- [ VRPG-Doc-Sc] Génie civil --- هندسة مدنية

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Etude du comportement mécanique des structures en nano composites.
(2011-11-28) BAKHADDA Boumediene; Encadreur: BACHIR BOUIADJRA Mohamed
الملخص (بالعربية) : يفحص هذا العمل استجابة الاهتزاز والانحناء للصفائح المركبة المقواة بأنابيب الكربون النانوية والمرتكزة على أساس مرن من نوع باسترناك - وينكلار. تم اعتبار أربعة أنواع من توزيعات الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المحاذاة أحادي المحور لتقوية الصفائح. يتم تقديم الحلول التحليلية التي تم تحديدها من الصيغة الرياضية على أساس نظرية لوحة تشوه القص القطعي في هذه الدراسة. يتم التحقق من صحة النظرية المقترحة عدديًا من خلال مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها مع بعض النتائج المتوفرة في الأدبيات. تم أخذ العديد من المعاملات المعتبرة لكسر حجم الأنابيب النانوية الكربونية ، ومعاملات الزنبرك الثابتة ، وسمك الصفيحة ونسب العرض إلى الارتفاع ، وما إلى ذلك في التحقيق الحالي. وفقًا للأمثلة العددية ، تم الكشف عن أن الإزاحة الرأسية للألواح تتضاءل مع زيادة المعاملات الأساس ؛ بينما يزداد التردد الطبيعي مع زيادة المعاملات لكل نوع من الصفائح. الكلمات المفتاحية : الانحناء؛ اهتزاز؛ صفيحة مركبة مقواة بأنابيب الكربون النانوية ؛ أساس مرن من نوع باسترناك - وينكلار؛ تشوه القص؛ نظرية الصفيحة. Résumé (en Français) : Ce travail examine la réponse en vibration et en flexion de plaques composites renforcées de nanotubes de carbone reposant sur la fondation élastique de type Winkler–Pasternak. Quatre types de distributions de nanotubes de carbone à paroi unique alignés uni-axialement sont considérés pour renforcer les plaques. Les solutions analytiques déterminées à partir de la formulation mathématique basée sur la théorie des plaques à déformation par cisaillement hyperbolique sont présentées dans cette étude. La précision de la théorie proposée est validée numériquement en comparant les résultats obtenus avec ceux disponibles dans la littérature. Divers paramètres considérables de la fraction volumique des nanotubes de carbone, des facteurs constants de ressort, de l'épaisseur de la plaque et des rapports d'aspect, etc. sont pris en compte dans la présente étude. Selon les exemples numériques, il est révélé que le déplacement vertical des plaques diminue avec l'augmentation des paramètres de fondation, tandis que la fréquence naturelle augmente avec l'augmentation des paramètres pour chaque type de plaque. Les mots clés : Flexion ; Vibration; Plaque CNTRC; Fondation élastique de type Winkler–Pasternak; Déformation de cisaillement; Théorie des plaques.. Abstract (en Anglais) : This work examines vibration and bending response of carbon nanotube-reinforced composite plates resting on the elastic foundation of Winkler-Pasternak type. Four types of distributions of uni-axially aligned single-walled carbon nanotubes are considered to reinforce the plates. Analytical solutions determined from mathematical formulation based on hyperbolic shear deformation plate theory are presented in this study. An accuracy of the proposed theory is validated numerically by comparing the obtained results with some available ones in the literature. Various considerable parameters of carbon nanotube volume fraction, spring constant factors, plate thickness and aspect ratios, etc. are considered in the present investigation. According to the numerical examples, it is revealed that the vertical displacement of the plates is found to diminish as the increase of foundation parameters; while, the natural frequency increase as the increment of the parameters for every type of plate. Keywords: Bending; Vibration; CNTRC plate; Elastic foundation of Winkler-Pasternak type; Shear deformation; Plate theory.
ETUDE ET ANALYSE NON LINEAIRE DES PLAQUES MINCES NON HOMOGENE EN FLEXION CYLINDRIQUE
(2012-10-23) KACI ABDELHAKIM; Encadreur: TOUNSI ABDELOUAHED
Résumé : L'intérêt de cette thèse est l’étude et l’analyse non linéaire des plaques minces non homogène en flexion cylindrique. En effet, ce travail de thèse s’articule autour de trois parties distinctes, on commence par étudier le comportement non linéaire des plaques mince en matériau à gradient de propriétés (FGM) en flexion cylindrique. Les propriétés du matériau de la plaque FGM varie suivant la direction de l’épaisseur selon une fonction sigmoïde (S-FGM) ou une fonction exponentielle (E-FGM) soumise à un chargement transversal. Les déformations de Von Karman sont utilisées pour étudier l’effet de la non linéarité géométrique. Les équations régissantes sont réduites à l'équation différentielle linéaire qui aboutit à un procédé simple de solution. Les résultats prouvent que les plaques en matériau à gradient de propriétés montrent le comportement différent des plaques faites de matériaux purs en flexion cylindrique. Des résultats numériques sont présentés pour illustrer l'effet de la distribution de matériel sur les flèches et les contraintes. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés comme dans la première partie de notre travail à l’étude en flexion cylindrique non linéaire des plaques nanocomposites à gradients de propriétés renforcés par des nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT). Les plaques sont soumises à une charge uniforme dans des environnements thermiques et leur non-linéarité géométrique est introduite dans les équations de déformations selon les hypothèses de Von-Karman. Les propriétés des matériaux de SWCNTs sont supposées être dépendantes de la température et sont obtenus à partir des méthodes de simulations de dynamique moléculaire. Les propriétés du composites renforcées par des nanotubes de carbone à gradient de propriétés (FG-CNTCRs) sont supposées variable dans la direction de l’épaisseur, et sont estimés par un modèle micromécanique. Les équations qui régissent sont réduites à l'équation différentielle linéaire simple. Les résultats numériques sont présentés pour illustrer l'effet de la distribution du matériau sur les flèches et les contraintes. Enfin pour terminer, nous avons introduit la théorie d’ordre élevé à deux variables pour l'analyse non linéaire de la flexion des plaques sandwiches à gradients de propriétés. La théorie présentée est conforme, ne nécessitant pas de facteur de correction de cisaillement, et donne lieu à des variations de contraintes de cisaillement transversale de telle sorte que les contraintes de cisaillement transversales varient parabolique à travers l'épaisseur, qui satisfait les conditions de contraintes à surface libre. Les plaques sandwiches sont soumises à une charge de pression et la non-linéarité géométrique est introduite dans les équations déformation-déplacement en se basant sur les hypothèses de Von Karman. Le concept d'énergie avec la théorie actuelle et les théories de premier et de troisième ordre de déformation de cisaillement (FSDT et TSDT) sont utilisés pour prédire la grande flèche et la contrainte à travers l'épaisseur des plaques sandwiche à gradients de propriétés. Les faces de la plaque sandwiche sont supposées être isotropes, et le module d'élasticité, le coefficient de Poisson, les coefficients de dilatation thermique sont supposés être variables selon une loi de distribution de puissance en termes de volume de fractions des constituants. La couche centrale reste homogène et réalisée en un matériau isotrope céramique. Les résultats obtenus pour la plaque avec différents épaisseurs en utilisant la présente théorie ne sont pas seulement beaucoup plus précis que celles obtenues en utilisant la théorie classiques des plaques, mais sont presque comparables à ceux obtenus en utilisant des théories d'ordre supérieur. Mots clés: Matériaux à gradient de propriétés (S-FGM et E-FGM); Comportement non linéaire ; Nano-composites ; Modélisation analytique ; Méthode énergétique ; Théorie classique de plaque (CPT) ; Théorie d’ordre élevé à deux variable ; théorie de déformation de cisaillement; plaques sandwiches. Abstract The interest of this thesis is the study the nonlinear cylindrical bending of thin plates. Indeed, this thesis focuses on three distinct parts; one begins in first phase to consider the problems of nonlinear cylindrical bending of sigmoid functionally graded plates (S-FGM) or exponential functionally graded plate (E-FGM) in which material properties vary through the thickness. The nonlinear strain-displacement relations in the von Karman sense are used to study the effect of geometric nonlinearity. The governing equations are reduced to linear differential equation with nonlinear boundary conditions yielding a simple solution procedure. Numerical results are presented to show the effect of the material distribution on the deflections and stresses. In the second part, we looked like in the first part of our work the nonlinear cylindrical bending of simply supported, functionally graded nanocomposite plates reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), is studied. The plates are subjected to uniform pressure loading in thermal environments and their geometric nonlinearity is introduced in the strain–displacement equations based on Von-Karman assumptions. The material properties of SWCNTs are assumed to be temperature-dependent and are obtained from molecular dynamics simulations. The material properties of functionally graded carbon nanotube-reinforced composites (FG-CNTCRs) are assumed to be graded in the thickness direction, and are estimated through a micromechanical model. The governing equations are reduced to linear differential equation with nonlinear boundary conditions yielding a simple solution procedure. Numerical results are presented to show the effect of the material distribution on the deflections and stresses. Finally to conclude, in this part we introduced an efficient and simple refined theory is presented for nonlinear bending analysis of functionally graded sandwich plates. The theory presented is variationally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolically across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The sandwich plates are subjected to pressure loading and their geometric nonlinearity is introduced in the strain–displacement equations based on Von-Karman assumptions. The energy concept along with the present theory and the first- and third-order shear deformation theories (FSDT and TSDT) are used to predict the large deflection and through the thickness stress of functionally graded sandwich plates. The sandwich plate faces are assumed to have isotropic, two-constituent material distribution through the thickness, and the modulus of elasticity, Poisson’s ratio of the faces, and thermal expansion coefficients are assumed to vary according to a power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The core layer is still homogeneous and made of an isotropic ceramic material. The results obtained for plate with various thickness ratios using the theory are not only substantially more accurate than those obtained using the classical plate theory, but are almost comparable to those obtained using higher order theories. Keywords: Sigmoid functionally graded materials; Exponential functionally graded materials; Nonlinear behavior, Nano-composites; Analytical modeling; functionally graded materials; Refined plate theory; Nonlinear analysis; Energy method; Sandwich plate; Functionally graded material.
Analyse du flambement des plaques composites en utilisant la théorie à ordre élevé
(2012-11-27) FEKRAR Abdelkader; Encadreur: E.A. ADDA BEDIA
Résumé : Dans cette thèse, le flambement mécanique des plaques en matériaux fonctionnement graduels (FGM) est concèderai en utilisant une nouvelle classe des théories des plaques à quatre variable. Contrairement aux autres théories, le nombre d’inconnues impliquées est de quatre alors que les autres théories de déformation de cisaillement nécessite cinq variables .cette présente théorie n’a pas besoin des coefficients de correction de cisaillement et donne une variation parabolique des contraintes de cisaillement transversal à travers l’épaisseur en satisfaisant l’annulation de la contrainte de cisaillement aux surfaces extrême de la plaque .les propriétés matérielles de la plaque sont supposée être varier à traver l’épaisseur selon une loi de puissance .De plus le flambement thermique des plaques (FGM) a été aussi étudié en utilisant une approche simple est efficace basée sur la théorie classique des plaques et la théorie de premier ordre. Mots clés : FGM, déformation, plaques sandwiches. Abstract In this research, mechanical buckling of hybrid functionally graded plates is considered using a new four variable refined plate theory. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variation ally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolic ally across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The plate properties are assumed to be varied through the thickness following a simple power law distribution in terms of volume fraction of material constituents. Governing equations are derived from the principle of minimum total potential energy. The closed-form solution of a simply supported rectangular plate subjected to in-plane loading has been obtained by using the Navier method. The effectiveness of the theories is brought out through illustrative examples. In this research, mechanical buckling of hybrid functionally graded plates is considered using a new four variable refined plate theory. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variation ally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolic ally across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The plate properties are assumed to be varied through the thickness following a simple power law distribution in terms of volume fraction of material constituents. In addition, the thermal buckling of functionally graded plates is studded using a simple and affection based on classical plate theory and fist shear deformation theory. Governing equations are derived from the principle of minimum total potential energy. The closed form solution of a simply supported rectangular plate subjected to in-plane loading has been obtained by using the Navier method. The effectiveness of the theories is brought out through illustrative examples. Keywords : Functionally graded materials, two-variable refined plate theory, shear deformation theory, Sandwich plate.
Contribution a l'étude de la vibration des plaques sandwiches en FGM
(2012-12-19) HADJI LAZREG; Encadreur: ADDA BEDIA EL ABBAS
Résumé : L’objectif de ce travail est d’effectuer une analyse dynamique du comportement mécanique des structures fonctionnellement graduées (plaques sandwiches), tout en assumant que les propriétés matérielles varient selon une loi de puissance suivant la direction transversale de la structure. Nous utilisons une théorie simple et raffinée de déformation de cisaillement transverse d’ordre élevé pour la réponse dynamique des plaques sandwiches fonctionnellement graduées. Le nombre de variables dans cette théorie est inférieur à celles des théories de déformation de cisaillement des plaques du premier et d'ordre élevé. La théorie prend en compte les effets de cisaillement transversal et la distribution parabolique des contraintes de cisaillement suivant l'épaisseur de la plaque et satisfait les conditions de nullité de la contrainte de cisaillement sur les faces (supérieure et inférieure) de la plaque sandwiche FGM sans l'aide de facteurs de correction de cisaillement. Deux types de plaques sandwiches fonctionnellement graduées ont été étudiées, à savoir, le sandwiche avec peaux en FGM et cœur homogène ainsi le sandwiche avec peaux homogènes et cœur en FGM. Les équations de mouvement pour les plaques sandwiches en FGM sont obtenus en utilisant le principe d’Hamilton’s. La solution analytique est obtenue en utilisant la méthode de Navier. Les fréquences fondamentales sont trouvées par la résolution du problème aux valeurs propres. La validité de la théorie actuelle est étudiée en comparant certains résultats obtenus avec ceux donnés par la théorie classique, du premier ordre et d’ordre élevé ainsi que la théorie d'élasticité linéaire en 3D. On peut dire que toutes les études comparatives ont démontré que la présente théorie proposée est non seulement précise, mais aussi efficace pour l'analyse de la vibration libre des plaques sandwiches rectangulaire en FGM. Mots clés : Fonctionnellement gradué; Plaque sandwiche; Théorie raffinée des plaques ; Solution de Navier ; Vibration libre. Abstract : The objective of this work is to perform a dynamic analyze of the mechanical behavior of functionally graded structures (sandwich plates), while assuming that the material properties vary with a power law in the transverse direction of the structure. We use a simple and elegant theory of transverse shear deformation of high order for the dynamic response of functionally graded sandwich plates. The number of variables in this theory is less than those of theories shear deformation of the plates of the first and higher order. The theory takes into account the effects of transverse shear and parabolic distribution of shear stresses along the thickness of the plate and satisfy free surface conditions for the shear stress of the FGM sandwich plate without the using the shear correction factor. Two common types of FGM sandwich plates are considered, namely, the sandwich with the FGM facesheet and the homogeneous core and the sandwich with the homogeneous facesheet and the FGM core. The equation of motion for the FGM sandwich plates is obtained based on Hamilton’s principle. The closed form solutions are obtained by using the Navier technique. The fundamental frequencies are found by solving the eigenvalue problems. The validity of the theory is shown by comparing the present results with those of the classical, the first- order, and the other higher-order theories. We can say that all comparative studies have shown that this theory proposed is not only accurate but also efficacy for analyzing the free vibration of rectangular sandwich plates with FGM. Keywords : Functionally graded; Sandwich plate; refined plate theory (RPT); Navier solution; Free vibration.
Contribution à l’analyse de la vibration des plaques composites comportant des patchs
(2014-11-26) DRAICHE KADA; Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé : La nouveauté de ce travail est l'utilisation de la théorie des plaques à quatre variables trigonométriques pour analyser la vibration libre des plaques stratifiées rectangulaires soutenues par une masse de patch localisée. En divisant le déplacement transversal en deux parties « due à la flexion et au cisaillement », le nombre d'inconnues et les équations d’équilibre de la présente théorie est réduit et par conséquent, rend cette théorie simple à utiliser. Le principe d’Hamilton est appliqué en utilisant la théorie de déformation de cisaillement trigonométrique à des plaques rectangulaires avec appui simple. Des exemples numériques sont présentés pour montrer les effets des paramètres géométriques tels que l'allongement de la plaque, la dimension et l'emplacement de la masse du patch sur les fréquences naturelles des plaques composites stratifiées. On peut conclure que la théorie proposée est précis et simple à résoudre le comportement de vibration libre des plaques stratifiées rectangulaires soutenues avec une masse de patch localisée. Mots clés : Plaques stratifiées; Vibration libre; Théorie à quatre variables; masse du Patch. Abstract : The novelty of this work is the use of trigonometric four variable plate theory for free vibration analysis of laminated rectangular plate supporting a localized patch mass. By dividing the transverse displacement into bending and shear parts, the number of unknowns and governing equations of the present theory is reduced, and hence, makes it simple to use. The Hamilton’s Principle, using trigonometric shear deformation theory, is applied to simply supported rectangular plates. Numerical examples are presented to show the effects of geometrical parameters such as aspect ratio of the plate, size and location of the patch mass on natural frequencies of laminated composite plates. It can be concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the free vibration behavior of laminated rectangular plate supporting a localized patch mass. Keywords : Laminated plates; Free vibration; Four variable plate theory; Patch mass
Contribution à l’étude des structures en béton renforcées par des composites : caractérisation expérimentale et simulation numérique.
(2014-12-01) EL MAHI BENAOUMEUR; Encadreur: BENRAHOU K. HALIM; Co-Encadreur: AMEZIANE Sofiane
Résumé : La présente thèse a pour objet la validation du modèle analytique de Hadjazi et al. [HAD_12] qui traite la distribution des contraintes de cisaillement le long de l’interface d’une poutre fissurée et renforcée par une plaque en composite. Pour cela, nous nous sommes intéressé à l’étude du comportement mécanique et particulièrement aux différents mécanismes de modes de rupture observés dans une poutre en béton armé fissurée et réparée par collage de plate composite et soumise à la flexion. Dans ce cadre une série d’essais a été menée pour mettre en évidence le phénomène de décollement. Les résultats obtenues ont étés comparés aux résultats données par le modèle numérique de Hadjazi et al. [HAD_12]. Nous nous somme intéressé d’une part au phénomène du décollement du renfort dans le but d’optimiser le comportement de l’élément réparé et d’améliorer sa ductilité, d’autre part, Il est question de développer un modèle numérique basé sur la méthode des différences finis pour réduire les contraintes d’interface aux niveaux des bords du renfort des poutres et cela en utilisant la technique du Taper afin d’éviter toute rupture fragile. Cette étude a pour but la recherche de gains de performance par l'utilisation des plaques FRP collées aux structures de génie civil. Mots clés : Modèle de la zone cohésive, Plaque FRP, Méthode de grille, Méthode des différences finis, Taper. Abstract This work aimed to validate the analytical model proposed by Hadjazi et al. [HAD_12] dealing with the shear stress distribution along the interface of a cracked beam reinforced by a composite plate. To achieve this end, we interested in this study to the mechanical behavior of such beam and particularly to different mechanisms of failure modes observed in a cracked concrete beam reinforced and repaired by bonding of composite plate and subject to bending loads. In this context a series of tests was conducted to highlight the phenomenon of debonding and the obtained results have been compared with the model proposed by Hadjazi et al. [HAD_12]. We are interested to the phenomenon of debonding of the reinforcements to optimize the behavior of the repaired beam, and improve its ductility. On the other hand, it comes to develop a numerical model based on the finite-difference method to reduce the interfacial stresses, a FRP plate with a tapered end. This study is part of research of performance gains of structures using FRP plates bonded in civil engineering structures. Keywords : Cohesive Zone Models, FRP plate, Grid Method, Finite-difference Method, Taper
Etude de l’influence de cisaillement transverse et de la déformation normale sur le comportement statique et dynamique des structures FGM
(2014-12-03) Bessaim Aicha; Encadreur: Adda Bedia El Abbas
Résumé : L'intérêt de cette étude est de proposer une méthode, permettant de calculer des distributions tridimensionnelles des déplacements et des contraintes ainsi que la détermination des fréquences naturelles en vibration libre des plaques épaisses sandwich en matériaux à gradient de propriétés « FGM ». Le but est de développer une nouvelle théorie hyperbolique « quasi-3D » de déformation de cisaillement avec prise en compte de la déformation normale «effect of thickness stretching » et de tester leurs performances par rapport à la solution exacte. Contrairement aux autres théories, le nombre de fonctions inconnues dans la théorie proposée est seulement cinq, tandis que dans d’autres théories de déformation de cisaillement avec la prise en compte de « l’effet stretching », le nombre est de six et plus. La formulation proposée est variationnelle et repose sur le principe d’Hamilton. Elle à une forte similitude avec la théorie classique des plaques dans de nombreux aspects, elle n'exige pas de facteur de correction de cisaillement, et donne une description parabolique de la contrainte de cisaillement transverse dans l’épaisseur qui est beaucoup plus proche de la réalité dans des plaques tout en remplissant la condition des contraintes de cisaillement nulles sur les bords libres. Des solutions analytiques à l’aide du calcul formel sont proposées et comparées avec des solutions exactes de la littérature. Toutes les études comparatives ont montré que la fréquence naturelle, la flèche, les contraintes obtenues par la présente théorie (cinq inconnues) et la théorie exacte d’élasticité (3D) et les solutions « Quasi 3D » de la littérature sont presque identiques. Cela nous indique que les hypothèses de la théorie proposée peuvent conduire à des résultats précis et ainsi améliorer le coût du calcul dans les problèmes de géométrique complexe des structures en FGM, et ceci en raison de la réduction du nombre d'inconnues de la théorie proposée. Mots clés : Matériaux à gradient de propriétés, théorie d’ordre élevé à cinq variables, théorie de déformation de cisaillement, plaques sandwich, comportement mécanique de la flexion, vibration, étirement suivant l’épaisseur, solutions analytiques exactes Abstract The interest of this study is to propose a method to calculate three-dimensional distributions of displacements and stresses as well as the determination of natural frequencies for free vibration of thick plates sandwiches functionally graded materials"FGM". The goal is to develop a new hyperbolic theory "quasi-3D" shear deformation taking into account the normal deformation "effect of thickness stretching" and test their performance compared to the exact solution. Contrary to the other theories, the number of unknown functions in the theory suggested is only five, while in other theories of shearing strain with the taking into account of " the stretching effect ", the number is six and more, while in the case of other shear deformation theories with the inclusion of "stretching effect." The proposed formulation is variational and is based on the Hamilton principle. She has a strong similarity with classical plate theory in many aspects, does not require shear correction factor, and gives a description of the parabolic transverse shear stress in the thickness which is much closer to reality in plates while satisfying the condition of zero shear stress at the free edges. Analytical solutions using algebra are proposed and compared with exact solutions of the literature. All comparative studies have shown that the natural frequency of the boom, the stresses obtained by this theory (five unknowns) and the exact theory of elasticity (3d) and are nearly identical "Quasi 3D" literature solutions. This indicates that the assumptions of the proposed theory can lead to accurate results and can thus improve the computational cost in the problems of complex geometrical structures FGM, due to the reduction in the number of unknowns of the proposed theory. Keywords : Functionally graded materials, theory amounted to five variable order shear deformation theory, sandwich plates, mechanical behavior of bending, vibration, stretching along the thickness, exact analytical solutions.
comportement thermomécanique des plaques sandwiches non symetriques en fgm : cas de la flexion
(2015-04-07) HAMIDI Ahmed; Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Le comportement thermomécanique des plaques sandwiches fonctionnellement graduées est étudié en utilisant une nouvelle théorie des plaques à quatre variables .Contrairement aux autres théories, le nombre d’inconnus impliqués dans cette théorie est seulement quatre, alors que les autres théories de déformation de cisaillement nécessite cinq inconnus. La présente théorie est variationnellement consistante, n’exige pas le facteur de correction de cisaillement et mène à une variation parabolique de la contrainte de cisaillement transversale à travers l’épaisseur de la plaque. De plus, cette théorie assure la nullité de la contrainte de cisaillement dans les surfaces supérieure et inférieure de la plaque. Les peaux de la plaque sandwiche sont constituées d’un mélange de deux matériaux différents distribués à travers l’épaisseur où les propriétés matérielles tel que le module de « young » et le coefficient de dilatation thermique sont supposées variables selon une loi de distribution polynomiale en fonction des fractions volumiques des constituants. La couche centrale (l’âme) est supposée homogène et constituée entièrement de la céramique. La validité de la présente théorie est vérifiée en comparant les résultats déterminés par cette théorie à ceux obtenus par la théorie de premier ordre et les autres théories d’ordre élevé. Les effets de la déformation de cisaillement transversale, la charge thermique, le rapport des dimensions de la plaque (a/b), le rapport longueur-épaisseur (a/h), et l’exposant de la fraction volumique (k) sont étudiés. Les résultats numériques des déplacements et des contraintes des plaques sandwiches fonctionnellement graduées sont examinés. On peut conclure que la présente théorie est précise, et simple pour étudier le comportement flexionnel des plaques fonctionnellement graduées soumises à un chargement thermomécanique.
Contribution à la modélisation du comportement en rupture des fissures dans un milieu viscoélastique Cas des enrobés bitumineux
(2015-05-03) KERBOUA Mohammed; Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed; Co-Encadreur: BENRAHOU Kouider Halim
:الملخص (بالعربية) إن تطبيق الإسفلت في مجال الهندسة المدنية متواجد بشدة في الوقت الحاضر. ويتركب من مادة رابطة لدنة ومواد معدنية مثل الحصى أو الحجر المجروش. وبالتالي لديه بنية مجهرية غير متجانسة، من خلال وجود العديد من المكونات يخلق المسام والشقوق الصغيرة. وقد ساعد تحليل تجريبي لتوضيح تأثير بعض العوامل على سلوك كسر اللزوجة في هذه المواد تحت تأثير الضغوط المختلفة. تحليل سلوك الإسفلت يتطلب وصفا جيدا من السلوك الميكانيكي للمواد. ومع ذلك، في كثير من الأحيان يتم تحليل هذا السلوك باستخدام نماذج مرنة. في هذه الدراسة، إننا نقترح إجراء تحليل أكثر واقعية مع مراعاة السلوك اللزج للإسفلت والتغير مع درجة الحرارة. وبعد عرض لسلوك النموذج المستخدم وتحديد الثوابت الميكانيكية، نقدم إثبات لصحة النموذج عن طريق إجراء إختبارات ميدانية تعقبها تحليل لسلوك طريق إسفلتي مثالي وعن طريق دراسة تأثير درجة الحرارة وعدد مرور السيارات (خفيفة و ثقيلة) على سلوك خصائص المواد المكونة له. تم استخدام اختبار الانحناء بـ3 نقط لتحديد هوية ومكان وآليات تلف هذه المواد أثناء الشحن. وأخيرا، نعرض عدد قليل من الدراسات حول انتشار الضرر باستخدام نماذج رقمية مرتبطة بطريقة العناصر المتناهية الصغر.وقد أظهرت نتائج هذا العمل تأثير عدد من الثوابت على تطور الضرر والشروخ (الشقوق) أثناء الإجهاد :الكلمات الرئيسية لزوجة مطاطية. دراسة تجريبية. الإسفلت. الانحناء بـ3 نقط. الإجهاد ؛ الضرر: النمذجة بطريقة العناصر المتناهية الصغر Résumé en Anglais : The coated bituminous ones and their applications in civil engineering are presented. These materials consist of a binder and mineral loads like the gravel or the crushed stone. They thus present a heterogeneous microstructure, by the presence of several components, the pores and the microscopic cracks. The experimental analysis made it possible to better determine the influence of some parameters on the viscoelastic behavior with the rupture of these materials subjected to the various requests. The analysis of the behavior of the roadways requires a good description of the mechanical behavior of constitutive materials. However, very often this behavior is analyzed using the elastic models. In this study, one proposes to carry out a more realistic analysis by taking of account the viscoelastic behavior of the bitumen binder and his variation with the temperature. After a presentation of the model of behavior used and the determination of the mechanical parameters, one presents a validation of the model on tests followed in situ by an analysis of the behavior of a standard roadway and by a study of the influence on this behavior of the properties of constitutive materials, the temperature and the number of passages. Then, the deflection test 3 points were used to identify and locate the damage mechanisms of these materials during the loading. Lastly, some studies on the propagation of the using damage of the digital models associated with the finite element method are presented. The results of this work showed the influence of a certain number of parameters on the evolution of the damage and the propagation of cracking during the requests. Key words: Viscoelasticity; Study experimental; Roadways; Inflection 3 points; Tire; Damage: Modeling by Finite elements.
Modélisation du couplage du comportement Thermo-Hydro-Mécanique des sols fins non saturés
(2015-07-02) BELLIA ZOHEIR; Encadreur: GHEMBAZA Moulay Smaine
الملخص (بالعربية) : الهدف الرئيسي لهذه الأطروحة هو تطوير نموذج ميكانيكي هيدروليكي حراري للتربة الغير المشبعة دقيقة الحبيبات. اضافة الى ذلك، فقد تم تطوير نموذج آخر ميكانيكي حراري للتربة المشبعة. الجزء الأول من هذا العمل, هو تلخيص للبحوث الببليوغرافية المتعلقة بالسلوك ونماذج التربة تحت ضغوط ميكانيكية هيدروليكية حرارية. الجزء الثاني من هذه الأطروحة يمثل صميم عملنا. بدءا من معظم التطورات الحديثة في نمذجة التربة تحت ظروف غير متساوية الحرارة. فقد كان لدينا في بادئ امر, إمكانية اقتراح نموذج يقوم على مفهوم مساحة الحد الأقصى في إطار ميكانيكي حراري مشبع. استمرارا في ذلك فقد تم طرح نموذج آخر على أساس مفهوم الضغط الفعال في مجال التربة الغير المشبعة الخاضعة للحرارة. يمكن اعتبار هذا الأخير بديلا جديدا للنماذج الميكانيكية الهيدروليكية الحرارية للتربة الغير المشبعة ,لأنه أول نموذج يصاغ من حيث الضغط الفعال ,درجة التشبع الفعال و درجة الحرارة .في ختام أمر، قد تم اعتماد الصيغ المقترحة بالمقارنة مع نتائج تجريبية موجودة Résumé (Français) : La présente thèse a pour objectif principale le développement d’un modèle thermo hydro mécanique des sols fins non saturés. Toutefois, un autre modèle thermomécanique des sols saturés a été développé. Le premier volet de ce travail, se résume par une recherche bibliographique sur le comportement et la modélisation THM des sols. Le deuxième volet de cette thèse ? illustre le cœur de notre travail. À partir des plus récentes avancées dans le domaine de la modélisation des sols en condition non isothermes, on a pu dans un premier temps, proposé un modèle basé sur le concept de la surface limite dans un cadre thermomécanique saturé. Dans la continuité, un autre modèle basé sur le concept de la contrainte effective a été entendu au domaine des sols non saturés en température. Ce dernier, peut être considéré comme une nouvelle variante de modèle THM des sols non saturés, puisque c’est le premier modèle formulé en termes de contrainte effective-degré de saturation effective et température (p^',S_e et T). Afin de valider les formulations proposées, des simulations sont comparées avec des résultats expérimentaux existants. Abstract (Anglais) : This thesis has as main goal the development of a thermo-hydro-mechanical model for unsaturated fine grained soils. However, another thermo mechanical model of saturated soils has been developed. The first part of this work is summarized by a bibliographic research on the behavior and modelling of soils under THM solicitations. The second part of this thesis illustrates the heart of our work. Starting from the most recent advances in the soils modelling under non-isothermal conditions, it has been possible in the first time, to propose a model based on the bounding surface plasticity in a thermomechanical saturated framework. In the continuity, another model based on the concept of effective stress was extended to the field of unsaturated soils under temperature. The latter, is a new variant of THM models based on the mean effective stress, effective saturation and temperature (p^',S_e and T). Finally, the proposed formulations are supported by comparisons with existing experimental results.
ANALYSE DE LA RÉPONSE SISMIQUE DES GRANDS BÂTIMENTS CONTREVENTÉS PAR MURS DE REFENDS
(2015-09-17) BELHADJ ABDESSELEM HICHEM; Encadreur: MEFTAH SIDI AHMED
الملخص (بالعربية) : تحتوي غالبا المباني الشاهقة على اختلافات كثيرة سواء على مستوى الارتفاع أو على مستوى التصميم الأفقي للمنشأة نتيجة لعدم توزيع مرونة المباني أو كتله بشكل متناظر. و بالتالي يكون لهذه المنشآت مراكز للثقل و القص مختلفة لكل مستوى من المستويات المشكلة للمنشأة. و من تم إن المعادلات الديناميكية الناتجة عن الاهتزازات الزلزالية للهيكل تكون مقترنة بعضها مع البعض ، ويرجع ذلك إلى اعتماد درجات للحرية لبعضها البعض . يؤدي هذا النوع من الاقتران إلى تضخيم من قوة الانزلاقات بالتوازي والحركات الدورانية والجانبية للمنشاة المتعرضة للاهتزازات الزلزالية . و يُعلم بأن لاهتزازات الزلزالية ينجم عنها قوى أفقية وأخرى رأسية ولكن في أغلب الأحيان لا تؤخذ القوى الرأسية في الحسبان أثناء التصميم الإنشائي وذلك لأن متانة المباني " في الاتجاه الرأسي تكون دائماً أضعاف المتانة في الاتجاه الأفقي، لهذا تعتبر القوى الناجمة عن الحركة الأفقية المفاجئة للأرض (نتيجة لخاصية الخمول الذاتي للمبنى) هي القوى الأكبر ضرراً على المبنى وينتج عنها تغيرات غير مرنة. P-Δ . وترتكز الدراسة على تطوير نموذج بسيط لحساب المباني الشاهقة المدعمة بجدران القص مع الأخذ بعين الاعتبار آثار هذا النموذج يمكن استخدامه لتحليل الاهتزاز الحر و مدى تحرك المنشاة تحت تاثير الاهتزازات الزلزالية. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les grands bâtiments comportent souvent des irrégularités, en plan ou en élévation, dans la distribution de leur rigidités et /ou de leurs masses. Il appert que, pour de tels systèmes, les centres de masses et de rigidités à chacun des niveaux sont distincts. Les équations de mouvement dynamique de la structure sont alors couplées, en raison de la dépendance des degrés de liberté translationnels et torsionnels. La présence de ce type de couplage amplifie les mouvements latéraux et rotationnels d'une structure soumise à des charges latérales dynamiques et provoque des efforts supplémentaires au sein des éléments résistants à ces charges. L'étude porte sur développement d'un modèle éléments finis pour le calcul des grands bâtiments asymétriques contreventés par des murs de refends et des portiques en incluant les effets P-Δ qui peut être utilisé pour l'analyse en vibration libres, de flambage (instabilité) et sismique. Les résultats obtenus de cette étude va nous renseigner sur les effets P-Δ sur les fréquences circulaires en vibrations libre et sur l''évolution du déplacement maximal de la structure sous sollicitations sismiques.
Contribution à l’étude du comportement mécanique des plaques épaisses en matériaux composites avances.
(2015-10-25) BOUSAHLA ABDELMOUMEN ANIS; Encadreur: ADDA BEDIA EL ABBAS
Résumé (Français et/ou Anglais): Dans ce travail, une nouvelle théorie trigonométrique d’ordre élève qui inclut l'effet d'étirement est développée pour l'analyse statique des plaques composites avancées telles que les plaques fonctionnellement graduées. Le nombre de variables utilisées dans la présente théorie est seulement cinq contre six ou plus dans le cas des autres théories de déformation de cisaillement. Les équations d’équilibre sont obtenues en utilisant le principe des travaux virtuels et le concept physique de la surface neutre. Les solutions analytiques pour une plaque fonctionnellement graduée simplement appuyée et soumise à une charge transversale sont obtenues et déterminées par Les solutions de Navier. Une comparaison avec les résultats correspondants à la littérature est faite pour vérifier l'exactitude et l'efficacité de la théorie actuelle. Mots-clés : plaques FGM, théorie trigonométrique; l'effet d'étirement; position de la surface neutre.
Comportement d’un matériau routier traité aux liants hydrauliques -Application aux Autoroutes-
(2015-11-12) Ikhlef Nour Said; Encadreur: Ghembaza Moulay Smaîne
Résumé (Français et/ou Anglais) : RÉSUMÉ De nos jours le développement durable et les mesures de protection pour l’environnement se développent avec des conséquences importantes pour la gestion des ressources naturelles. Les aménagements du territoire, et particulièrement les travaux de terrassements, sont directement concernés par ces nouvelles directives avec un objectif de « zéro apport-zéro déchet » de matériaux. Cependant les sols naturels, et notamment les sols argileux, ne satisfont pas les critères géotechniques. En géotechnique routière, la technique de traitement des sols à la chaux et aux liants hydrauliques permet la valorisation des sols des déblais. Le traitement des sols aux liants hydrauliques est un procédé de plus en plus pratiqué par les entreprises du BTP en technique routière. Il améliore les propriétés géotechniques et mécaniques des sols dits « médiocres » in situ. Les guides techniques « Traitement des sols à la chaux et/ou aux liants hydrauliques » (SETRA-LCPC, 2000 et 2007) présentent les méthodologies d’études géotechniques en laboratoire et in situ afin d’atteindre les performances requises. En Algérie l’utilisation des sols traité au liant hydraulique n’est pas très répondu car les quelques chantiers déjà réalisés non pas connu un retour d’expérience pour confronter les connaissances sur le sujet nous citerons quelques résultats obtenu dans le cadre de la réalisation de l’autoroute par le LTPO, 1998 (Laboratoire Des Travaux Publics De l’Ouest), et Le Laboratoire du groupement Chinois CITIC-CRCC., 2008. Cependant, l’analyse du retour d’expérience montre un certain nombre d'effets du traitement sur les propriétés physiques et mécaniques. Afin de valoriser les matériaux présents sur les sites de projets d’infrastructures, d'une part, une étude physico-chimique des interactions entre le ciment et/ou la chaux et les minéraux argileux et un lien avec l’aspect mécanique est donc essentiel pour comprendre la modification du comportement macroscopique. D'autre part, la détermination des paramètres mécaniques, notamment indice CBR ; résistance ; modules de déformation des sols et la connaissance de leur évolution en fonction du dosage en liant et du temps de cure devient donc des enjeux importants. Nous allons présenter dans se manuscrit un état de l'art de la littérature sur les différents aspects expérimentaux et techniques de traitement des sols ainsi que les méthodes de dimensionnement des corps de chaussées. Cette recherche est complétée par une étude expérimentale sur les caractéristiques physiques et mécaniques acquises après traitement d’un limon prélevé à Telagh à 50 km de Sidi Bel Abbes. Le programme d’essai en laboratoire a permis d’identifier et de classer notre matériau à l’état naturel, qui s'avère donc la classe A1h, selon le guide des terrassements routier (GTR, 2000) de suivre sa consistance (wp, wL, Ip) après traitement, pour des dosages de 2, 3, 4% et 6% de ciment, un autre traitement à la chaux seule aux mêmes dosages et enfin un traitement mixte de 5% ciment + 1% chaux et de déterminer ces caractéristiques de compactage et de portance CBR dans les moules Proctor et moule CBR. Pour les résistances à la compression simple, nous avons utilisé la méthode Anglaise (norme BS 1924 1953) pour réaliser une série d'essais à différents dosages. Nous avons suivie l’évolution de cette caractéristique dans le temps jusqu'à 180 jours. Une relation entre la résistance à la compression simple et la variation du rapport E/C est établie présentant la tenue à l'eau. Les premiers résultats montrent une amélioration remarquable après traitement. Nos investigations sur le module de déformation, nous on permit de proposer une relation linaire entre le module sécant et la résistance à la compression simple. Par ailleurs Nous avons étudié l’évolution des caractéristiques de cisaillement du matériau avant et après traitement. Les résultats montrent une augmentation de la cohésion et une incompréhension de l'angle de frottement après traitement. Dans ce travail nous avons toujours confronté nos résultats avec ceux des dernières recherches publiées sur le sujet. Mots clés : Traitement, Ciment, Chaux, Limon, Classification, Compactage, Indice portant CBR, Résistance en Compression, Résistance de Cisaillement.
Contribution à l’étude du comportement mécanique des structures composites
(2015-12-01) ELHAINA Faouzia; Encadreur: BENRAHOU Kouider Halim
الملخص (بالعربية) استجابة الانحناء الميكانيكي الحراري للوحات المركبة برقائق قطرية المضادة للتناظر ودرست باستخدام نظرية اللوحات البسيطة الجيبية بأربعة متغيرات. تشرح النظرية التوزيع الجيبي لإجهاد القص العرضي وتجتمع شروط بطلان إجهاد القص على السطوح الحرة العلوية والسفلية للوحة من دون مساعدة معامل تصحيح القص. من خلال تقسيم أجزاء النزوح عرضي الى جزء الانحناء والقص، ويتم تقليل عدد المجاهيل والمعادلات التي تحكم هذه النظرية، مما يسهل كثيرا من التحليل التقني. وتتجلى صحة هذه النظرية من خلال المقارنة مع الحلول المتاحة في الأدب. يتم عرض النتائج العددية لتوضيح سلوك النظام. تأثيرات مختلف جوانب التقرير: تقرير من جانب واحد للسمك، يتم دراسة نسبة معاملات التمدد الحراري وتسلسل التراص على الاستجابة الناجمة عن الحرارة. ويتم تكييف هذه الدراسة في الطيران وفي الدراسات الكيميائية، وفي الهندسة النووية للهياكل المحتمل أن تتعرض للأحمال الحرارية المكثفة. Résumé (Français et/ou Anglais) : La réponse de flexion thermomécanique des plaques composites à structure diagonale antisymétrique est étudiée par l'utilisation de la théorie des plaques simple sinusoïdale à quatre variables. La théorie explique la répartition sinusoïdale de la contrainte de cisaillement transversal et satisfait les conditions de nullité des contraintes de cisaillement sur les surfaces libres supérieure et inférieure de la plaque sans l'aide du facteur de correction de cisaillement. En divisant le déplacement transversal en parties de flexion et de cisaillement, le nombre d'inconnues et d’équations régissant la présente théorie est réduit, ce qui facilite considérablement l'analyse technique. La validité de la présente théorie est démontrée par comparaison avec des solutions disponibles dans la littérature. Les résultats numériques sont présentés pour illustrer le comportement du système. Les influences des divers aspects de rapport : le rapport d'un côté à l'épaisseur, le rapport de coefficients de dilatation thermique et la séquence d'empilage sur la réponse induite par la chaleur sont étudiées. La présente étude est adaptée en aérospatiale, en études chimiques et en génie nucléaire des structures susceptibles d’être soumises à des charges thermiques intenses.
Etude du comportement des nano-poutres en flexion, en flambement et en vibration en utilisant les théories non locales de déformation de cisaillement des poutres.
(2015-12-02) LARBI CHAHT Fouzia; Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) : في هذا العمل سنقوم بدراسة الجانب النظري لسلوك الانحناء و الالتواء لرافدة نانومترية مصنوعة من مواد متدرجة وظيفيا بدلالة حجمها بما في ذلك اثر التغير في السمك. هذه الرافدة تدرس على أساس نموذج غير محلي.السلوك المرن الغير محلي يوصف عن طريق نظرية ايرنجن . هذا النموذج يدمج معامل السلم اللذي ياخذ بعين الاعتبار اثر السلم الصغير و ايضا اجهاد التشويه وأثر القص في اتجاه السمك حسب القانون الاسي للمواد المتغيرة تدريجيا في اتجاه السمك. المعادلات اللتي تحقق شروط الحدود يتم ايجادها بواسطة تطبيق الطاقة الكامنة الكلية الصغرى . الحلول المقترحة اللتي تحقق شروط الحدود هي من نوع نافييه تاثير المعامل الغير محلي و نسبة قياسات الرافدة يتم مناقشتها بالتفصيل . الكلمات المفتاحية رافدة نانومترية، نظرية المرونة الغير محلية، الانحناء، الالتواء، اثر التغير في السمك، مواد متغيرة الخصائص تدريجيا، حلول نافييه، نسبة قياسات الرافدة. Résumé (Français et/ou Anglais) : This paper addresses theoretically the bending and buckling behaviors of size-dependent nanobeams made of functionally graded materials (FGMs) including the thickness stretching effect. The size-dependent FGM nanobeam is investigated on the basis of the nonlocal continuum model. The nonlocal elastic behavior is described by the differential constitutive model of Eringen, which enables the present model to become effective in the analysis and design of nanostructures. The present model incorporates the length scale parameter (nonlocal parameter) which can capture the small scale effect, and furthermore accounts for both shear deformation and thickness stretching effects by virtue of a sinusoidal variation of all displacements through the thickness without using shear correction factor. The material properties of FGM nanobeams are assumed to vary through the thickness according to a power law. The governing equations and the related boundary conditions are derived using the principal of minimum total potential energy. A Navier-type solution is developed for simply-supported boundary conditions, and exact expressions are proposed for the deflections and the buckling load. The effects of nonlocal parameter, aspect ratio and various material compositions on the static and stability responses of the FGM nanobeam are discussed in detail. The study is relevant to nanotechnology deployment in for example aircraft structures. Keywords: Nanobeam; Nonlocal elasticity theory; Bending; Buckling; Stretching effect; Functionally graded materials; Navier solution; Aspect ratio.
ANALYSE ET MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES POUTRES METALLIQUES RENFORCEES PAR COLLAGE EXTERNEDES PLAQUES COMPOSITES
(2015-12-03) BOUAKKAZ Khaled; Encadreur: HASSAINE DAOUADJI Taher; Co-Encadreur: A. MEFTAH
الملخص (بالعربية) : ان استخدام البوليمر المقوى بالألياف الكربونية المركبة (Carbon Fiber Reinforced Polymers) من اجل إعادة تأهيل (ترميم) أو تعزيز الهياكل، وعلى وجه الخصوص، لتمديد حياة الروافد الفولاذية في تطبيقاتها المختلفة. أحد الجوانب التكنولوجيا الرئيسية للتعزيز العوارض باللصق هو تحليل الإجهاد للهيكل المقوى. على وجه الخصوص، تقييم موثوق به وإلزامي لإجهاد القص للاصقة والاجهادات في لوحات CFRP من أجل التنبؤ بتحمل الانهيار الروافد. في هذه الأطروحة، تطوير تحليلي ورقمي بالعناصر المحدودة معروضة لحساب الاجهادات في الرافدة تحت تأثير الأحمال الميكانيكية. وتمت مقارنة النتائج المحصل عليها مع النتائج المحصل عليها من طرف تونسي، ونفذت سلسلة من الدراسات المتغيرة لإظهار كيف تتأثر أقصى الاجهادات الوجهية بسمك طبقة اللصق، نسبة الحجمية للألياف وتأثير الرطوبة الحرارية. Résumé (Français et/ou Anglais) : The use of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) composites to upgrade structures and, in particular, to extend the lives of steel beams has wide applications. One of the main aspects of the bonded strengthening technology is the stress analysis of the reinforced structure. In particular, reliable evaluation of the adhesive shear stress and of the stress in the CFRP plates is mandatory in order to predict the beam’s failure load. In this thesis, an analytical development and a finite element analysis are presented to calculate the stresses in the reinforced beam under mechanical loads. The obtained results were compared with the those of Tounsi’s analytical approach , and a serial of parametric studies were carried out to show how the maximum interfacial stresses have been influenced by the thickness of adhesive layer, by the fiber volume fraction and hygrothermal effect.
Etude du comportement de béton renforcé à l’aide des matériaux composites sous l’effet de la température
(2015-12-03) HADJ MOSTEFA Adda; Encadreur: GHERNOUTI Youcef; Co-Encadreur: Y. SEBAIBI
Résumé (Français et/ou Anglais) : Ce travail de thèse s’intéresse à l’étude du comportement des colonnes en béton renforcés par des matériaux composites en fibres de verre et fibres de carbone soumises à des températures élevées. En premier lieu une investigation expérimentale à été effectuée sur le comportement des éprouvettes cylindriques sous un chargement axial de compression, le béton est initialement exposé à une température de 600C° jusqu'à la fissuration intense, puis réparé par le collage d’un tissu composite en fibre de carbone et fibre de verre. Les résultats obtenus dans cette partie nous ont permis de conclure que la réparation de béton endommagé sous l’effet de la température à l’aide des PRF peut rattraper la chute de résistance du béton endommagé et par fois même dépasser sa résistance initiale de 9MPa dans le cas des fibres de carbone. Cependant, en raison de la sensibilité relativement élevée de ces matériaux composites à des températures élevées et au feu, ce qui rend le renforcement totalement inutile, une deuxième partie expérimentale à été réalisée pour faire face à ce problème par l’utilisation d’une couche en matériaux cimentaires. Les éprouvette en béton ont étés renforcées à l’aide des PRF, protégées par une couche en matériaux cimentaires de mortier ou de plâtre. Les colonnes ont étés testées à différentes températures. En comparant les échantillons confinés protégés et non protégés, la protection par une couche de plâtre ou de mortier de ciment est clairement justifiée, lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées de l’ordre de 350°C. Enfin, on peut dire que, ce système de revêtement permettrait d'améliorer la résistance au feu, la sécurité et la fiabilité des structures en béton renforcés à l’aide des PRF. Mots clés: Béton, renforcement, PRF, matériaux composite, température, plâtre, mortier.
Étude du comportement statique et dynamique des plaques épaisses non homogènes
(2015-12-15) BELABED Zakaria; Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) : يقدم هذا العمل نظرية فعالة و بسيطة للقص ذات الترتيب العالي والتشوه العمودي للمواد المتدرجة الخواص . بقسمة الإزاحة العرضية إلى أجزاء الانحناء، القص وامتداد السمك، عدد المجاهل ومعادلات التحكم للنظرية المقدمة هو منخفض، مما يسهل إلى حد كبير التحليل الهندسي. و في الواقع ، عدد المعادلات المجهولة المشاركة في النظرية الحالية هي خمسة فقط، في مقابل ستة أو أكثر من ذلك في حالة نظريات القص و التشوه العمودي الأخرى ,و النظرية الحالية تصف كلا من تشوه القص و تأثيرات تمدد السمك بتغير زائدي المقطع لجميع الإزاحات خلال السمك، ويلبي الشروط الحدية لانعدام الإجهادات على الأسطح العلوية والسفلية للصفيحة من دون الحاجة إلى أي عامل تصحيح القص .و تستمد معادلات الحركة من مبدأ هاملتون . ويتم الحصول على النتائج التحليلية لتحليل الانحناء و الاهتزازات الحرة للصفائح بسيطة المسند .حيث تتم مقارنة النتائج المتحصل عليها مع الحلول الثلاثية-الأبعاد وشبه- ثلاثية-الأبعاد، وتلك التي استنبطت من النظريات الأخرى للصفائح. يمكن استنتاج أن النظرية الحالية ليست دقيقة فحسب، بل أيضا بسيطة في توقع ردود الانحناء والاهتزازات الحرة للصفائح المتدرجة الخواص . Résumé: Dans ce travail, une théorie efficace et simple d’ordre supérieur de cisaillement et de déformation normale est présentée pour les plaques à gradients de propriétés. En divisant le déplacement transversal en parties de flexion, de cisaillement et de l’étirement de l’épaisseur, le nombre d'inconnus et les équations gouvernantes pour la présente théorie sont réduits, cette signification permet de faciliter l'analyse de l'ingénieur. En effet, le nombre de fonctions inconnues impliqué dans la présente théorie est seulement cinq, tandis que six ou même plus grands nombres dans le cas d'autres théories de cisaillement et de déformation normale. La présente théorie considère à la fois pour la déformation du cisaillement et les effets de l’étirement de l’épaisseur par une variation hyperbolique de tous les déplacements à travers l'épaisseur, et satisfaite les conditions limites de la nullité des contraintes à la surface supérieure et inférieure de la plaque sans requis au facteur de correction du cisaillement. Les équations du mouvement sont dérivées à partir du principe de Hamilton. Les solutions analytiques pour l’analyse de flexion et des vibrations libres sont obtenues pour les plaques simplement appuyées. Les résultats obtenus sont comparés avec les solutions 3-dimensionnelles et quasi-3-dimensionnelles et ceux prédisent par d'autres théories de plaques. On peut conclure que la présente théorie n’est pas seulement exacte mais aussi simple pour prédire la réponse de la flexion et la vibration libre des plaques à gradient de propriétés. Abstract: In this work, an efficient and simple higher order shear and normal deformation theory is presented for functionally graded material (FGM) plates. By dividing the transverse displacement into bending, shear and thickness stretching parts, the number of unknowns and governing equations for the present theory is reduced, significantly facilitating engineering analysis. Indeed, the number of unknown functions involved in the present theory is only five, as opposed to six or even greater numbers in the case of other shear and normal deformation theories. The present theory accounts for both shear deformation and thickness stretching effects by a hyperbolic variation of all displacements across the thickness, and satisfies the stress-free boundary conditions on the upper and lower surfaces of the plate without requiring any shear correction factor. Equations of motion are derived from Hamilton’s principle. Analytical solutions for the bending and free vibration analysis are obtained for simply supported plates. The obtained results are compared with 3-dimensional and quasi-3-dimensional solutions and those predicted by other plate theories. It can be concluded that the present theory is not only accurate but also simple in predicting the bending and free vibration responses of functionally graded plates.
ANALYSE DES PLAQUES FGM EN SE BASANT SUR LE CONCEPT PHYSIQUE DE LA SURFACE NEUTRE
(2016-01-04) KLOUCHE DJEDID Ibrahim; Encadreur: BENACHOUR Abdelkader; Co-Encadreur: AMEUR Mohamed
:الملخص (بالعربية) الهدف من هذه الدراسة هو تحليل السلوك الميكانيكي للصفائح المتدرجة وظيفيا استنادا إلى الموضع الدقيق للمحور المحايد باستعمال نظرية مبسطة و دقيقة ذات تشوه القص و بدرجة عليا (بأربعة متغيرات). في هذه الدراسة خصائص المواد " معامل يونغ و كثافة الكتلة " تتغير حسب قانون أسي في الاتجاه العرضي للصفيحة معادلات الحركة للصفيحة المتدرجة وظيفيا نتحصل عليها باستعمال مبدأ هاميلتون. الحل التحليلي نتحصل عليه باستعمال طريقة نافي لإثبات دقة وكفاءة النظرية ، تتم مقارنة النتائج المتحصل عليها مع نتائج نظريات أخرى الكلمات المفتاحية : المواد المتدرجة وظيفيا، محور محايد، الانحناء، الاهتزاز،نظرية ذات درجة عليا Résumé (Français et/ou Anglais) : Si certains travaux s’attachent à analyser en détail un phénomène physique ou un nouveau matériau, puis à en faire un modèle, cette thèse a pour objectif de valider et de développer une nouvelle théorie de cisaillement simple et raffinée pour l’étude de la flexion et la vibration des plaques en matériaux fonctionnellement gradués (FGM). L’intérêt de cette étude est donc l’analyse du comportement statique et dynamique des plaques rectangulaires épaisses en FGM en se basant sur le concept physique de l’axe neutre utilisant cette théorie d’ordre élevé. Contrairement à toute autre théorie, le nombre de variables inconnues utilisées est seulement de quatre, à l'encontre de cinq dans le cas d'autres théories de déformation de cisaillement. Cette théorie, basée sur une formulation variationnelle cohérente, utilise une expression polynomiale d’ordre n pour représenter le champ de déplacement. Elle ne nécessite pas de facteur de correction pour le cisaillement puisqu’elle tient compte des effets de cisaillement transversal et donne lieu à une distribution parabolique des contraintes de cisaillement transverse à travers l'épaisseur de la plaque, qui répond aux conditions aux limites de cisaillement d’une surface libre. Dans ce travail on suppose que les propriétés matérielles comme le module de Young et la densité de masse de la plaque FGM varient sans interruption dans la direction de l’épaisseur selon une simple distribution de loi de puissance P-FGM en fonction de la fraction volumique des constituants. Les équations qui régissent le mouvement sont obtenues par le principe de Hamilton employant la notion de surface physique neutre. Les solutions analytiques sont obtenues en résolvant les équations gouvernantes pour des plaques simplement appuyées. Une étude paramétrique relative aux cas de charges appliquées et aux caractéristiques mécaniques et géométriques sera menée afin de quantifier l’influence de chaque facteur sur les contraintes et déformations. La précision des solutions issues de la présente théorie est vérifiée par la comparaison avec les résultats disponibles publiés. Elle s’avère concluante.
Contribution à l’analyse du post-flambement des plaques FGM épaisses soumises à un chargement thermo-mécanique
(2016-01-05) BAKORA AHMED; Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) : تعرض هذه الدراسة تحقيقا تحليليا عن سلوكيات الالتواء وما بعد الالتواء للوحات سميكة متدرجة وظيفيا تستريح على أسس مرنة وتتعرض لعدة أنواع من الأحمال: الضغط في المستوي, ( x, y) حرارية وأخرى مركبة ميكانيكية و حرارية. ويفترض من خصائص المواد أن تكون مستقلة عن درجة الحرارة ، ومتدرجة في اتجاه سماكة اللوحة وفقا لتوزيع قوة قانون بسيط من حيث حجم كسور المكونات وتستند الصياغات على نظرية التشوه القصي ذات أعلى ترتيب للوحة مع الأخذ في الاعتبار عدم استقامة Von Karman ، التشوه الهندسي الأولي و أساس مرن من نوع Pasternak . من خلال تطبيق طريقة Galerkin، تم تحديد شكل العلاقات المغلقة لأحمال الالتواء و مسارات التوازن ما بعد الالتواء للوحات دعمت بكل بساطة . ويتم التحليل لإظهار الآثار المادية و الخصائص الهندسية، نوعية الضبط في حدود المستوى ( x, y)، وصلابة الأساس ، والتشوه الهندسي الأولي على الالتواء و قدرة التحميل ما بعد الإلتواء للوحات . الكلمات الدالة: مواد متدرجة وظيفيا, ما بعد الالتواء, نظرية التشوه القصي ذات أعلى ترتيب, أساس مرن, التشوه الهندسي الأولي. Résumé (Français et/ou Anglais) : Postbuckling of thick plates made of functionally graded material (FGM) subjected to in-plane compressive, thermal and thermo-mechanical loads is investigated in this work. It is assumed that the plate is in contact with a Pasternak-type elastic foundation during deformation. Thermo-mechanical non-homogeneous properties are considered to be temperature independent, and graded smoothly by the distribution of power law across the thickness in the thickness in terms of the volume fractions of constituents. By employing the higher order shear deformation plate theory together the non-linear von-Karman strain-displacement relations, the equilibrium and compatibility equations of imperfect FGM plates are derived. The Galerkin technique is used to determine the buckling loads and postbuckling equilibrium paths for simply supported plates. Numerical examples are presented to show the influences of power law index, foundation stiffness and imperfection on the buckling and postbuckling loading capacity of the plates. Keywords: Functionally Graded Materials; Postbuckling; Higher order shear deformation theory; Elastic foundation; Imperfection