Genie Parasismique 2000

7/22/2019 Genie Parasismique 2000

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Rsums des mmoires

prsents en vue de lobtention du diplme dIngnieurSpcialit Gnie Civil

JUIN -JUILLET etSEPTEMBRE 2010

DPARTEMENT GNIE CIVIL

: PolytechClermont-Ferrand - Dpartement Gnie Civil24, avenue des Landais BP206 F 63174 Aubire Cedex France

: Secrtariat : +33 (0)4 73 40 76 87 - Scolarit : +33 (0)4 73 40 75 05 - Fax : +33 (0)4 73 40 75 [email protected] / [email protected]

http://www.polytech-clermont.fr
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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DEPARTEMENT GENIE CIVILAVANT-PROPOS

Les Projets de Recherche Dveloppement raliss par les tudiants de dernire anne dudpartement Gnie Civil de Polytech Clermont-Ferrand (ainsi que, dans le cadre dchanges, pardes lves ingnieurs dcoles trangres partenaires) se concrtisent par la rdaction dunmmoire ; ce document prsente les rsums de ces mmoires pour la promotion 2010. Ce travailde R&D de cinq mois est laboutissement de la scolarit de nos tudiants. Les domaines abordscouvrent une grande partie de lactivit du Gnie Civil, y compris dans des secteurs moinscourants comme par exemple la gestion du risque.

Plus du quart des projets sont raliss ltranger dans 14 pays, en Europe, en Asie et enAmrique. Les structures daccueil sont galement trs varies, grands groupes, centrestechniques, universits trangres mais aussi PME. La diversit des thmes abords et la mobilitde nos tudiants montrent la capacit dadaptation et daction de nos futurs ingnieurs, ainsi que la

dynamique que nous souhaitons apporter notre formation par le biais de ces stages deRecherche Dveloppement. Vous trouverez dans le prsent document les rsums des 72mmoires 2010. Ils sont classs dans les rubriques suivantes :

- Bton arm et mixte,- Construction bois,- Construction mtallique et mixte,- Conception et gestion du bti,- Dveloppement durable,- Matriaux,

- Mcanique des sols et infrastructures,- Organisation,- Risques,- Structure et analyse numrique.

Plac sous la direction conjointe dun enseignantde Polytech Clermont-Ferrand et dun ingnieur dela structure daccueil, ltudiant est amen fairepreuve de ses qualits de rflexion, danalyse et desynthse sur le sujet qui lui est propos. Chaqueprojet fait lobjet dun mmoire dune centaine depages, expos devant un jury de professionnels etduniversitaires. Ces mmoires, sous rserve declauses de confidentialit, sont accessibles ausecrtariat du dpartement Gnie Civil.

Si vous tes intresss par la mise en place duntel Projet de Recherche Dveloppement dans votreentreprise, nhsitez pas nous contacter pour nousproposer un sujet. Nous nous appuyons surlensemble de la troisime anne et sur sa souplesse (enseignements par modules ou optionsspcifiques comme Ingnierie et projets logistiques ) pour faire aboutir ces stages. Il est doncindispensable de proposer ces projets au plus tt (dbut septembre).


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LISTE DES ENTREPRISES ET ORGANISMES DACCUEIL EN 2010

ALTO94250 Gentilly

AUBRILAM63 000 Clermont-Ferrand

BARBOT CMGroupe FAYAT37160 Descartes

BATIDUR87000 Limoges

BCM63500 Issoire

BOUYGUES78061 St Quentin en Yvelines

BUREAU VERITAS

92077 Paris - 21066 Dijon

CASTEL & FROMAGET32501 Fleurance

CEA SACLAY91191 Gif sur Yvette

CEMAGREF13182 Aix-en-Provence92163 Antony

CERIB

28231 Epernon

CETE Normandie - Centre76121 Le Grand Quevilly

CHARONDIERE03120 Lapalisse

CTICM91193 St Aubin

CSTB77421 Marne-la-Valle et38400 Saint-Martin-dHres

DOREAN68520 Burnhaupt le haut

DV CONSTRUCTION33702 MERIGNAC

EFFECTIS France91193 St Aubin

GAGNE43002 Le Puy-en-Velay

GEOTER ALPES73000 Chambry

JAILLET ROUBY45000 Orlans

INERIS60550 Verneuil en Halatte

IOSIS Industries75214 Paris

IRABOIS75784 Paris

Joseph PARIS S.A.44040 Nantes

LaMi (Laboratoire de Mcanique et Ingnieries)63170 Aubire

LCPC Centre de Nantes

44341 Bouguenais

LIGNALITHE42600 Montbrison

MATIERE SA15130 Arpajon-sur-Cre

OPHIS63028 Clermont-Ferrand

PLATE-FORME MSGC - Polytech63170 Aubire

POLYGONE15007 Aurillac

SAFEGE Ingnieurs Conseils92022 Nanterre

SIKA FRANCE93351 Le Bourget

SOLETANCHE-BACHY92500 Rueil Malmaison

SOL SOLUTION63200 Riom

VINCI Construction France92730 Nanterre

VIRY S.A.88218 Remiremont


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ARCELOR MITTAL R & DLuxembourg

BEIJING TESTING ET INSPECTION CENTER FOR HIGHWAYBeijingChine

BUDAPESTI MUSZAKI EGYETEMBudapest - Hongrie

Bureau GREISCHLigeBelgique

BURO HAPPOLD LTDUnited Kingdom

CZECH TECHNICAL UNIVERSITY IN PRAGUETchcoslovaquie

DELTABEAMBratislava - Slovaquie

FACULTAD DE INGENIERA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYOMendozaArgentine

FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING OF BUDAPESTBudapest

GEOS Ingnieurs ConseilsGenveSuisse

ECOLE POLYTECHNIQUE DE MONTREALMontralCanada

LABORATOIRE DE GEOTECHNIQUE DE LUNIVERSITE DE BRASILIA

Brsil

LABORATRIO NACIONAL DE ENGENHARIA CIVIL (LNEC)Lisbonne - Portugal

NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADAOttawa - Canada

POLITECHNIKA KRAKOWSKAINSTYTUT MATERIAW KONSTRUCKCJI BUDOWLANYCHCracovie - Pologne

PONTIFICA UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISOChili

QUEENS UNIVERSITY OF BELFASTUnited Kingdom

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOINSTITUTO DE INGENIERIAMexico - Mexique

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIASBrsil

UNIVERSITY OF SHEFFIELDUnited Kingdom

UNIVERSITY OF SHERBROOKEQubec - Canada


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Les partenariats du Dpartement Gnie Civil

de PolytechClermont-Ferrand

Si la plupart des entreprises prcdentes accueillent nos lves depuis de trs nombreusesannes, il convient de signaler une spcificit importante de PolytechClermont-Ferrand.Depuis longtemps en effet, les grandes entreprises du BTP se sont rapproches duDpartement Gnie Civil et, ensemble, nous avons mis en place des partenariatsparticulirement efficaces pour nos lves et notre tablissement.

Ces partenariats se traduisent pour nos lves par des voyages dtudes, des confrencestechniques, des prix rcompensant certaines activits pdagogiques, des simulationsdentretiens, des visites de chantiers ou dentreprises, des offres de stages accrues, unsoutien financier notre formation

Depuis une dizaine dannes, nous signons une convention avec une nouvelle entreprisetous les ans. Dune dure de 3 annes conscutives, ces partenariats de concrtisent par laprise en charge dune promotion dlves, de son entre Polytech jusqu la remise dudiplme dingnieur.

Nous souhaitons profiter de ce document pour remercier ces partenaires privilgis (ensachant bien sr, que la liste nest pas close) et pour donner des informations sur les prix quircompensent des travaux dlves amliorant ainsi leur motivation:

1991-2000 : Ingropet le Prix de la Rigueur et du Pragmatisme

2001-2004 : DV Constructionet le prix des 3 meilleurs stages de 2meanne,

2002-2005 : ArcelorMittalet Virydont le Viry Challenge , un travail ralis dans le

cadre du cours danglais sur la prsentation dun ouvrage de Gnie Civil,perdure encore aujourdhui.

2003-2006 : Cobatyet GTM - Dumez-Lagorsseavec le prix des meilleurs stages de1reanne

2004-2007 : le Bureau Veritasavec le prix Observer et rendre compte concernantdes visites de chantiers,

2005-2008 : GFC Constructionavec Richelmi Monacoet Cirmad GrandSudqui sesont associs avec DV Construction pour le prix des meilleurs stages de2meanne,

2006-2009 : Eiffage avec un prix concernant des Procds Gnraux deConstruction ,

2007-2010 : Le Groupe Fayat qui rcompense un travail de Rsistance desMatriaux .

2008-2011 : SOCOTEC, notre nouveau partenaire avec le prix sur le thme Analyser, Synthtiser, Convaincre .

2009-2012 : DV Construction nouveau, une filiale du Groupe Bouygues quiapprcie tout particulirement nos lves .

Enfin, nous avons le plaisir de signaler que cest Monsieur Clment FAYAT lui-mme,crateur et prsident du Groupe du mme nom, le 4me du BTP franais et le 1er pour laConstruction Mtallique, qui remettra le 2 octobre 2010 le diplme dingnieur tous leslves de Polytech. Il mettra ainsi en exergue la qualit des relations cole-entreprises du

Dpartement Gnie Civil et des partenariats exemplaires lists ci-dessus.


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PARTENARIAT DE RECHERCHE

Tous les enseignants du dpartement Gnie Civilmnent des travaux de recherche fondamentale oufinalise (contrats industriels) au sein duLaboratoire de Mcanique et Ingnierie (LaMI)de lUniversit Blaise Pascal.

Deux thmatiques principales :mcanique des matriaux et des structuresgotechnique et ouvrages de sol

avec comme objectifs la prvision et la modlisationdu comportement des ouvrages, lvaluation de leurfiabilit et lanalyse du comportement mcaniquedes matriaux constitutifs.

Il est possible de prparer, en parallle avec la 3meanne, un Master Recherche 2 : Innovation, mcanismes, matriaux, struc-

tures .

OBJECTIFSLe Dpartement Gnie Civil forme des ingnieurs capables de concevoir, danalyser, decalculer, de raliser, dexpertiser et de grer des ouvrages dans tous les secteurs de laconstruction. La formation conduit llve ingnieur acqurir des comptences et descomportements qui lui permettront dagir en gnraliste capable dapprhender des problmescomplexes et dagir en responsable apte conduire et grer en quipe des projets et deschantiers. La formation comprend des enseignements acadmiques, des projets et des priodesde stage en entreprise (8 11 mois). Elle est assure conjointement par des universitaires etdes professionnels du secteur de la construction.

Deux options sont proposes :Structures et Ouvrages

DPARTEMENT GNIE CIVIL

SECTEURS DACTIVITS et DEBOUCHSGrands groupes et grandes entreprises du BTPPME - PMI du BTPBureaux dtudes - Bureaux de contrleBureaux dtudes infrastructuresSecteur tertiaire (Collectivits territoriales - ducation)Matriaux et matriels pour le BTP - nergie - TransportsMatrise duvre et matrise douvrage publique et priveGestion du patrimoine immobilier

Responsable du dpartement : Jean-Pierre MUZEAUSecrtariat : 04 73 40 75 05 fax : 04 73 40 75 10E-mail : [email protected]

PARTENARIATS INDUSTRIELS

Relations industrielles formalises avec degrands groupes : Bouygues, Arcelor & Viry, GTM,Bureau Vritas, Eiffage

Stages :- 1 2 mois en fin de 1reanne (t) : immersion

en entreprise- 2 4 mois en 2meanne (mai - sept.) : mise en

situation de cadre technique- 5 mois en 3me anne (fvrier - juin) : projet

industriel de recherche et dveloppement

Les stages sont effectus en entreprise. 30% desstages de 3meanne ont lieu ltranger.

Projets:Projets techniques au choix en 2meanne :

Btiment, ouvrage dart Bton arm,Construction Mtallique,GotechniqueHydrauliqueMthodes

Atelier de conception architecturaleProjet technique de synthse en 3me annefaisant appel lensemble des comptencesacquises au cours de la formation.

Mots-cls: Btiment Ouvrage dart Infrastructure Architecture Urbanisme Mcanique des Structures Mcanique des sols Mcanique des fluides Matriaux quipements techniques Technologie de la construction OrganisationGestionPathologieMaintenanceDveloppement durable


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Gnie CivilOption Structures et ouvrages (375 h)

Module Approfondissement du Gnie Civil (100 h) choisir parmi :

Infrastructures - Structures bois - Structuresmixtes - Ouvrages dart en bton prcontraint

Complments et prparation au projet de rechercheDveloppement (200 h) : 3 modules au choix

Sciences Sociales et Communication(75 h) :2 modules au choix parmi :

Anglais - Ngociation et conduite de runion -Architecture et IngnierieScurit et qualit -Urbanisme

Disciplines communesaux deux options (260 h)

Technologie, organisation & mthodes (70 h)

Matriaux & Mcanique des Milieux Continus (100 h)Rsistance des matriaux & Calcul des structures (90 h)

Disciplines spcifiques chaque option

Option Structures et ouvrages (205 h)

Bton arm et prcontraint (75 h)quipements techniques (75 h)Mcanique des fluides et Gologie (55 h)

Option Ingnierie et Architecture (185 h)

Histoire de larchitecture et de la construction (60 h)Arts plastiques, DAO, Maquettes & Mthodologie du projetarchitectural (125 h)

Enseignements communs tousles dpartements (450 h)

Sciences de base (90 h)

Mcanique - Traitement du signallectronique - Chimienergtique - Thermodynamiquepistmologie

Langages scientifiques (210 h)Mathmatiques gnralesStatistiques et probabilitsCalcul numriqueInformatique

Sciences Sociales et Communication (150 h)Langues : anglais - allemand et/ou espagnolExpression - CommunicationDroitconomie

Disciplines communesaux deux options (300 h)

Technologie, organisation et mthodes (60 h)Bton arm et prcontraint (60 h)Construction mtallique (60 h)Gotechnique (60 h)

Projet technique (60 h)

Sciences sociales et Communication (100 h)Langues : anglais - allemand et/ou espagnolExpression crite et oraleGestion de projets et gestion dentreprisesDroit des marchs et de la construction

Stage : 2 mois obligatoires en mai et juin (240 h) dontla plupart se poursuivent en juillet et aot

Disciplines spcifiques chaque option

Option Structures et ouvrages (260 h)

Hydraulique et rseaux (60 h)Complments de calcul des structures (60 h)Ouvrages : conception et pathologie (60 h)Complments scientifiques (60 h)Psychologie sociale (20 h)


quipements techniques du btiment (120 h)Mthodologie du projet architectural (110 h)Techniques dexpression et de gestion (40 h)

DEUXIME ANNE (660 h ou 670 h selon loption + 2 4 mois de stage)

TROISIME ANNE (450 h + 5 mois de Projet de RechercheDveloppement en France ou ltranger)

Projet technique de synthse (75 h) commun auxdeux options : Structures et ouvrages et Ingnierie etArchitecture

Ingnierie et projets logistiques (450 h)(en commun avec les autres dpartements du CUST)

Gestion et conomie des transportsOrganisation et techniques logistiquesOutils de la gestion des flux - Projet


PathologieRhabilitationInspection,maintenance, rparation (75 h)Urbanisme (75 h)Projet architectural (225 h)

PRSENTATION GNRALE DES ENSEIGNEMENTS GC

PREMIRE ANNE (915 h ou 895 h selon loption)


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RSUMS DES MMOIRES 2010

prsents pour l'obtention

DU DIPLME DINGNIEUR de PolytechClermont-Ferrand

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SPCIALITGNIE CIVIL

Pages

Bton arm et mixte 9

Construction Bois 16

Construction Mtallique et Mixte 22

Conception et Gestion du Bti 39

Dveloppement Durable 42

Matriaux 48

Mcanique des Sols et Infrastructures 51

Organisation 70

Risques 72

Structure et Analyse Numrique 77


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BTON ARMET

MIXTE

Pierre AUGUSTINAnalyse exprimentale dlments en bton arm de bandes dacierplates adhrence variable.

Alexandre HERVEEtude de linfluence de la corrosion sur la liaison acier-bton.

Houssein KARAKIActivation du bton faible dosage en ciment.

Thomas KERBELLECComportement dune poutre mixte prflex sous charge de longue dure.

Nada WEHBIAdhrence bton-acier des structures en bton arm daciers plats.

Stphanie ZEBAZE ZANZIEtude du dimensionnement dlments structuraux laide de bton defibres macro synthtiques.


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ANALYSE EXPRIMENTALE DLMENTS EN BTON ARMDE BANDES DACIER PLATES ADHRENCE VARIABLE

Pierre AUGUSTIN

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civil fvrier-juin 2010

- Rsum -

Ce travail sinscrit dans le cadre du programme de recherche et de dveloppementdes techniques couvertes par les brevets de M. Marcel Matire, en continuit des tudesmenes les annes prcdentes.

Avec pour objectif lamlioration de ses produits et loptimisation de lutilisation des

matriaux, lentreprise MATIERE S.A. dveloppe, pour la ralisation dlments minces enbton arm, un procd de ferraillage par aciers plats au carbone ou inoxydables, ensubstitution des fers ronds haute adhrence utiliss pour la ralisation de ses lmentsprfabriqus. Ce procd a t valid exprimentalement et prsente de nombreuxavantages, tant sur le plan conomique que mcanique, du fait de lutilisation optimale descaractristiques de lacier. Cette amlioration conduit la rduction des paisseurs mises enuvre, mais apporte galement aux lments en bton arm une plus grande ductilit.

Ltude porte sur lanalyse exprimentale du comportement mcanique daciers platsau carbone, munis dun crantage pour augmenter leur adhrence, de manire similaire auxverrous que lon retrouve sur les barres rondes hautes adhrence. Cependant, il nexistepas de barres plates haute adhrence dans le commerce, ce qui oblige crer un crantage

artisanalement. Lentreprise MATIERE sest donn les moyens de crer elle-mme desbarres plates haute adhrence, mais la configuration gomtrique est loin dtre optimale.Des essais de comportement sont donc raliss, afin de dterminer exprimentalement lefonctionnement des lments btons en fonction des barres utilises, mais aussi pour mieuxcomprendre le mcanisme dadhrence entre lacier et le bton.

Le crantage actuellement mis en uvre est ralis partir dempreintes recouvrantdes zones de 5, 10 ou 15 cm de longueur, ralises sur des bandes dacier plat. Il est doncpossible dtudier linfluence de lalternance de zones lisses et de zones HA, obtenue lors dufaonnage de la barre, de manire dterminer exprimentalement le meilleur crantage adopter en fonction de la gomtrie des barres utilises.

Ce travail de recherche et dveloppement est ralis en partenariat avec leLaboratoire Central des Ponts et Chausses, dont le but est de modliser par lments finisle mcanisme de la liaison acier/bton partir des essais raliss, et ainsi de permettre detrouver la configuration gomtrique optimale adopter pour les barres plates.

Mots-clsbton armadhrenceaciers platsferraillage

MATIERE S.A.BP 54

15 130 Arpajon-sur-Cre

Travaux dirigs par M. Fathi MEZGHANIDirecteur bureau tudes bton arm


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TUDE DE LINFLUENCE DE LA CORROSION SUR LA LIAISONACIERBTON

Alexandre HERVE

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme

dingnieurDpartement Gnie Civiljuin 2010

- Rsum -

L'adhrence entre les armatures et le bton est essentielle au fonctionnement d'unestructure en bton arm. En effet, lorsqu'une structure est sollicite, la liaison acier-btonpermet la transmission des efforts entre les deux matriaux. Cependant, pour unesollicitation amenant le bton au-del de sa limite d'lasticit en traction, des fissuresapparaissent en zone tendue. Des vides sont alors crs et peuvent conduire unediminution de l'adhrence entre l'acier et le bton.

De plus, les ouvrages vieillissent sous l'action de l'environnement. Une desprincipales causes de dgradation des structures en bton arm est la corrosion desarmatures. Cette dernire peut tre due la carbonatation du bton ou la pntration deschlorures dans le bton. Les zones de dgradation de la liaison acier-bton causes par lasollicitation mcanique constituent des lieux privilgis de dveloppement de la corrosion.

Le but de ce travail est dtudier, laide du code de calcul aux lments finisCAST3M, au niveau microscopique (chelle des crans dacier) la liaison acier/bton soumise une corrosion gnralise (carbonatation) couple des efforts mcaniques, lobjectiftant de dfinir un nouvel lment joint sous CAST3M qui possde les propritsmcaniques de cette liaison.

Tout dabord, nous avons tudi une prouvette en bton arm (armature N crans)soumise un essai darrachement (essai Pull-out). Pour cela, nous avons ralis un premier

modle bidimensionnel nous permettant notamment de prendre en comptel'endommagement du bton lors du chargement. Nous avons cherch retrouver, par lamodlisation, les courbes force-dplacement et les positions et ouvertures de fissuresdisponibles dans la littrature.

Dans un second temps, nous avons dtermin un volume lmentaire reprsentatifdont les proprits sont quivalentes au systme macroscopique de dpart. Pour cela, nousavons dmontr la priodicit du systme acier/bton. Nous avons conclu que nouspouvions nous limiter ltude dune prouvette de la taille dun cran de bton en appliquantdes conditions de priodicit sur les bords du VER. Ainsi, nous avons pu dterminer unepremire loi de comportement de la liaison sous contrainte mcanique.

Dans une dernire partie, nous avons modlis le phnomne de corrosion sur leVER. Nous avons donc modlis une barre dacier dcompose en plusieurs couchesconcentriques dont les proprits voluent au cours du temps. Les diffrents paramtresdvolution de la corrosion(gonflement, proprits mcaniques de la rouille) ont t obtenusen se basant sur les travaux de Than NGUYEN. Ainsi, nous avons coupl la contraintemcanique (traction sur la barre dacier) et la contrainte amene par la corrosion pourdterminer linfluence de la corrosion sur la loi de comportement de la liaison tablieprcdemment.

Mots-clsAdhrence - corrosion des armatures - modle lments finisendommagement

du bton - carbonatation

CEA / SaclayCommissariat lnergie atomique91191 Gif-sur-Yvette, FranceTravaux dirigs par Alain MILLARDIngnieur chercheur au CEA


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ACTIVATION DU BTON FAIBLE DOSAGE EN CIMENT

Houssein KARAKI

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civiljuin 2010

- Rsum -

Dans le cadre du dveloppement durable et dans un contexte international derduction dmission de gaz effets de serre, VINCI -Construction cherche diminuerlimpact environnemental des btons quil utilise sur ses chantiers.

Le bton est aujourdhui le matriau le plus utilis dans le monde dans le secteur dela construction. Compos de granulats, de ciment, deau et/ou dadditions ventuelles, ilreprsente la majorit des missions de CO2 de VINCI. De point du vue du bton la plupart

des missions de CO2 est due au ciment. En effet, lnergie utilise pour obtenir le cimentreprsente le 92,4% de lnergie totale consomme pour fabriquer le bton. Cest pour cela,on va travailler rduire la quantit de ciment utilise dans les btons pour ouvrages debtiment courant dose environ 150 kg/m3. Cest--dire peu prs la moiti de ce que lonutilise dhabitude. En remplaant une certaine quantit de ciment par des produits ayant desfonctions liantes mais dont la production ne gnre pas de dioxyde de carbone.

Certains rsidus ou coproduits comme les fillers calcaire, les cendres volantes ou lelaitier de haut fourneau semblent tre des matriaux rpondant la problmatique. Le but decette tude est de raliser des btons ayant un faible dosage en ciment et incorporant doncun fort pourcentage daddition. Cependant le taux de substitution du ciment par cescomposs est limit par la norme NF EN 206-1. Afin dobtenir une rduction significative dela quantit de ciment, le domaine cl de ladjuvantation joue un rle trs important. Ainsi,

trois critres sont prendre en compte. Les btons ainsi raliss devront avoir desperformances quivalentes celles dun bton de rfrence, leur cot ne devra pas tresuprieur et le gain en terme de rduction dmission de dioxyde de carbone devra trequantifiable et significatif par rapport au bton de rfrence.

Des recherches ont t effectues sur le sujet en 2007 et 2009 au cours desquellesils ont travaill sur les cendres volantes et la viscosit du bton. Concernant mon PRD on aconcentr les efforts sur le filler calcaire et le laitier qui sont des matriaux disponiblesactuellement et dans le futur et au sujet de ltude exprimentale, de nombreusesformulations ont t testes afin de dvelopper leurs formulations, doptimiser la rsistanceau jeune ge et de dterminer les coefficients dactivit. Ainsi on a pratiquement tudilinfluence de la provenance des ces additions et linfluence de lutilisation du microfiller

calcaire sur la maniabilit et la rsistance du bton afin de trouver un modle nouspermettrait formuler un bton faible dosage en ciment.

Mots-clsBtoncimentajouts cimentairesadjuvantcoefficient dactivit rsistance au jeune

gemissionscot

VINCI CONSTRUCTION FRANCEDirection des Ressources techniques et du Dveloppement durable

61 avenue Jules Quentin 92 730 Nanterre Cedex

Travaux dirigs par M. Franois CUSSIGHResponsable service bton


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COMPORTEMENT DUNE POUTRE MIXTE PRFLEXSOUS CHARGE DE LONGUE DURE

Thomas KERBELLEC

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civiljuillet 2010

- Rsum -

La construction mixte sest imposecomme une nouvelle mthode de construction en pleinessor depuis les annes 1980. Elle associe diffrents matriaux pour diminuer les cots deralisation, par la rduction des quantits de matire. Elle utilise principalement lacombinaison de lacier etdu bton. Dans une poutre mixte, lide est dutiliser le matriau

bton pour sa rsistance la compression et lacier pour sa rsistance la traction et aucisaillement. Pour rendre cette association efficace, il est ncessaire de lier mcaniquementles deux lments par lutilisation de connecteurs.

La poutre mixte acier/bton utilisant la mthode Prflex est une poutrelle mtallique soumiseen atelier une prflexion, qui engendre dans lacier des contraintes au moins gales celles de service. La membrure tendue est alors enrobe de bton de haute qualit. Enrelchant la prflexion aprs durcissement du bton, ce dernier est prcomprim et doitrester comprim pendant le cycle de vie de louvrage. On obtient une poutre composite auxcaractristiques mcaniques amliores afin de pouvoir augmenter la porte, diminuer lahauteur de la poutre ou encore diminuer la flche finale.

La premire partie de ce rapport est consacre une prsentation des caractristiques desdiffrents matriaux : bton et acier. De plus, un rappel sur les effets diffrs, retrait etfluage, est effectu. Paralllement, une description des structures mixtes est ajoute en yincluant celle de la poutre Prflex.

Dans une seconde partie, les modles de calculs des effets diffrs sont dcrits ainsi que lesprincipes de calcul des dformations et des contraintes dans les sections dune poutre mixteen fonction du temps.

Lobjectif de la prsente tude est danalyser le comportement dune poutre mixte Prflexsous charge de longue dure, en prenant en compte les effets diffrs, afin den montrer les

avantages. Ainsi une application dtaille est effectue sur un ouvrage dart construit enPologne. Il sagit dun pont mixte classique une trave ayant une porte de 33 mtres. Lebut de lapplication est de dimensionner une poutre mixte Prflex afin de montrer lesdiffrences avec une poutre mixte classique notamment au niveau de la hauteur de section.

Mots-clsStructure mixteacierbtonprcontraintePrflexretraitfluage

POLITECHNIKA KRAKOWSKAul. Warszawska 24

31-155 Krakw

Travaux dirigs par le Docteur Piotr GWOZDZIEWICZ


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ADHRENCE BTON-ACIER DES STRUCTURESEN BTON ARM DACIERS PLATS

Nada WEHBI

Polytech Clermont-Ferrand - Mmoire prsente en vue de lobtention du diplmedingnieur- Dpartement Gnie Civiljuin 2010 -

- Rsum -

En parallle une campagne dessais mens pour lentreprise MATIERE S.A. dans lecadre du dveloppement de lutilisation daciers plats (au carbone ou inoxydables) dans deslments minces prfabriqus en bton, ce travail porte sur la modlisation numrique duphnomne dadhrence entre le bton et lacier. Dans ce cadre, la ralisation de modlespar lments finis ( laide du logiciel CAST3M) permettant une me illeure comprhension duphnomne dadhrence a t le principal objet de ce travail de recherche.

La liaison acier-bton permet la transmission des efforts entre larmature et le bton,do son importance majeure. Lobjectif est donc lanalyse du comportement de linterfaceentre lacier et le bton ainsi quune meilleure connaissance du processus de glissement delarmature. Le but est didentifier les paramtres permettant damliorer lutilisation desarmatures en acier plat soit lisses, soit constitues de zones lisses et de zones crantesalternes. La matrise du dcrochement des parties lisses permet alors une limitation et une

rpartition de la fissuration.Ltude a t abord par des modles simples (2D) dprouvettes de bton armes

dacier lisse. Un modle lastique a permis de visualiser les contraintes et les dplacementsdans lacier et le bton. Un modle de bton endommageable (de type Mazars) permet deconnatre lendommagement du bton linterface bton-acier. Pour reprsenter la prsencedes crnelures, nous avons ajout linterface acier-bton un lment de joint. Ces lmentsjoints ont t tudis en comportement lastique et lastoplastique.

Dans un second temps, nous avons modlis en 3D lacier crnel avec diffrentsalternats, dans le but de caler les paramtres dun modle simplifi bas sur lutilisationdlments de joint. Les rsultats de ce travail permettront de mieux comprendre le

phnomne dadhrence et par suite doptimiser la forme des barres daciers plats utilis esdans les produits prfabriqus.

Mots-clsAdhrence- fissuration-bton arm- acier plat- crnelure- joint- interface- endommagement

Plateforme MSGC - Matriaux et Structures Gnie Civil

Campus des Czeaux - Avenue des Landais - 63174 AUBIERE

Travaux dirigs par M. A. CHATEAUNEUF et Ph. BRESSOLETTE


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TUDE DE DIMENSIONNEMENT DLMENTS STRUCTURAUXLAIDE DE BTON DE FIBRES MACRO SYNTHTIQUES

Stphanie ZEBAZE ZANZI

PolytechClermont Ferrand- Dpartement Gnie CivilMmoire prsent en vue dobtention du diplme dingnieur- Juin 2010

- Rsum -

Les btons fibrs, utiliss notamment dans les dallages industriels, font lobjet denombreuses recherches dans le but dlargir leur utilisation la ralisation par exemple desdallages, planchers de rpartitions et des semelles superficielles pour les maisonsindividuelles.

Le but de ce PRD est double. Il sagit dune part dtudier les mthodes de calcul desbtons de fibres dans les applications de dallages, planchers de rpartitions et des semellessuperficielles notamment en zone sismique. On sintresse ensuite aux transferts des effortsdans les liaisons qui constituent le lien entre les lments en BA traditionnel avec ceuxarms en fibres macros synthtiques (polypropylne - SIKA Force). Ceci est ralis pourrpondre la prconisation parasismique de monolithisme des btiments.

La premire partie de ce mmoire prsente les gnralits sur les btons de fibres enpolypropylne. Elle traite aussi bien de sa rhologie et de ses proprits mcaniques quedes caractristiques physiques.

La seconde partie est consacre lexpos de la mthode mise en place pourdterminer le dosage en fibres dans le bton selon des caractristiques mcaniques

recherches pour les diffrents lments tudis. La mthode est principalement base surleurocode2 lorsquon est en statique et sur leurocode8 lorsquon est en sismique.

La troisime partie dcrit mes travaux exprimentaux permettant de caractriser lebton fibr et les ancrages dans ce type de bton. Les tests consistent en lexprimentationde spcimens en configuration de type Pull Out Test (essai darrachement de barresancres) qui doivent nous renseigner sur ladhrence entre le bton de fibres et les barresdacier. On dterminera ensuite la longueur dancrage en fonction de la contraintedarrachement trouve.

Par ailleurs, les essais de traction effectus sur un tirant (bton fibr / acier) nous ontpermis dtudier et de caractriser le comportement des fibres en traction et le phnomnede transfert de contrainte du bton fibr aux barres dacier.

Mots clsBton de fibres de polypropylne - comportement sismique - dallage fibr

semelle superficielle fibre - dalle de rpartition fibre

PLATEFORME MSGCCampus de Clermont-Ferrand - Les CzeauxB.P. 206 - 63174 AUBIRE Cedex

SIKA France84, rue E. Vaillant - 93351 LE BOURGET

Travaux dirigs par Pr Sofiane AMZIANE (Polytech Clermont)et Dr Fabrice DECROIX (SIKA France)


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CONSTRUCTIONBOIS

Thibaud COUSTILLASInfluence de la liaison entre le panneau de contreventement et la poutre DOREAN .

Papa Waly FAYEOptimisation des candlabres mixtes bois-mtal de grande hauteur.

Jean-Baptiste FEDERSPIELPlanchers et parois mixtes bois/bton.

Thomas JOUBERTEtude des assemblages bois. Identification du type de sollicitation prpondrant la ruinedun assemblage broche en situation dincendie.

Marco NOIRAUDMthodologie et tude de cas pour des btiments en bois en zone sismique.


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INFLUENCE DE LA LIAISON ENTRE LE PANNEAUDE CONTREVENTEMENT ET LA POUTRE DOREAN

Thibault COUSTILLAS


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Le concept DOREAN est bas sur une ossature bois en poutres treillis permettantune isolation continue de 38 centimtres dpaisseur et la suppression des ponts thermiques.Dans un souci actuel de dveloppement durable qui se traduit de plus en plus dans lesrglementations thermiques, ce concept apparait comme une solution innovante et trsperformante. Lide est ne il y a 12 ans et son tude est un peu plus approfondie chaqueanne afin de perfectionner le concept tout en respectant lensemble des normes pourpermettre lentreprise de se dvelopper. Cette anne, ltude est oriente sur lecomportement de lOSB dans la maison DOREAN, travers son rle en plancher et encontreventement vertical.

La premire partie de ltude consiste quantifier lapport dupanneau OSB sur lesperformances du plancher DOREAN travers plusieurs actions ; dune part, par la

modlisation dune poutre en T grce la rigidit de lassemblage panneau-bois obtenue paressais de cisaillement, et dautre part par lanalyse de leffet systme dans le conceptDOREAN. Afin de complter ltude de la solive dans son environnement, une modlisation3D du plancher a permis de mettre en vidence le rle des madriers qui constituent un appuilastique intermdiaire.

La seconde partie de ltude est axe sur ltude du contreventement de la maisonstandard Rubis. En effet, les rglementations concernant la construction tant en constantevolution, les exigences concernant le contreventement des maisons ossature bois ontgalement volues. Cet aspect du concept DOREAN doit tre amlior afin de respecter lesnouvelles normes, notamment certains principes de lEN NF 1998, consacr la rsistancedes structures aux sismes comme la mise en place dun entretoisement et dune lisse

haute, pour garantir le rle de diaphragme du plancher et le bon fonctionnement des murstravaillants.

Mots-clscontreventementpoutre en Teffet systmeassemblage OSB/poutrerigidit

modlisationessai de cisaillement

SOCIETE DOREANPont dAspach 3, Zone Industrielle de la Doller

68520 BURNHAUPT LE HAUT

Travaux dirigs par M. SCHMERBER


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OPTIMISATION DES CANDLABRES MIXTES BOIS-MTALDE GRANDE HAUTEUR

Papa Waly FAYE


- Rsum -

Les candlabres dclairage public en structures mixtes bois-mtal sontgnralement composs dune pice mtallique daccroche de lanternes, dun ft en boislamell-coll et dune embase mtallique. La socit Aubrilam a une longue tradition defabrication de ces mts et sest engage dans une dmarche cologique en adoptant uneapproche dco-conception. Les mts bois-mtal sont le rsultat de recherche permanentedesthtisme, de performances mcaniques et enfin de respect des normes et des rgles delart. Cette dmarche a permis lobtention du marquage CE des diffrents mts.

La socit Aubrilam, souhaite souvrir au secteur de lclairage routier. Pour ce faire,deux solutions sont envisages. La premire est de mettre les mts quatre (4) mtres desbords de la route. Cette disposition ne permet pas doptimiser les sections de boisncessaire pour reprendre les efforts de torsion. La deuxime solution, plus raliste, est deconcevoir des mts respectant la scurit passive en sappuyant sur la normalisationEuropenne transcrite en France sous la norme NF-EN 12767.

Les mts dclairage routier se caractrisent aussi par leur grande hauteur. Afindoptimiser le couple production-transport, une tude est mene sur la conception dun jointde continuit. Ce joint doit assurer la continuit structurale, mcanique et esthtique du mt

tout en minimisant limpact visuel des pices mtalliques. Il se base sur une pice mtalliquequi assure le transfert des efforts entre les diffrentes parties en bois. La dmarche de calculutilise autant que possible les mthodes de lEurocode 5.

Du fait de leurs grandes hauteurs, le collage des planches de bois dans la pressehydraulique est relativement difficile. Une tude a t mene pour trouver une solution quipermet de surmonter cette difficult en utilisant un systme de vissage qui assure la pressionncessaire la prise de la colle. Ltude a permis de dfinir le nombre, le diamtre et lesentraxes des vis qui assurent un collage efficace sans pnaliser la productivit.

Enfin, dans le cadre du marquage CE, des essais de flexion de mts standards et demts avec joint de continuit ont t raliss dans la plateforme technologique dePolytechClermont-Ferrand. Ces essais ont permis de justifier et de valider les performancesmcaniques des produits, la confirmation de leur fiabilit dutilisation ainsi que la validation

des mthodes de calcul analytique. Outre ces essais de flexion, des essais de cisaillementsur les colles joint pais ont t raliss dans les locaux de lentreprise.

Mots-clsBois lamell collcolle joint paisjoint de continuitmtsgrandes hauteurs

scurit passive.

AUBRILAMSige social, 83, rue Fontgive

63057 Clermont-Ferrand Cedex 1

Usine 43100 BrioudeTravaux dirigs par M. Patrick RACHERDirecteur Technique Aubrilam SAS


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PLANCHERS ET PAROIS MIXTES BOIS/BETON

Jean-Baptiste FEDERSPIEL


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De nos jours, de plus en plus de constructions sinscrivent dans une dmarche dedveloppement durable. Cela passe souvent par lutilisation du matriau bois. Nanmoins,afin datteindre des performances thermiques ou encore acoustiques acceptables, le bois est

indissociable des matriaux tels que le bton. Ainsi, les structures mixtes ont pleinement leurplace dans les btiments daujourdhui. En effet, la lgret du bois ainsi que sa bonnersistance en traction couples linertie et la rsistance du bton en compression font desplanchers mixtes bois/bton des structures la fois lgres et rsistantes.

Ltude des planchers mixtes bois/bton porte sur le procd de plancher LIGNAFIX.Il est essentiellement utilis en rnovation mais trouve aussi sa place dans les constructionsneuves. En ce qui concerne les parois, ltude concerne le procd LIGNAMUR constitueinitialement de bois et de bton. Cependant, nous nous pencherons davantage sur la nouvelle version de ce procd qui se compose uniquement de bois.

Ce Projet de Recherche et Dveloppement a commenc, dans une premire partie,par ltude du plancher bois/bton LIGNAFIX afin de mettre au point un programme dedimensionnement Excel bas essentiellement sur lAnnexe B de lEurocode 5. Paralllement,des essais de cisaillement longitudinal ont t mens sur des prouvettes de LIGNAFIX, afinde mettre en vidence le comportement des connecteurs entre le bois et le bton, et ainsi devalider le programme de calcul Excel.

La seconde partie de ce travail porte sur ltude des murs bois et plus prcisment lamise au point dun programme de dimensionnement Excel du LIGNAMUR bas surlEurocode 5. Des essais de contreventement sur les deux versions du LIGNAMUR ainsi quesur un mur ossature bois standard ont t effectus afin, dans un premier temps, dtablirun comparatif entre les rsistances de ces trois murset, dans un second temps, de valider la

mthode de calcul au contreventement.

Mots-clsStructures mixtesPlancher bois-btonMur boisConnexion semi-rigideCalcul

EurocodeCisaillement longitudinalModule de glissement

LIGNALITHE SARLBureau dtudes Bois et Bton

2 rue du Repos 42600 MONTBRISON

Travaux dirigs par M. Dominique MOLARD et Mme Catherine CHARVON


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TUDE DES ASSEMBLAGES BOISIDENTIFICATION DU TYPE DE SOLLICITATION PRPONDERANT

LA RUINE DUN ASSEMBLAGE BROCHE EN SITUATION DINCENDIE

Thomas JOUBERT


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Lharmonie avec lenvironnement sancrant chaque jour un peu plus dans le mode devie de nos socits, le bois est amen tre davantage prsent dans le domaine de la

construction. Les structures en bois ont une rsistance largement dpendante des capacitsrsistantes des assemblages qui les composent. Ainsi, une telle structure soumise unincendie, verra son bois consum une vitesse relativement bien connue, sans quil soitpossible de dcrire avec exactitude la rponse du systme entier. La matrise de laperformance de rsistance au feu dune structure en bois, ncessite donc la connaissancede lvolution de la rponse thermo-mcanique des liaisons.

LEurocode 5, partie 1-2, numre des mthodes de dtermination des propritsrsiduelles de sections de bois soumises au feu (section rduite, proprits rduites), etnonce pour les assemblages des coefficients de charge rduite permettant de lesdimensionner de faon scuritaire face un incendie. Afin de complter et consolider cedimensionnement thorique, le CSTB a effectu une campagne dessais sous courbe ISO834 avec des chargements en flexion et en traction transversale 90.

Lobjectif de cette tude est de dterminer si les essais raliss jusqu ce jour, et lathorie de lanalyse limite, la base de lEurocode 5, saccordent sur lidentification dunesollicitation thermo-mcanique dont la rsistance au feu minore celle des autres. Cetteidentification permettra de dterminer leffort qui servira au dimensionnement dunassemblage bois-mtal dans sa rsistance au feu, et qui garantira alors une scuritminimale indpendante de la sollicitation mcanique subie par le systme.

Ce Projet de Recherche et Dveloppement sest droul dans un premier temps parla recherche des phnomnes qui interviennent dans les rponses comportementales desassemblages sous sollicitation thermique. Des fichiers de dimensionnement dassemblageont ensuite t crs daprs la mthode de vrification de lEurocode 5, et ont t comparsaux calculs obtenus grce au logiciel dElments Finis SAFIR. La confrontation de ces

rsultats avec les essais exprimentaux permettra de mieux apprhender la marge descurit que lEurocode prescrit dans ses calculs normatifs.

Mots-clsAssemblageBrochesBoulonsStructure boisSollicitation thermique

Sollicitation mcanique - Prpondrance

CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DU BATIMENTDpartement : Scurit, Structure et FeuDivision : Ingnierie et Scurit

84 Avenue Jean JaursChamps sur Marne77447 Marne-la-Valle Cedex 2

Travaux dirigs par M. Dhionis DHIMA et M. Mustapha TAAZOUNT


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MTHODOLOGIE ET TUDE DE CASPOUR DES BTIMENTS EN BOIS EN ZONE SISMIQUE

Applications de la NF EN 1998-1

Marco NOIREAUD


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Ce projet intervient un moment o les rgles de calcul parasismique en France sontsur le point de changer. Les anciennes rgles PS 92 vont tre remplaces par lEN 1998 -1qui est un code commun aux autres pays de lEurope comme cest le cas pour les autresEurocodes.

Lun des grands changements de lEN1998-1 rside dans la nouvelle carte sismique.Celle-ci, auparavant base sur une tude statistique des prcdents sismes, a t cettefois-ci ralise avec une tude probabiliste ce qui entraine une rvolution des zonessismiques. La surface du territoire concerne par les rgles parasismiques a t multipliepar 3,7 ; dsormais 60% du territoire est soumis au nouveau code de calcul. Cela impliqueque de nombreux constructeurs, nayant jamais eu besoin dutiliser les PS 92, vont devoirapprendre dimensionner un btiment vis--vis des charges sismiques avec lEN 1998-1.

Le premier objectif de ce projet est daider les entreprises dimensionner selon lEN1998-1. Pour les entreprises dj concernes par les PS 92, il sagit dessayer de faciliter lepassage de lancien code de calcul au nouveau. Et pour celles qui dcouvrent la constructionparasismique, lobjectif est de fournir les connaissances rudimentaires aux principes

gnraux de parasismique puis de les aider assimiler le code de calcul. Pour ce faire, dansune premire partie jai prsent des ides de conception parasismique, une approche plussimple de lEurocode 8 et une tude sur la rigidit des planchers ossature bois. Puis dansune deuxime partie, des feuilles de calcul Excel ont t dveloppes qui portent sur lescritres de rgularit vrifier, le spectre de calcul, la mthode de la Force Latrale, lamthode de Rayleigh (harmonise EC8) et lanalyse Modale. Une feuille de calcul agalement t cre pour tout ce qui concerne les btiments ossature bois (Masse,Rigidit, Rsistance).

Le deuxime objectif est de raliser des exemples de dimensionnement avec lEN1998-1 afin que les entreprises puissent sappuyer dessus pour leur dmarche personnelle etavoir des ordres de grandeur suivant plusieurs types de btiments. Pour cela, deux exemples

seront traits en troisime partie du rapport lun en ossature bois et lautre en systmetriangul.

Mots-clsParasismiqueConstruction BoisApproche pdagogiqueMthodes dAnalyse Linaire

IRABOIS7-9, rue de la Prouse75784 PARIS Cedex 16

Travaux dirigs par M. SAUVAGE Didier, M. LAMADON Thierry et M. FOURNELY EricRespectivement Responsable Technique Charpente-Construction Bois la FFB,

Contrleur Technique au Bureau Veritas et Maitre de Confrence Polytech Clermont-Ferrand


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CONSTRUCTION METALLIQUEET MIXTE

Sylvain ACOSTAInfluence de la corrosion sur la rsistance la flexion des profils HZM en QST.

Yamani ATHMOUNIEtude dun plancher mixte suivant leurocode 4.

Priscilla AUCHERValidation par lments finis dune attache par axe darticulation.

Mickal BLANCElaboration dun utilitaire de justification R 15 des entrepts mtalliques soumis lincendie.

Julien CABOTVrification du comportement au feu des parcs de stationnement ariens largementventils pour le march polonais.

Pierre-Louis CHOUZENOUXRsistance au flambement de cornires jumeles.

Brice COULAUDConception et dimensionnement des structures textiles.

Mathieu FARGES

Calcul des poutres de roulement aux eurocodes.

Christian GOYARDDimensionnement des structures mixtes soumises au feu.

Christian GUERE MBAINODOUMCalcul dassemblages mtalliques des ponts unibridge par la mthode des lments finis etcomparaison aux rsultats de leurocode 3.Mohamad HEREZAnalyse de linfluence de linteraction mcanique entre sols de fondations et pieds de mats.

J .Patrick LE STUMEtude des PRS de classe 4.

Guillaume MOZOLENSKIModlisation dun poteau mtallique partiellement protg soumis un incendiegnralis.

Fabien PAGES-ESTAMPESDveloppement doutils de calcul excel pour la construction mixte et le calcul au sisme.

Anthony RODRIGUESEtude de simulations du comportement structurel de tours dtaiement..Clment ROUGIERMarquage des constructions modulaires


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INFLUENCE DE LA CORROSION SUR LA RSISTANCE LA FLEXION DES PROFILS HZM EN QST

Sylvain ACOSTA

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieur -Dpartement Gnie Civil - juin 2010

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Les rideaux mixtes sont composs de profils HZM comme lments principaux (lmentporteurs de section H) et de palplanches (lments intercalaires de section Z). Ces rideauxsont utiliss pour de grands ouvrages tels que de grands quais de ports avec des longueurs

pour les lments porteurs avoisinant les 35 m. Les palplanches remplissent une fonction desoutnement des terres et de redistribution des efforts sur les profils HZM.

Le QST est un procd de trempe et dauto revenu de lacier qui permet dobtenir des limitesdlasticit plus leves mais non homognes sur lpaisseur de lacier. Par ce procdthermique, lacier en priphrie du profil est plus rsistant que celui au cur de la section.Couramment utilis pour les profils dans le domaine de la construction, il reste innovantpour son application dans le secteur des palplanches.

Le but de cette tude est de dterminer la rsistance la flexion des profils HZM en QST enconsidrant des pertes dpaisseur importantes. Celles-ci sont dues la corrosion uniformecause par la prsence dun milieu marin agressif. Lobjectif est donc de comparer des

profils HZM avec des proprits mcaniques homognes et non homognes (QST), enutilisant toujours la mme gomtrie pour les deux sections. Pour cela, des simulations sontfaites suivant la mthode aux lments finis dune poutre en flexion 4 points avec le logicielSAFIR. Des rsultats dessais de traction effectus sur des chantillons dcoups dans dessemelles de profils en QST sont utiliss pour calibrer le modle numrique. La prise encompte de la corrosion est considre par perte de couches homognes sur lensemble dela semelle en contact avec leau.

Le travail sarticule suivant deux axes, avec et sans prise en compte dinstabilits locales dela semelle comprime. Aprs avoir obtenue lensemble des simulations, la comparaison esteffectue entre les deux produits, standards et en QST. Lenjeu de cette tude est de vrifierque les profils HZM en QST gardent un comportement proche de celui des profils HZM

homognes malgr de grandes corrosions.

Mots-clsQSTcorrosionflexionproprits mcaniqueslments finisSAFIR

ARCELOR MITTALRecherche et DveloppementDpartement Palplanches

66, rue de Luxembourg L-4221 Esch-sur-Alzette (Luxembourg)

Travaux dirigs par M. Alex SCHMITTResponsable Dpartement PalplanchesAvec la participation de lUnion Europenne par le programme ERASMUS


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TUDE DUN PLANCHER MIXTE SUIVANT LEUROCODE 4

Mohamed Yamani ATHMOUNI

Polytech Clermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civiljuin 2010

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En tenant compte de la nature des projets traits par le Cabinet JAILLET-ROUBY, il est apparuncessaire de pouvoir disposer dun outil de calcul automatique permettant ltude decomposants mixtes acier-bton selon les nouvelles rgles Eurocodes. Le projet Philharmonie Paris particulirement complexe du point de vue structural et architectural(forme gomtrique trs irrgulire, diversits des matriaux utiliss) ncessite de construireun outil informatique sappuyant sur le logiciel Excel et permettant le dimensionnement et lavrification des planchers mixtes suivant lEurocode 4, en se basant sur les rsultats ducalcul de structure fournis par le logiciel de calcul HERGOS.

La premire partie du mmoire prsente lvaluation des sollicitations appliques sur lesdiffrents types de planchers, ce qui a amen modliser une partie du projet sousHERGOS (modlisation du bloc EST) et de dfinir les types des charges en se basant surles diffrentes normes, documents et rglementations en vigueur (dossier charges etsurcharges, CSTB, EC0, EC1.).

Dans la seconde partie du rapport, des feuilles de calcul ont t labores pour permettre ledimensionnement et les vrifications des planchers mixtes de manire automatique.Diffrents types de connexions acier-bton ont t dfinis, une mthode danalyse adquatea t dtermine en fonction des donnes gomtriques et des caractristiques desmatriaux. Les vrifications par rapport au confort ont galement t traites (vrification vis--vis des vibrations) en rfrence la littrature scientifique spcialise qui a permis devalider les rsultats.

Mots-cls

Plancher mixte - ModlisationConnexionsAnalyseConfort- Eurocode 3 - Eurocode 4

Cabinet JAILLET-ROUBYIngnieurs-Conseils

1 rue Clment V45 000 Orlans

Travaux dirigs par Florent MILLOT, Antoine PERCEVAL & Pierre GOLAB


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VALIDATION PAR LMENTS FINIS DUNE ATTACHEPAR AXE DARTICULATION

Priscillia AUCHER


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Les tendances actuelles imposent aux bureaux dtude de concevoir des structuresmtalliques de plus en plus complexes et aux dimensions imposantes. En France, lavalidation de ces structures repose en grande partie sur les Eurocodes. Cependant, certainsde ces lments structuraux nentrent pas dansle cadre de ces normes europennes et lesbureaux de contrle demandent de plus en plus souvent une justification numrique par

lments finis (MEF). Or cette mthode de calcul repose sur de nombreuses hypothses demodlisation et de choix de paramtres qui jouent considrablement sur la qualit desrsultats.

Nous nous intressons ici au cas dune attache par axe darticulation qui ramne les chargesdes planchers infrieurs suspendus une poutre de toiture. En effet, la prsence deraidisseurs et de rondelles soudes au niveau de lattache, et la dforme non ngligeablede la poutre, influent sur le comportement de la chape qui nentre plus dans le cadre simplede lEC3-1-8.

Le premier objectif de ltude est de modliser lattache en dfinissant et justifiant toutes leshypothses. Ce travail soulve des tudes plus approfondies, notamment de linfluence dutype dlment fini, des discontinuits et du chargement induit par laxe sur les chapes. En

effet, une diffrence de comportement significative est observable entre une approximationdu chargement par une pression uniforme et celle par une pression non uniforme issue de lathorie de Hertz, ce qui impose la modlisation de ce contact par la MEF. Par ailleurs,lattache prsente des dpassements de limite dlasticit qui sont trop importants pour treautoriss dans les limites imposes par lEC3. Ainsi, un comportement purement lastiquedevient insuffisant et il convient de prendre en compte la plasticit.

La deuxime partie de ltude repose sur les modlisations par lments finis volumiquesavec comportement lastoplastique qui sont les plus compltes et ralistes. Leurcomparaison avec des modlisations simplifies permet didentifier les hypothses quisuffisent la justification de lattache, vis--vis notamment de linfluence des lments qui lacomposent. Un rapprochement de ces conclusions avec lEC3 permet de valider les

hypothses prises pour la validation analytique, et dlargir les conclusions dautresconfigurations.

Mots-clsMthode des Elments Finis (MEF)axe darticulation chapecontact de Hertz

lasto-plasticit

CASTEL & FROMAGETZone industrielle, BP22 - 32501 FLEURANCE cedex

Travaux dirigs par M. Sbastien BRUN

Directeur Technique


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LABORATION DUN UTILITAIRE DE JUSTIFICATION R15DES ENTREPTS MTALLIQUES SOUMIS LINCENDIE

Mickal BLANC

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplmedingnieurDpartement Gnie Civiljuin 2010

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Depuis plusieurs annes, la gestion des risques prend une place de plus en plus importantedans les projets de Gnie Civil, et notamment le risque de l'incendie. La prise en compte dela scurit incendie par la mise en place de moyens de protection actifs ou passifs estintgre de plus en plus tt dans les projets de btiments, et la justification de la stabilit des

constructions par l'ingnierie incendie a tendance se gnraliser.

Dans les annes 70, les premiers rglements portant sur la scurit incendie voientle jour. Depuis, la rglementation en matire de scurit incendie et notamment des moyensde prvention volue rgulirement. C'est la circulaire du 4 fvrier 1987 qui a fix lespremires rgles de stabilit pour ce qui est des entrepts de stockage soumis unedclaration en prfecture. Toutefois, les exigences en matire de stabilit au feu prises dansce document taient trop contraignantes pour les structures mtalliques (mise en placesystmatique d'un matriau de protection). Depuis 2008, une simple vrification de stabilitau feu un quart dheure pour tout btiment simple rez-de-chausse (quel qu'en soit lahauteur) est exige et permet de mettre en uvre des structures non protges.

Le march des entrepts mtalliques est un secteur important pour l'entrepriseGagne. Elle a dj fait face au problme de devoir justifier une stabilit R15 sur de telsbtiments sans protection et cherche donc dvelopper un outil qui permettra de faciliter lajustification du degr de stabilit R15.L'tude porte sur l'laboration de cet outil de calcul permettant de vrifier la stabilit deslments structuraux principaux d'un entrept mtallique sans protection. L'outil dveloppsous Excel et Visual Basic traite donc de la vrification des pannes et des portiques. Ilautorise le calcul de sections lastiques, plastiques et mme efficaces, constitues deprofils lamins chaud ou de profils reconstitus souds. Cette vrification est base surl'EN 1993-1-2 ainsi que sur la mthode publie par le CTICM.

Les thories servant de bases la prsente tude seront exposes afin de prcisersur quels fondements loutil calcul a t dvelopp. Les hypothses retenues pour l'tudeainsi que les diffrentes simplifications mises en place seront prsentes et dmontres. Lesrsultats de l'outil seront compars avec des exemples vrifis permettant de tester lavalidit de ces hypothses.

Mots-cls

Feu de calcul - feu normalismassiveteffet d'ombrechanette

GAGNE S.A.S.Constructions mtalliquesB.P. 6243002 Le Puy-en-Velay Cedex

Travaux dirigs par M. Stphane MANONResponsable des chargs dtudes


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VRIFICATION DU COMPORTEMENT AU FEU DES PARCSDE STATIONNEMENT ARIENS LARGEMENT VENTILS

POUR LE MARCH POLONAIS

Julien CABOT

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civil - Juin 2010

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Les parcs de stationnement ariens se dveloppent pour rpondre un besoin croissant enespaces de stationnement d lurbanisation grandissante des villes. Lutilisation de lacierpour ce type douvrages est une alternative au bton arm. Il a lavantage de couvrir de plusgrandes portes et dviter la prsence de poteaux gnants pour les manuvres desvhicules.

Ces ouvrages sont ouverts sur lextrieur et donc considrs comme largement ventils. Ilest donc possible de ne pas les protger contre lincendie. Pour les optimiser, des

procdures dingnierie incendie ont t conues grce lapport de donnes obtenues lorsdessais au feu sur des vhicules, mais aussi suite un essai dincendie rel (Vernon, 2001)qui fait rfrence dans ce domaine. Lutilisation de ces essais a permis dtablir et de validerdes modles de calculs lments finis utilisant des courbes de feu relles et non descourbes de feu normalises de type ISO834 non reprsentatives de la ralit.

En France, des parcs de stationnement ariens non protgs sont dj raliss. Le but deltude est donc de proposer une rponse structurelle pour une trame de parking, nonprotge, assurant une stabilit globale de louvrage soumis un incendie de vhicules,pour le march polonais. Pour arriver cet objectif la procdure suit trois phasesprincipales :

1. Dterminer la gomtrie du parking vrifier. Les scnarios dincendies, comprenant le

nombre de vhicules impliqus ainsi que leurs dispositions sont dduits de cettedonne, de manire tre la fois les plus critiques mais aussi les plus reprsentatifspossible pour la gomtrie tudie.

2. Dimensionner froid les poutres et les dalles constitutives afin de rpondre auxcontraintes statiques et dutilisation auxquelles le parc de stationnement est soumis.

3. Vrifier la structure au feu. A laide des scnarios dincendies valids et des sectionsdacier dfinies, un calcul thermique des lments constitutifs est men en se basant surles travaux dHasemi concernant les feux localiss. Les rsultats thermiques sontensuite intgrs au calcul de la structure du parking afin de vrifier la stabilit globale etle comportement de lensemble soumis aux charges statiques additionnes aux effetsthermiques issus de lincendie des vhicules.

Lenjeu de ltude est de coordonner les rsultats chaud et froid afin dobtenir unesolution la plus optimise possible de la trame vrifier. Des solutions avec des nuancesdacier diffrentes permettent de sadapter aux diffrentes possibilits de ralisation.

Mots-clsParcs de stationnements largement ventils - Scnarios dincendie - Feu naturel - Mthode

dHasemi - Stabilit globale - Modle aux lments finis - SAFIR

ARCELOR MITTALRecherche et Dveloppement - Dpartement Produits longs

66, rue de Luxembourg L-4221 Esch-sur-Alzette (Luxembourg)

Travaux dirigs par Olivier VASSART, ingnieur civil des constructions,Dr. en Gnie Civil


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RSISTANCE AU FLAMBEMENT DE CORNIRES JUMELES

Pierre-Louis CHOUZENOUX

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieur

Dpartement Gnie Civiljuin 2010

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En construction mtallique, lutilisation de cornires jumeles comme barres comprimes estfrquente. Cet lment compos consiste accoler deux cornires dos--dos, en forme de

t. Elles sont fixes chaque extrmit sur un gousset dont lpaisseur est en gnral aumoins gale celle dune cornire. Entre les extrmits, ces cornires sont lies parlintermdiaire de boulons ou rivets, auxquels viennent sajouter des fourrures.

Dans la pratique, lespacement entre les fourrures est pris gal 50 fois le rayon de girationminimal imin dune cornire, mais la norme de calcul EN 1993-1-1 (Eurocode 3 partie 1.1)exige un espacement maximal de 15 iminpour pouvoir considrer llment compos commeune barre unique homogne. Dans le cas contraire, il convient deffectuer un calcul pluscomplexe qui tient compte de la rigidit de cisaillement dans la dtermination de larsistance au flambement.

Lobjectif de cette tude est danalyser linfluence de lespacement des fourrures. Dans unpremier temps, la mthodologie complte de lEN 1993-1-1 est dcrite dans le cas o la

condition des 15 iminnest pas respecte et des simplifications sont proposes. Il convient denoter que cette mthodologie tient compte du flambement par flexion-torsion dune cornireentre deux fourrures. Par ailleurs, linfluence du poids propre a, elle aussi, t tudie.

Dans un deuxime temps, une mthode simplifie a t dveloppe pour un domainedapplication bien dlimit correspondant la pratique courante. Cette mthode simplifie at mise au point en se fondant sur un grand nombre de calculs effectus suivant lamthode complte. Il a t possible de montrer que cette mthode simplifie conduit descarts relativement faibles et situs du ct de la scurit.

Mots-clsConstruction mtallique - Barres comprimesCornires jumelesFlambement

Eurocode 3

CTICMEspace technologiqueLorme des merisiers Immeuble Apollo

91193 Saint-Aubin

Travaux dirigs par Alain BUREAUDirecteur de recherche


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CONCEPTIONETDIMENSIONNEMENTDESSTRUCTURESTEXTILES

Brice COULAUD


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Lacier, le bois, le bton et le verre sont les quatre matriaux du Gnie Civil par excellence.Cependant depuis quelques annes, le textile semble venir sintgrer au panel exhaustif desmatriaux utilisables pour raliser des structures. La toile, employe en membrane tendue,est un matriau lger, et esthtique. De plus, il possde des proprits mcaniques

convenables pouvoir tre utilis en construction sous rserve du respect dune gomtrie desurface double courbure assurant lquilibre de la toile tendue sous les sollicitationsextrieures. Tout comme le verre, les toiles tendues sont la plupart du temps associes auxstructures mtalliques.

Bien connues des architectes et des matres duvres, les toiles structurelles tenduesrestent difficiles apprhender par les constructeurs, notamment dans la justification etltablissement des notes de calculs exiges avant toute phase de travaux. Lobjectif duprsent travail est de faciliter la conception de ce type douvrages pour les constructeurs quisont trop souvent contraints de sous-traiter les calculs de membranes textiles lorsque lematriau toile fait partie de leur march aprs un appel doffre.

Dans une premire partie, le mmoire prsente un tat de lart complet de la conception des

structures textiles lattention des constructeurs. Il expose galement la dmarche complte suivre dans le but de dimensionner un ouvrage de ce type avec diffrents logiciels decalcul de structures et plus particulirement avec le logiciel ROBOT, trs souvent utilis parles charpentiers mtalliques. Lensemble des justifications apporter pour la rdaction dunenote de calcul est dtaill galement, au sens de la recommandation en vigueur pour laconception des ouvrages textiles permanents.

Afin de mettre en exergue la mthodologie de dimensionnement des toiles, une tude duncas complet de calcul de structure est tudie dans la dernire partie afin de souligner toutesles tapes cls de la conception : la recherche de forme de la couverture, ledimensionnement de la toile et des autres lments structurels, ainsi que la dcoupe des ls,tape fondamentale pour la fabrication en atelier de la membrane complte.

Mots-clsStructure textileToile tendueDouble courbure - Recherche de formeJustifications

Sollicitations extrieuresFluage - Dcoupe des lsAccastillage

Entreprise VIRY SAS - Groupe FAYATZ.I. de la Plaine, ELOYES

88218 REMIREMONT Cedex

Travaux dirigs par Jean-Pierre TAHAY, Directeur Gnral


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CALCUL DES POUTRES DE ROULEMENT AUX EUROCODES

Mathieu FARGES


- Rsum -

Depuis le dbut des annes 1970, le rfrentiel technique pour le dimensionnementdes poutres de roulement, tait essentiellement compos des recommandations du CTICM(1970) et des rgles de la Fdration Europenne de la Manutention (FEM) dont la dernire

dition (3ime

) date de 1987 (mise jour en 1998). On pouvait aussi retrouver dautresdocuments complmentaires tels quune partie des normes NF P 22-XXX ainsi que diversespublications visant complter ces recommandations.

Constatant que cette faon de procder devait tre mise jour, le Comit Europende Normalisation (CEN) a entrepris la rdaction des Eurocodes 1991-3, 1993-6 et 1993-1-9.Ces normes europennes de conception, de dimensionnement et de justification desstructures de btiments ont pour but de donner un statut de normes europennes etdharmoniser lensemble des normes nationales.

Lobjectif de ce Projet de Recherche et de Dveloppement est danalyser cesnouveaux rglements et de raliser un programme de calcul en Visual Basic permettant la

vrification dune poutre de roulement. Pour mener bien ce calcul, il est impratifdexaminer les actions induites par le pont roulant sur les poutres de roulement. Le calcul deces actions doit prendre en compte les effets dynamiques dus au dplacement de lappareilde levage, le spectre de charge et la frquence dutilisation.

La vrification des poutres de roulement, selon lEurocode, fait intervenir les notionsde rsistance, de voilement, de fatigue et de dplacement. Le calcul dun tel type de poutreentrane lexcution de calculs plus pousss pour prendre en compte les effets locaux et leseffets de torsion non uniforme. De nombreux logiciels de calcul, tel que Robot, ne prennentpas en compte ces derniers effets, do limportance de raliser ce programme de calcul.

Une comparaison des rsultats du programme avec des rsultats de la littrature, desrsultats analytiques et des simulations numriques (Robot, ANSYS) permet de valider cedernier. Tous les carts observs sont comments dans le prsent document.

Mots-cls

Appareil de levageEffets locauxEurocodeFatiguePoutres de roulementPont-roulantRaidisseurVoilementTorsion

Socit JOSEPH PARIS - Groupe FAYAT7, boulevard Gnral KOENIG, B.P. 64017

44040 NANTES Cedex 1Travaux dirigs par M. Jean-Louis MALPERTUIngnieur dtude


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DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES MIXTESSOUMISES AU FEU

Christian GOYARD

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dIngnieurDpartement Gnie Civil - Septembre 2010

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Les approches de dimensionnement des structures sadaptent lvolution des recherche,des outils et des mthodes de calcul. Lingnierie incendie, base lorigine sur lesrglements descriptifs qui limitaient les formes architecturales, a volu dans le cadre des

Eurocodes. Ces derniers ont rendu le processus de vrification plus riche mais pluscomplexe. Ils ont apport un progrs significatif qui permet de concevoir des structures nonprotges, tout en tant conforme la rglementation.

Lavantage des Eurocodes, concernant lesstructures au feu, est quils permettent une plusgrande libert dans les moyens de dimensionnement des structures tout en donnant uncadre et des rgles de bases respecter. Les Eurocodes laissent ainsi aux bureaux dtudeun choix dapproche non ngligeable durant toutes les tapes de dimensionnement de lastructure en situation dincendie que ce soit avec des approches simplifis ou des mthodesfaisant appels des calculs numriques pousss.

La prsente tude se porte sur lEurocode 4 partie 1-2 concernant la construction mixteacier-bton au feu. Elle a pour objectif de prsenter les diffrentes mthodes simples, c'est--dire qui ne font pas appel aux calculs numriques, en vue den faire un outil simple etcomplet pour une premire approche de lEN 1994-1-2 pour les ingnieurs structure enbureau dtude.

Cette tude consiste faire un tour dhorizon des normes respecter pour lincendie que cesoit en fonction du btiment ou des rgles de technologie dexcution afin de respecter lafiabilit des lments au feu. Elle consiste expliciter les diffrentes formules donnes dansles Eurocodes, les paramtres qui les influencent et comment ces formules peuvent treexploites au mieux. Ce travail consiste aussi comparer les diffrentes mthodes ouapproches qui sont donnes au sein des diffrents Eurocodes 2,3 et 4 et de leurs annexes et

dobserver comment cela peut influencer le calcul de la structure.Elle finira sur une tude de cas reposant sur le projet dun parking ouvert en Hongriedimensionn au feu en construction mixte. Ltude consistera vrifier si la structure estcorrectement dimensionne et si elle peut tre amliore en vrifiant les diffrents lmentstype tels quun plancher, une poutre secondaire, une poutre principale et un poteau.

Mots clefsStructure mixte acier-btonIngnierie incendieEurocode 4 partie 1-2

Rsistance au feu des structures mixtes

BUDAPESTI MUSZAKI EGYETEMTravaux dirigs par M. Laszlo HORVATH, Professeur et directeur de laboratoire dessais


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CALCUL DASSEMBLAGES MTALLIQUES DES PONTSUNIBRIDGE PAR LA MTHODE DES LMENTS FINIS

ET COMPARAISON AUX RESULTATS DE LEUROCODE 3

Christian GUERDE MBAINODOUM

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civil- juin 2010

- Rsum -

Dans le cadre des activits de sa filire mtallique, lentreprise Matire met en uvreun pont mtallique modulable, volutif et montage rapide constitu de pices relies entreelles par des articulations. Ces liaisons assurent la transmission des efforts traversdiffrents composants (plaques mtalliques, axes, soudures). Ces composants ont desformes gomtriques relativement complexes, ce qui ncessite de justifier lapplication des

mthodes analytiques habituelles pour leur calcul. Le choix sest port dans cette tude surune modlisation par lment finis de la zone locale de lassemblage. Pour pouvoir situerces calculs dans le contexte de projets rels, les efforts sollicitants de lassemblage sontvalus de faon simplifie, partir de la gomtrie du pont et de ses chargesrglementaires. Lobjectif de ce projet de recherche et dveloppement est doptimiser laconception de ces ouvrages en utilisant les rsultats du calcul par lments finis (CASTEM).

La premire partie consiste valuer les niveaux de sollicitations appliques en zonedassemblages en considrant diffrents gammes gomtriques de ponts fabriqus parlentreprise. Ces sollicitations de type efforts tranchants et moments flchissants permettentde dfinir les efforts appliqus aux assemblages. Au niveau local de la liaison, un modleanalytique simple est utilis pour estimer la rpartition des contraintes dans les diffrentscomposants de lassemblage.

Dans la seconde partie du travail, un modle lments finis 3D est construit. Ilconcerne les diffrents composants de la liaison et le contact entre eux. Ainsi laxe, lespices mtalliques et la soudure sont reprsentes par des lois lasto-plastiques en utilisantle critre de Von Miss. Le contact entre la chape et laxe est considre pour suivrelvolution des contraintes au sein de la chape en fonction de la charge applique. Lemodle lments finis permet didentifier les paramtres les plus influents sur lecomportement des liaisons considres en vue doptimiser les dimensions, les formes et lesmatriaux de leurs composants.

La dernire partie permet de comparer les rsultats des calculs par lments finis etle modle analytique simple. Lobjectif est dvaluer la prcision de ce modle qui sinspiredes approches de lEurocode 3, en vue de gnraliser son utilisation pour le calcul et lajustification de la rsistance des liaisons de type chape-axe-soudure.

Mots-clsChapeaxesoudure - modlisationcontactsemelle - Eurocode 3

MATIERE S.A. et PLATEFORME MSGCB.P. 54 - 2, rue Louis Matire - 15130 Arpajon sur Cre

Travaux dirigs par C. VALDENAIRE, A. BOUCHAIR et Ph. BRESSOLETTE


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ANALYSE DE LINFLUENCE DE LINTERACTION MCANIQUEENTRE SOLS DE FONDATIONS ET PIEDS DE MATS

Mohamad HEREZ

PolytechClermont-FerrandMmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie Civiljuin 2010

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Les mts dclairage ou supports de signalisation verticale sont souvent constitusde mtal ou de systme mixte bois-mtal. Le comportement de ces mts est gnralementrduit celui du ft en considrant que la fondation est suffisamment rigide et rsistante. Enralit, le comportement de ces mts associe celui du ft, de la semelle, du massif de

fondation et du sol. Lobjectif de ce travail est danalyser le comportement rel de mtsmtalliques ou mixtes bois-mtal en tenant compte de la semelle dformable et du massif defondation. Dans ce cadre, la contribution de chaque composant du systme est value entermes de rigidit et de rsistance. Cette dmarche permet destimer le poids relatif dechaque composant et doptimiser le systme en tenant compte de linteraction entrecomposants.

La premire partie du mmoire, prsente les caractristiques principales des mts,les aspects rglementaires les concernant et leur comportement mcanique. Ainsi, sontprsents les aspects lis la dformation et la rsistance des diffrents composants dumt en se rfrant, dans la mesure du possible, aux mthodes de calcul donnes dans lesrglements. Ceci concerne les mts et leurs fondations.

La deuxime partie est consacre au dveloppement dun modle numrique

tridimensionnel non linaire laide du logiciel dlments finis CAST3M. Il tient compte desnon linarits matrielles et gomtriques (contact, plasticit, grand dplacement). Pourvalider le modle numrique, une comparaison est effectue avec des rsultats dessaisexprimentaux raliss dans la plateforme de PolytechClermont-Ferrand sur des mts bois-mtal.

Le modle ainsi construit permet dvaluer linfluence du comportement local desdiffrents composants sur le comportement global du mt. Il permet aussi dvaluerlinfluence de la variabilit des caractristiques mcaniques des matriaux sur lecomportement global du mt en termes de rigidit et de rsistance. Cette variabilit concernele bois, le mtal et le sol. Les rsultats sont analyss en observant la loi globale force-dplacement, la rpartition des contraintes et des dformations dans la semelle et lvolutiondes zones de contact entre le mt et sa fondation. Ces rsultats permettent de dfinir les

paramtres les plus influents dans le comportement mcanique des mts et doptimiser lescomposants et en particulier la semelle. Une analyse spcifique, en sappuyant sur lesmodles disponibles pour les sols, permet dvaluer la distribution des rigidits entre le mtet le sol de fondation.

Mots clsMt - platine - interaction sol/structurersistancerigidit

PLATEFORME MSGCCampus de Clermont-Ferrand - Les CzeauxB.P. 206 - 63174 AUBIRE Cedex

Travaux dirigs par M. A. BOUCHAIR et P. BREUL


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DVELOPPEMENTDUNOUTILDECALCULDFINISSANTLESCARACTRISTIQUESEFFICACESDESPRSDECLASSE4

Jean-Patrick LE STUM


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LEurocode qui traduit notamment une meilleure connaissance des comportementsphysiques et mcaniques de lacier, a introduit un nouveau concept important: les classesde sections transversales. Cette classification permet dapprhender la rsistance ultime enflexion et/ou compression des profils utiliss en tenant compte du risque de voilement localmais aussi :

de guider le choix de lanalyse globale de la structurede fixer les critres vrifier pour les sections.

Au nombre de quatre, ces classes sont dfinies selon llancement largeur/paisseur desparois (me et semelles) des poutres et la limite dlasticit de lacier.

Lentreprise BARBOT CM utilise pour la ralisation de ses projets une grille de PRS derfrence. La caractristique principale est llancement assez lev des mes des sectionstransversales constituant cette grille se traduit par une classification en Classe 4.

Lobjet du prsent travail est le dveloppement dun outil permettant dobtenir lescaractristiques efficaces de ces PRS et de les introduire dans une procdure automatiquede vrification de la rsistance dune barre sollicite en flexion (axiale ou bi-axiale) et/oucompression.

Une premire partie du mmoire est consacre lapproche de lEurocode sur le concept desection efficace ainsi qu lnonc des critres de rsistance et de stabilit vrifier selonles sollicitations et la classe de la section tudie.

Une seconde partie dcrit deux mthodes permettant la dtermination des caractristiquesefficaces et nonce les domaines de validit et les limites dutilisation de loutil de calcul.

Enfin, une dernire partie, oriente sur lutilisation de loutil, permet un comparatif desrsultats obtenus par les deux mthodes dobtention des caractristiques efficaces, ainsi quesur des cas concrets de projets Entreprise, de comparer les rsultats obtenus avec lanci enrglement CM 66 et le nouveau, EN 1993 1-1 et Annexe nationale.

Mots-clsPRS de classe 4Section efficaceRsistance de section - Instabilit

Entreprise BARBOT CM - Groupe FAYATLes Morinires, 37160 DESCARTES

Travaux dirigs par Michel AUFFRETIngnieur Calculateur


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MODLISATION DUN POTEAU MTALLIQUE PARTIELLEMENT PROTGSOUMIS UN INCENDIE GNRALIS

Guillaume MOZOLENSKI

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieurDpartement Gnie CivilJuillet 2009

- Rsum -

L'ingnierie incendie, l'origine base sur des rglements descriptifs, limitait l'expressionarchitecturale et engendrait gnralement un surdimensionnement de la structure. Les Eurocodesproposent une vrification simple pour la rsistance au feu dun lment de structure mais lui donnentgnralement des dimensions excessives. L'volution des outils et des mthodes de calcul a rendupossible lutilisation dapproches de dimensionnement,plus proches du comportement rel, mais deplus en plus complexes Cette mthode, dite avance, peut gnrer des gains importants en matriauxtout en restant conforme la rglementation de point de vue exigences de rsistance. Lors dunincendie rel, le plus difficile est de prdire de faon prcise lvolution de la temprature dans leslments et les espaces. Une fois cette volution connue, le calcul proprement dit des lments estfaisable en particulier pour les structures mtalliques. Cest pourquoi plusieurs expriences dincendie chelle relle ont t ralises ces dernires annes afin de mieux cerner la problmatique delingnierie incendie. Ces expriences ont gnralement pour but de valider des modles de calculthorique. Et une fois ces modles thoriques valids pour un champ dapplication prcis, ils peuventtre utiliss de faon pratique dans le dimensionnement des structures soumises au feu. Les mthodesde calcul avanc permettent une analyse raliste de la structure au niveau de son comportementthermique par la prise en compte de tous les changes thermo-physiques. Cependant, ellesncessitent la dfinition de scnarios dincendie prcis qui permettent de mener, par exemple, ltudedlments partiellement protgs soumis un feu gnralis, en sintressant part iculirement auxrsultats dessais raliss Prague. Le premier objectif de cette tude est de raliser un modlenumrique par lments finis sous ANSYS dun poteau mtallique partiellement protg,le plusraliste possible, afin de le comparer avec les modles disponibles et avec des rsultats dessais

effectus par lquipe tchque. Ce modle prend en compte la distribution non uniforme destempratures le long du poteau et dans la section transversale et la modification des proprits delacier temprature leve. Diffrents lments protecteurs qui retardent la diffusion du gradientthermique sont galement intgrs ce modle de calcul avanc ainsi que quelques lmentsdissipatifs de lnergie occasionne comme le plancher suprieur de ce poteau et la fondation enbton. Pour mieux considrer limportance des protections passives lors dun incendie gnralis, cemodle prend en compte une zone non protge, la connexion dune poutre mtallique ce poteau.Cest un endroit o le flux thermique est trs important, cette zone devient alors plus sensible laconvection et la radiation, crant ainsi une diffrence de temprature plus importante entre la partiesuprieure et infrieure du poteau que si ce dernier tait totalement protg. Ce modle a donc pourbut de dterminer lvolution du gradient thermique le long du poteau pour un scnario de feu, maisaussi lorsque lon change diffrents paramtres comme lpaisseur des plaques de protection ou laire

de la surface non protge. Un modle simplifi est enfin cr sous Mathcad afin dvaluer linfluencede la zone non protge sur la distribution des tempratures au sein du poteau mtallique et pourpouvoir aprs servir au calcul de la rsistance thermo-mcanique du poteau en situation dincendie.

Mots-clsModle numriqueIncendie gnralisProtection passiveEssais Mokrsko

UNIVERSITE TECHNIQUE DE PRAGUEFacult de Gnie CivilDpartement Constructions Mtallique

Thkurova 7, 166 29 Prague 6, Rpublique Tchque

Tuteurs : M. Zdenk SOKOL (Matre de Confrences)et M. Frantiek WALD Professeur)


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DVELOPPEMENT DOUTILS DE CALCUL EXCELPOUR LA CONSTRUCTION MIXTE ET LE CALCUL AU SISME

Fabien PAGES-ESTAMPES

PolytechClermont-Ferrand - Mmoire prsent en vue de lobtention du diplme dingnieur

Dpartement Gnie Civiljuin 2010

- Rsum -

Lentreprise Charondire vise dvelopper et crer les outils de calcul qui lui sontncessaires pour pouvoir utiliser facilement la nouvelle rglementation Eurocode,notamment par ladaptation des outils plus anciens dont elle dispose.

Le prsent rapport contient deux parties principales. La premire concerne la constructionmixte acier-bton et la seconde le calcul sismique des structures. Lobjectif du travail est

donc respectivement de :dvelopper, perfectionner et actualiser un ancien outil de calcul Excel pour laconstruction mixte acier-bton selon lEC4. Cet outil doit permettre de dimensionner desplanchers mixtes raliss laide de PRS et doptimiser le nombre de connecteurs utiliss ;

dvelopper un nouvel outil de calcul aux sismes pour des btiments faiblementdissipatifs et rguliers.

Ltude porte sur une analyse des normes et des mthodes de calcul concernant lvaluationdes sollicitations, des cas de charges et du dimensionnement des lments en constructionmixte acier-bton dune part, et le calcul des structures soumises aux sismes dautre part.

Dans un premier temps, aprs une description du logiciel ralis en construction mixte et desmodifications et amliorations apportes, des exemples de calculs sont exposs puis loutilest valid par comparaison avec les rsultats obtenus avec le logiciel ACB dArcelorMital.

Dans un second temps, ltude porte sur le calcul au sisme de btiments faiblementdissipatifs et rguliers selon les rgles PS 92 et EC8. Aprs un rappel thorique etrglementaire du calcul aux sismes, une brve description de linterface est ralise puisdes calculs issus des outils crs pour chacune des deux rglementations sont exposs. Unexemple de calcul manant du CTICM permet de valider le logiciel par comparaison desdiffrents rsultats obtenus. Enfin, diverses tudes de sensibilit sont menes en faisantvarier les paramtres dtudes dans le but de comparer les normes et les diffrentes mthodes de calcul disponibles.

Mots-clsConstruction MixteAcier BtonEurocode 4SismeEurocode 8PS92

Constructions Mtalliques CHARONDIERE75, Rue du Prsident RooseveltB.P. 903120 LAPALISSE

Travaux dirigs par Franck DERVAULTDirecteur Technique


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TUDE DE SIMULATIONS DU COMPORTEMENT STRUCTURELDE TOURS DETAIEMENT

Anthony RODRIGUES


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Ces dernires annes, au Portugal notamment, les tours dtaiement ont engendr denombreux accidents spectaculaires ayant entran la mort de plusieurs personnes.

Le but du prsent travail est dapporter une contribution la comprhension ducomportement de ce type de structures temporaires en sappuyant sur un modle en trois

dimensions (systme CUPLOCK) travers une analyse numrique non linaire gomtriqueet matrielle.

La premire partie du mmoire prsente les diffrents lments qui constituent les toursdtaiement ainsi que leurs principales caractristiques gomtriques et mcaniques.Laccent est mis notamment sur les normes EN 12812, EN 12813 et NF P 93 550 quiprcisent les charges prendre en compte lors de la conception, mais aussi lesimperfections gomtriques et les essais ncessaires pour dterminer les caractristiquesde la structure et de ses diffrents composants.

Documents

Genie Parasismique 2000