Lifetime of timber notched beams under several random modelling of french climates

The mechanical response and durability of building materials is highly influenced by the atmospheric conditions. Temperature and air humidity have a great influence on the transfer of water and contaminants in the porous structure of these materials. This paper focuses on the effects of moisture content and/or moisture dynamics which are even more important when rupture is due to crack. Climatic variations are simulated and a lifetime model is proposed. The “climat” method consists in processing a wide amount of meteorological records from four French sites covering different climates, in order to identify their statistical properties, identify their time auto-correlation characteristics, be able to rebuild synthetic signals with the same or different characteristics. The generic model is able to reproduce a very large amount of simulations, which is necessary for reliability or statistical analyses. The lifetime model predicts the incubation time and the time of crack propagation until the failure. As temperature has a smaller influence on the time to failure than relative humidity, its effects are not directly taken into account in the model. Predictions of the proposed model for various air humidity simulations are compared with creep test results obtained on notched LVL beams under various climatic conditions

Geostatistical approach for the assessment of the water reservoir capacity in arid regions: a case study of the Akdarya reservoir, Uzbekistan

International audienceThe paper presents the results of a new geostatistical approach to generate bathymetric surface models from point measurement converted into continuous contour surfaces of reservoir bottoms in Uzbekistan. Sedimentation of reservoirs raises engineering, environmental and economical issues for the communities around the world in areas affected by a strong water deficit. Because of Uzbekistan's arid climatic conditions, and uneven spatial and temporal water resources distribution, responsive and innovative water availability assessment surveys of all major water reservoirs are required. Bathymetric surveying is a traditional method that is carried out for the estimation of reservoir volumes and surface areas of the corresponding reservoir stages in order to assess the water availability. Volume and surface area differences derived from multiple surveys of a reservoir provide storage loss estimates over time due to sedimentation. However, two main factors, such as intensive field data measurement and post data-processing, often limit the frequency of these surveys. Alternatively, innovative depth measurement technologies coupled with contouring and surface mapping programs provide automated reservoir volume and surface area calculations. This significantly reduces time, workload and financial burdens for reservoir sedimentation projects. This research proposes the use of geostatistical approach to assess the reservoir sedimentation in the Akdarya reservoir of Uzbekistan. The geostatistical approach includes (semi-) variogram analysis and interpolation (kriging and simulations--turning bands) techniques predicting values at unsampled locations for generating digital bathymetric surface models of reservoir bottom conditions in order to calculate the volume and surface area at a given water elevation. The simulation enables to have range of reservoir volumes and surface areas with the same probability, in comparison to the kriging and traditional methods. This gives a real estimation of the resource availability for water operators to manage natural resources and hydraulic infrastructure in a sustainable manner

Apport de la géostatistique à la connaissance de la morphologie naturelle du site de Bordeaux (France)

En site urbain, à la base des niveaux anthropisés, le paléorelief correspond globalement à la surface géologique naturelle la plus récente. La connaissance de cette surface est capitale pour comprendre les raisons et les modalités des implantations humaines (accessibilité et position du site par exemple). L’objectif poursuivi est d’utiliser les données de forages disponibles dans le cœur historique de Bordeaux, pour les intégrer dans un modèle 2,5D. L’un des éléments majeurs de cette problématique est la localisation et l’évolution des cours des deux principales rivières du centre ville que sont le Peugue et la Devèze. Un modèle a été construit sur le centre de Bordeaux, par krigeage sous contraintes d’inégalités en utilisant principalement les données litho-stratigraphiques des sondages géotechniques. Celui-ci permet de voir sous un jour nouveau l’évolution géomorphologique du centre ville historique et de montrer que l’image qu’avaient les archéologues sur l’hydrographie de ce secteur était incomplète.In urban location, paleorelief, below the anthropogenic surface, is the most recent natural geological layer. In order to understand the reasons and modalities of human implantations (site accessibility and location for example), it is capital to develop the knowledge of this surface. We have a database gathering many boreholes done in Bordeaux historical downtown. This database has been used for building a 2.5D model. A main question is the location and the evolution of the two main rivers of the town, the Peugue River and the Devèze River. This model has been built on Bordeaux town centre by using kriging under inequalities constraints provided by the litho-stratigraphic data of geotechnical boreholes. This model provides an innovative point of view about the geomorphological evolution of the town centre. It also shows that the representation the archaeologists had about historical evolution of the hydrography was incomplete

Effets de la variation spatiale et temporelle des propriétés des terrains sur les défaillances des réseaux enterrés

Les interactions entre la nappe phréatique peu profonde et les réseaux d assainissement sont en général très complexes. Dans le but d étudier l impact des variations du niveau de la nappe phréatique sur les dégradations des conduites, un modèle hydrogéologique numérique tridimensionnel (3D) de la nappe phréatique ayant un aquifère multicouche au sein d une zone de 83 km2 de l agglomération bordelaise (Mérignac, Pessac, Talence) a été développé, calibré et validé. Pour ce faire, un modèle conceptuel de cet aquifère multicouche a dans un premier temps été défini sur la base des descriptions lithostratigraphiques des forages. Puis un travail géostatistique a été entrepris pour construire les limites des formations géologiques et les cartes piézométriques issues de campagnes de mesures de hauteurs d eau de la nappe phréatique. Nous avons par la suite développé une méthodologie originale de transformation de l information lithologique au droit des sondages en perméabilités, puis en champs de perméabilités en utilisant des méthodes géostatistiques. Dans un second temps, les conditions hydrogéologiques ont été simulées en utilisant le logiciel Visual Modflow . Les paramètres hydrogéologiques ont été calibrés manuellement et automatiquement sur la base des niveaux d eau mesurés lors des campagnes de juillet 2010, octobre 2010 et mars 2011. La validation du modèle qui s est effectuée en simulant les cotes piézométriques au pas mi-décadaire allant de juin 1993 à mai 2012 montre que les chroniques piézométriques observées sur les 35 piézomètres du domaine étudié sont correctement restituées et la dynamique de la nappe phréatique est reproduite. Dans un dernier temps, les distributions spatiales et temporelles des cotes piézométriques simulées ont permis d identifier les zones d ennoiement des réseaux d assainissements en comparant les cotes piézométriques aux cotes des réseaux. Ces zones d ennoiement ont été comparées aux principaux secteurs de casses de canalisations. Les secteurs de casses de canalisations sont localisés dans les zones à faible probabilité d ennoiement des conduites. L environnement naturel hydrogéologique pris comme paramètre isolé ne constitue donc pas un facteur explicatif au phénomène de casses des canalisations.The interactions between shallow groundwater and sewer network are generally complex. The aim of this research is to study the impact of the water table level variation on the damages of the buried pipes. For this purpose, a three-dimensional (3D) numerical groundwater flow model of the shallow multi-aquifer of the Bordeaux urban area, within a 83 km2 area (Mérignac, Pessac, Talence), is developed, calibrated and validated. In order to do this, in a first step, a conceptual model was built based on stratigraphic descriptions of the boreholes. A geostastistical study was carried out to build the limits of the geological layers and the piezometrical maps from the measurement campaigns of water table levels. Then, an original methodology to transform the description of lithological units to local hydraulic conductivity values is proposed and the reconstruction of hydraulic conductivity fields at the urban scale was performed based on geostatistical methods. In a second step, hydrogeological conditions were simulated using the finite-difference groundwater flow model MODFLOW-2005 (Visual Modflow ). The hydrogeological parameters were then calibrated manually and automatically based on water table elevation data measured in July 2010, October 2010 and March 2010. The model validation covered 6890 days, from June 1993 to may 2012. The results showed that the simulated heads are quite accurate and reproduce the main dynamics of the system at 35 piezometers. The spatial and temporal distribution of the heads of the piezometers simulated permitted to identify the flooding zones of the sewer network by comparing the piezometric head with the altitude of the networks. The sectors where the pipes are damaged were localized in the zone wherein there is low probability of flooding. Additionally, the natural hydrologic environment, taken as a sole factor, cannot explain the pipe breakage phenomena.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Comportement mécanique d'une fracture rocheuse (volume II, Chapitre IV à la bibliographie)

CHATENAY MALABRY-Ecole centrale (920192301) / SudocMARNE-LA-VALLEE-ENPC-BIBL. (774682303) / SudocMARNE LA VALLEE-ENPC-RECHERCHE (774682302) / SudocSudocFranceF

Comportement mécanique d'une fracture rocheuse (volume I, Introduction au chapitre III)

CHATENAY MALABRY-Ecole centrale (920192301) / SudocSudocFranceF

Effets des incertitudes et de la variabilité spatiale des propriétés des sols et des structures sur le dimensionnement des semelles filantes et des conduites enterrées

Le sol présente une variabilité spatiale des propriétés physiques et mécaniques dont les effets sur des structures légères avec semelles filantes et sur les conduites enterrées ne sont pas bien pris en compte dans leur dimensionnement. Cette variabilité naturelle peut être très importante dans le cas de ces ouvrages car elle induit des tassements différentiels, dont les conséquences peuvent être dommageables : fissures dans les murs, les poutres ou encore des fuites dans les réseaux d assainissement. La variabilité naturelle du sol et l'incertitude liée à la connaissance imparfaite des propriétés du sol et/ou du béton ou de l'acier de la structure sont les principales sources d'incertitude dans le choix des paramètres de calcul pour le dimensionnement de ces structures. Dans cette thèse, une approche analytique avec les méthodes probabilistes (FOSM et SOSM) et le modèle de Winkler, puis numérique avec le couplage de la méthode des éléments finis avec des approches géostatistiques ont été successivement menées pour modéliser le comportement des semelles filantes et des conduites enterrés lorsque les incertitudes sur les propriétés mécaniques du sol et de la structure sont prises en compte dans leur dimensionnement. Il apparait ainsi, l importance du comportement longitudinal de ces ouvrages et du poids des incertitudes dans leur dimensionnement.Soil exhibits spatial heterogeneities resulting from the history of its deposition and aggregation processes that occur in different physical and chemical environments. This inherent or natural variability can be very important in the case of the superficial geotechnical works inducing differential settlements, whose consequences on structural response can be harmful: local failures, cracking in beams or walls, leakage in sewers. Natural variability of soil and uncertainty related to imperfect knowledge in soil properties and/or of concrete or steel of the structure, are the major source of uncertainty in the choice of the design parameters. In this thesis the probabilistic methods in geotechnical engineering, the analytical Winkler model and the coupling of the finite element method with geostatistical approaches were successively used to model the behavior of shallow foundations and buried pipe networks when soil and structure uncertainties are considered in their design.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Morphologie naturelle du site de Bordeaux (France)

International audienceno abstrac

Characterization of Undercover Karst Morpholoies by 3d Geostatistical Modeling of Ert Data

The study of undercover karst systems and their morphology is difficult to assess using punctual geotechnical tools. Here we present a method using a geostatistical 3D reconstitution based on electrical resistivity tomography (ERT) data to assess the high variability of the karst. We applied this method on the Lascaux hill site (south-west France) in order to: (1) detect karst morphologies under a detrital cover (pinnacles, shelves, karrens); (2) redefine the limit between two limestone formations; (3) define the geometry of the limit between two domains: limestone and detrital materials

Interfaces fragiles des ouvrages hydrauliques (morphologie et comportement mécanique)

Au Québec, les barrages poids en béton de plus de cinquante ans sont particulièrement étudiés depuis le séisme du Saguenay (1988, 6,2 sur l échelle de Richter) car ils n avaient pas été dimensionnés pour de tels aléas. Dans les codes de calculs de fiabilité d Hydro-Québec, différents paramètres relatifs à la morphologie de l ouvrage ainsi que des paramètres physiques et mécaniques sont nécessaires. Parmi ces derniers, la résistance au cisaillement des interfaces (béton-béton, béton-roche et roche-roche) du barrage est particulièrement importante car elle conditionne en grande partie le coefficient de sécurité. De plus, il est communément admis que la rugosité des épontes des discontinuités rocheuses conditionne le comportement mécanique en cisaillement. Cette étude se décompose en deux volets : une étude d échantillons prélevés sur deux barrages et la réalisation d un contact roche-béton artificiel. Tout d abord, à partir d essais de cisaillement sous contrainte normale constante, réalisés sur des contacts provenant de deux barrages d hydro-Québec, l étude en composantes principales des paramètres mécaniques et de rugosité a été menée afin de déterminer les paramètres prépondérants (Z2, Z4, Étendue). De plus, une classification de terrain des discontinuités est proposée. Cette dernière repose sur différents paramètres tels que l angularité de la surface, le remplissage ou encore l oxydation des épontes. Le contact roche-béton artificiel, réalisé au cours de ce travail, a été étudié dans sa globalité par différents moyens statistique et géostatistique, afin de décrire le plus précisément possible sa rugosité de surface. Une fois cette dernière connue, un plan de carottage au carottier de 150 mm de diamètre a été décidé. Les zones prélevées sont celles présentant des particularités de rugosité, comme par exemple, une angularité forte. Une fois le carottage effectué, les échantillons ont été soumis à un essai de cisaillement sous contrainte normale constante. Il en résulte une étude des paramètres mécaniques et de rugosité ainsi qu une prise en compte de l effet d échelle.In Quebec, the concrete dams over fifty years are systematically studied since the Saguenay earthquake (1988, 6.2 on the Richter scale) because they were not sized for such hazards. For calculation of the reliability codes for Hydro-Quebec structures, different parameters on the morphology of structure and the physical and mechanical parameters are needed. Among these, the shear strength of interfaces (concrete-concrete, concrete-rock rock-rock) is particularly important because it determines the safety factor in large part. Moreover, it is commonly accepted that the roughness of the surfaces of rock discontinuities determines the mechanical behavior in shear. This study is divided into two parts: a study of taking samples from two dams of Hydro-Quebec and the conception of an artificial rock-concrete contact. Firstly, from shear tests realized under constant normal load, achieved on contacts from two dams, the principal component study of mechanical and roughness parameters was conducted to determine the parameters dominate (Z2, Z4, Extent). In addition, a field classification of discontinuities is proposed. The latter depends on various parameters such as the angularity of the surface, filling or oxidation of the surfaces of the discontinuity. Artificial rock-concrete contact has been studied in its entirety by various statistical and geostatistical methods in order to describe as precisely as possible its surface roughness. Once the last known, a map of coring with a 150 mm diameter core sampler has been decided. The collected areas are those with features of roughness, for example, a high angularity. Once the coring performed, samples were tested for shear resistance under a constant normal load. It follows a study of mechanical and roughness parameter and an underline of scale effect.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF