A Stochastic Representation of the Local Structure of Turbulence

Based on the mechanics of the Euler equation at short time, we show that a Recent Fluid Deformation (RFD) closure for the vorticity field, neglecting the early stage of advection of fluid particles, allows to build a 3D incompressible velocity field that shares many properties with empirical turbulence, such as the teardrop shape of the R-Q plane. Unfortunately, non gaussianity is weak (i.e. no intermittency) and vorticity gets preferentially aligned with the wrong eigenvector of the deformation. We then show that slightly modifying the former vectorial field in order to impose the long range correlated nature of turbulence allows to reproduce the main properties of stationary flows. Doing so, we end up with a realistic incompressible, skewed and intermittent velocity field that reproduces the main characteristics of 3D turbulence in the inertial range, including correct vorticity alignment properties.Comment: 6 pages, 3 figures, final version, published

Dimensionality of Local Minimizers of the Interaction Energy

In this work we consider local minimizers (in the topology of transport distances) of the interaction energy associated to a repulsive-attractive potential. We show how the imensionality of the support of local minimizers is related to the repulsive strength of the potential at the origin.Comment: 27 page

Nonlocal interactions by repulsive-attractive potentials: radial ins/stability

In this paper, we investigate nonlocal interaction equations with repulsive-attractive radial potentials. Such equations describe the evolution of a continuum density of particles in which they repulse each other in the short range and attract each other in the long range. We prove that under some conditions on the potential, radially symmetric solutions converge exponentially fast in some transport distance toward a spherical shell stationary state. Otherwise we prove that it is not possible for a radially symmetric solution to converge weakly toward the spherical shell stationary state. We also investigate under which condition it is possible for a non-radially symmetric solution to converge toward a singular stationary state supported on a general hypersurface. Finally we provide a detailed analysis of the specific case of the repulsive-attractive power law potential as well as numerical results. We point out the the conditions of radial ins/stability are sharp.Comment: 42 pages, 7 figure

Pathologie des bétons fibrés après incendie

International audienceDe nombreux travaux ont permis d'analyser et comparer le comportement mécanique d'un béton classique et le comportement d'un béton similaire mais renforcé de fibres métalliques. Toutefois il existe peu d'études sur l'effet des fibres métalliques sur le comportement des bétons fibrés ayant subi un incendie. Le but de notre étude est essentiellement expérimental, il a pour objet d'analyser le comportement de ces 2 type de matériaux après incendie. Afin de mieux simuler les effets d'un incendie, un test à la flamme de gaz propane est mis au point. Les différents matériaux sont soumis à cet échauffement. L'évolution du gradient de température à l'intérieur des échantillons est suivie, et, en fin d'exposition, le comportement des mortiers est comparé à l'aide d'un essai de poinçonnement. L'évolution microstructurale du mortier est étudiée par diffraction X et observations au MEB. Les observations des fibres aux différentes températures permettent d'expliquer le comportement du mortier fibré. Les résultats d'essais effectués dans un four à moufle indiquent que :-Entre 400 et 500°C, la perte moyenne de la résistance est de l'ordre de 30 %. L'endommagement thermique du mortier renforcé ne cause pas de désordre gênant.-Au-delà de 500°C, la perte de résistance mécanique devient plus importante et crée une instabilité de la structure qui peut conduire à la ruine.-Entre 400 et 700°C, l'ajout fibres d'acier permet une meilleure résistance à la déformation et une rupture graduelle. L'énergie dissipée est très nettement augmentée. Les observations au MEB et les analyses à la microsonde montrent une oxydation des fibres d'acier aux hautes températures. Cette oxydation provoque une perte de résistance et de ductilité importante au-delà de 800°C, et peut limiter l'intérêt vis à vis du risque incendie

Heat exposure tests on various types of fibre mortar

International audienceThe advantage of steel fibres in cement based materials vis-à -vis mechanical reinforcement is widely recognized in the field of construction. This paper considers the behaviour of materials under extreme conditions in terms of temperature (e.g. fire). To this end, a comparison is made of the mechanical behaviour of mortars reinforced with steel fibres, polypropylene fibres and a hybrid fibre combination. These mortars are subjected to various heat exposures and then tested mechanically. Protection mechanisms of steel fibres and polypropylene are analyzed. SEM observations of steel fibres show oxidation at high temperatures; this oxidation impairs the protective effect of steel fibres. L'intérêt des fibres d'acier dans les matériaux cimentaires vis-à-vis du renforcement mécanique est reconnu dans le domaine de la construction. Nous nous intéressons ici au comportement de ces matériaux dans des conditions extrêmes du point de vue de la température (par exemple un incendie). Pour cela, nous comparons le comportement mécanique de mortiers renforcés avec des fibres d'acier, des fibres de polypropylène et des mortiers hybrides. Ces mortiers ont été soumis à divers traitements thermiques puis testés mécaniquement. Les mécanismes de protection des fibres d'acier et de polypropylène sont analysés. Des observations au MEB des fibres d'acier mettent en évidence une oxydation aux hautes températures. Cette oxydation compromet l'effet protecteur des fibres d'acier

Murissement des BHPF avec ajout de laitier dans les milieux sulfatés

International audienceUne panoplie de sulfates en solution se trouve souvent dans les eaux souterraines, les eaux usées ou dans l'eau de mer. Au contact du béton ces sulfates réagissent chimiquement avec ses hydrates, cela peut entrainer la détérioration du béton dans un laps de temps très réduit, selon deux mécanismes physico-chimiques à savoir l'expansion et la perte des propriétés liantes des CSH. Les bétons de haute performance de fibres métalliques sont de plus en plus utilisés dans la construction. Dans le cadre de la politique de développement durable actuelle, ce sont des matériaux qui procurent des gains de masse conséquents, qui permettent d'augmenter la tenue dans le temps des ouvrages, ce qui contribue à la diminution de l'impact des matériaux cimentaires sur l'effet de serre. Dans ce travail, on présente les résultats d'une étude expérimentale portant sur la durabilité après 6 et 24 mois de murissement dans l'eau séléniteuse, d'un béton de haute performance fibré avec substitution de 15% du ciment par du laitier de hauts fourneaux et cela par des essais qui permettent de caractériser sa compacité, la microstructure de sa matrice cimentaire et l'altération éventuelle de ces fibres métalliques

Formation of C-S-H in calcium hydroxide–blast furnace slag– quartz–water system in autoclaving conditions

International audienceIn masonry, the most commonly used materials are concrete blocks or burnt clay brick. Owing to energy costs, there is a need to explore alternative raw materials and energy-efficient technologies for making building materials. This paper deals with the incorporation of blast furnace granulated slag in sand–lime materials as a replacement for hydrated lime during autoclaving conditions. The slag grain-size grinding and the heat treatment in saturated vapour pressure autoclave conditions were investigated to study the compressive strength behaviour of the new material. This substitution induces a decrease in compressive strength. The reaction products consist mainly of 11 nm tobermorite and xonotlite. The X-ray diffractions of these phases are difficult to see. The slag seems more reactive with lime than quartz. Observations with the scanning electron microscope allow better appreciation of these crystallites. With its composition and amorphous structure, the granulated slag does not release new distinct phases of hydrates

Propriétés mécaniques et durabilité des bétons à base de graviers et sables recyclés issus de béton de démolition

International audienceL'utilisation de granulats recyclés présente les nouvelles tendances dans la construction comme une alternative aux granulats naturels. Cependant, une absorption d'eau élevée et des propriétés mécaniques pas assez bonnes des granulats recyclés influencent par conséquent, la résistance et la durabilité du béton durci. Pour une tenue pérenne du béton, il est nécessaire d'avoir des exigences de perméabilité à l'eau, au gaz et une résistance à la diffusion d'ions. Ce travail est une contribution expérimentale à l'étude de la durabilité des différentes compositions de bétons ordinaires (naturels/recyclés) avec différentes combinaisons granulaires (sable et gravier). Et, pour se faire réaliser des caractérisations physico-chimiques et mécaniques, des granulats en particulier les recyclés et des bétons ont été menées. Les essais ont été réalisées sur une formulation de béton type : un dosage en ciment constant C=400kg/m 3 , une même maniabilité du béton frais (Aff= 70±20mm) et une classe de béton cible C25/30. La procédure expérimentale consiste à comparer les résistances mécaniques à long terme, des bétons conservés dans trois types de solutions (eau de robinet, Eau déminéralisée et eau très salée), ainsi que les indicateurs de durabilité les plus déterminants pour ces bétons à savoir : la porosité, la perméabilité et la lixiviation au nitrate d'ammonium avec deux concentrations (faible et forte). Les propriétés physico-mécaniques et chimiques des granulats recyclés (GR) sont inférieures à celles des granulats naturels (GN). Cette étude comparative entre les différents bétons à base des granulats recyclés "issus de béton de démolition" et naturels, montre globalement que ces recyclés possèdent des caractéristiques acceptables vis-à-vis de la durabilité, dont la valorisation des granulats recyclés pour la fabrication des bétons semble une voie prometteuse

Ecological and economical mortars made with dune sand and cements in combination with local mineral additions

 Messaoudene Ibrahim1,2, Jauberthie Raoul1, Molez Laurent1, Naceri Abdelghani2(1. Mechanical and Civil Engineering Laboratory, INSA – 35043, Rennes, France;2. Geomaterials Laboratory, MSILA University - 28000, Algeria) Abstract: The aim of this study is to formulate and characterize, with different methods, mortars prepared with dune sand and Algerian clinker in combination with several admixtures, natural additions or industrial by-products as pozzolan, granulated blast furnace slag and marble powder.  Mineralogical and chemical compositions of the initial products were studied with X-ray diffraction (XRD), SEM, EDX and X fluorescence (XRF).  Grain size distribution of anhydrous cements and additions (absolute density, Blaine specific surface (SSB) and laser granulometry) were carried out.  Mortar strengths are acceptable at 28 days: between 5 and 6 MPa in bending test and between 28 and 41 MPa in compressive test.  These resistances improve clearly to reach high performances after one year: between 7 and 9 MPa in flexural test and between 43 and 61 MPa in compressive test.  The microstructure was studied using SEM coupled with microanalysis EDX; these observations explained the increase mechanical strength.  Results showed that it is possible to obtain mortars with high mechanical performances in long-term and, ecological and especially economic advantages with a good formulation of those mortars containing dune sand and additive cements (binary, ternary or quaternary) with super plasticizer adjuvant.Keywords: mix design, characterization, pozzolan, slag, marble, dune sand Algeria Citation: Messaoudene Ibrahim, Jauberthie Raoul, Molez Laurent, and Naceri Abdelghani.  Ecological and economical mortars made with dune sand and cements in combination with local mineral additions.  Agric Eng Int: CIGR Journal, 2010, 12(3): 38-47.  &nbsp