Recherche avancée sur les thèses de l'INSA de Lyon

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Mollon Guilhem. Etude déterministe et probabiliste du comportement des tunnels. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les travaux présentés dans ce mémoire s attachent à étudier le comportement des tunnels creusés à faible profondeur à l aide d un tunnelier à front pressurisé, en se penchant plus particulièrement sur deux aspects fondamentaux lors de l excavation : la stabilité du front de taille à l effondrement et au refoulement, et l apparition de mouvements de sol en surface. L étude est menée sous un angle déterministe puis probabiliste. Dans un premier temps, un certain nombre de modèles analytique de détermination des pressions limites d effondrement et de refoulement sont développés à partir d observations effectuées sur des modèles numériques. Deux de ces modèles analytiques présentent, respectivement pour des sols frottant et non frottant, des résultats très satisfaisants à la fois en termes de pressions limites et de faciès de rupture. Par ailleurs, des modèles numériques de différents degrés de complexité sont programmés afin d évaluer les mouvements de sol induits par l excavation et leur propagation jusqu à la surface. Les modèles déterministes ainsi définis sont ensuite utilisés dans un cadre probabiliste. La méthode de la surface de réponse stochastique par collocation est présentée, validée, et perfectionnée afin de rendre possible pour un faible coût calculatoire des études paramétriques sur les propriétés probabilistes des variables d entrée des modèles. La propagation de l incertitude au travers des modèles déterministes de stabilité et de mouvements de sol est évaluée, et des méthodes de dimensionnement fiabiliste sont proposées. Dans une dernière partie, la variabilité spatiale du sol est prise en compte par l intermédiaire de la théorie des champs aléatoires, et appliquée à un modèle analytique 2D d effondrement d un front de taille. Ce modèle, développé dans le but de prendre en compte cette variabilité spatiale pour des temps de calcul inférieurs à ceux des modèles numériques, est validé numériquement et soumis à des tirages aléatoires en grand nombre. L effet de la variabilité est évalué, et des phénomènes nouveaux liés à cette variabilité sont mis en lumière.
The work presented in this manuscript aims at studying the behaviour of shallow tunnels excavated with pressurized shields, by investigating two fundamental points : the stability of the tunnel face with respect to collapse and blow-out, and the occurrence of soil movements at the ground surface. The study first deals with deterministic aspects, and then focuses on a probabilistic approach. In a first time, several analytical models for the determination of the collapse and blow-out limit pressures are developed from observations of numerical results. Two of these models, respectively for frictional and purely cohesive soils, appear to provide very satisfying results, both for the computation of the limit pressures and for the assessment of the failure shape. Moreover, two numerical models of increasing complexity are programmed in order to evaluate the soil movements induced by the excavation, and their propagation to the ground surface. These deterministic models are then used in a probabilistic framework. The Collocation-based Stochastic Response Surface Methodology is presented, validated, and generalized in order to make possible at a limited computational cost a complete parametric study on the probabilistic properties of the input variables. The uncertainty propagation through the models of stability and ground movements is evaluated, and some methods of reliability-based design are proposed. In a last part of the manuscript, the spatial variability of the soil is taken into account using the random fields theory, and applied to a 2D analytical model of tunnel face collapse. This model, developed in order to take into account this variability for much smaller computation times than numerical models, is validated numerically and submitted to extensive random samplings. The effect of the spatial variability is evaluated, a emerging phenomena related to this variability are pointed out.
Mot(s) clés libre(s) : Tunnel, Faible profondeur, Tunnelier à front pressurisé, Front de taille, Effondrement, Refoulement, Impact sur le sol en surface, Stabilité, Tassement, Analyse limite, Méthode probabiliste
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Claquin Cécile. Etude du comportement de l'interface milieu granulaire et inclusion par une approche multi-échelle. 2003 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
L'interaction sol-structure a fait l'objet de nombreuses études aussi bien expérimentales, numériques que théoriques, mais en considérant généralement le problème à son échelle globale. Cette zone d'interface, lieu de cisaillement entre le sol et la structure, ne fait intervenir qu'une faible épaisseur de sol, mais est d'une grande importance pour la stabilité des ouvrages. D'autre part, la nature discrète du milieu granulaire qu'est le sol, est un facteur essentiel pour la compréhension du comportement d'interface. L'étude du comportement d'interface à l'échelle des grains est désormais envisageable du fait de l'essor des moyens informatiques qui a favorisé le développement de codes de calculs discrets de plus en plus performants. Dans ce mémoire sont étudiées les effets sur le comportement en cisaillement et d'interface des paramètres spécifiques au milieu granulaire et à l'inclusion. L'effet de la granularité (plus ou moins étalée) du matériau sur sa structure et son comportement est ainsi analysé. L'influence de la géométrie des particules est étudiée en considérant des grains elliptiques plus ou moins allongés. Enfin, l'influence de la loi de contact (élastique linéaire ou non linaire frottant) est considérée, sachant qu'une loi élastique non-linéaire est plus réaliste physiquement, surtout pour des contacts entre particules de dimensions différentes. Pour ce qui concerne l'influence sur le comportement d'interface de l'inclusion, cette dernière est ici caractérisée par une double rugosité : de surface (caractérisée par le coefficient de frottement) et géométrique (modélisée par des motifs triangulaires). L'ensemble de ces points est analysé dans un premier temps par des simulations numériques d'essais biaxiaux ou de cisaillement annulaire à l'aide du code de calcul discret PFC2D basé sur la Méthode des Éléments Distincts. Les techniques de passage micro-macro, ou approches par homogénéisation, se proposent de décrire la loi de comportement global de milieu granulaire par des considérations à l'échelle des particules. Ainsi les observations concernant les structures granulaires étudiées par le code de calcul discret, servent-elles de bases aux développements d'approches d'homogénéisation qui tiennent compte de la forme des particules, de la non-linéarité de la loi de contact, de la granularité du milieux, et de l'influence de la géométrie de l'inclusion. Les résultats de ces approches théoriques, en terme de caractéristiques globales sont confrontés pour validation aux résultats issus de simulations numériques discrètes d'essais de cisaillement annulaire et biaxiaux.
The shear and interface behaviour of granular materials is analysed by means of biaxial and ring shear tests simulated with discrete code (PFC2D). The aim is to analyse the influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled by triangular patterns. The observations of these numeric studies are introduced into homogenisation approaches developed to describe global behaviour by local considerations taking into account the shape, the distribution of particle's diameter and geometry of the inclusion. The results of these theoretical approaches in terms of Young's modulus, Poisson ration and shear modulus, are confronted with results of discrete simulations.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, INTERFACE SOL STRUCTURE, MILIEU GRANULAIRE, CISAILLEMENT, COMPORTEMENT INTERFACE, RUGOSITE GEOMETRIQUE, HOMOGENEISATION, GRANULOMETRIE ETALEE, METHODE ELEMENT DISTINCT, DEM, PARTICULE ELLIPTIQUE, APPROCHE MULTI ECHELLE, INCLUSION
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Claquin Cécile. Etude du comportement de l'interface milieu granulaire et inclusion par une approche multi-échelle. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L’étude du comportement de cisaillement et d’interface est étudié à l’aide d’essais biaxiaux et de cisaillement annulaire simulés avec un code de calcul discret (PFC2D). L’objectif de ces essais est d’analyser l’influence des paramètres : a) du milieu granulaire : forme des particules, dispersion des tailles, loi de contact élastique linéaire ou non linéaire, frottement interparticulaire ; b) de l’inclusion : rugosité de surface et d’origine géométrique induite par la présence de motifs triangulaires. Les observations de ces études numériques sont introduites dans de approches d’homogénéisation, passage micro-macro, développées afin de décrire le comportement global à partir de considérations locales tenant compte de la forme, de la dispersion des diamètres des particules et de la géométrie de l’inclusion. Les résultats de ces approches théoriques, en terme de module d’Young, coefficient de Poisson et module de cisaillement, sont confrontés aux résultats des simulations discrètes
The shear and interface behaviour of granular materials is analysed by means of biaxial and ring shear tests simulated with discrete code (PFC2D). The aim is to analyse the influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled influence of the following parameters: a) shape of particles, distribution of the particle diameters, linear or non-linear elastical contact law, friction coefficient of particles; b) surface and geometrical roughness of the inclusion: modelled by triangular patterns. The observations of these numeric studies are introduced into homogenisation approaches developed to describe global behaviour by local considerations taking into account the shape, the distribution of particle’s diameter and geometry of the inclusion. The results of these theoretical approaches in terms of Young’s modulus, Poisson ration and shear modulus, are confronted with results of discrete simulations.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, INTERFACE SOL STRUCTURE, MILIEU GRANULAIRE, CISAILLEMENT, COMPORTEMENT INTERFACE, RUGOSITE GEOMETRIQUE, HOMOGENEISATION, GRANULOMETRIE ETALEE, METHODE ELEMENT DISTINCT, DEM, PARTICULE ELLIPTIQUE, APPROCHE MULTIECHELLE, INCLUSION
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Saizonou Sourou-Honorat. Etude du comportement de structures en beton de granulats legers artificiels. 1976 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Kacprzak Grzegorz. Etude du comportement mécanique des mélanges sable / argile. 2006 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les sols hétérogènes constitués de mélanges sable/argile sont couramment utilisés en génie civil. Ces mélanges (remaniés ou reconstitués) sont utilisés pour la réalisation de tapis d’étanchéité dans des projets de stockage de déchets. Ils sont employés pour la réalisation de digues ou de barrages. Ils peuvent être mis en œuvre en remblai ou en couche de forme dans des projets routiers. Les matériaux de ce type sont très souvent des constituants majeurs de nombreux dépôts naturels. Ils existent à l’état naturel dans les bassins de sédimentations en milieux fluviaux glaciaires mais également dans les fonds marins sous forme d’épaisses couches sédimentaires. Le comportement hydraulique et mécanique de tel type de sols reste à ce jour mal appréhendé. Les caractéristiques de ces sols sont souvent déterminées de manière simplifiée en fonction de pourcentage des différents constituants. Pour mieux comprendre le comportement réel des mélanges sable/argile, cette thèse aborde le phénomène de consolidation, de perméabilité et de cisaillement des mélanges sable/argile à teneur en eau similaire à celle existante dans la nature (entre des limites d’Atterberg de plasticité w_P et liquidité w_L). les mélanges ont été examinés à différentes concentrations en sable et en pâte argileuse. Les résultats expérimentaux obtenus ont été confrontés avec les approches théoriques reposant sur les développements de la méthode d’homogénéisation autocohérente. Cette méthode permet de définir les caractéristiques globales d’un milieu homogène fictif ayant le même comportement que le milieu hétérogène.
Sand/clay mixtures are the representative models of the natural deposits as well as many artificially reconstituted grounds usually employed in civil engineering (road fill, storage of waste fill). The hydraulic and mechanic behaviour of these soils has not been clarified yet. The overall properties of sand/clay mixtures are very often described as a function of percentage share of the components using well known engineering characteristics of pure clay or clean sand. However, in the nature the soil components (sand and clay) interact with each other to influence the behaviour of the mixture. The existing knowledge on the geotechnical properties of such soils shows that there is a lot of phenomena which must be better explained. In view of the performed studies the present research is consecrated to investigation of the clay/sand mixtures staying with water content nearest the natural conditions (in the interval of Atterberg limits i.e. between w_P and w_L of used clay). The authors examined the blends with different sand and clay water content. This PhD thesis presents the studies on one-dimensional consolidation, permeability characteristics as well as triaxial behaviour of heterogeneous soils composed of sand and clay. The author also made an attempt to compare the experimental results with analytical methods in predicting global characteristics of this type of soil within the homogenisation frameworks.
Mot(s) clés libre(s) : GEOTECHNIQUE, MECANIQUE DU SOL, MELANGE SABLE ARGILE, GEOMATERIAU, SOL HETEROGENE, COMPORTEMENT HYDRAULIQUE, COMPORTEMENT MECANIQUE, CONSOLIDATION, PERMEABILITE, CISAILLEMENT, HOMOGENEISATION AUTOCOHERENTE, ESSAI OEDOMETRIQUE, ESSAI TRIAXIAL
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Kacprzak Grzegorz. Etude du comportement mécanique des mélanges sable / argile. 2006 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Les sols hétérogènes constitués de mélanges sable / argile sont couramment utilisés en génie civil. Ces mélanges (remaniés ou reconstitutés) sont utilisés pour la réalisation de tapis d'étanchéité dans des projets de stockage de déchets. Ils sont employés pour la réalisation de digues ou de barrages. Ils peuvent être mis en oeuvre en remblai ou en couche de forme dans des projets routiers. Les matériaux de ce type sont très souvent des constituants majeurs de nombreux dépôts naturels. Ils existent à l'état naturel dans les bassins de sédimentations en milieux fluviaux glaciaires mais également dans les fonds marins sous forme d'épaisses couches sédimentaires. Le comportement hydraulique et mécanique de tel type de sols reste à ce jour mal appréhendé. Les caractéristiques de ces sols sont souvent déterminées de manière simplifié en fonction de pourcentage des différents constituants. Pour mieux comprendre le comportement réel des mélanges sable/argile, cette thèse de doctorat aborde le phénomène de consolidation, de perméabilité et de cisaillement des mélanges sable/argile à teneur en eau similaire à celle existante dans la nature (entre des limites d'Atterberg de plasticité wp et liquidité wl). Les mélanges ont été examinés à différentes concentrations en sable et en pâte argileuse. Les résultats expérimentaux obtenus ont été confrontés avec les approches théoriques reposant sur les développements de la méthode d'homogénéisation autocohérente. Cette méthode permet de définir les caractéristiques globales d'un milieu homogène fictif ayant le même comportement que le milieu hétérogène
Sand/clay mixtures are the representative models of the natural deposits as well as many artificially reconstituted grounds usually employed in civil engineering (road fill, storage of waste fill). The hydraulic and mechanic behaviour of these soils has not been clarified yet. The overall properties of sand/clay mixtures are very often described as a function of percentage share of the components using well known engineering characteristics of pure clay or clean sand. However, in the nature the soil components (sand and clay) interact with each other to influence the behaviour of the mixture. The existing knowledge on the geotechnical properties of such soils shows that there is a lot of phenomena which must be better explained. In view of the performed studies the present research is consecrated to investigation of the clay/sand mixtures staying with water content nearest the natural conditions (in the interval of Atterberg limits i.e. between w_P and w_L of used clay). The authors examined the blends with different sand and clay water content. This PhD thesis presents the studies on one-dimensional consolidation, permeability characteristics as well as triaxial behaviour of heterogeneous soils composed of sand and clay. The author also made an attempt to compare the experimental results with analytical methods in predicting global characteristics of this type of soil within the homogenisation frameworks.
Mot(s) clés libre(s) : GEOTECHNIQUE, MECANIQUE DU SOL, MELANGE SABLE ARGILE, GEOMATERIAU, SOL HETEROGENE, COMPORTEMENT HYDRAULIQUE, COMPORTEMENT MECANIQUE, CONSOLIDATION, PERMEABILITE, CISAILLEMENT, HOMOGENEISATION AUTOCOHERENTE, ESSAI OEDOMETRIQUE, ESSAI TRIAXIAL
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Mokhtari Abdelrahemane Mejdoub. Etude du comportement thermique des batiments en contact avec le sol par l'analyse modale. 1988 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
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Logiciel de simulation thermique de batiment en contact avec le sol utilisant l'analyse modale des transferts thermiques du systeme"batiment-sol", applicable a de nombreux cas. Le traitement se fait en trois parties : Analyse modale et reduction de chaque sous-systeme thermique. Stockage en bibliotheque des matrices caracterisant les sous-systemes reduits.Construction du systeme thermique global a partir des sous-systemes reduits.Resolution du probleme. (Des exemples montrent les avantages de la methode).
Mot(s) clés libre(s) : BATIMENT, THERMIQUE DES BATIMENTS, CONSTRUCTION, COMPORTEMENT THERMIQUE, CONTACT SOL, SIMULATION, ANALYSE MODALE, SYSTEME THERMIQUE, SOUS SYSTEME
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Escudero Alain. Etude du comportement thermique des batiments. Proposition d'un modele a deux dynamiques. 1989 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Modelisation de systemes thermiques par decoupage selon deux echelles de temps : Choix de la discretisation temporelle lors de l'approche fine du comportement thermique d'une structure d'habitation. L'analyse tient compte des variations temporelles des excitations thermiques et des temps de reponse des batiments ainsi que des systemes de chauffage. Simulations numeriques de structures thermiques d'habitation que l'on decoupe en deux sous-structures caracterisant une dynamique"rapide"(peaux des parois, ambiance interieure) et une dynamique"lente"(masse des parois). Par imbrication des deux pas de temps, il est possible de decrire le comportement d'une cellule d'habitation avec precision.
Mot(s) clés libre(s) : THERMIQUE BATIMENT, MODELISATION, DISCRETISATION TEMPORELLE, DIFFUSION CHALEUR, TRANSFERT CHALEUR, GENIE CIVIL. GENIE URBAIN. BATIMENT
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Coulet Christian. Etude du profil optimal des murs-voiles de soutenement. 1977 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
La recherche des formes les plus stables des murs-voiles de soutenement a necessite d'abord le choix de la methode de calcul des efforts sur les differents ecrans ou le coefficient de securite est unique et concerne la force portante du sol de fondation. Le calcul a ete fait sur ordinateur et a permi d'obtenir les profils theoriques optimaux. La verification experimentale a ete effectuee a l'aide d'un modele analogique a rouleaux en duraluminium
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Moussai Belkacem. Etude en laboratoire du compactage statique et de la permeabilite des sols fins argileux. 1993 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
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L'etude en laboratoire du compactage statique et de la permeabilite des sols fins argileux a permis de mettre au point un protocole de mesure de permeabilite directement dans le moule de compactage. Cette methode permet une etude plus rapide et plus precise que le compactage dynamique (Proctor) des relations teneur en eau-compacite-permeabilite qui sont essentielles pour la conception et la realisation des barrieres etanches. Les essais sur sols divers montrent qu'il est bien adapte aux sols fins argileux et qu'il existe un optimum de teneur en eau pour lequel la permeabilite est minimale, peu sensible a l'energie de compactage. Certaines correlations sont proposees permettant d'obtenir les caracteristiques de l'optimum Proctor avec des essais simples et peu couteux. Une etude sur l'influence de la taille des mottes et du mode de compactage sur la permeabilite des sols et une etude comparative sur la permeabilite du limon compacte en place au rouleau a pneus et compacte statiquement en laboratoire dans les memes conditions de densite seche et de teneur en eau sont presentees. Une methodologie est enfin proposee pour le controle indirect de la permeabilite.
Mot(s) clés libre(s) : GEOTECHNIQUE, COMPACTAGE STATIQUE, COMPACTAGE DYNAMIQUE, PERMEABILITE, SOL ARGILEUX, BARRIERE ETANCHEITE, TENEUR EAU, COMPACITE, SOL ARGILEUX LIMONEUX, SOL LIMONEUX ARGILEUX, ETUDE COMPARATIVE, ETUDE SUR TERRAIN, ETUDE EN LABORATOIRE, GENIE CIVIL
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