Ce travail concerne des expériences mécaniques, des analyses numériques et des modélisations analytiques de la rupture cohésives (Mode I), vis-à-vis de l’étude du comportement mis en évidence par la courbe de Résistance (Courbe-R) et l’effet d’échelle de structures entaillées en bois massif. Des expériences de fissuration sont combinées à des analyses numériques pour déterminer les propriétés de rupture au moyen d’une procédure appelée Théorie de la Mécanique de la Rupture Linéaire Élastique équivalente (TMRLE), basée sur la complaisance de la structure. La courbe-R, obtenue à partir des expériences, selon une méthode de correction du poids propre, montre l’existence d’un domaine endommagé (Zone de Processus de Rupture) de taille non négligeable se développant en fond de fissure. Dans des conditions de fissuration stationnaire, ce domaine atteint une taille critique, et l’énergie nécessaire pour faire propager la fissure avec ce domaine endommagé (par unité de surface de rupture), reste constante. Le taux de libération de l’énergie de fissuration ainsi attendu, joue un rôle important en Mécanique de la Rupture, car il est possible simuler le comportement quasi-fragile du matériau en combinaison avec les autres propriétés de cohésion. La loi d’effet d’échelle de Bažant, utilisée pour prévoir l’influence de la taille sur la contrainte nominale, est estimée à partir de la réunion de deux comportements asymptotiques réalisés sur de petites tailles (Analyse limite ou RdM) et des grandes tailles. Une procédure analytique est présentée pour évaluer le comportement asymptotique additionnel exhibé par la contrainte nominale dans le régime intermédiaire, de façon plus exacte. Une validation numérique est présentée, et l’information expérimentale vient confirmer ce comportement asymptotique. / This work concerns the mechanical testing, numerical analysis and modelling of cohesive fracture (Mode I) on the purpose to study the Resistance-curve behaviour and the size effect in wooden notched structures. The mechanical testing is combined with the numerical analysis to evaluate fracture properties by means of an equivalent LEFM approach based on the structure compliance. The Resistance-curve being revealed from the experiments, by means of a self-weight compensation method, correction puts into evidence that a non-negligible damaged domain (Fracture Process Zone) is under development in the crack front during the loading process. This being the case, among other fracture parameters issued from the Resistance-curve, the critical (asymptotic) energy release rate is determined, turning possible to use it in combination with other cohesive crack properties in the crack modelling (in Mode I). Thus, for a given geometry it is possible to monitor the critical dimension being revealed by the Fracture Process Zone (FPZ) during the crack propagation. The well known Bažant’s size effect law provides the scaling of the nominal strength through the asymptotic matching performed both on the small (Strength Theory) and on the large (LEFM) structure sizes. An analytical procedure is proposed to determine an additional asymptotic regime in the intermediate size range through a more accurate manner. Numerical validations of the proposed procedure are made and experimental data is presented revealing the scaling of the nominal strength through an envelop of values.

Diese qualitative Studie untersucht den schulischen Alltag von drei Jungen mit Fragilem-X- Syndrom. Das Fragile-X-Syndrom ist die häufigste bekannte erbliche Ursache von geistiger Behinderung und wird mit einer Reihe von charakteristischen Eigenschaften assoziiert. Dazu zählen vor allem physische, kognitive und psychosoziale Merkmale. Mithilfe der Ethnografie mit teilnehmender Beobachtung im schulischen Umfeld der Schüler werden die Bedingungen herausgearbeitet, die das Fragile-X-Syndrom der Schüler „sichtbar“ machen. Diese Bedingungen sind vor allem durch den jeweiligen Kontext geprägt, welcher sich aus dem Ausmaß der Hilfestellungen, der Struktur der Anforderungen und der räumlichen und organisatorischen Gestaltung der Umgebung zusammensetzt. Menschen mit Fragilem-X-Syndrom dürfen nicht nur als Träger eines genetischen Syndroms angesehen werden, sondern auch als Mitglieder sozialer Gruppen und Gemeinschaften, an deren immanenten Regeln sie ihr Handeln ausrichten. Die institutionellen und sozialen Bedingungen auf der Ebene des Klassenraums mit seinen jeweiligen Teilnehmerinnen und Teilnehmern bilden die Grundlage für eine soziale Konstruktion des Fragilen-X- Syndroms in der Schule. Diese Annahme ist die Voraussetzung für einen Verstehensprozess, der das Syndrom nicht nur als Ursache einer Behinderung ansieht, sondern vielmehr die Handlungen und performativen Äußerungen der Schüler als individuellen, kompetenten Teil ihrer Kommunikation deutet. Das gegenseitige Verstehen führt dazu, dass die Bedingungen des Fragilen-X-Syndroms, der Verhaltensphänotyp des Schülers sowie die jeweilige soziale Umgebung, in einen angemessenen Kontext gesetzt werden können. Erst dadurch kann der Schulalltag erfolgreich gestaltet und ein Scheitern des Schülers minimiert werden. / This qualitative research project examines the everyday life of three boys with Fragile X syndrome in their special education classrooms. Fragile X syndrome is the leading inherited cause of intellectual disability and is associated with a specific behavioral phenotype and cognitive and physical characteristics. Utilizing ethnographic participant observation, the specific context in which the Fragile X syndrome becomes “visible” will be analyzed. This context is mainly shaped by the institutional and social conditions on the level of the classroom with its participants (peers and educators). Individuals with Fragile X syndrome need to be viewed not only as living under a genetic condition, but as members of social groups and communities who act in relation to socially and culturally ordered expectations. The understanding of the students’ performative acts as part of their communication abilities can initiate the understanding of the behavioral phenotype within its context. This understanding of Fragile X syndrome as a social category may lead to a successful organization of everyday school life.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-02-07T12:23:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Camila Zanesco.pdf: 957298 bytes, checksum: 44f05075b15006c339a41dfbbe86de7d (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-07T12:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Camila Zanesco.pdf: 957298 bytes, checksum: 44f05075b15006c339a41dfbbe86de7d (MD5) Previous issue date: 2018-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Envelhecer com qualidade representa um desafio atual, sendo que a exiguidade de doenças não mais confere um parâmetro exclusivo de proteção à saúde. Desta maneira, o presente estudo buscou analisar fatores com alto grau de associação com dificuldades funcionais entre idosos brasileiros. Constitui-se estudo transversal, quantitativo, com dados provenientes da Pesquisa Nacional de Saúde – 2013, considerando a amostra total de indivíduos com 60 ou mais anos (n=23.815). Para a análise foram consideradas duas variáveis dependentes que sobrevieram ao agrupamento de questões relacionadas à Dificuldade Funcional (DF): Dificuldade Funcional para Atividades Básicas de Vida Diária (DF-ABVD) e Dificuldade Funcional para Atividades Instrumentais de Vida Diária (DF-AIVD). Na fase de préexploração foram selecionadas às variáveis independentes para, posteriormente, proceder-se com duas análises: a primeira considerando condições sociodemográficas, de saúde geral, saúde bucal e utilização de serviços de saúde; e a segunda ponderarando condições gerais, padrões de cuidado e uso de serviços voltados a saúde bucal. O software Waikato Environment for Knowledge Analysis foi utilizado para realizar a análise dos dados, as etapas realizadas em seu ambiente foram: balanceamento do conjunto de dados por meio do algoritmo Resample; método de validação cruzada de 10 Fold empregado para realizar a redução de dimensionalidade; posteriormente, as variáveis relacionadas com as variáveis dependentes foram avaliadas por meio de regressão logística. Na primeira análise as variáveis que apresentaram forte relação com quadros de DF para ABVD e AIVD foram: idade, com destaque para 80 ou mais anos (DF-ABVD OR=2,25; DF-AIVD OR=2,81); percepção ruim da condição geral de saúde (DF-ABVD OR=4,77; DF-AIVD OR=2,86); necessidade de atendimento emergencial no domicílio (DF-ABVD OR=3,39; DF-AIVD OR=3,21 ); e internação hospitalar (DF-ABVD OR= 2,42; DF-AIVD OR=2,25). A segunda análise apontou associação direta entre DF de idosos e aspectos de saúde bucal, como: presença de dificuldade para se alimentar decorrente de problemas com dentes ou próteses (DF-ABVD OR= 1,73; DF-AIVD OR=1,59), não realização de consulta com cirurgião-dentista ao longo da vida (DF-ABVD OR=1,69) e ausência de dentes naturais (DF-AIVD OR=1,64). Os dados permitem o fortalecimento do planejamento e da execução de estratégias voltadas às demandas da população idosa brasileira, além da orientação de investimentos para ações voltadas a preservação e manutenção das capacidades funcionais. / Aging with quality represents a current challenge, and the scarcity of diseases no longer confers an exclusive parameter of health protection. In this way, the present study sought to analyze factors with a high degree of association with functional difficulties among Brazilian elderly. This is a cross-sectional, quantitative study with data from the National Health Survey - 2013, considering the total sample of individuals aged 60 years or older (n = 23,815). For the analysis, we considered two dependent variables that came to the grouping of questions related to Functional Difficulty (DF): Functional Difficulty for Basic Activities of Daily Living (DF-ABVD) and Functional Difficulty for Instrumental Activities of Daily Living (DF-AIVD). In the pre-exploration phase, the independent variables were selected to be followed by two analyzes: first considering socio-demographic conditions, general health, oral health and health services utilization; and the second considering general conditions, standards of care and use of oral health care services. The Waikato Environment for Knowledge Analysis software was used to perform the data analysis; the steps performed in its environment were: data set balancing through the Resample algorithm; 10-fold crossvalidation method employed to perform dimensionality reduction; later, the variables related to the dependent variables were evaluated through logistic regression. In the first analysis, the variables that presented a strong relation with DF for ABVD and AIVD were: age, with emphasis on 80 or more years (DF-ABVD OR = 2.25; DF-AIVD OR = 2.81); poor perception of the general health condition (DF-ABVD OR = 4.77; DF-AIVD OR = 2.86); need for emergency care at home (DF-ABVD OR = 3.39; DF-AIVD OR = 3.21); and hospital admission (DF-ABVD OR = 2.42; DF-AIVD OR = 2.25). The second analysis showed a direct association between the DF of the elderly and aspects of oral health, such as: presence of difficulty to feed due to problems with teeth or prostheses (DF-ABVD OR = 1.73; DFAIVD OR = 1.59) (DF-ABVD OR = 1.69) and absence of natural teeth (DF-AIVD OR = 1.64). The data allow the strengthening of planning and execution of strategies geared to the demands of the Brazilian elderly population, as well as the orientation of investments for actions aimed at the preservation and maintenance of functional capacities.

La transition d’un comportement séismique/instable à un comportement aséismique/stable est observée dans la partie en aval des zones sismogéniques (12-15 km de profondeur). Cette transition est supposée être contrôlée par l’activation de la plasticité de basse température du quartz à ~350°C. À cause de la grande profondeur à laquelle cette transition a lieu, le seul moyen pour étudier les processus physiques qui agissent en ces contestés, est l’étude des anciens prismes d’accrétion exhumés actuellement dans des chaines de montagnes. Le mélange tectonique de Hyuga et l’unité de Morotsuka appartiennent au prisme fossile de Shimanto et sont des unités metasédimentaires déformées à des températures peu inférieures ou égales à la limite fragile/ductile (~250 et ~340°C respectivement). Les résultats des observations de microstructures en microscopie optique et en microscopie électronique à balayage (diffraction des électrons rétrodiffusés) confirment que 1) la pression dissolution et une intense microfracturation sont les mécanismes de déformation principaux du quartz dans le mélange de Hyuga et localement l’activation de la plasticité du quartz est aussi observée; 2) dans l’unité de Morotsuka la recristallisation dynamique du quartz est pleinement active. Ces considérations indiquent que la température n’est pas le seul paramètre qui control l’activation de la plasticité du quartz, et laisse supposer la participation de l’effet adoucissant de l’eau. Avec le but de mieux comprendre le rôle de l’eau sur la rhéologie quartz, des expériences en Presse Griggs ont été menées, le matériel du départ étant de porphyroclasts de quartz (immergés dans une matrice sec) à la fois très riches en eau (provenant du mélange tectonique de Hyuga) et secs (quartz du Brésil). Ces expériences montrent l’effet très adoucissant de l’eau, qui à parité de conditions de déformation, favorise la migration de joint des grains dans le quartz de Hyuga tandis que le quartz du Brésil reste indéformé à exceptions de ses bordures extérieures. L’eau « en excès » est expulsée dans la matrice pour le quartz de Hyuga et stockée dans des bandes de cisaillement C’; l’eau incorporée par le quartz de Brésil n’est pas suffisantes pour favoriser la recristallisation dynamique. / The trasition from instable seismic to stable aseismic behaviour is observed in at the lower limit of the seismogenic zones in subduction zones (12-15 km). This transition is supposed to be controlled by the onset of quartz low grade plasticity at about 350°C. Due to inaccessibility of these geodynamic contests, the only way to study the physical processes acting at these depth are exhumed accretionary prisms exposed in mountain chains. The Hyuga tectonic mélange and the Foliated Morotsuka are metasedimentary units constituting the Shimanto accretionary prism (Japan). They were deformed at temperatures of ~250°C and ~340°C respectively, so slightly lower or equal to the temperature transition. Results by optical microscopy and EBSD reveal that 1) quartz deformation mechanisms active in Hyuga Tectonic Mélange are pressure solution and microfracturation accompanied by local quartz low grade plasticity; 2) dynamic recrystallization is totally active in quartz of the Foliated Morotsuka. These considerations allow to consider the role of water in triggering quartz plasticity especially in such water-rich contest as subduction zones. With the aim to better understand the role played by water on quartz rheology, we deformed high hydrated (from Hyuga unit) and dry (classic Brazil) quartz porphyroclasts within a quartz matrix, with the Griggs apparatus. These experiments show the weakening water effect on quartz strength. At the same deformation conditions, the high hydrated Hyuga quartz show recrystallization by grain boundary migration while the dry Brazil porphyroclasts are mostly undeformed, at exception of the outer recrystallized rims. The exceeding water expulsed from Hyuga quartz is stored in C’ shear bands in the matrix; water absorbed by dry Brazil porphyroclasts is not enough to promote dynamic recrystallization.

La localisation des déformations sous forme de bandes de cisaillement dans des roches tendres et des sols indurés est étudiée par une approche expérimentale et théorique :<br /><br />L'étude expérimentale porte sur trois matériaux de caractéristiques différentes : un grès des Vosges, une siltite du Gard et une marne tendre de Beaucaire. On décrit d'abord la mise en opération d'une cellule triaxiale à haute pression et le développement d'une instrumentation de mesure des déformations. On présente ensuite une campagne d'essai sur un grès des Vosges jusqu'à des confinements de 60 MPa. L'étude concerne le comportement homogène de la roche sur des chemins de compression, extension et isotropes, la détection de la localisation, la caractérisation des structures localisées par une observation macroscopique, des mesures tomodensitométriques et une analyse microstructurale quantitative. Sur une siltite du Gard, plus raide que le grès, une étude de l'évolution de la fracturation de l'initiation jusqu'à la ruine de l'éprouvette est menée en utilisant la stéréophotogrammétrie de faux relief. Pour la marne de Beaucaire, le comportement normalement consolidé est exploré en réalisant des mesures de perméabilité au cours de la déformation, en régime isotrope ou déviatoire.<br /><br />L'étude théorique présente la nouvelle loi CloE Roche développée spécifiquement pour les roches tendres à partir du modèle de lois incrémentales non-linéaires hypoplastiques CloE. Elle prend en compte une dépendance du comportement en volume vis-à-vis de la contrainte moyenne. L'identification de la loi est réalisée sur le grès des Vosges. Une analyse paramétrique d'un critère explicite de bifurcation en mode localisé prévoyant le moment d'apparition et l'inclinaison des bandes de cisaillement est réalisée pour obtenir un calage des résultats théoriques de bifurcation sur les expériences. Cette démarche illustre l'esprit de la loi, qui considère les observations de localisation comme un élément de calage de ses paramètres.

Les propriétés de transport linéaire et certaines lois de comportement non linéaires des milieux désordonnés sont étudiées à la lumière de progrès récents de la physique statistique des milieux hétérogènes. Une emphase particulière est mise sur les situations où les approches d'homogénéisation sont inapplicables dans la mesure où le concept même de volume élémentaire représentatif est pris en défaut. Nous utilisons en revanche les notions de point critique, de lois d'échelle, d'exposant critique, de fractals, et de structures auto-affinés à propos de nombreux modèles introduits et discutés. Sont successivement considérés, la théorie de la percolation de connexité et de forces centrales, la théorie des chemins minimaux, et finalement certains modèles de rupture fragile de milieux inhomogènes. Dans tous ces cas, le rôle joué par le désordre tant géométrique que dans les propriétés des constituants élémentaires, est souligné. Une place importante est réservée à une revue de nombreux résultats publiés dans la littérature ainsi qu'à des simulations numériques les concernant.

L'objectif de ce travail est l'étude du comportement à la rupture d'un matériau fragile précontraint : le verre trempé. Pour la prédiction de la résistance du verre trempé, la connaissance de l'état de précontrainte tridimensionnel est indispensable. Dans le cas de l'utilisation du verre pour les structures du bâtiment (ce qui constitue la première application de ce travail), les éléments sont chargés dans leur plan ; le niveau de précontrainte sur la tranche doit être déterminé. La simulation du traitement de trempe (chauffage et refroidissement brutal) par le code aux éléments finis MARC permet de calculer les contraintes transitoires et résiduelles. Le verre est un matériau viscoélastique dont le comportement varie avec la température. Le verre est un matériau fragile. Sa résistance dépend directement de son état de surface, des défauts présents dans l'élément. Une analyse statistique permet de relier la probabilité de rupture au niveau de la contrainte appliquée, de prendre en compte l'effet de surface et l'effet de la distribution des contraintes. Des essais de flexion 4 points sur de petits éléments en verre recuit servent à déterminer les caractéristiques de la loi statistique utilisée (loi de Weibull). L'effet de la vitesse de chargement sur la résistance est mis en évidence et pris en compte dans la modélisation. Il est dû à la fissuration sous-critique des défauts préexistants pendant le chargement en raison de la réaction chimique entre le verre et la vapeur d'eau présente dans l'environnement. Des essais de flexion 4 points sur de grandes poutres en verre recuit permettent de valider la loi statistique pour prédire l'effet de volume dans le verre recuit. Grâce aux résultats des simulations de la trempe et à la connaissance des caractéristiques statistiques de rupture du verre recuit, la prédiction de la résistance de grands éléments en verre trempé est possible. Cette prédiction est validée par des essais de flexion 4 points sur de grandes poutres en verre trempé. Des essais similaires de longue durée sont programmés pour étudier l'évolution de la résistance du verre recuit et trempé dans le temps.

Un défi courant de la Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture (MLER) est de prendre en considération les non-linéarités induites par les déformations du front de ssure. Pour ceci, une approche appropriée est la méthode de perturbation du front initiée par Rice (1985). Elle permet d'actualiser les Facteurs d'Intensité des Contraintes (FIC) quand le front d'une ssure plane est perturbé dans son plan. Cette approche, et ses prolongements ultérieurs à des cas plus complexes, sont rappelés dans cette thèse. Les applications concernent la déformation du front de ssure quand il se propage dans des milieux homogènes ou hétérogènes en rupture fragile, en fatigue ou propagation sous-critique. Les formes de ssures correspondant à des FIC uniformes le long du front ont été obtenues : fissure à front droit ou circulaire, mais également quand les bifurcations existent, à front ondulé. Pour un front initialement droit, on a montré que lors de la propagation dans un milieu homogène, d'éventuelles perturbations du front disparaîssent progressivement quelles que soient leurs longueurs d'onde, tandis que dans un milieu à propriétés de rupture désordonnées, le front devient rugueux de type Family-Vicsek (1985). La prolongation de ces approches de perturbation à des géomètries plus réalistes et à la coalescence de fissures est également envisagée. La comparaison quantitative avec des expériences est à l'étude. En outre, l'application de la MLER et de son principe énergétique de minimisation à l'initiation et aux morphologies de fissures apparaissant dans différents problèmes physiques (séchage de suspensions, impact de plaque, indentation de film et phénomènes géologiques) est considérée.

Lors de la sollicitation mécanique des roches, la propagation de fissures provoque l'émission d'une onde acoustique (EA) ainsi qu'une modification des propriétés élastiques du matériau. L'EA est donc un moyen direct pour étudier l'évolution de l'endommagement, depuis le stade diffus jusqu'à celui où il se localise pour former une discontinuité macroscopique. L'EA est également considérée comme un modèle à petite échelle de la sismicité induite par les travaux souterrains ou de celle de la croûte terrestre. En effet, on observe à ces différentes échelles des distributions en loi puissance (exposant b) qui indiquent une invariance d'échelle.<br />La première partie de ce travail est consacrée à une étude expérimentale de l'EA du granite du Sidobre en compression triaxiale. Nous montrons que l'EA est liée à un comportement macroscopique non linéaire et peut être utilisée comme un estimateur de l'endommagement. L'augmentation de la pression de confinement rend le comportement mécanique plus ductile et fait diminuer l'exposant b.<br />Nous proposons, dans la deuxième partie, un modèle numérique basé sur l'endommagement élastique et sur la méthode des éléments finis. Ce modèle permet de simuler les principales observations concernant l'EA et le comportement des roches. En particulier, il permet de simuler un comportement macroscopique allant du fragile avec un endommagement localisé au ductile avec un endommagement diffus avec un seul paramètre de contrôle : l'angle de frottement interne. En utilisant des valeurs expérimentales de ce paramètre, nous parvenons à simuler les transitions fragile-ductile et localisé-diffus observées lorsque la pression de confinement augmente.<br />La troisième partie concerne l'étude de la sismicité induite dans une mine. Le caractère critique de la distribution de la taille des séismes est proposé comme un critère de surveillance du risque sismique. La relation entre l'exposant b et la dimension de corrélation spatiale des sources sismiques est étudiée.

La rupture des matériaux quasi-fragiles, tels que les céramiques ou les bétons, peut être représentée schématiquement par la succession des étapes de nucléation et de coalescence de micro-fissures. Modéliser ce processus de rupture est un enjeu particulièrement important lorsque l'on s'intéresse à la résistance des structures en béton, en particulier à la prédiction de la perméabilité des structures endommagées. La démarche choisie est une vision multi-échelle où le comportement global est caractérisé par la mécanique de la rupture, et le comportement local représenté par la méthode des éléments discrets. Le modèle représente la fissuration par des grandeurs généralisées, qui seront définies dans le cadre de la mécanique de la rupture. Afin de prendre en compte l'aspect non linéaire de la fissuration dans les matériaux quasi-fragiles, la cinématique usuelle de la mécanique de la rupture est enrichie par l'ajout de degrés de libertés supplémentaires chargés de représenter la part non linéaire du champ de vitesse. L'évolution du comportement est alors condensé par l'évolution de facteurs d'intensité. Le modèle proposé permet de prédire le comportement lors de chargements de mode mixte I+II proportionnel et non-proportionnel. Enfin, une campagne d'essais visant à caractériser le comportement en fissuration du mortier à été réalisée. Les résultats obtenus montrent un rôle important de la fissuration par fatigue. La méthode de changement d'échelle a également été appliquée sur les champs de vitesse en pointe de fissure, confirmant la représentation du comportement en pointe de fissure par une cinématique enrichie.