Orientador: Renato Herman Sundfeld / Banca: Alma Blasida Concepción Elizaur Benetez Catirse / Banca: Cléa Adas Saliba Garbin / Resumo: O objetivo dessa dissertação foi analisar e mensurar a penetração (tags) de materiais adesivos no esmalte dental, que foi condicionado com ácido fosfórico ou que recebeu a aplicação de um adesivo autocondicionante, previamente a realização do selamento das fóssulas e fissuras. Foram formados 6 grupos de estudo com 6 espécimes cada; os dos Grupos I, III e V receberam a aplicação do condicionamento com ácido fosfórico a 35%, pelo tempo de 30 segundos e os dos grupos II, IV e VI a aplicação do adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop, previamente a realização do selamento oclusal com os materiais Climpro (Grupos I e II), Vitroseal (Grupos IIII e IV), e Fugi II (Grupos V e VI). Após foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual, lixados até a espessura de 100 um, descalcificados e analisados em microscopia óptica comum em aumento de 400 X. Os espécimes pertencentes aos grupos I, III e V apresentaram uma penetração significativamente superior do material selador no esmalte dental oclusal, do que os dos Grupos II, IV e VI que receberam o adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop. O selante resinoso de fóssulas e fissuras Climpro e o modificado por resina Vitroseal Alfa (Grupos I e III) apresentaram penetração semelhante entre si e superior ao material ionomérico modificado por resina Fuji II LC (Grupo V). A aplicação do adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop (Grupos II, IV e VI), previamente a aplicação dos materiais seladores, demonstrou níveis de penetração significativamente semelhantes entre si, evidenciada pela formação de prolongamentos resinosos (tags) curtos e não uniformes ao longo da interface esmalte/adesivo. / Abstract: The aim of this dissertation was to show an scientific article, analysing and measuring the penetration of adhesives materials (tags) on dental enamel, that was etched with phosphoric acid or recived a self-etching aplication, before pit and fissures sealing. Just 6 study groups was formed with 6 especimens each one; the especimens of Goups I, III and V recived phocphoric acid etching aplication (35%), during 30 seconds and the especimens of Groups II, IV and VI recived the Adper Prompt L Pop self-etching aplication, before occlusal sealing with Climpro (Gourps I and II), Vitroseal (Groups III and IV) and Fugi II (Groups V and VI) materials. After, the tooth were cuted on vestibular and lingual direction, polished until 100 micrometers of density, descalcificed and analysed on common optic microscopy with 400x amplification. The especimens of Groups I, III and V showed a higher significantly penetration of sealed material on occlusal dental enamel than especimens of Groups II, IV and VI that recived the Adper Prompt L Pop self-etching adhesive. The Climpro resin sealant of pit and fissures and the Vitroseal Alfa sealant modificated by resin (Groups I and III) showed similar penetration among themselves and higher penetration of Fuji II LC ionomeric material modificated by resin (Group V). The aplication of Adper Prompt L Pop selfetching adhesive (Groups II, IV and VI), before sealed materials aplication, demonstred similar singnificantly penetration levels among themselves, evidenced by formation of short and not regular resin prolongations (tags) along adhesive/enamel interface. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-14Bitstream added on 2014-06-13T20:17:07Z : No. of bitstreams: 1 santos_kt_me_araca.pdf: 239170 bytes, checksum: b24c0fe420996ac1d95a647a4cd46f52 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo dessa dissertação foi analisar e mensurar a penetração (tags) de materiais adesivos no esmalte dental, que foi condicionado com ácido fosfórico ou que recebeu a aplicação de um adesivo autocondicionante, previamente a realização do selamento das fóssulas e fissuras. Foram formados 6 grupos de estudo com 6 espécimes cada; os dos Grupos I, III e V receberam a aplicação do condicionamento com ácido fosfórico a 35%, pelo tempo de 30 segundos e os dos grupos II, IV e VI a aplicação do adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop, previamente a realização do selamento oclusal com os materiais Climpro (Grupos I e II), Vitroseal (Grupos IIII e IV), e Fugi II (Grupos V e VI). Após foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual, lixados até a espessura de 100 um, descalcificados e analisados em microscopia óptica comum em aumento de 400 X. Os espécimes pertencentes aos grupos I, III e V apresentaram uma penetração significativamente superior do material selador no esmalte dental oclusal, do que os dos Grupos II, IV e VI que receberam o adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop. O selante resinoso de fóssulas e fissuras Climpro e o modificado por resina Vitroseal Alfa (Grupos I e III) apresentaram penetração semelhante entre si e superior ao material ionomérico modificado por resina Fuji II LC (Grupo V). A aplicação do adesivo autocondicionante Adper Prompt L Pop (Grupos II, IV e VI), previamente a aplicação dos materiais seladores, demonstrou níveis de penetração significativamente semelhantes entre si, evidenciada pela formação de prolongamentos resinosos (tags) curtos e não uniformes ao longo da interface esmalte/adesivo. / The aim of this dissertation was to show an scientific article, analysing and measuring the penetration of adhesives materials (tags) on dental enamel, that was etched with phosphoric acid or recived a self-etching aplication, before pit and fissures sealing. Just 6 study groups was formed with 6 especimens each one; the especimens of Goups I, III and V recived phocphoric acid etching aplication (35%), during 30 seconds and the especimens of Groups II, IV and VI recived the Adper Prompt L Pop self-etching aplication, before occlusal sealing with Climpro (Gourps I and II), Vitroseal (Groups III and IV) and Fugi II (Groups V and VI) materials. After, the tooth were cuted on vestibular and lingual direction, polished until 100 micrometers of density, descalcificed and analysed on common optic microscopy with 400x amplification. The especimens of Groups I, III and V showed a higher significantly penetration of sealed material on occlusal dental enamel than especimens of Groups II, IV and VI that recived the Adper Prompt L Pop self-etching adhesive. The Climpro resin sealant of pit and fissures and the Vitroseal Alfa sealant modificated by resin (Groups I and III) showed similar penetration among themselves and higher penetration of Fuji II LC ionomeric material modificated by resin (Group V). The aplication of Adper Prompt L Pop selfetching adhesive (Groups II, IV and VI), before sealed materials aplication, demonstred similar singnificantly penetration levels among themselves, evidenced by formation of short and not regular resin prolongations (tags) along adhesive/enamel interface.

L‘amorçage et la propagation de microfissures dans les matériaux à haute résistance représente une part importante de la durée de vie en fatigue, en particulier dans le cas d‘un chargement à faible amplitude. Ces phénomènes, d‘un grand intérêt scientifique, ont été de plus en plus étudiés au cours des dernières années. L‘orientation cristallographique et les hétérogénéités de déformation induites influent sur l‘amorçage et le comportement des microfissures de fatigue tant que leur taille caractéristique est inférieure ou de l‘ordre de grandeur de la taille de grains. L‘objectif principal de cette étude est de caractériser l‘influence de la microstructure et d‘un chargement cyclique à amplitude variable sur la plasticité cristalline et plus précisément sur l‘amorçage de microfissures dans un acier inoxydable 304L. Le première partie de cette étude consiste à l‘amélioration de la loi de comportement cristalline Cristal ECP codée dans le logiciel éléments finis ABAQUS afin de mieux prendre en compte la distribution et l‘évolution de la densité de dislocations sur les systèmes de glissement. Ce travail permet également de décrire la formation des bandes persistantes de glissement qui sont responsables du durcissement et de l‘adoucissement cyclique. La seconde partie de cette étude concerne l‘évaluation de l‘influence de la microstructure sur les valeurs locales des paramètres mécaniques utilisés pour les critères de fatigue aussi bien macroscopiques que microscopiques, et relier ces valeurs à l‘amorçage de microfissures à l‘échelle cristalline. Pour ceci, une comparaison est réalisée entre les résultats expérimentaux d‘observation de surfaces et les simulations numériques d‘agrégats 3D présentant les orientations cristallines réelles de ces éprouvettes. La simulation de la plasticité cristalline peut apporter une contribution utile pour la prédiction de la localisation et de l‘intensité de l‘amorçage de microfissures de fatigue, mais également aider à choisir un critère d‘amorçage de microfissures basé sur des considérations mécaniques. La dernière partie de ce manuscrit porte sur les effets d‘un chargement d‘amplitude variable (séquence de surcharge) sur la plasticité cristalline et l‘amorçage de microfissures. Deux modes de chargement ont été considérés pour les essais de fatigue : contrainte contrôlée et déformation contrôlée. Les essais avec surcharge en contrainte contrôlée présentent une durée de vie plus importante (six à neuf fois) que les essais avec surcharge en déformation contrôlée, ce qui est lié au durcissement cyclique important du 304L. De plus, les simulations montrent que sous chargement à déformation contrôlée, l‘effet mémoire de la surcharge est dépendant du niveau du chargement qui suit la surcharge : cet effet mémoire est plus important dans le cas d‘un chargement à faible amplitude (fatigue à grand nombre de cycles) qu‘en fatigue oligocyclique à forte amplitude / Because fatigue crack initiation and propagation of microstructurally short cracks represent most of the fatigue life in high-strength materials, especially under low amplitude loading, the study of crack initiation is of significant importance and attracted increasing attention recently. As long as the microcrack size is comparable with the grain size, the microcrack initiation is strongly influenced by the crystallographic microstructure. The main purpose of this work is to study the influence of the microstructure and variable amplitude loading on cyclic plasticity and microcrack initiation in stainless steel 304L. The first part of this work aims at enriching the crystal plasticity code Cristal ECP to better simulate the evolution of dislocation densities on slip systems and formation of PSBs which are responsible for the fatigue cyclic hardening/softening behavior. The second part concerns the evaluation of the influence of local values of mechanical factors, issued from both macroscopic and microscopic fatigue criteria, on crack initiation in the grains through the comparison between experimental surface observations and numerical simulations of 3D aggregates with realistic crystallographic orientations. It is shown that the crystal plasticity simulation can give useful contributions to predict the crack initiation sites and severity, and help to select fatigue crack initiation criterion based on mechanical parameters which actually control the crack initiation. The last part studies the effects of the variable amplitude loading (high-low sequence) on cyclic plasticity and crack initiation. Both load- and strain-controlled fatigue tests were considered. Load-controlled tests present much longer lives (6 to 9 times) than in strain-controlled tests due to strain hardening. Furthermore, simulations show that under strain-controlled loading, memory effect of overload is dependent on the amplitude level of the low amplitude block, which is more significant in high cycle fatigue than in low cycle fatigue.

Orientadores: Rosana de Fatima Possobon, Antonio Bento Alves de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gibilini_Cristina_M.pdf: 1246421 bytes, checksum: 3b2897223fe6aeea6570ceca45734010 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O objetivo deste estudo foi investigar quais fatores interferem na cura da fissura mamilar e na manutenção do aleitamento materno, a partir da aplicação de um protocolo de tratamento, baseado no método secativo. As participantes foram puérperas do Grupo de Incentivo ao Aleitamento Materno Exclusivo (GIAME)¿Cepae¿FOP¿Unicamp que foram entrevistadas em duas ocasiões. Na primeira entrevista, realizada assim que a fissura mamilar foi constatada, foram coletadas informações sobre a maneira como a mãe realizava a amamentação, o intervalo entre as mamadas, o tempo das mamadas, a percepção das puérperas sobre a gravidade dos ferimentos e os procedimentos realizados por elas na tentativa de sanar a lesão. Nesta ocasião, a mãe era orientada sobre a aplicação do protocolo para tratamento da fissura. A partir deste primeiro contato, a mãe foi acompanhada pela pesquisadora via telefone, a cada dois dias. Identificada a cura, uma segunda entrevista foi realizada, permitindo a coleta de informações sobre a experiência da mãe com o protocolo aplicado. Todas as entrevistas foram gravadas e posteriormente transcritas e analisadas pela pesquisadora. A cura da fissura mamilar foi alcançada em 100% das mães que aplicaram o protocolo de tratamento e o aleitamento materno não foi interrompido. Os relatos das mães sobre o uso do protocolo foram positivos, com verbalizações sobre a facilidade e a praticidade do método. As mães atribuíram bastante importância ao acompanhamento recebido durante todo o processo de tratamento e de cura, relatando terem se sentido mais seguras e confiantes. A aplicação do protocolo de tratamento somada ao acompanhamento oferecido às mães atuou como um incentivo para que, mesmo diante do desconforto causado pela fissura, as mães mantivessem o aleitamento / Abstract: The objective of this study was to investigate what are the factors that most influence on the healing of the nipple fissure and maintenance of breastfeeding from the implementation of a protocol for treatment based on the drying method. The participants were mothers that have recently given birth to the Exclusive Incentive of Breastfeeding Group's ((GIAME) - Cepae - FOP - Unicamp) who were interviewed on two occasions. In the first interview, held once the crack mamilar was recorded, were collected information on the way the mother held the breastfeeding, the interval between breastfeeding, the time of breastfeeding, the mother's perception about the severity of injuries and procedures performed for them to try to remedy the damage. On this occasion, the mother was focused on the application of the protocol for treatment of cleft. From this first contact, the mother was accompanied by the researcher via phone, every two days. Identified the healing, a second interview was conducted, allowing the collection of information on the mother's experience with the protocol used. All interviews were recorded and later transcribed and analyzed by the researcher. The healing of the fissure mamilar was achieved in 100% of the mothers who implemented the protocol of treatment and breastfeeding was not interrupted. The reports of mothers on the use of the protocol have been positive, about the ease and practicality of the method. Mothers attributed much importance to the monitoring received during the whole process of treatment and cure, reporting more security and confidenty. The implementation of the treatment protocol added to the monitoring offered to the mothers, served as an incentive for that, even before the discomfort caused by the crack, the mothers continue breast feeding / Mestrado / Saude da Criança e do Adolescente / Mestre em Saude da Criança e do Adolescente

Les alliages de titane β-métastable sont largement utilisés dans l’industrie aéronautique pour leurs propriétés mécaniques élevées, leur faible densité et bonne résistance à la corrosion. Dans ces alliages, et contrairement aux alliages α ou α/β, environ 40 % de phase β sont retenus à température ambiante. Cette phase, à la structure cubique centrée, est connue pour présenter une anisotropie élastique élevée, qui influence significativement les mécanismes de déformation opérant à l’échelle de la microstructure. Les travaux de thèse détaillés dans ce manuscrit visent à mieux comprendre le lien entre la durabilité de l’alliage Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr sous sollicitations cycliques, un enjeu important pour les équipements aéronautiques, et l’anisotropie élastique de la phase β.Ce point central a tout d’abord fait l’objet d’une étude dédiée, dans le but de permettre une description satisfaisante de l’élasticité cristalline de la phase β. Pour cela, et à l’aide de différentes microstructures modèles, la contribution de la phase α a pu être isolée. La caractérisation de la texture cristallographique associée à la mesure du module d'Young par méthode de résonance dynamique a permis de passer en revue les différents jeux de constantes d’élasticité de la phase β proposés dans la littérature et de conclure par le choix le plus adapté. Enfin, une prise en compte de la contribution liée à la précipitation α a permis de modéliser les propriétés du matériau dans l’état microstructural utilisé industriellement.Les mécanismes de déformation plastique et d’endommagement actifs sous sollicitations monotones et cycliques ont ensuite été caractérisés en lien avec l’orientation cristallographique locale des deux phases. Cette étape a permis d’étudier l’influence de l’anisotropie élastique de la phase β sur le comportement mécanique ainsi que d’identifier les configurations microstructurales favorisant l'endommagement de cet alliage. Les conséquences sur la durabilité de l’alliage Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr sont finalement discutées. / Β-metastable titanium alloys are widely used in the aerospace industry due to the combination of superior mechanical properties with a low density and a good corrosion resistance. In contrast with α or α/β alloys, 40 % of β phase are retained at room temperature in these alloys. This phase, with a body-centered cubic structure, is known to exhibit a high elastic anisotropy. A significant influence is expected on the deformation processes operating at the microstructure scale. The PhD work detailed in the present manuscript focuses on the relationship between durability of Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr under cyclic loadings, which is a critical concern for aerospace components, and the elastic anisotropy of the β phase. Elastic anisotropy was first studied in order to enable a proper description of crystalline elasticity in the the β phase. Different academic microstructures were designed to isolate the contribution of the α phase. A characterization of the crystallographic texture using the EBSD technique combined with estimation of Young’s modulus using the dynamic resonance method enabled to review and criticize the elastic constants datasets available in the literature for the β phase. Finally, the contribution of the α precipitation was re-introduced in order to model the properties of the alloy with an industrially used microstructure.The plastic deformation and damage processes operating under monotonic and cyclic loadings were then characterized by considering the local crystallographic orientation of both phases. This enabled to study the influence of elastic anisotropy on the mechanical behavior at multiple scales as well as to identify the microstructural arrangements favoring damage. The consequences on durability of the Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr alloy under fatigue loading are finally discussed.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre général de l’étude de la tolérance au dommage des pièces tournantes dans les turbomachines d’hélicoptères et porte sur la résistance à la propagation de fissures courtes 2D.Pour mener à bien cette étude, l’effet de la température est d’abord étudié sur les seuils de propagation de fissures longues à R=0,1 sur deux alliages TA6V et Ti6242 de microstructure bimodale (20°C et 400°C pour le TA6V et 20°C, 200°C et 500°C pour le Ti6242). Au voisinage du seuil, le comportement effectif(après correction de la fermeture) est sensiblement identique pour les deux alliages aux températures testées. La fermeture est principalement induite par l’oxyde à haute température et par la rugosité des surfaces de rupture à température ambiante.L’évolution du seuil de propagation en fonction de la longueur de fissure a ensuite été étudiée à R=0,1. Un outil de détermination automatique du niveau de fermeture a été mis en place afin d’améliorer la mesure pour des fissures très courtes (80 μm). La fermeture mesurée pour différentes longueurs de fissure obtenues par usinage progressif du sillage plastique est comparable à celle obtenue au cours de la propagation d’une fissure courte 2D au seuil, sauf pour les hautes températures où la fermeture induite par l’oxyde se développe rapidement. Les différences de comportement entre fissure longue et fissure courte sont expliquées par une contribution réduite de la fermeture lorsque le sillage de la fissure est réduit.Un critère de non-propagation s’inspirant du formalisme initialement proposé par Kitagawa et une loi de propagation adaptée permettent de mieux prédire la résistance à la propagation des fissures physiquement courtes. / Damage tolerance analyses of rotating parts, containing 2D-short crack, in turbomachines of helicopters is the main focus of this thesis.Fatigue crack propagation tests were performed at R=0.1 on two bimodal Titanium alloys at different temperatures (20°C and 400°C for TA6V and 20°C, 200°C and 500°C for Ti6242). Near-threshold effective behaviors (after crack closure correction) were approximately the same for the two alloys attested temperatures. Crack closure was principally due to oxide layer at high temperatures and to fracture surface roughness at ambient temperature.Then the variations of the crack propagation threshold with crack length was studied at R=0.1 and different temperatures. A numerical tool was developed to automatically detect crack closure level more precisely for, as short as, 80μm cracks. Crack closure levels measured at different crack lengths obtained from progressive machining of the plastic wake were quite similar to the ones obtained during propagation of 2D-short cracks near the threshold, except at high temperatures where oxide-induced crack closure developed rapidly. Differences in behavior of long cracks and short cracks were explained by a reduction of crack closure level when crack wake was not fully developed.A non-propagation criterion based on formalism initially proposed by Kitagawa and a modified-Paris propagation law allow to give a better description of physically 2D-short crack propagation resistance.

Cette thèse s’inscrit dans le contexte d’une optimisation industrielle et économique des éléments de structure en BFUP permettant d’en garantir la ductilité au niveau structural, tout en ajustant la quantité de fibres et en optimisant le mode de fabrication. Le modèle développé décrit explicitement la participation du renfort fibré en traction au niveau local, en enchaînant une phase de comportement écrouissante suivie d'une phase adoucissante. La loi de comportement est fonction de la densité, de l'orientation des fibres vis-à-vis des directions principales de traction, de leur élancement et d'autres paramètres matériaux usuels liés aux fibres, à la matrice cimentaire et à leur interaction. L'orientation des fibres est prise en compte à partir d'une loi de probabilité normale à une ou deux variables permettant de reproduire n'importe quelle orientation obtenue à partir d’un calcul représentatif de la mise en œuvre du BFUP frais ou renseignée par analyse expérimentale sur prototype. Enfin, le modèle reproduit la fissuration des BFUP sur le principe des modèles de fissures diffuses et tournantes. La loi de comportement est intégrée au sein d'un logiciel de calcul de structure par éléments finis, permettant de l'utiliser comme un outil prédictif de la fiabilité et de la ductilité globale d’éléments en BFUP. Deux campagnes expérimentales ont été effectuées, une à l'Université Laval de Québec et l'autre à l'Ifsttar, Marne-la-Vallée. La première permet de valider la capacité du modèle à reproduire le comportement global sous des sollicitations typiques de traction et de flexion dans des éléments structurels simples pour lesquels l’orientation préférentielle des fibres a été renseignée par tomographie. La seconde campagne expérimentale démontre les capacités du modèle dans une démarche d’optimisation, pour la fabrication de plaques nervurées relativement complexes et présentant un intérêt industriel potentiel pour lesquels différentes modalités de fabrication et des BFUP plus ou moins fibrés ont été envisagés. Le contrôle de la répartition et de l’orientation des fibres a été réalisé à partir d'essais mécaniques sur prélèvements. Les prévisions du modèle ont été confrontées au comportement structurel global et à la ductilité mis en évidence expérimentalement. Le modèle a ainsi pu être qualifié vis-à-vis des méthodes analytiques usuelles de l'ingénierie, en prenant en compte la variabilité statistique. Des pistes d'amélioration et de complément de développement ont été identifiées / This Ph.D. project has been prepared within the context of an industrial and economic optimisation of UHPFRC structural elements to ensure ductility at the structural level, while adjusting the amount of fibre and optimising the manufacturing process. The model developed explicitly describes the participation of local fibre reinforcement in tension, thanks to a hardening behaviour followed by a softening one. The constitutive law is a function of the local fibre content, of the fibre orientation with respect to tensile principal directions, of the fibre slenderness and other usual material parameters related to the fibres, the cementitious matrix and their interaction. The fibre orientation is taken into account using a normal probability distribution with one or two variables to reproduce any orientation either obtained from a representative simulation of casting fresh UHPFRC or informed by experimental analysis on prototypes. Lastly, the model reproduces the cracking of UHPFRC based on the principle of smeared rotating crack models. The constitutive law is implemented in a structural finite element software as a predictive tool of reliability and overall ductility of UHPFRC elements. Two experimental campaigns were carried out, one at Laval University in Quebec and one at Ifsttar, Marne-la-Vallée. The first one is used to confirm the model ability to reproduce the overall behaviour under typical tensile and bending loads in simple structural elements for which the preferential fibre orientation was measured by microtomography. The second experimental campaign demonstrates the capabilities of the model, in an optimisation process, to help manufacture relatively complex ribbed triangular plates of industrial interest in which different manufacturing process and fibre volume have been considered. The identification of fibre distribution and orientation has been performed using mechanical tests on sawn samples. The model predictions have been compared to the global structural behaviour, and to the ductility demonstrated experimentally. The model could be qualified through comparison with conventional analytical engineering methods, taking into account the statistical variability. Improvement and additional developments have been identified

Malgré les avantages multiples du béton à hautes performances, il reste relativement peu étudiédans les structures en béton armé. Notamment, la servicibilité du matériau et son comportementvis-à-vis de la fissuration nécessitent une investigation profonde. En effet, dans les structures enbéton armé, c’est souvent la servicibilité du matériau qui se détériore et écourte la durée de vied’une construction. Dans le même contexte, le comportement à l’effort tranchant du béton àhautes performances (BHP) reste insuffisamment étudié comparativement à la littératureabondante sur le béton ordinaire (BO). Le principe de l’effort tranchant en béton armé n’estd’ailleurs toujours pas suffisamment explicité avec rationalité et l’on continue à utiliser desméthodes empiriques pour se prémunir contre les effets désastreux de cette sollicitation sur lesstructures en béton armé. Ce manque de compréhension est illustré par des approches de calculdifférentes et parfois contradictoires utilisées dans les principaux règlements de calcul en bétonarmé. L’applicabilité de ces approches de calcul réglementaires au béton à hautesperformances nécessite une evaluation profonde. Cet aspect fait partie des objectifs de laprésente étude. L’utilisation des fibres d’acier comme renforcement en béton en général et enbéton à hautes performances en particulier semble améliorer le comportement structural de cematériau en effort tranchant. Sur ces aspects de comportement structural, un total de 70 poutresen béton armé, ordinaire et de hautes performances, avec et sans fibres d’acier, ont été testéesen flexion quatre-points. Les fibres d’acier ont été utilisées en différentes quantités /f et différentsélancements lf/df. Les essais réalisés dans ce travail ont montré que les fibres d’aciers couturentefficacement les fissures et ainsi permettent aux éléments de structures d’être servicibles à desniveaux de chargement élevés. Cette efficacité se distingue particulièrement dans le matériauBHP qui développe une adhérence relativement meilleure avec l’acier par comparaison au BO.Ces effets de coutures efficaces ne sont, cependant, pas reflétés dans les modèles de calculsutilisés dans les règlements universels. / Despite de multiple advantages of high performances, it is still relatively unknown. It is thusimportant to study this material from all the aspects in the aim of understanding its structuralbehavior and using it as a building material in composition with steel and hence beneficiate fullyfrom its higher compressive strength and denser compactness. In this sense, the serviceability ofthe material, particularly its behaviour towards cracking which affects its integrity, necessitates adeeper investigation. In the same context, the shear behavior of high performances concrete(HPC) is still insufficiently investigated by comparison to the abundant literature for that of ordinaryconcrete (OC). On the aspect of shear behaviour, it is worth noting that such a solicitation inreinforced concrete is a topic which continues to arouse a lot of interest despite the abundanceof the existing literature. The applicability of the different design approaches to high performancesconcrete requires further investigations. This aspect is a part of the objectives of the presentexperimental study. The use of steel fibers as reinforcement for concrete in general and for highperformances concrete in particular seems to improve the structural behavior of this concretematerial, particularly for shearing. On these aspects of structural behaviour, a total of 70 reinforcedconcrete beams, from ordinary concrete and high performances concrete, with and withoutsteel fibers, have been tested in four-point flexural bending. The steel fibers were used in differentquantities /f and different aspect ratios lf/df. The test carried out in this investigation have shownthat fibers stitch up effectively the two faces of a crack and thus enable structural elements to beserviceable at higher loading levels. This efficiency is particularly distinguishable for highperformances concrete (HPC) which develops a relatively better bond with the reinforcement bycomparison to ordinary concrete (OC). These stitching effects are however not reflected in thedesign models presented in the different universal design codes.

La modélisation numérique de la multi-fissuration et son influence sur les ouvrages du Génie Civil reste un sujet ouvert et nécessite le développement de nouveaux outils numériques de plus en plus performants. L’approche retenue dans cette thèse est basée sur l’utilisation des concepts des équations intégrales de Galerkin accélérées par la méthode multipôle rapide. Les méthodes intégrales sont bien connues pour leur souplesse à définir des géométries complexes en 3D. Elles restent également très performantes en mécanique de la rupture, lors de la détermination des champs singuliers au voisinage des fissures. La Méthode Multipôle Rapide, quant à elle, permet via une judicieuse reformulation des fonctions fondamentales propres aux formulations intégrales, de réduire considérablement le coût des calculs. La mise en œuvre de la FM-SGBEM a permis de pallier les difficultés rencontrées lors de la phase de résolution et ce lorsqu’on traite de domaines de grandes tailles par équations intégrales de Galerkin pures. Les présents travaux, viennent en partie optimiser et renforcer cette phase dans les environnements numériques existants. D’autre part, des adaptations et des développements théoriques des formulations FM-SGBEM pour prendre en compte le caractère hétérogène des domaines en Génie Civil qui en découlent, ont fait l’objet d’une large partie des travaux développés dans cette thèse. La modélisation du phénomène de propagation de fissures par fatigue a également été étudiée avec succès. Enfin, une application sur une structure de chaussée souple a permis de valider les modèles ainsi développés en propagation de fissures par fatigue dans des structures hétérogènes. De réelles perspectives d’optimisations et de développements de cet outil numérique restent envisagées. / The modeling of cracks and its influence on the understanding of the behaviors of the civil engineering structures is an open topic since many decades. To take into consideration complex configurations, it is necessary to construct more robust and more efficient algorithms. In this work, the approach Galerkin of the boundary integral equations (Symmetric Galerkin Boundary Element Method) coupled with the Fast Multipole Method (FMM) has been adopted. The boundary analysis are well-known for the flexibility to treat sophisticated geometries (unbounded/semi-unbounded) whilst reducing the problem dimension or for the good accuracy when dealing with the singularities. By coupling with the FMM, all the bottle-necks of the traditional BEM due to the fully-populated matrices or the slow evaluations of the integrals have been reduced, thus making the FM-SGBEM an attractive alternative for problems in fracture mechanics. In this work, the existing single-region formulations have been extended to multi-region configurations along with several types of solicitations. Many efforts have also been spent to improve the efficiency of the numerical algorithms. Fatigue crack propagations have been implemented and some practical simulations have been considered. The obtained results have validated the numerical program and have also opened many perspectives of further developments for the code.

L’objectif principal de ce travail de thèse est de consolider et rendre opérationnelle l’extension du cadre multi-modèles et multi-échelles Arlequin à la modélisation et la simulation (par éléments finis) en élasto-dynamique, en faisant l’hypothèse de localisation des ondes hautes fréquences, tenant ainsi compte de phénomènes physiques dissipatifs divers.Parmi les applications visées par ces travaux, citons i) la propagation dans le sol d’ondes sismiques et leurs impacts sur des infrastructures critiques, ii) l’analyse multi-résolutions du comportement dynamique d’une structure impactée ou encore la propagation de fissures en dynamique dans des matériaux.Les contraintes que l’on s’impose dans ce travail sont doubles. La première est que l’on s’interdit de polluer la ou les zones critiques localisées. La seconde est que l’on souhaite aussi approcher le plus correctement possible le comportement des champs mécaniques dans les zones approchées plus grossièrement. Une étude de l’ensemble des paramètres Arlequin est menée. Des préconisations pratiques sont fournies, en étant étayées par des simulations 1D et une simulation 2D. Une attention toute particulière est portée à l’opérateur de couplage Arlequin en volume (dont on rappelle et souligne le caractère incontournable pour les problèmes de dynamique multi-échelle ; les couplages en surfaces étant inopérants, pour ces problèmes). Sur ce sujet, un des faits saillants de ces travaux de thèse est le développement d’un nouvel opérateur de couplage Arlequin réduit : tirant profit d’une représentation modale des champs de multiplicateurs de Lagrange, définis dans la zone de couplage, d’une notion de (1-epsilon) Compatibilité de modèles (initiée dans [Ben01b]) et du caractère multi-résolution des champs primaux du problème, dans la même zone de superposition Arlequin, cet opérateur permet de réduire considérablement les coûts des calculs des problèmes dynamiques multi-échelles abordés ici, par rapport à un couplage classique, tout en assurant des transmissions plus précises que celles données par deux autres méthodes de réduction, rappelées et mises en oeuvres dans cette thèse. Ces avantages sont étayés pour une barre élastique, en statique et en dynamique.Les approches développées sont utilisées et validées, par comparaison avec des résultats de la littérature, pour l’application phare de ce travail, consistant à simuler le comportement dynamique d’une structure fissurée, dans le cas d’une fissure fixe et celui d’une fissure propagative, en utilisant l’enrichissement par la fonction Level-Set à la X-Fem dans le modèle grossier et des éléments finis fins au voisinage du fond de fissure. / The main objective of this thesis work is to consolidate and make operational the extension of the multi-model and multi-scale Arlequin framework to modeling and simulation (using finite element) in elastodynamic, by making the hypothesis of localization of high frequency waves, thus taking into account various dissipative physical phenomena. Applications targeted by this work include i) ground propagation of seismic waves and their impact on critical infrastructures, ii) multi-resolution analysis of the dynamic behavior of an impacted structure or iii) the dynamic propagation of cracks.The constraints imposed on this work are twofold. The first is that one is prohibited from polluting the localized or critical areas. The second is that we also want to approach as accurately as possible the behavior of the mechanical fields in the coarsly approximated areas. A study of all dynamic Arlequin parameters is conducted. Practical recommendations are provided and supported by 1D and 2D simulations. Particular attention is paid to the volume Arlequin coupling operator (whose essential character for coupling in multi-scale dynamic problems is recalled and underlined; surface couplings being inoperative in this context). On this subject, one of the highlights of these thesis works is the development of a new reduced Arlequin coupling operator: taking advantage of a modal representation of the Lagrange multiplier fields defined in the coupling zone, a concept of (1- epsilon)-Compatibility of models (initiated in [Ben01b]) and the multi-resolution character of the overlayed primal fields, this operator makes it possible to reduce considerably the computational costs of the multiscale dynamic problem discussed here (when compared to a classical coupling) while ensuring transmissions more accurately than those given by two other reduction methods, recalled and implemented in this thesis. These benefits are supported by an elastic bar test, both in static and dynamic regimes.The developed approaches are used and validated, in comparison with results of the literature, for the flagship application of this work consisting of simulating the dynamic behavior of a cracked structure in the case of a fixed crack and that of a propagative crack using enrichment by the Level-Set function à la X-Fem in the coarse model and fine finite elements near the crack tip.