Étude numérique d'une connexion boulonnée aveugle entre un tablier en aluminium sur poutres en acier

L'utilisation de l’aluminium dans les ponts au Canada n'est pas nouvelle, mais elle est moins répandue que celle des matériaux plus traditionnels comme l'acier, le béton ou le bois, et ce, même si l'aluminium possède plusieurs propriétés qui rendent son utilisation intéressante. L'aluminium présente plusieurs caractéristiques qui favorisent son utilisation, telles que : sa très bonne résistance à la corrosion, sa légèreté, ainsi qu'une bonne formabilité. Pour ces raisons, l'aluminium est envisagé pour la production de tabliers de ponts fabriqués à partir d'extrusions multicellulaires. Néanmoins, ces tabliers doivent être reliés à des poutres en acier par un assemblage rapide et facile qui pourra en même temps répondre à critères techniques. Compte tenu de la difficulté d'accéder à l'intérieur des cellules extrudées, l’utilisation d'un boulon à haute résistance n'était pas possible, d'où l'idée d'étudier numériquement l'utilisation de deux boulons aveugles Ajax ONESIDE et BOM. Il a été déterminé, par des simulations numériques avec la méthode des éléments finis, que ces deux boulons ont la capacité de permettre la libre expansion / contraction de l'aluminium, en maintenant une action composite avec et sans la présence du freinage, ainsi qu'en générant une usure de quelques micromètres à la surface de contact, sans aucun risque d’initiation de fissure. Une étude comparative avec un boulon à haute résistance a été réalisée afin de classer ces boulons par comportement, et il a été montré que le boulon à haute résistance offre une meilleure résistance au freinage quel que soit l'effet thermique sur l'assemblage. En revanche, en analysant son comportement vis-à-vis le phénomène du fretting, on constate qu'une apparition probable de fissures associée à une usure mineure peut se produire au niveau de la zone de contact tête boulon/ platelage.This research project revolves around the innovative use of aluminum in bridges. The use of aluminum in highway bridges has received special attention in recent years. This material offers several qualities compared to traditional materials such as concrete or steel, an aluminum bridge solution offers enormous potential for the construction of modern road bridges.The optimization of a new aluminum bridge solution and the design application still remains a difficult task. One of the most optimized solutions is the use of a multicellular extrusion profile. However, this solution presents a unique challenge in connecting the bridge deck to the girders using the traditional assembly method, given the difficulty of access to the interior of the extruded cells. The objective of this project is to establish a methodology to analyze two types of blind bolts as an alternative assembly solution using numerical simulation. Through this project, it was determined numerically that these two bolts (Ajax ONESIDE and BOM) have the ability to allow thermal expansion and contraction of aluminum in case of temperature fluctuation, given that the coefficient of thermal expansion of aluminum is twice that of steel. The possibility to minimize the sliding that may occur during the thermal loading was also studied, the two blind bolts offer good resistance with and without the presence of braking. Which allows a possible transfer of this force to the foundations. A special numerical model was prepared for the prediction of the fretting, showed a very good consistency with analytical and literature results. This model was used to analyze the fretting for each bolt at the surface of contact between the bolt head and the aluminum plate. Following the results found, we have observed that the blind bolts will undergo a few micrometers of wear, while for the standard bolt a probable appearance of cracks associated with minor wear may occur at the contact area

Soudage par ultrasons de composites à fibres végétales et matrice thermoplastique

Ultrasonic welding represents a promising assembly method for thermoplastic matrix composites. Its speed, potential for automation, and ease of recycling for the assembled structures are among its key advantages. However, applying this technique to natural fiber composites poses challenges due to the temperature sensitivity of these materials. The objective of this thesis is to assess the feasibility of such assemblies and determine parameter combinations for achieving optimal performance.The material used for this study is a 2/2 twill weave flax/polypropylene ply with comingled fibers. The first stage of this work involved optimizing the manufacturing process using thermocompression for laminates from this material. In this regard, the relationships between manufacturing parameters (pressure, temperature, and heating duration), microstructure, and the mechanical behavior of flax/PP laminates were examined.The second part of the work focuses on ultrasonic welding of these materials. The process parameters are initially optimized using a designed experiment to maximize the shear strength of single lap joints. Building on these initial data, a detailed study of the influence of each parameter is conducted, supported by temperature measurements during the process, mechanical characterization of test specimens, and morphological analysis of cross-sections and fracture surfaces of the test specimens. The results indicate that judicious combinations of parameters enable continuous welding without visible degradation of flax fibers or alteration of substrates.Finally, the last part investigates the influence of fiber orientation at the welded interface on assembly performance. To address this, original stacking sequences leading to laminate isotropy properties are employed to eliminate the disruptive effects of stiffness changes of the specimen depending on orientation. This demonstrates that the influence of fiber orientation remains weak and could be disregarded in the context of numerical modeling of welded zones.Le soudage par ultrasons représente une méthode d'assemblage prometteuse pour les composites à matrice thermoplastique. Sa rapidité, la possibilité d'automatisation ainsi que le recyclage facilité des structures ainsi assemblées font partie de ses principaux avantages. Son application à des composites à fibres naturelles présente encore des défis en raison de la sensibilité de ces matériaux à la température. L'objectif de cette thèse est d'évaluer la faisabilité de tels assemblages et de déterminer les combinaisons de paramètres permettant d'obtenir des performances optimales.Le matériau employé pour cette étude est un pli tissé d'armure sergé 2/2 lin/polypropylène à fibres comêlées. La première étape de ce travail a été d'optimiser le procédé de fabrication par thermocompression de stratifiés à partir de ce matériau. A cette fin, les liens entre les paramètres de fabrication (pression, température et durée de chauffage), la microstructure et le comportement mécanique des stratifiés de lin/PP ont été examinés.La seconde partie du travail est consacrée à l'assemblage par ultrasons de ces matériaux. Les paramètres du process sont tout d'abord optimisés en employant un plan d'expérience de façon à maximiser la résistance au cisaillement de joints simple recouvrement. A partir de ces premières données, une étude fine de l'influence de chacun de ces paramètres est menée en s'appuyant sur la mesure des températures subies par le matériau durant le process, la caractérisation mécanique des éprouvettes, ainsi que l'analyse morphologique des coupes transversales et des faciès de rupture des éprouvettes. Les résultats montrent que des combinaisons judicieuses de paramètres permettent d'obtenir un soudage continu sans dégradation visible des fibres de lin ni altération des substrats.Enfin, la dernière partie s'intéresse à l'influence de l'orientation des fibres à l'interface soudée sur les performances de l'assemblage. Pour cela, des séquences originales d'empilement conduisant à des propriétés d'isotropie du stratifié sont employées afin d'éliminer les effets perturbateurs des changements de raideur de l'éprouvette selon l'orientation. Ceci permet de montrer que l'influence de l'orientation des fibres reste faible et pourrait donc être négligée dans le cadre d'une modélisation numérique des zones soudées

Occurrence of common pollutants and pharmaceuticals in hospital effluents

This chapter summarizes the current knowledge on the occurrence of common pollutants and pharmaceuticals in hospital effluents. These common pollutants include a myriad of biological, inorganic and organic pollutants. Daily and weekly concentration variability is presented for many of the covered pollutants. Particular attention is given to heavy metals (gadolinium and platinum) and pharmaceuticals commonly used in hospitals. For pharmaceuticals, the prevalent therapeutic categories are presented and are found to be dependent on the type of healthcare facility â\u80\u93 general hospital, specialized hospitals, wards, and units

New Insights into the Occurrence of Micropollutants and the Management and Treatment of Hospital Effluent

This chapter deals with investigations carried out over the last five years on hospital effluent in terms of the occurrence of micropollutants; new and promising technologies tested to improve the removal of key compounds (including emerging contaminants); the environmental and health risk assessments of pharmaceuticals residues and pathogens; and, finally, some of the strategies adopted in hospital effluent management and treatments through the discussion of some case studies. It emerges that the occurrence and treatment of hospital effluent are becoming issues of increasing concern also for countries such as Morocco, Tunisia, Iran and Colombia, whose research groups had not actively participated in the worldwide debate thus far. Their interest in these topics highlights the shared, global awareness of the need to adopt safe, economic and technically feasible technologies for the treatment of hospital effluent to reduce the impact on the aquatic environment of hazardous substances typically administered or used in healthcare facilities. The experiences reported and discussed herein demonstrate the worldwide efforts that have been made and are still ongoing with the aim of reaching Sustainable Millennium Goal number 6 “Improve Clean Water and Sanitation” by 2030, as defined by the World Health Organization