Evaluation de la durée de vie des structures en béton armé soumises à la diffusion des ions chlorure

Concrete end-product is a non-homogeneous material including aggregate, binder and pores. During its early service life, concrete needs no repair or maintenance; this will no longer be true with time. Along the time, many substances transported in or out of concrete contribute to its deterioration. The deterioration can be from chemical, physical or electrochemical origins, or even coupled. The rate at which the concrete can withstand this deterioration is called durability. This property is hard to quantify, and this is the reason why another term known a "service life" comes into light. Consequently, durability can be quantified in terms of service live, more specifically how many years the concrete can fulfill its intended use without serious need of maintenance, or either with a given maintenance policy. Several forms of degradation define the concrete service life, these forms include the reinforcement corrosion, chemical/physical paste degradation, and degradation mechanism related to the aggregate properties. Reinforcement Corrosion in chloride environments is responsible of the majority of reinforced concrete degradation across the world. The corrosion of reinforcement leads ultimately to a reduction of the reinforcing steel section followed by a progressive cracking and spalling. The steel corrosion in this environment is initiated as the chloride ions diffuse in concrete and reaches a critical threshold at the vicinity of the steel reinforcement. Several models exist to describe the ingress of chloride in concrete. Large differences have been found in predictive models. It was thus important to investigate the reason of these differences, that is found attributed to the input parameters originally taken into consideration. A further literature review of the parameters that affect the chloride ingress result in identifying a total of thirty parameters that directly affect this mechanism. They particularly affect the chloride diffusion that is considered as the primary mode of chloride transportation. The number of parameters that are not taken into consideration in the available models is thus significant. This fact explains the root cause of the considerable differences in the service life values given by different models. The aim of this thesis is to reach a tailored model for chloride diffusion in concrete taking into consideration various affecting parameters. These affecting parameters are demonstrated through the literature review and confirmed by the actual long-term testing program. In order to reach a complete model for chloride diffusion that includes these thirty influencing parameters, a large-scale testing protocol has been designed and carried out. The total number of laboratory tests needed to complete this study and reach the complete model is equal to 2221 tests and a total of 39 concrete mixes. As a final outcome, the present work reaches comprehensive conclusions regarding the parameters affecting the concrete service life in chloride environment, with empirical formulas quantitively defining their effects. A complete updated model for chloride diffusion in concrete is then obtained and applied through a numerical application. This model includes environmental, concrete properties, workmanship, and post-placing parameters, that directly affect the chloride diffusion in concrete. A comparison between the existing models and the obtained complete one is also presented.Le béton est un matériau non-homogène, comprenant des granulats, un liant et des pores. Au cours des premières années de sa durée de service, le béton n'a pas besoin de maintenance particulière ; ceci ne sera plus le cas avec le vieillissement. Au cours du temps, de nombreuses substances transportées à travers le béton contribuent à sa détérioration, qui peut être d'origine chimique, physique, électrochimique, ou même couplée. La capacité à laquelle le béton peut résister à cette détérioration est appelée durabilité. Cette propriété est difficile à quantifier ; c’est la raison pour laquelle le terme « durée de vie » vient en lumière. La durée de vie peut être quantifiée en termes d’aptitude en service, plus précisément combien d'années le béton peut remplir sa fonction prévue sans maintenance corrective importante, mais seulement avec une politique de maintenance courante. Plusieurs formes de dégradation définissent la durée de vie des ouvrages en béton armé ; elles comprennent la corrosion des armatures, la dégradation chimico-physique du liant et les dégradations liées aux propriétés des granulats. La corrosion des armatures dans des environnement riches en chlorure est la principale cause de dégradation du béton armé à travers le monde. La corrosion des armatures conduit à une réduction de la section d'acier suivie d'une fissuration progressive, d’écaillage et de perte de capacite portante. Plusieurs modèles existent pour décrire la pénétration des ions chlorure dans le béton. Des différences significatives ont été trouvées dans ces modèles provisionnels. Il est donc important d'étudier la raison de ces différences, qui est attribué aux paramètres d'entrée pris en considération. La littérature sur les paramètres qui influent sur la pénétration des ions chlorure identifie au total une trentaine de paramètres. Le nombre de paramètres qui ne sont pas pris en compte dans les modèles actuels est important. Ce qui explique les différences considérables dans les valeurs de la durée de service donnée par les différents modèles. L'objectif de cette thèse est d'atteindre un modèle plus complet de la diffusion des ions chlorure dans le béton en considérant divers paramètres affectants. Les paramètres sont mis en évidence par la littérature et confirmés par le programme d'essais à long-terme. Afin d’aboutir à ce modèle, une campagne d’essais à grande échelle a été conçue et réalisée. Le nombre total d’essais de laboratoire nécessaires pour cette étude et établir le modèle complet est égal à 2221 essais, avec un total de 39 mélanges de béton. En terme de résultat final, ce travail aboutit à des conclusions globales concernant les paramètres affectants la durée de vie du béton dans des environnements riches en chlorure, avec des formules empiriques définissant quantitativement leurs effets. Un modèle complet est développé pour la diffusion des ions chlorure dans le béton est ensuite appliqué numériquement. Ce modèle tient compte des propriétés du béton, de l'environnement, de la mise-en-oeuvre et de fissures. Une comparaison entre les modèles existants et le modèle proposé obtenu est également présentée

Service Life Assessment of Reinforced Concrete Structures Subjected to Chloride Diffusion

Le béton est un matériau non-homogène, comprenant des granulats, un liant et des pores. Au cours des premières années de sa durée de service, le béton n'a pas besoin de maintenance particulière ; ceci ne sera plus le cas avec le vieillissement. Au cours du temps, de nombreuses substances transportées à travers le béton contribuent à sa détérioration, qui peut être d'origine chimique, physique, électrochimique, ou même couplée. La capacité à laquelle le béton peut résister à cette détérioration est appelée durabilité. Cette propriété est difficile à quantifier ; c’est la raison pour laquelle le terme « durée de vie » vient en lumière. La durée de vie peut être quantifiée en termes d’aptitude en service, plus précisément combien d'années le béton peut remplir sa fonction prévue sans maintenance corrective importante, mais seulement avec une politique de maintenance courante. Plusieurs formes de dégradation définissent la durée de vie des ouvrages en béton armé ; elles comprennent la corrosion des armatures, la dégradation chimico-physique du liant et les dégradations liées aux propriétés des granulats. La corrosion des armatures dans des environnement riches en chlorure est la principale cause de dégradation du béton armé à travers le monde. La corrosion des armatures conduit à une réduction de la section d'acier suivie d'une fissuration progressive, d’écaillage et de perte de capacite portante. Plusieurs modèles existent pour décrire la pénétration des ions chlorure dans le béton. Des différences significatives ont été trouvées dans ces modèles provisionnels. Il est donc important d'étudier la raison de ces différences, qui est attribué aux paramètres d'entrée pris en considération. La littérature sur les paramètres qui influent sur la pénétration des ions chlorure identifie au total une trentaine de paramètres. Le nombre de paramètres qui ne sont pas pris en compte dans les modèles actuels est important. Ce qui explique les différences considérables dans les valeurs de la durée de service donnée par les différents modèles. L'objectif de cette thèse est d'atteindre un modèle plus complet de la diffusion des ions chlorure dans le béton en considérant divers paramètres affectants. Les paramètres sont mis en évidence par la littérature et confirmés par le programme d'essais à long-terme. Afin d’aboutir à ce modèle, une campagne d’essais à grande échelle a été conçue et réalisée. Le nombre total d’essais de laboratoire nécessaires pour cette étude et établir le modèle complet est égal à 2221 essais, avec un total de 39 mélanges de béton. En terme de résultat final, ce travail aboutit à des conclusions globales concernant les paramètres affectants la durée de vie du béton dans des environnements riches en chlorure, avec des formules empiriques définissant quantitativement leurs effets. Un modèle complet est développé pour la diffusion des ions chlorure dans le béton est ensuite appliqué numériquement. Ce modèle tient compte des propriétés du béton, de l'environnement, de la mise-en-oeuvre et de fissures. Une comparaison entre les modèles existants et le modèle proposé obtenu est également présentée.Concrete end-product is a non-homogeneous material including aggregate, binder and pores. During its early service life, concrete needs no repair or maintenance; this will no longer be true with time. Along the time, many substances transported in or out of concrete contribute to its deterioration. The deterioration can be from chemical, physical or electrochemical origins, or even coupled. The rate at which the concrete can withstand this deterioration is called durability. This property is hard to quantify, and this is the reason why another term known a "service life" comes into light. Consequently, durability can be quantified in terms of service live, more specifically how many years the concrete can fulfill its intended use without serious need of maintenance, or either with a given maintenance policy. Several forms of degradation define the concrete service life, these forms include the reinforcement corrosion, chemical/physical paste degradation, and degradation mechanism related to the aggregate properties. Reinforcement Corrosion in chloride environments is responsible of the majority of reinforced concrete degradation across the world. The corrosion of reinforcement leads ultimately to a reduction of the reinforcing steel section followed by a progressive cracking and spalling. The steel corrosion in this environment is initiated as the chloride ions diffuse in concrete and reaches a critical threshold at the vicinity of the steel reinforcement. Several models exist to describe the ingress of chloride in concrete. Large differences have been found in predictive models. It was thus important to investigate the reason of these differences, that is found attributed to the input parameters originally taken into consideration. A further literature review of the parameters that affect the chloride ingress result in identifying a total of thirty parameters that directly affect this mechanism. They particularly affect the chloride diffusion that is considered as the primary mode of chloride transportation. The number of parameters that are not taken into consideration in the available models is thus significant. This fact explains the root cause of the considerable differences in the service life values given by different models. The aim of this thesis is to reach a tailored model for chloride diffusion in concrete taking into consideration various affecting parameters. These affecting parameters are demonstrated through the literature review and confirmed by the actual long-term testing program. In order to reach a complete model for chloride diffusion that includes these thirty influencing parameters, a large-scale testing protocol has been designed and carried out. The total number of laboratory tests needed to complete this study and reach the complete model is equal to 2221 tests and a total of 39 concrete mixes. As a final outcome, the present work reaches comprehensive conclusions regarding the parameters affecting the concrete service life in chloride environment, with empirical formulas quantitively defining their effects. A complete updated model for chloride diffusion in concrete is then obtained and applied through a numerical application. This model includes environmental, concrete properties, workmanship, and post-placing parameters, that directly affect the chloride diffusion in concrete. A comparison between the existing models and the obtained complete one is also presented

Framework de développement et de simulation pour observatoire sous-marin

Marine observatories (MO) based on sensor networks provide a continuous ocean monitoring. These sensor networks contain several kinds of sensors including acoustic hydrophones to detect and localize moving objects or animals like dolphins. In the context of marine observatories, the sensor networks provide high level services and are included in an information system to process, store and present the sensor data. This kind of system is considered as complex system and is assimilated as enterprise system with business rules and services and with several hypothesis to map these services to the distributed enterprise infrastructure.To specify, develop and deploy such systems remains a challenge to satisfy the needs, and the associated requirements, with the respect of the platform constraints. So, one of the questions is how to improve life-cycle of these systems to contribute the architecture design which is one of the sensible phase.Because this phase is the crucial one to obtain the best trade-of between the services and the infrastructure.So in this work, we try to contribute a system life-cycle based on the use of a model driven approach with an early validation phase to support ease up the development and deployment phases. The use of the models provide the facility to apply an iterative approach at system level which remains a challenge compare to the software processes.In this document, we present our approach based on an Enterprise Architecture Framework to take into account the complexity of the system. These frameworks provide the capacity to model the system on several viewpoints to express the different concerns of such systems. The choice to use an Enterprise Architecture Framework, and the associated tool ArchiMate, seems to be the most relevant due to our system features and the capacity to extend and specialize the associated tooling.The ArchiMate tooling is built on top of MDE technologies which provide facilities to extend the language definition with sensor network domain-specific concepts and constraints Thus, we propose a metamodel to define the domain concepts, and the metamodel is the support to generate a new design tool called ArchiMO. In addition, we specialize the mapping approach between the layers of the ArchiMO tool with the domain constraints to guarantee the model consistency regarding the domain. This resulting model is processed by a model compiler to generate a simulator code to achieve a simulation execution. The results of the simulation are used to analyze and validate the model of the system. After that, the iterative approach can be applied to improve the model regarding the requirements of the system, or to go forward in the development process.Our approach and tooling are demonstrated with an example from the marine observatory domain on underwater moving object localization with several acoustics sensors.This use case is used to validate our tooling to model the system, ensure consistency of the model and finally simulate the model. Through this use case, we observe that our tooling helps to reduce the complexity with the three viewpoints in the model, to improve the design activity via the domain constraints which ensure the model consistency of the Marine Observatory.As conclusion, this work aims to demonstrate that we can improve the development process of complex system based on the use of MDE technologies and a domain specific modeling language with the associated tooling. The major improvement is to provide an early validation step via models and simulation approach to consolidate the system design.Les observatoires marins (OM) basés sur des réseaux de capteurs assurent une surveillance continue des océans. Ces réseaux de capteurs contiennent plusieurs types de capteurs dont des hydrophones acoustiques pour détecter et localiser des objets en mouvement ou des animaux comme les dauphins. Dans le cadre des observatoires marins, les réseaux de capteurs fournissent des services de haut niveau et sont inclus dans un système d'information pour traiter, stocker et présenter les données des capteurs. Ce type de système est considéré comme un système complexe et est assimilé à un système d'entreprise avec des règles et des services commerciaux et avec plusieurs hypothèses pour mapper ces services à l'infrastructure d'entreprise distribuée.Spécifier, développer et déployer de tels systèmes reste un défi pour satisfaire les besoins, et les exigences associées, dans le respect des contraintes de la plateforme. Ainsi, l'une des questions est de savoir comment améliorer le cycle de vie de ces systèmes pour contribuer à la conception de l'architecture qui est l'une des phases sensibles.Car cette phase est cruciale pour obtenir le meilleur compromis entre les services et l'infrastructure.Ainsi, dans ce travail, nous essayons de contribuer à un cycle de vie du système basé sur l'utilisation d'une approche axée sur les modèles avec une phase de validation précoce pour faciliter les phases de développement et de déploiement. L'utilisation des modèles permet d'appliquer une approche itérative au niveau du système, ce qui reste un défi par rapport aux processus logiciels.Dans ce document, nous présentons notre approche basée sur un Cadre d'Architecture d'Entreprise pour prendre en compte la complexité du système. Ces cadres offrent la capacité de modéliser le système sur plusieurs points de vue pour exprimer les différentes préoccupations de tels systèmes. Le choix d'utiliser un Framework d'Architecture d'Entreprise, et l'outil associé ArchiMate, semble être le plus pertinent en raison des fonctionnalités de notre système et de la capacité d'étendre et de spécialiser l'outillage associé.L'outil ArchiMate est construit sur les technologies MDE qui fournissent des fonctionnalités pour étendre la définition du langage avec des concepts et des contraintes spécifiques au domaine du réseau de capteurs. Ainsi, nous proposons un métamodèle pour définir les concepts du domaine, et le métamodèle est le support pour générer une nouvelle conception outil appelé ArchiMO. De plus, nous spécialisons l'approche cartographique entre les couches de l'outil ArchiMO avec les contraintes du domaine pour garantir la cohérence du modèle concernant le domaine. Ce modèle résultant est traité par un compilateur de modèle pour générer un code de simulation afin de réaliser une exécution de simulation. Les résultats de la simulation sont utilisés pour analyser et valider le modèle du système. Après cela, l'approche itérative peut être appliquée pour améliorer le modèle en fonction des exigences du système ou pour avancer dans le processus de développement.Notre approche et nos outils sont démontrés avec un exemple du domaine de l'observatoire marin sur la localisation d'objets mobiles sous-marins avec plusieurs capteurs acoustiques.Ce cas d'utilisation permet de valider notre outillage pour modéliser le système, assurer la cohérence du modèle et enfin simuler le modèle. A travers ce cas d'utilisation, nous observons que notre outillage permet de réduire la complexité avec les trois points de vue dans le modèle, d'améliorer l'activité de conception via les contraintes de domaine qui assurent la cohérence du modèle de l'Observatoire Marin.En conclusion, ce travail vise à démontrer que l'on peut améliorer le processus de développement de système complexe basé sur l'utilisation des technologies MDE et d'un langage de modélisation spécifique à un domaine avec l'outillage associé. L'amélioration majeure est de fournir une étape de validation précoce via des modèles et une approche de simulation pour consolider la conception du système

An Extended Modeling Approach for Marine/Deep-Sea Observatory

International audienceA Sensor Network (S.N.) is responsible for performing two main activities: (1) observation/measurement, which means accumulating data collected at each sensor node; (2) transferring the collected data to processing centers (e.g., Smart Sensors, Smart Fusion Servers) within the S.N. The infrastructure of Marine/Deep-sea Observatory is an Underwater Sensor Networks (UW-SN) to perform collaborative monitoring tasks over a given ocean/sea area. This observation should consider the environmental constraints since it may require specific logical and physical components. The physical ones could be specific tools, materials, and devices such as marine cables, servers, etc.). As for the logical ones, specific algorithms could validate the implementation phase early, such as validating the allowable entered bandwidth ranges of underwater acoustic channels. This paper presents our approach in extending the modeling languages to include new domain-specific concepts and constraints. Thus, we propose an extended meta-model that is used to generate a new design tool that contains the new constraints. We illustrate our proposal with an example from the Marine Observatory (MO) domain on object localization with several acoustics sensors. Additionally, we generate the corresponding simulation code for a standard network simulator using our self-developed domain-specific model compiler. Our approach helps to reduce the complexity and time of the design activity of a Marine Observatory. It provides a way to share the different viewpoints of the designers in the MO domain and obtain simulation results to estimate the network capabilities. The major improvement is to provide an early validation step via models and a simulation approach to consolidate the system design

Acknowledging the impact of seasonal blood pressure variation in hypertensive CKD and non-CKD patients living in a Mediterranean climate.

BackgroundThis study aims to assess seasonal blood pressure (BP) variation in chronic kidney disease (CKD) and non-CKD patients living in a Mediterranean climate, and to find out if this variation entails significant adjustment of treatment and if it impacts renal outcomes and mortality.MethodsThis retrospective study included all hypertensive patients seen between February 2006 and April 2020 in two Lebanese clinics. Regression analyses were used to assess the association of seasonal BP variability and treatment adjustment with eGFR change from baseline, dialysis initiation and death.ResultsA total of 398 patients of 64.2 ±13.9 years were followed for 51.1 ±44.3 months, 67% had eGFRConclusionThis study confirmed the seasonal BP variability in CKD and non-CKD patients from a Mediterranean climate. All types of treatment adjustment were associated with eGFR loss. Low BP in the warm season was highly associated with death

A Domain-Specific Framework for Creating Early Trusted Underwater Systems Relying on Enterprise Architecture

International audienceService Creation Environments facilitate the creationof complex services and play a major role in the softwareindustry. In this context, we aim at developing a domainspecificframework (networking domain) that uses a chain ofexisting ”off-the-shelf” tools that are integrated together fromthe design phase to the verification activities. In this paper, wepropose a new meta-model that extends ArchiMate to providea domain-specific modeling language concerning the Deep SeaObservatories (DSO). We instantiate, as a case study, DSOmodel with identification and localization functions from thislanguage, and apply it to our framework that relies on an IMSplatform to evaluate the service model. These functions can beorchestrated with other services (e.g. military or civil reaction)or interconnected with other SOSystems. On the one hand, thisillustrates our approach in relying on Enterprise Architecture(EA) framework that respects: multiple-views, perspectives ofstakeholders, and domain specificities. On the other hand, itshows the reusability of our framework by changing applicationsfrom different domains: Video Conference as a Telecom Service,and Localizations for DSO