Les matériaux composites à matrice organique sont de plus en plus utilisés par l'industrie des transports pour la réalisation d'éléments structuraux. Afin de permettre un dimensionnement optimal de ces structures, il est nécessaire d'améliorer la compréhension et la modélisation du comportement de ces matériaux sur une large gamme de vitesses de sollicitation et de températures d'environnement. Pour cela, plusieurs campagnes expérimentales ont été réalisées sur le T700GC/M21, un composite stratifié à matrice organique, dans le cadre de ces travaux. Tout d'abord, des essais dynamiques sur un vérin hydraulique, ainsi que des essais de fluage, ont été menés afin de caractériser la dépendance à la vitesse du comportement de ce matériau. Ensuite, la dépendance à la température a été mise en évidence à l'aide d'essais à basse température sur vérin hydraulique, complétés d'essais DMA.Les résultats de ces essais ont été utilisés afin de justifier physiquement le développement d'un modèle visco-élastique bi-spectral pour la description de la dépendance à la vitesse du T700GC/M21 sur une large gamme de vitesses de déformation. L'influence de la température d'environnement sur le comportement a quant à elle été introduite à l'aide d'une loi d'Arrhénius. Ce modèle thermo-visco-élastique permet finalement de rendre compte du comportement du stratifié T700GC/M21 sur une large gamme de vitesses et de températures / Organic matrix composite materials are more and more used in the transportation industry to design strutural components. In order to reach an optimal design, improvements in the understanding and the modelling of the behaviour of these materials under various strain rates and temperatures conditions are required.Therefore, a campaign of various mechanical tests has been performed on the T700GC/M21 organic matrix composite laminate in this work. On one hand, dynamic tests have been performed using hydraulic jacks, as well as creep tests, to characterise the material strain rate dependency. On the other hand, low temperatures and DMA tests have been performed to exhibit the temperature effect.Experimental results have been used to physically justify a bi-spectral visco-elactic model which describes the strain rate dependency of T700GC/M21 on a large range of strain rates. Introducing an Arrhenius like law for the viscous mechanisms, the temperature dependency has also been taken into account. The obtained thermo-visco-elastic model finally describes the behaviour of the T700GC/M21 laminate on a large range of strain rates and temperatures

Au cours des études de survie, certains facteurs ayant un rôle pronostique peuvent être inobservés ou indisponibles. Dans le cadre des essais cliniques randomisés où deux groupes de traitement sont comparés par un modèle de Cox, « l’oubli » de tels facteurs dans le modèle entraîne une sous-estimation en valeur absolue de l’effet du traitement. L’objectif de la thèse est de préciser le rôle de différents déterminants de ce biais et de suggérer l’utilisation de méthodes pouvant le réduire, avec un intérêt particulier pour les essais de prévention à l'infection VIH où de tels facteurs peuvent exister. L’effet des principaux facteurs pouvant influencer le biais est précisé dans une première partie de la thèse. Si certains facteurs sont connus de longue date, d’autres, comme la durée de l’essai n’ont, à notre connaissance, pas été étudiés. L’approche utilisée repose sur l’utilisation d’un « vrai » modèle de type à risques proportionnels. Dans ce modèle, l’effet des covariables « oubliées » est résumé par l’introduction dans l’expression du risque instantané d’un terme aléatoire de « fragilité » propre à chaque sujet. Le biais cherché est calculé comme la limite asymptotique, sous le modèle marginal correspondant au « vrai » modèle, du rapport des risques instantanés déduit du modèle de Cox n’incluant pas la fragilité. Les résultats montrent une nette augmentation du biais, en valeur absolue, avec la durée de l’essai. Cette augmentation est particulièrement marquée pour des distributions de fragilité continues comme celles pouvant être rencontrées en pratique, par rapport à des fragilités binaires. Par ailleurs, les résultats antérieurs de la littérature sont confirmés et précisés. Dans un second temps, les conséquences d’une variation de la fragilité au cours du temps sur le biais sont recherchées. Plus précisément, la situation envisagée est celle qui est rencontrée dans les essais de prévention contre le VIH effectués auprès de populations « instables » vis-à-vis du risque, comme les jeunes ou les prostituées en Afrique sub-saharienne. Ces populations montrent une hétérogénéité comportementale liée aux changements de partenaires sexuels dont le statut VIH est par ailleurs inconnu. Il s’agit d’évaluer le biais en présence d’une telle fragilité « intermittente » au moyen de simulations reflétant les situations réelles. Les résultats montrent que le biais dû à l’omission de la fragilité dans l’analyse, bien qu’inférieur au biais obtenu dans le cas d’une fragilité constante au cours du temps, reste significatif et doit être considéré. Les différentes fragilités générées au cours du suivi sont soit indépendantes entre elles, soit corrélées. Enfin, dans le cas d’une fragilité supposée constante au cours du temps, l’intérêt de l’utilisation d’un essai en « cross-over » est recherché. Dans un tel essai, les sujets exempts d’évènement après un temps de suivi donné changent de groupe de traitement. Dans le cadre des essais de prévention VIH, Auvert & al [2011] ont montré en particulier une diminution du biais avec un schéma en cross-over comparativement à un schéma parallèle classique, en utilisant une fragilité catégorielle dans une étude de simulation. Buyze & Goetghebeur [2011] ont également montré les avantages du cross-over, en particulier concernant l’efficacité relative d’un test de comparaison des deux groupes, en utilisant une fragilité de distribution gamma ou log-normale. Ces résultats sont précisés en calculant formellement le biais asymptotique dans l’estimation du risque relatif pour les différentes distributions possibles de la fragilité omise, continue ou catégorielle. Les résultats obtenus sont nettement en faveur du cross-over, avec une diminution du biais entre 60% et 90% et une amélioration de l’efficacité du test. Le temps de changement de groupe optimal est également recherché. Il apparaît que celui-ci dépend essentiellement de la durée le l'essai et de la valeur de l'effet traitement. / In survival analysis, some prognostic factors can be unobserved or unavailable. In randomized clinical trials framework where two treatment groups are compared in the Cox model setting, the omission of such factors in the model leads to an under-estimation in absolute value of the treatment effect. The aim of the project is to better understand the determinants of this bias and to suggest the use of methods that could reduce it, with a particular interest in HIV prevention trials where such factors are likely to exist. In a first step, the role of the main determinants of the bias is highlighted. While some of them have long been identified, others like trial duration have never been considered to our knowledge. The bias was calculated as the asymptotic limit of the maximum likelihood estimator of the treatment effect when the analysis is done following a proportional hazard model which no takes into account the frailty. The results show a clear increase of the bias in absolute value with the trial duration. This increase is especially marked with continuous frailty distributions, such as those which can be encountered in practice, compared to binary frailties. Also, some previous results have been confirmed. In a second step, a frailty depending on time is considered, as it can be encountered in HIV clinical trials including “unstable” population about infection risk, as prostitutes or young people in sub-Saharan Africa. These populations present a behavioral heterogeneity linked to the change of partner whose the HIV status is unknown. The bias is estimated using a transient frailty with a simulation study reflecting real-life situations. The results show that when the frailty is regenerated during the follow-up, the bias caused by its omission, although lower than the bias obtained with a time-independent frailty, stays significant and has to be considered. The different frailties generated during the follow-up are independent or correlated. Finally, with a “stable” population whose the frailty can be supposed constant over time, the interest of the use of the “cross-over” is searched. In such trial, the subjects which have not presented the event after a given time of follow-up, change of treatment group. In HIV prevention trials framework, Auvert & al. (2011) have particularly shown a decrease of the bias with a cross-over design comparatively to a parallel design, using a categorized frailty in a simulation study. Buyze & Goetghebeur (2011) have also shown the advantages of the cross-over, particularly about the relative efficiency of the comparison test of the two treatment groups, using gamma or log-normal frailty distributions. These results are specified calculating explicitly the asymptotic bias of the hazard ratio estimate for different possible distributions of the omitted frailty, continuous or categorized. The obtained results are clearly in favor of the cross-over, with a decrease of the bias between 60% et 90% and a significant improvement of the efficiency of the comparison test. The optimal switch time and its prognostic factors are searched. It appears that it essentially depends on the trial duration and is little affected by the frailty distribution or the value of the treatment effect.

L’objectif de ce projet est de contribuer à des grilles de fertilisation mieux adaptées aux cultures du haricot et du pois au Québec. Pour ce faire, 16 essais de fertilisation ont été réalisés entre 2008 et 2012 principalement dans la région de la Montérégie. Les données ont été jumelées aux résultats d’essais effectués entre 1978 et 1981 dans les mêmes cultures pour un total de 31 et 32 essais dans la culture du haricot et du pois, respectivement. Pour établir les grilles de fertilisation, les données ont été traitées par méta-analyse à l’aide du logiciel meta-Win 2.1 (Rosenberg et al., 1999). Suite aux méta-analyses, la dose d’azote suggérée pour les deux cultures est de 60 kg N/ha. Les doses proposées pour le phosphore varient entre 0 à 60 kg P2O5/ha et celles du potassium de 20 à 30 kg K2O/ha selon les analyses et les deux indicateurs de fertilité P/AlM-III et de KM-III, respectivement.

La maçonnerie non armée est présente dans une grande majorité de constructions du Québec, en particulier comme matériau non structural dans les bâtiments de la catégorie de risque élevé ou de protection civile du Code national du bâtiment. Lors du tremblement de terre du Saguenay en 1988, la majorité des dommages rapportés ont été attribués à la défaillance des cloisons construites en maçonnerie non armée. Les dommages survenus ont eu pour effet d'attirer davantage l'attention sur le comportement sismique des murs de cloison en MNA dans la performance globale d'un bâtiment. Les risques pour la sécurité et les pertes de fonction d'un bâtiment peuvent être significativement aggravés par la défaillance des éléments non structuraux, même si le système structural du bâtiment s'est bien comporté lors d'un séisme. La cause principale des problèmes suscités par les cloisons construites en maçonnerie non armée réside par l'absence d'un système de retenue latérale approprié à la structure. Afin d'assurer une meilleure protection incendie, les cloisons de blocs de béton se prolongent jusqu'au toit, sans toutefois être fixées aux éléments structuraux. Non seulement ces cloisons sont instables, mais également d'autres éléments de construction peuvent s'y heurter, notamment dû au mouvement différentiel entre la structure et les cloisons en maçonnerie. Ce comportement probable en cas de séisme vise à envisager et à considérer des solutions de réhabilitation permettant de sécuriser les lieux face à d'éventuelles catastrophes. Dans le cadre du projet de recherche, des essais dynamiques hors-plan sur table sismique ont été effectués au laboratoire de l'Université de Sherbrooke sur des murs de cloison en maçonnerie non armée avec et sans système de réhabilitation. La méthode de réhabilitation explorée a été l'ajout d'un système de retenue latérale en-tête des murs. Des accélérogrammes artificiels mis à l'échelle pour la région de La Malbaie ont été utilisés et appliqués aux spécimens afin d'obtenir des résultats représentatifs d'une zone à sismicité moyenne à élevée au Québec. De plus, des essais de caractérisation ont été réalisés pour déterminer les propriétés mécaniques des matériaux utilisés. Les résultats obtenus lors des essais ont démontré que l'ajout d'un système de retenue latérale augmente considérablement la résistance sismique et la stabilité des murs de cloison.

Ce mémoire présente les résultats de calculs analytiques de prédiction du comportement de dispositifs de retenue de niveau PL-2 armé d'armature en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV) soumis aux essais de chargement quasi statique horizontal. L'un des modèles analytiques à l'étude est le calcul de la charge ultime que peut reprendre un dispositif de retenue en fonction des dimensions de la fissure au niveau de la connexion. Le deuxième modèle analytique à l'étude est le calcul de prédiction de la relation charge-déflexion en tête de muret. La collaboration entre le Ministère des Transports du Québec (MTQ), le Ministère des Transports de l'Alberta et l'Université de Sherbrooke a permis d'effectuer des essais quasi statiques sur plusieurs configurations durant les dernières années. Les configurations de dispositifs provenant du MTQ sont des barrières de type 210 et 311 dont les murets et les dalles sont entièrement armés de barres en PRFV. Les configurations des dispositifs de l'Alberta sont quant à eux des dispositifs de type S-1642 et S-1650 dont les murets sont armés de barres en PRFV et les dalles sont armées de barres d'acier enduit d'époxy. Grâce à cette banque de données, il est possible d'effectuer l'étude des modèles sur différentes configurations et ainsi déterminer certaines de leurs limites. De plus, une modélisation par éléments finis de la configuration de dispositif de retenue de type 311 (PL-2) a été effectuée. Le dispositif a été modélisé en trois dimensions avec le logiciel ADINA. De ce modèle, une comparaison avec les données expérimentales a été effectuée afin de le valider. De plus, une étude paramétrique a été effectuée sur l'influence des résistances du béton de la dalle et du muret et du module d'élasticité des barres en polymères renforcés de fibres (PRF). En effet, des bétons de 35 MPa et 50 MPa ont été utilisés afin de représenter trois cas de combinaison de résistance en compression des bétons. Finalement, trois grades de modules élastiques ont été utilisés sur le dispositif ayant un béton de 35 MPa au niveau de la dalle et un béton de 50 MPa au niveau du muret (combinaison la plus courante) afin d'étudier l'effet du module élastique des barres.

Despite all the damages encountered during the 2010 Haiti earthquake, the 12-storey reinforced-concrete Digicel building behaved well, sustaining only reparable damages. Visual assessment and ambient vibration tests were carried out to characterize the damages sustained and to identify the building's key dynamics properties (natural vibration frequencies, mode shapes, and damping ratios). ETABS was used to generate FE models before and after the AVT to evaluate the capabilities of common modelling assumptions to predict the dynamic behaviour of structures. Manual model updating was carried out to present a model representing the building's actual dynamic behaviour. The study showed that the FE method is reliable for predicting the dynamic behaviour of structures, but is very sensitive to the assumptions used during modelling. The model could predict the vibration frequencies precisely, but an accurate representation of the mode shapes required careful model updating. The updated model lead the way to a more sophisticated model able to produce nonlinear time history analyses using the software SeismoStruct. The numerical analyses helped assessing the capabilites of common models to reproduce such events and damages, explaining the observed damages and estimating the probable intensity of the tremor. Several nonlinear analyses involving various ground motion intensities were conducted and the results were compared with the damages reported during the on-site survey. The overall response of the mixed stiff frame-wall structure was clearly dominated by the high stiffness of the shear walls, showing that this type of structural system helps in keeping reasonable inter-storey drift levels. Overall, the building's structure seems to have responded linearly to all the ground motions investigated, but deformation incompatibilities at the interface between beams and shear walls lead to important local damages.

L’étude présentée s’inscrit dans un programme de recherche mené par l’Université de Sherbrooke (UdeS) pour le ministère des Transports du Québec (MTQ) sur la détection de l’endommagement par des mesures de vibrations ambiantes sur un pont routier en service. La méthode s’appuie sur la mise à jour automatique des propriétés physiques d’un modèle numérique d’un pont de façon à reproduire les fréquences et modes propres de la structure mesurés expérimentalement. Pour cette étude, le logiciel commercial FEMtools a été utilisé. L’ouvrage ciblé est le pont Est de la Rivière-aux-Mulets situé à Sainte-Adèle (Qc) sur l’autoroute des Laurentides (autoroute 15) sur lequel des essais d’analyse modale ont été effectués sous vibrations ambiantes en novembre 2013. L’étude présentée porte essentiellement sur la phase d’ingénierie la plus délicate du processus de détection d’endommagement par mise à jour d’un modèle numérique, soit la définition et le recalage du modèle initial. Pour cela, un modèle du pont par éléments finis a été développé sous le logiciel Abaqus, puis a été exporté vers FEMtools selon une procédure qui a été établie. Avant d’utiliser le logiciel FEMtools pour le recalage automatique du modèle, une brève étude de vérification des capacités du logiciel à recaler un modèle et à détecter de l’endommagement est effectuée à partir d’un cas d’étude connu étudié antérieurement à l’UdeS (cadre de deux étages en béton armé endommagé sismiquement). Puisque les algorithmes de recalage automatique de modèles par éléments finis sont très sensibles à plusieurs variables et choix définis par l’utilisateur et que le problème de recalage est fortement sous-déterminé, le risque d’obtenir des résultats incohérents est grand si on ne suit pas une démarche rigoureuse. Une méthodologie en cinq étapes adaptée aux problématiques de pont est donc proposée et appliquée au cas du pont de la Rivière-aux-Mulets. Les résultats du recalage en termes de réductions de rigidité des sections de béton par rapport aux rigidités initiales supposées sont cohérents avec les comportements statique et dynamique attendus d’un pont routier en service. Pour en arriver à ce résultat, plusieurs tentatives de recalage ont été effectuées. Un échantillon de ces cas d’études est présenté, montrant notamment l’influence dans le processus de la définition et du nombre des paramètres de recalage, de leurs valeurs initiales, de la complexité des modes expérimentaux et du critère de convergence utilisé. Il est aussi montré que des résultats de recalage manifestement erronés permettent parfois d’identifier des erreurs majeures de modélisation, ce qui est un atout important de la méthode. Finalement, plusieurs scénarios d’endommagement fictifs imposés numériquement sont étudiés pour évaluer brièvement la capacité de FEMtools à détecter de l’endommagement sur le pont. Les résultats montrent notamment que la précision de la détection est grandement améliorée par l’utilisation d’un nombre croissant de modes expérimentaux.

Le calandrage consiste à faire passer, à grande vitesse, la feuille de papier entre au moins deux rouleaux, soumis à une force normale et chauffés, afin d'améliorer l'état de surface. Ce passage durant un temps inférieur à la milliseconde et sous une pression de quelques dizaines de MPa produit aussi une diminution de l'épaisseur du papier. Cette thèse étudie le comportement mécanique du papier dans un nip de calandre (zone d'emprise entre les deux rouleaux) et les interactions de surface rouleau / papier. Différents papiers destinés à l'impression - écriture sont étudiés (couché, non couché).Deux essais d'indentation sphérique de feuille de papier (chute de bille et compression quasi-statique) ont été développés et des essais de calandrage ont été réalisés. Les temps de sollicitation lors de l'essai de chute de bille sont comparables à ceux rencontrés dans un nip. L'analyse mécanique des essais permet d'établir des courbes contrainte / déformation et de suivre l'évolution du module d'élasticité " statique " avec la déformation plastique. Ces grandeurs mécaniques s'avèrent sensibles à la formulation et au conditionnement du papier, ainsi qu'au temps de sollicitation. Un modèle mécanique permet d'évaluer à partir des essais de compression quasi-statique, la largeur du nip dans des conditions statiques. L'adhésion entre la surface des papiers et les rouleaux est étudiée à partir un essai de roulement sur un plan incliné et des essais de calandrage. Les essais de calandrage ont également permis de relier l'amélioration des caractéristiques de surface à la réduction d'épaisseur du papier et de préciser comment l'état de surface du rouleau se transfère sur le papier.

Le contexte des travaux concerne la vulnérabilité des structures aéronautiques face aux explosions. Reprenant le scénario de la ruine d'un fuselage lors d'un attentat à la bombe, trois axes de recherches concourent à la problématique posée dans le mémoire. Le premier est lié au chargement dynamique résultant de l'explosion d'un engin dans le fuselage de l'appareil. Le deuxième et le troisième concernent les assemblages, dont on cherche à caractériser et modéliser le comportement et la rupture sous chargements dynamiques. Concernant le chargement structural de type pression dynamique, une recherche appliquée vise à valider des méthodes d'interaction couplées fluide/structure pour mesurer l'onde de souffle, à développer d'autres méthodes d'interaction découplées fluide/structure pour permettre l'analyse de structures complètes et complexes, et à développer une méthode numérique pour le couplage d'une structure immergée dans un fluide. Dans le domaine de la caractérisation des assemblages pour le calcul des structures, la recherche expérimentale et numérique consiste à développer de nouvelles méthodes expérimentales fondées sur des essais normalisés permettant d'analyser le comportement et la rupture des fixations en modes pures et mixtes de traction/cisaillement pour des vitesses de déplacement quasi-statique et dynamique, et une méthode numérique alternative dite plan d'expérience numérique (ou 'virtual testing') pour étudier un assemblage depuis le procédé de rivetage, jusqu'à sa tenue dynamique. Enfin, une recherche fondamentale vise à améliorer la modélisation des assemblages en calcul de structures. Pour les fixations, un modèle au comportement non-linéaire reposant sur une formulation hybride est développé. Pour les tôles perforées, un modèle et un critère de rupture sont présentés, une approche multi-échelle et un élément fini hybride sont développés.

L'identification du comportement des polymères et notamment des élastomères reste un problème délicat. Dans ce travail, nous proposons une méthode d'identification qui associe la mesure de champ de déformation par analyse d'images avec l'optimisation d'un champ de contraintes adapté à l'essai. L'essai retenu est un étirage biaxial réalisé sur une éprouvette en forme de croix. L'approche proposée transforme l'inconvénient de l'hétérogénéité en avantage puisqu'il permet de réaliser l'identification simultanée sur plusieurs états de déformation : typiquement traction uniaxiale, plane et biaxiale. Le champ de contrainte est approché par la somme d'un champ homogène et d'un champ complémentaire vérifiant les conditions de bords libres et qui décroît lorsqu'on pénètre dans l'échantillon. La longueur caractéristique de la décroissance est optimisée de telle sorte que le champ approché vérifie au mieux les équations d'équilibre. En combinant l'analyse d'images avec le champ de contrainte optimisé, on identifie le potentiel hyperélastique en calculant explicitement les deux dérivées f=∂W/∂I1 et g=∂W/∂I2 où et sont les deux 1er invariants du tenseur de Cauchy droit. Enfin, un algorithme spécifique est mis en oeuvre par éléments finis pour une simulation 2D des matériaux hyperélastiques incompressibles. Cet algorithme est utilisé pour valider l'identification en comparant les résultats de la simulation et ceux de l'expérience