant de présenter leurs applications aux nano et microstructure et en particulier en génie sismique. Une étude numérique de deux réseaux périodiques (1D et 2D) constitués d’un arrangement ordonné de trois matériaux, une matrice en argile qui abrite des inclusions en acier enrobées de caoutchouc a été menée afin de mettre en évidence le potentiel de bloquer la propagation des ondes sismiques de surface dans la gamme des basses fréquences. Enfin une étude paramétrique a été effectuée sur la cellule élémentaire du réseau 2D en vue de déterminer les différents paramètres ayant une influence significative sur la bande de fréquence interdite, tel que les propriétés physique des matériaux utilisés et la configuration géométrique de la cellule.
Apport du confinement du béton sur le comportement des éléments de structure au flambement
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Moussaoui, Boualem
Le rapprochement des cadres permet de contenir plus efficacement les barres longitudinales et éviter leurs flambements. l’éclatement des armatures transversales sur la zone critique des poteaux, entraîne le flambement des barres longitudinales et la dislocation du béton qui n’était plus confiné . Un confinement adéquat (horizontal comme vertical ) du béton de l’élément de structure , en l’occurrence les poteaux , doit être mis en place afin de limiter l’effort de traction diagonal maximal du béton . Dans ce travail, on propose une nouvelle technique de façonnage des barres longitudinales de résistance pour reprendre les efforts dûs au flambement et contrecarrer l’instabilité de l’élément comprimé, à travers l’effet du confinement du béton induit par le rétrécissement des barres lors des déformations. Aussi, cette technique permet d’augmenter la résistance à la compression de l’élément. Les résultats de l’analyse expérimentale mettent en évidence cet aspect et laisse entrevoir des perspectives d’application très encourageantes. Cette étude comportera une investigation expérimentale et une simulation numérique qui permettront d’appréhender d’une façon plus explicite l’apport du confinement du béton sur le comportement des éléments de structures au flambement
Approche probabiliste de la consolidation tridimensionnelle
(Université Mouloud Mammeri, 2009) Djelouah, Abderrazik
Le présent travail fait partie d’une série de recherches consacrées à l’évaluation de l’effet de la variabilité spatiale sur le comportement des ouvrages. Après BAGHERY, qui a fait les études préliminaires, MAHDAVI qui a étudié la stabilité d’un remblai sur un tracé de route sur un sol mou, GENEVOIS (Ecole Centrale de Paris) qui a étudié la portance des sols et BOULEFKHAD qui a étudié les tassements d’un massif de sol élastique hétérogène, nous avons analysé l’effet de la variabilité spatiale des propriétés du sol sur la consolidation au cours du temps. Lors des premières applications des statistiques et probabilités au domaines hétérogènes, où la variabilité des paramètres ne peut avoir de représentation fonctionnelle (mathématique), on a cru pouvoir révolutionner les schémas de calculs classiques basés sur des hypothèses approximatives, ces dernières étant alors nécessaires pour passer outre les difficultés posées par la variabilité du matériau. C’est tout à fait logiquement que la plupart des auteurs se consacrèrent d’abord et surtout à la caractérisation de la variabilité des propriétés physiques et mécaniques du matériau (sol, béton,…etc.). L’objectif de ces auteurs était l’étude de la variabilité des propriétés des sol, d’abord par les méthodes classiques (loi de distribution, paramètres statistiques,…etc.) ; ensuite, plus tard, en tenant compte d’une variabilité spatiale éventuelle des paramètres, par les fonctions d’autocorrelation. Ensuite, progressivement, on a remis en cause les divers schémas classiques, basés sur des hypothèses approximatives. Tel fut le cas du coefficient de sécurité et de la consolidation des sols de massif argileux. Cette dernière, pour laquelle on relève peu d’articles, est analysée souvent dans le cas unidimensionnel. La plupart des auteurs traitèrent des écoulements dans les milieux hétérogènes. Les résultats, dans le cas de la consolidation des sols, sont souvent contradictoires. Ainsi, à titre d’exemple, autant FREEZE (1975) conclue qu’il n’y a aucune possibilité d’un « sol homogène équivalent », autant HWANG (1985), dans une étude assez complète (analyse bi- et tridimensionnelle, introduction de nouveaux concepts…), ne relève aucune différence entre les cas déterministe et probabiliste. Les éléments de calcul, dans l’approche probabiliste (choix des paramètres de base, lois de distribution attribuées à ces paramètres, relations éventuelles entre ces paramètres, méthodes numériques, autres sources d’incertitudes telle que l’incertitude statistique, …), sont souvent différents, d’un auteur à l’autre. Seules la méthode de simulation de Monte Carlo et la méthode numérique par éléments finis semblent faire l’unanimité, depuis l’apparition des moyens de calcul puissants (ordinateur). Dans notre cas, c’est aussi la technique de simulation de Monte Carlo et la méthode de calcul numérique par éléments finis, le logiciel de modélisation ABAQUS qui ont été utilisés pour analyser, du point de vue stochastique, la consolidation uni-, bi- et tridimensionnelle. Les propriétés de consolidation, considérées comme variables aléatoires, sont la perméabilité et la déformabilité. La loi normale de distribution est choisie pour représenter la répartition des valeurs de ces deux paramètres. Pour chacun des deux premiers cas analysés, deux situations sont envisagées : variabilité unidimensionnelle et variabilité bidimensionnelle. Quant au troisième cas analysé, trois situations sont envisagées : variabilité unidimensionnelle, variabilité bidimensionnelle et variabilité tridimensionnelle.
Calcul dans la phase de refroidissement des évolutions de température dans les milieux aussi heterogènes que le béton soumis à des conditions de températures élevées
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Hocine, Said
L’application pratique à une poutre en béton armé expérimentalement testée démontre d’une manière assez acceptable la fiabilité de la méthode de calcul établie à analyser le comportement thermo-mécanique des structures en béton en tenant compte des conditions de températures élevées avec phase de refroidissement En ce qui concerne en premier lieu les éléments de validation de la réponse thermique, les résultats obtenus sont confrontés avec succès aux solutions données par le logiciel SAFIR de l’Université de Liège développé par le professeur Jean Marc Franssen. Les résultats trouvés sont pratiquement identiques en comparaison à ceux de Safir corroborant par conséquent la fiabilité du code HTAFE. Néanmoins, l’écart de température observé est très important par rapport aux valeurs mesurées pendant le test où nous enregistrons par exemple à t = 150 min, un écart exprimé en pourcentage de l’ordre de 44 % et l’erreur s’accroît au fur et à mesure que le temps de chauffage augmente. Les explications plausibles sont les suivantes
Caractérisation de la perméabilité des matériaux a l'écrasement
(Université Mouloud Mammeri, 2011-11-02) Sedik, Rezika
L’eau, de part qu’il entre dans la constitution des sols, sa présence est à l’origine de plusieurs phénomènes caractérisant le sol tels que la capillarité et la pression interstitielle. D’autre part, l’eau a un effet direct sur le comportement des sols fins. Elle est un facteur important dans la plupart des problèmes géotechniques tels que le gonflement des sols, le gel, la percolation, le tassement et le glissement des terrains. La perméabilité est l’une des propriétés les plus importantes d’intérêt au géotechnicien du sol pour la conception des projets géotechniques, à un certain degré la perméabilité jouera un rôle dans la conception de presque n’importe quelle structure. Les mesures in situ ou en laboratoire des propriétés hydrauliques d’un sol sont longues et chères, et comportent de nombreuses incertitudes au regard de la validité et de l’interprétation des données. De plus, la perméabilité présente une variabilité dans l’espace et dans le temps, ce qui rend très délicat l’interprétation des résultats de mesures. Au cours de notre travail l’accent a été particulièrement mis sur l’évolution de la perméabilité des matériaux locaux ; grés, granit et calcaire aux différents essais; oedométrique, Proctor et boite de cisaillement pour différentes classes granulométriques. Ce qui nous a permis de mettre en évidence l’influence du phénomène d’écrasement des grains sur sa perméabilité. Il en ressort qu’après les résultats d’essais que le coefficient de perméabilité peut être exprimé en fonction des paramètres qui quantifiant le degré d’écrasement.
Caractérisation de l’acier inoxydable X5CrNi18-10 et étude de son oxydation à température
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Amy, Zahia
Le choix d’un matériau pour une application donnée nécessite de s’assurer sa durabilité dans ses conditions d’emploi, en particulier environnementales. Ceci est particulièrement vrai pour les systèmes destinés à travailler à des températures élevées et dans des atmosphères corrosives. Pour cela, la connaissance et la compréhension du phénomène d’oxydation est indispensable afin de prévoir la durée de vie des structures et de proposer des solutions de protection adaptées. L’étude de l’oxydation à haute température est par conséquent un sujet fortement interdisciplinaire, à l’interface de la physico-chimie des matériaux métalliques. L’intérêt des aciers inoxydables réside dans leurs nombreuses caractéristiques de résistance mécanique (dureté, résilience, résistance à la déformation). Un avantage majeur de ces aciers est leur résistance à la corrosion et à l’oxydation à chaud, due à la présence en surface d’une couche protectrice, constituée majoritairement d’oxydes et d’hydroxydes de fer et de chrome. Leur cout d’élaboration reste relativement modéré, du fait de l’abondance naturelle du minerai de fer. Enfin, ces aciers sont pratiquement entièrement recyclables. Toutes ces caractéristiques font de l’acier inoxydable un matériau de prédilection pour de multiples applications, aussi bien pour l’usage courant que pour les technologies de pointe, particulièrement dans les équipements ménagers, la coutellerie, l’horlogerie, les industries automobiles, papetières, chimiques, pharmaceutiques, pétrolières, agro-alimentaires, équipements maritimes, nucléaires, aéronautiques, … etc. Parmi les nombreuses nuances d’aciers inoxydables, l’acier austénitique X5CrNi18-10 (AISI 304) est plus fréquemment utilisé. L’amélioration de la résistance à l’oxydation par la modification de la composition superficielle à fait l’objet de plusieurs recherches. Notre travail s’inscrit dans cette problématique qui consiste à augmenter la résistance à l’oxydation à haute température de l’acier inoxydable X5CrNi18-10 par traitement de calorisation. Ce travail comporte trois parties principales. La première présente une synthèse bibliographique partagée en trois chapitres. Le premier englobe des généralités sur les aciers inoxydables, le deuxième sur le comportement à l’oxydation à hautes températures des aciers inoxydables et le dernier chapitre traite quelques généralités sur le revêtement de calorisation et ses différents procédés
Caractérisation du phénomène d'écrasement par l'étude de la dimension fractale des grains
(Université Mouloud Mammeri, 2011-06-22) Achir, Mourad
La structure du sol peut être décrite comme un assemblage d’éléments de tailles diverses séparés par un système complexe de fissures et de fractures, on peut dire aussi que la structure est l'arrangement géométrique des éléments solides dans le sol en place, puisque les grains du sol sont différentiés par leur forme, leur taille et leur orientation. La structure du sol peut former des configurations complexes et irrégulières qui sont en général extrêmement difficiles à caractériser en termes exacts géométriquement. Ce problème classique de la physique du sol a pris récemment une nouvelle dimension avec la prise de conscience que le sol est à la fois un milieu fragmentaire et poreux, une représentation fractale de sa structure pourrait lui être particulièrement appropriée (Mandelbrot, 1983 ; Turcotte, 1986; Feder, 1988). Les objets fractals sont des figures géométriques de structure complexe qui sont caractérisés par leur forme d’irrégularité, elles sont à la base d’un nouveau système de géométrie permettant de représenter des objets très irréguliers. Au cours de notre étude, l’accent a été particulièrement mis sur le calcul des dimensions fractales définies par les différentes méthodes, pour les matériaux schiste, grés et granite et cela pour les différentes classes granulométriques, Il en ressort qu’après les résultats d’essai d’écrasement que la dimension fractale prend des valeurs supérieures à 2 pour la dimension fractale de fragmentation DFR, valeur varie entre 1.024 et 1.147 pour la dimension fractale de rugosité DR et des valeurs proche de 2 pour la dimension fractale de forme DF.
Caractérisation en statique du comportement en traction directe du béton armé de fibres en copeaux
(Université Mouloud Mammeri, 2010-11-30) Makhlouf, Nadia
L’objet de cette étude est de rechercher un compromis pour une bonne maniabilité du béton de fibres et pour une meilleure résistance à la traction. Le travail effectué consiste en la réalisation de plusieurs séries d’éprouvettes, en faisant varier les pourcentages de fibres et la composition du mélange de béton (avec des rapports S/G (Sable /Gravier) différents et le rapport E/C (Eau /Ciment) fixe). Les fibres utilisées proviennent des copeaux métalliques récupérés dans les ateliers d’usinage de la SNVI de Rouiba sous forme de rouleaux cylindriques de diamètre 0,8 à 0,9 cm. Leur forme hélicoïdale leur confère un meilleur ancrage dans le béton. Plusieurs séries d’éprouvettes en béton, renforcées par ces fibres et à différents pourcentages et différentes compositions ont été réalisées. Des essais de traction et compression ont été effectués sur ces éprouvettes. L’étude de la maniabilité a permis de déterminer la composition optimale du béton de fibres et ce en fonction du temps d’écoulement du matériau à l’état frais. Les essais de traction directe ont permis de suivre le comportement de ce matériau au delà de la fissuration. Le palier de ductilité est également mis en évidence sur les courbes obtenues.
Caractérisation expérimentale des bétons autoplaçants obtenus par ajout des déchets de construction
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Benakli, Sarah
Le travail présenté dans ce mémoire s’articule autour de la formulation et de la recherche des propriétés des bétons autoplaçants (BAP) confectionnés à partir de déchets de construction. Les déchets considérés sont : la poudre de marbre, le tuf et les débris de brique broyés. Il a été étudié l’ouvrabilité et la compacité du matériau et ce à l’état frais et à l’état durci. Des essais de rupture en flexion et à l’effort tranchant ont été effectués et ce en les comparant à des éprouvettes et poutres en béton ordinaire. Des confrontations essais par rapport à des formules de calcul à la rupture par effort tranchant ont été faites. Des propositions sont alors faites pour déterminer le mode de rupture des éléments de poutres.

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