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Composites chanvre-paille : performances hygriques et thermiques

F. Collet, S. Prétot & C. Lanos
Le projet européen ISOBIO cherche à développer de nouveaux matériaux isolants biosourcés de manière à réduire l’impact environnemental des constructions. L’énergie grise de ces matériaux doit être faible de même que leur bilan carbone. Ils doivent également réduire les besoins énergétiques des bâtiments tout en assurant un bon niveau de confort thermique et hydrique pour les usagers. Cette étude s’intéresse à la valorisation des agro-ressources en tant que granulats et en tant que liant afin...

Adhesion and rheology of fresh mortar joints: effects of organic additions

R. Bouras, C. Si Hadj Mohand & M. Sonebi
An adhesive mortar in fresh state is considered as a granular suspension in a complex fluid. The study of the rheological behavior of such materials involves the rheology of complex fluids, including granular suspensions, colloidal dispersions, etc... To characterize the rheological behavior of an adhesive mortar, in quasi-static regime, we use a three-parameter behavior law that includes a yield stress, a viscosity coefficient and a fluidity index. The adhesiveness of the mortar can be characterized...

Modélisation numérique des poutres en béton armé renforcées avec des PRFC par la technique NSM

Ahmed KHENE
La méthode NSM a été utilisée ces dernières années pour le renforcement des poutres avec des polymères renforcés en fibre de carbone (PRFC). Une étude numérique a été effectuée sur des poutres en béton armé de sections rectangulaires, renforcées avec des PRFC en utilisant la technique NSM à travers le code de calcul ATENA 2D. Les simulations numériques par éléments finis ont été comparées avec des essais expérimentaux testés par d'autres chercheurs sur des échantillons...

Réalisation d’éco-ciments grâce à la valorisation de cendres volantes de charbon non conventionnelles issues de centrales thermiques Spreader Stoker

Moustapha SOW, Christelle TRIBOUT & Martin CYR
Les centrales thermiques de type Spreader Stoker sont utilisées initialement pour brûler les biomasses comme la bagasse lors de la récolte de la canne à sucre. Cependant, lorsque la saison est terminée, ce type de four peut également être utilisé pour brûler du charbon. L'inconvénient est que les cendres volantes de charbon résultant de ce procédé contiennent beaucoup de particules non brûlées comparées aux cendres volantes de charbon pulvérisées normalisées. Les cendres volantes de Spreader...

Comparison between Portland cement concrete and geopolymer concrete based on metakaolin and granulated blast furnace slag with the same binder volume

A. Hasnaoui, E. Ghorbel & G. Wardeh
Under the serious concerns of environmental degradation due to the greenhouse gas emissions of ordinary Portland cement (OPC) industry, geopolymer concretes have been qualified as a good alternative to OPC concretes. Geopolymer concretes, known by their good mechanical and durability properties, possess different fresh and hardened behaviours as compared to OPC concretes. This reason is one of the main obstacles that hinder the deployment of these concretes worldwide. Furthermore, geopolymer concretes developed in the literature...

Cast, compaction, vibro-compaction or extrusion: processing methods for optimizing the mechanical strength of raw earth-based materials

S. Guihéneuf, D. Rangeard & A. Perrot
In the last few years, raw earth construction has recovered much consideration due to its low environmental impact, its local character and its recyclability. However the strength of this material is really fluctuating as a consequence of soil’s variability and the different methods that are used in vernacular earth construction. The aim of this study is to identify the mechanisms that increase the strength of this material. The optimization of the processing method of raw...

Addition of bio based reinforcement to improve workability, mechanical properties and water resistance of earth-based materials

S. Guihéneuf, D. Rangeard & A. Perrot
Large amounts of natural materials are used all around the world to stabilize, to protect from water or to enhance mechanical properties of earth-based building materials. Of these materials are; alginate, tannins, oak seed extract, cellulosic glue, natural fibers washing water, casein, linseed oil and citric acid. These additions induce different mechanisms at the microstructural scale of earth-based materials and have an influence on their rheology, water sensitivity or mechanical properties. This study will focus...

Influence of fiber on unconfined compressive strength of raw earth material by mix design

S. Imanzadeh, A. Jarno & S. Taibi
Building construction technology using raw earth material is already known and used since ancient times. The raw earth material is low cost, abundant, requires very low energy to manufacture and does not generate waste. Thanks to such advantages, raw earth material is used in various construction sites all over the world. This eco-material of the future, may eventually be a good alternative to cement concrete, which is very energy-intensive in terms of gray energy. The...

Propriétés mécaniques et physiques de bétons de sol issus de chantier et comparaison avec une étude de laboratoire

J.J. HESSOUH, J. ESLAMI, A.-L. BEAUCOUR, A. NOUMOWE, P. GOTTELAND & F. MATHIEU
Le béton de sol est un mélange de sol, de ciment et d’eau. C’est le mélange résultant des opérations de chantier tels que le Soil Mixing et le Jet Grouting qui sont des techniques de traitement et d’amélioration de sol. Une utilisation structurelle de ce matériau implique la recherche d’un moyen d’étude en laboratoire qui permettra d’estimer les performances du matériau sur chantier. Cette étude vise ainsi à déterminer les relations entre les résultats obtenus...

Modèle de rupture en mode mixte basé sur une analyse énergétique : application au bois

Cédric Perez, Stéphane Morel, Myriam Chaplain & Jean-Luc Coureau
Un modèle énergétique est proposé pour décrire la propagation de fissure en mode mixte I+II à partir des propriétés de ruptures en modes purs (ouverture et cisaillement plan). Les paramètres de rupture en modes purs sont déterminés sur la base de courbes de résistance à la propagation de fissure dites Courbes-R, par la méthode de la Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture équivalente (MLER). Les courbes-R sont estimées à partir d’essais de caractérisation sur du...

Ajustement des paramètres du Modèle d’Empilement Compressible sur des classes granulaires étendues

Rachid TENZAR, Mokrane BALA & Pascal BOUSTINGORRY
La compacité des granulats est la grandeur physique la plus représentative d’un mélange granulaire : elle associe la taille des grains (distribution granulaire) et leur morphologie (forme et rugosité). Il y a 20 ans, le modèle d’empilement compressible (MEC) a été développé par de Larrard. Ce modèle a défini trois paramètres importants dans la prédiction de la compacité à savoir : le coefficient d’effet de paroi, le coefficient d’effet de desserrement et l’indice de serrage....

Effet de la taille d’hétérogénéité et effet d’échelle : une approche combinée pour des matériaux quasi-fragiles

Syed Yasir ALAM, Ran ZHU & Ahmed LOUKILI
Expérimentalement, l’effet d’échelle sur le béton est très souvent étudié à l’aide des corps d’épreuves homothétiques entaillés où l’on cherche à relier la résistance nominale estimée à partir de la charge de rupture en flexion à une dimension caractéristique D. L’objectif de cette étude est d’étudier expérimentalement l’impact de l’hétérogénéité (taille maximum de granulat dmax) sur l’effet d’échelle. Celui-ci a été réalisé en considérant le rapport D/dmax comme facteur fondamental de l’effet d’échelle. Trois coupures...

Endommagement de la pâte de ciment : intérêt et apport d’une nouvelle approche de modélisation micromécanique

Abderrahmane RHARDANE
La réponse globale des matériaux cimentaires hydratés sous chargement extérieur ou exposés à des conditions environnantes préjudiciables dépend étroitement du comportement de la matrice cimentaire. Une évaluation des propriétés de ces matériaux à travers des simulations numériques doit prendre en compte les aspects microstructuraux de la pâte comme l’assemblage des phases cimentaires et la distribution de la taille des pores. S’inscrivant dans la continuité des modèles développés à l’échelle de la pâte de ciment, l’approche...

Concevoir des structures à double courbure avec les surfaces Weingarten-Linéaires

Xavier Tellier
Les structures à double courbure telles que les membranes tendues et les gridshells allient performance mécanique et élégance architecturale. La recherche de forme de ces structures peut être complexe, et fait l’objet d’un arbitrage entre efficacité mécanique, facilité de fabrication et esthétique. Dans cet article, nous proposons une nouvelle méthode de recherche de forme basée sur la génération de surfaces dites Weingarten linéaires elliptiques. Ces surfaces ont la propriété notable d’être à l’équilibre membranaire sous...

Instrumentation de la LGV Bretagne – Pays de la Loire avec sous couche bitumineuse

Diana Khairallah
Les phénomènes de tassement et d’usure du ballast, sous sollicitations dynamiques, restent un problème important sur les voies à grande vitesse et conduisent à des fréquences et coûts de maintenance élevés. Pour atténuer le problème, il a été introduit sur la LGV BPL (Bretagne-Pays de Loire), une couche bitumineuse sous ballast, destinée entre autre à diminuer l’amplitude des accélérations produites au passage des rames TGV, ce qui est une cause majeure du tassement. La LGV...

Encapsulation de liquides organiques au sein de matériaux cimentaires : structure, performance et durabilité

Bastien Planel, Catherine Davy, Grégory Hauss, Thierry Dubois, Marie-Claude Willemetz & David Lambertin
Les géopolymères ont la capacité d’encapsuler des quantités importantes de liquides organiques (huiles) par émulsification directe dans la pâte fraîche. L’émulsion obtenue est par ailleurs stable jusqu’au durcissement du ciment géopolymérique. L’intérêt industriel est multiple, et concerne notamment l’encapsulation d’huiles toxiques usagées. Cette contribution présente une étude à l’état durci de ces composites géopolymères/huiles appelés « GEOIL », qui utilise (1) la micro-tomographie de rayons X avec quantification pour caractériser le réseau de l’huile dans...

Revalorisation de gypse recyclé par calcination flash

Damien Gaudrel, Annabelle Phelipot-Mardele, Christophe Lanos & Marie Glorennec
Le recyclage et la valorisation des déchets du BTP constituent aujourd’hui des enjeux environnementaux majeurs. Le gypse, très largement utilisé dans le bâtiment, génère environ 400 000 tonnes de déchets par an en France. L’activation thermique du gypse naturel ou de synthèse est bien connue et maîtrisée, notamment pour la production de plâtre ou d’anhydrite. Cette étude s’intéresse à la revalorisation par calcination flash d’un gypse provenant d’une installation de recyclage, à l’aide d’un four...

Effet de l’ajout de la Barytine BaSO4 dans la formulation des bétons lourds

Emna BOUALI, El Hadj KADRI, Abdelhak KACI, Abdelhak AYADI & Hamza SOUALHI
Les bétons à haute densité sont couramment utilisés pour la radioprotection dans les centrales nucléaires afin d'assurer une protection contre les rayons X et gamma. Ilssont aussi utilisés dans d’autres structures où un poids important est requis Cette étude expérimentale a été réalisée pour fabriquer des bétons lourds destinés au bétonnage des pieux forés sous boue afin d'éliminer au maximum la quantité résiduelle. Les mélanges de béton ont été réalisés avec des granulats denses comme...

Effet de la carbonatation sur les granulats recyclés et le coefficient d’absorption d’eau

Marie Sereng, Assia Djerbi, Metalssi Othman Omikrine, Patrick Dangla & Jean-Michel Torrenti
La carbonatation peut être utilisée comme traitement des granulats de béton recyclés (GBR) en améliorant leur absorption d’eau. Ce type de granulat peut jouer un rôle important dans le stockage du CO2 suite à leur carbonatation. Le but de cet article est de développer un procédé de traitement par carbonatation des GBR de deux fractions 1-4 mm et 1020 mm. L’objectif est de déduire l’effet de la carbonatation naturelle et accélérée sur les GBR et...

Modèle de sol en T pour une étude tridimensionnelle d’interaction sol-structure

Reine FARES
Une nouvelle technique de modélisation aux éléments finis est proposée pour résoudre des problèmes d’interaction sol-structure (ISS). Le but est de simplifier la modélisation du système sol-structure pour une utilisation professionnelle, en particulier dans le dimensionnement des structures avec prise en compte de l’ISS, en considérant la non linéarité des matériaux. Pour mettre en œuvre la simulation, un modèle de propagation unidirectionnelle (1D) dans un domaine de sol en forme de T est couplé à...

Modélisation du comportement des maçonneries en pierre par la méthode des éléments discrets : Développement d’un modèle de zone cohésive-frictionnelle en mode mixte I+II décrivant le comportement du joint

V Venzal, T Parent, F Dubois & S Morel
Un modèle de zone cohésive-frictionnelle en mode mixte I+II (noté FCZM) est proposé pour décrire le comportement mécanique des interfaces bloc-mortier d’éléments maçonnés en pierre de taille appareillées et jointoyées au mortier de chaux. Ce modèle est implémenté dans le code de calcul aux éléments discrets LMGC90. Les paramètres cohésifs et frictionnels de ce modèle sont identifiés au moyen d’une campagne expérimentale mettant en oeuvre les modes pures I et II à l’échelle de l’assemblage....

Dispositif de mesure de convergence de tunnel sans réduction de diamètre utile

Arianna Piccolo, Sylvie Delepine-Lesoille, Yann Lecieux & Dominique Leduc
Dans le cadre du projet Cigéo, centre de stockage géologique de déchets radioactifs à vie longue, la convergence des alvéoles (autrement dit le diamètre intérieur disponible, l’évolution des jeux de manutention) doit être surveillée pour contribuer à affirmer la réversibilité du stockage. Les méthodes standard ne semblent pas adaptées aux spécificités de cette application hors-norme car elles utilisent l’espace utile de la section. Nous avons développé une méthode utilisant des capteurs extensométriques à fibre optique,...

Analyse du découplage des modes de rupture dans le cas tridimensionnel : modélisation analytique et numérique du comportement mécanique des milieux fissurés

Soliman EL KABIR, Frederic DUBOIS, Rostand MOUTOU PITTI, Yuri LAPUSTA & Naman RECHO
La durabilité des structures dans le génie civil est confrontée à des problèmes de fissurations sous chargements mécaniques complexes associées souvent à des variations climatiques sévères. L'objectif principal de ce travail est de présenter une nouvelle modélisation mathématique pour les problèmes de fissurations tridimensionnelle sous chargement en mode mixte. Le modèle repose sur nouvelle intégrale, intitulée M3D, dont l’implémentation dans un logiciel par élément finis permet d’obtenir le taux de restitution d'énergie ou la ténacité...

Du BIM au BEM en phase d’exploitation

Makram Abdellatif
Souvent, les occupants constatent une différence plus ou moins importantes entre les performances énergétiques prédites, durant la phase de dimensionnement des bâtiments et leurs performances énergétiques réelles, durant la phase d’exploitation. Cette différence est dite Energy Performance Gap (EPGAP), peut être expliquée selon plusieurs facteurs, tout au long du cycle de vie du bâtiment : comportement de l’utilisateur, défauts de conception et/ou de réalisation, manque de vérification. L’utilisation du Building Information Model (BIM) et des...

Etude physico-chimique du transfert de dioxyde de carbone dans les matériaux cimentaires insaturés

Mohamad Achour
La corrosion des aciers peut être due au processus de carbonatation du béton induite par la baisse du pH de la solution porale. Ce papier propose un modèle physico-chimique pour décrire la pénétration du dioxyde de carbone durant la phase d’initiation de la corrosion des aciers. Cette pénétration peut être due à la présence d’une solution multi-espèces depuis la dissolution du dioxyde de carbone de l’air dans l’eau jusqu’à la précipitation de la calcite. Des...

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