O evento de previsões do comportamento carga-recalque de uma estaca executada em solo predominantemente arenoso foi apresentado no 8° Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia (SEFE8). As previsões utilizaram sondagens CPT, DMT e SPT realizadas no campo experimental de Araquari, em Santa Catarina. A estaca utilizada para o evento foi do tipo escavada com polímero, diâmetro de 100cm e comprimento de 24m. Foram recebidos pelo comitê organizador 73 previsões provenientes de 20 países, com estimativas do comportamento carga-recalque da estaca, da capacidade de carga total, lateral e de ponta e a distribuição de carga ao longo do fuste até a ruptura, definida pelo recalque de 100 mm (w/D = 10%), com um resumo dos métodos e considerações. Os dados das previsões foram comparados aos resultados obtidos em campo pela prova de carga estática da estaca instrumentada. As previsões foram majoritariamente conservadoras e o ensaio mais utilizado para determinação dos parâmetros do solo foi o CPT, tanto no meio acadêmico quanto no prático Diversos métodos foram utilizados, porém mesmo previsões que utilizaram o mesmo método apresentaram variabilidades nos resultados. Baixos valores de desvio na capacidade de carga total não significaram pequenos desvios de lateral e de ponta, mas uma combinação de desvios positivos e negativos desses. A maioria das estimativas subestimou a capacidade lateral e superestimou a de ponta. O método de Verbrugge (1981) foi utilizado em duas das cinco previsões com menores desvios de capacidade total. As curvas carga-recalque e carga-profundidade foram avaliadas quanto aos desvios médios absolutos e formatos, dados pela variância. As curvas carga-recalque com médias de até 10% utilizaram Elementos Finitos e o software UniPile, e o menor valor de variância utilizou Verbrugge (1981). As curvas carga-profundidade com médias de até 10% utilizaram Verbrugge (1981), Randolph e Wroth (1978) e Gwizdala e Steczniewski (2003), e o menor valor de variância utilizou o software UniPile. / The prediction event of load-settlement behavior of a pile built in predominantly sandy soil was presented at the 8th Foundation Engineering Seminar and Special Geotechnical (SEFE8). The predictions used tests of CPT, DMT and SPT accomplished in Araquari experimental field, in Santa Catarina. A bored pile with polymer, diameter of 100cm and length of 24m was the subject of the event. The organizing committee received 73 predictions from 20 countries, with estimates of load-settlement behavior of the pile, the total, shaft and base load capacity and the load distribution along the shaft until failure, defined by settlement of 100 mm (W/D = 10%), with a brief description of methods and considerations. Data from the predictions were compared to the results obtained in the field by static load test of the instrumented pile. The predictions were mostly conservative and the test most used for soil parameters prediction was the CPT, both in academia as in practice. Several methods were used, but even predictions that used the same method showed variability in the results Low error values in the total load capacity not meant small shaft and base errors, but a combination of positive and negative errors of these. Most estimates underestimated the shaft capacity and overestimated the base. The Verbrugge (1981) method was used in two of five predictions with lower errors of total capacity. The curves were analyzed for absolute average deviation and formats, evaluated by the variance. The load-settlement distribution with average up to 10% used Finite Element and UniPile software, and the lowest value of variance used Verbrugge (1981). The load-depth distribution with average up to 10% used Verbrugge (1981), Randolph and Wroth (1978) and Gwizdala and Steczniewski (2003), and the lowest value of variance used the UniPile software.

Cette thèse décrit l'étude de la dégradation chimique des membranes de type acide perfluorosulfonique (PFSA) utilisées dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons. L'objectif de ces travaux réside d'une part en une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation conduisant à la défaillance des membranes et en la proposition d'approches pour limiter les phénomènes de dégradation, d'autre part. Les études relatives à la dégradation chimique des membranes ont été réalisées sur une membrane de référence Nafion et sur des membranes contenant le cérium ou le manganèse incorporé par échange ionique. L'influence de la présence des pièges à radicaux Ce et Mn sur la limitation des phénomènes de dégradation des membranes a été évaluée sous deux types de conditions de vieillissement accéléré : in situ par l'abandon sous tension à vide (OCV) de la pile à combustible et ex situ par immersion de la membrane dans le réactif de fenton. La dégradation chimique de la membrane a été appréciée par mesure du taux d'émission de fluor (FER). Le taux d'émission de fluor, mesuré sur les membranes ayant subi l'un ou l'autre des vieillissements accélérés, est plus faible pour les systèmes Nafion/Ce et Nafion/Mn, préparés par échange ionique, que pour le système de référence. Ce phénomène est accompagné d'une diminution des performances de la pile à combustible, de la migration et de l'élution des ions métalliques (évaluées par MEB/EDX et HPLC) et des changements du degré d'oxydation des espèces métalliques (déterminés par XPS). Ces résultats ont été utilisés par la suite pour définir de nouvelles approches visant à limiter la dégradation chimique des membranes. Un mat à base de nanofibre CeOx/PFSA a é té préparé par electrospinning d'une dispersion d'ionomère nafion contenant des nanoparticules de CeOx préparées par flash combustion. La technique d'electrospinning permet la préparation de matériaux homogènes, d'épaisseur contrôlée et présentant une dispersion élevée de CeOx. Ce mat a été assemblé à la membrane de PFSA par pressage à chaud. L'intérêt de l'utilisation des mats de nanofibres réside dans la possibilité de positionner le piège à radical CeOx à proximité d'une couche catalytique plutôt que de le disperser au sein de la membrane. Ces nouvelles membranes ont été vieillies par abandon de la cellule de pile à combustible à l'OCV. Les résultats obtenus ont montré que les AMEs contenant une membrane de Nafion non modifiée ou un système modifié incorporant un mat de nanofibre de PFSA (sans CeOx) à l'interface membrane-electrode présentaient d'une part une chute significative de l'OCV avec le temps de fonctionnement et un FER élevé d'autre part. A l'inverse, un AME incorporant un mat de nanofibre contenant CeOx à l'interface membrane-electrode est caractérisé par un OCV stable et un FER faible. Finalement nous avons observé que le mat de nanofibre de CeOx est plus efficace lorsqu'il est placé au voisinage de l'anode. Les analyses post mortem des AMEs et les analyses de l'eau produite après fonctionnement de la pile ont été combinées afin de dresser un tableau des processus de dégradation se produisant dans les AMEs protégés par l'oxyde de cerium et dans les AMEs non modifiés. Les analyses à partir de spectroscopie photoélectronique à rayon X, de spectroscopie Raman et de microscopie électronique à balayage ont montré un niveau de dégradation des membranes plus faible pour les systèmes contenant CeOx par rapport aux membranes de référence de typer PFSA. Ces résultats sont en accords avec le profil de l'OCV et avec le taux d'émission de fluor. En conclusion l'approche consistant dans l'incorporation de pièges à radicaux pour la réduction de la dégradation chimique des membranes permet d'augmenter significativement la durée de vie de la membrane et de positionner les pièges à radicaux à proximité des sites les plus exposés aux attaques de radicaux. / This thesis describes the study the chemical degradation of perfluorosulfonic acid (PFSA) membranes used in proton exchange membrane fuel cells, in order to gain a better understanding of the mechanisms leading to failure, and to propose strategies to mitigate this degradation. Studies of membrane chemical decomposition were performed on pristine Nafion and on cerium and manganese ion exchanged membranes. The effectiveness of Mn and Ce species as free radical scavengers was studied by using accelerated stress tests: in situ in a single fuel cell under open circuit voltage (OCV), and ex situ using Fenton's reagent. Membrane chemical degradation was assessed by the fluoride emission rate (FER). Significant reduction in FER was observed with Mn and Ce ion modified Nafion. These observations were related to the fuel cell performances losses and migration or elution of metal ions, as evaluated by SEM/EDX and HPLC, and to changes in the oxidation state of the metal species, determined by XPS. The results have been used to provide further guidance on materials strategies to mitigate membrane chemical degradation. A composite nanofibre CeOx/PFSA mat was prepared by electrospinning of a mixed dispersion of Nafion® ionomer with CeOx nanoparticles synthesised by flash combustion. The electrospinning technique allows fabrication of a homogenous material with well controlled thickness and highly dispersed CeOx. This mat was assembled with PFSA membranes by hot-pressing. These nanofibre mats are the means of siting the CeOx radical scavenger specifically in close proximity to one or other catalyst layer, rather than distributed throughout the membrane. The new membranes were further investigated by OCV hold testing in a fuel cell. The results show that MEAs integrating a non-modified PFSA membrane, or a PFSA membrane modified by an interlayer of nanofibre PFSA (no CeOx) only, demonstrate a marked drop in OCV with time, and high FER. In contrast an MEA comprising a CeOx nanofibre interlayer gives very stable open circuit voltage and low fluoride emission. Finally it was observed that the nanofibre – ceria interlayer is more effective when incorporated at the anode side. Post mortem analysis of the MEAs and analysis of exhaust water were combined to draw a picture of the overall degradation processes occurring in cerium oxide protected and non-modified MEAs. X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy analyses of aged MEAs indicated a lower degree of degradation for CeOx protected membranes than for a non-modified PFSA membrane. These results are in agreement with OCV profile and fluoride emission rate. In conclusion this new approach to the strategy of incorporating of radical scavengers to mitigate membrane chemical degradation efficiently increases membrane durability, and allows location of the radical scavenger within the MEA at the sites potentially most exposed to radical attack.

A lucratividade da indústria mineira é diretamente dependente do planejamento adequado de todas as fases de extração e beneficiamento de minério. Cada passo deste processo por sua vez, também é dependente dos resultados da fase anterior. As usinas de beneficiamento, por exemplo, devem ser alimentadas por um material o mais homogêneo possível, o que é garantido por um planejamento adequado de lavra e de forma muito eficaz por pilhas de homogeneização. No entanto, os métodos de estimativa comumente utilizados para prever os teores dos blocos que formam esses sistemas, não medem adequadamente a incerteza associada a este processo de estimativa. Este estudo avalia a eficácia da simulação geoestatística na previsão da variabilidade in situ dos teores e planejamento de pilhas de homogeneização. O método gera múltiplos cenários equiprováveis para o depósito que devem reproduzir os parâmetros estatísticos das amostras, o histograma e o variograma do fenômeno. Para um dado plano de lavra, o conjunto de cenários simulados irá gerar um conjunto de valores equiprováveis para cada pilha de homogeneização. A metodologia proposta foi aplicada a um depósito de fosfato na região central do Brasil. Neste caso de estudo, os teores de P2O5 previstos pelo plano de lavra de curto prazo e amostrados na área industrial foram comparados com o grupo de valores gerados para as pilhas por meio da simulação. A reprodução dos resultados demonstrou a aplicabilidade da metodologia para o depósito em questão. Além disto, a simulação geoestatística demonstrou ser uma ferramenta muito eficiente na previsão da variabilidade in situ dos teores e planejamento de pilhas de homogeneização. / Profits in mineral industry strongly depend on proper planning at all stages of mining and ore processing, and every step of these processes depends on the results from the previous stage. These chains of events can be illustrated, for instance, by the processing plant. To maximize ore recovery, among various factors, the processing plant must be fed by a material as homogeneous as possible minimizing the variance of the head grades that can be achieved initially by a proper mining plan and optimal schedule and more effectively by homogenization piles. The key factor is to know the input grade variance to design a blending system capable of attenuating it. Estimation methods commonly used to predict block grades which form the geological model used for mine planning do not adequately measure the variance associated with these estimates. This study evaluates geostatistical simulation in predicting in situ grades variability and planning blending piles. The method generates multiple, equally probable grade scenarios for the deposit, which reproduce the values of the samples, the histogram, and the variograma of the attribute being simulated. For a given mining plan, the set of simulated scenarios will generate a group of equiprobable values for each homogenization pile. These results provide the means to assess a range of possible values each pile can have. To validate the suggested methodology, the contents of P2O5 obtained by the short-term mining plan and sampled at the processing plant from a large phosphate mine in central Brazil were compared against the simulated values. The results matched adequately demonstrating that geostatistical simulation and pile emulation methodology are efficient tools that could be applied in predicting grades in situ variability and in planning blending piles.

A lucratividade da indústria mineira é diretamente dependente do planejamento adequado de todas as fases de extração e beneficiamento de minério. Cada passo deste processo por sua vez, também é dependente dos resultados da fase anterior. As usinas de beneficiamento, por exemplo, devem ser alimentadas por um material o mais homogêneo possível, o que é garantido por um planejamento adequado de lavra e de forma muito eficaz por pilhas de homogeneização. No entanto, os métodos de estimativa comumente utilizados para prever os teores dos blocos que formam esses sistemas, não medem adequadamente a incerteza associada a este processo de estimativa. Este estudo avalia a eficácia da simulação geoestatística na previsão da variabilidade in situ dos teores e planejamento de pilhas de homogeneização. O método gera múltiplos cenários equiprováveis para o depósito que devem reproduzir os parâmetros estatísticos das amostras, o histograma e o variograma do fenômeno. Para um dado plano de lavra, o conjunto de cenários simulados irá gerar um conjunto de valores equiprováveis para cada pilha de homogeneização. A metodologia proposta foi aplicada a um depósito de fosfato na região central do Brasil. Neste caso de estudo, os teores de P2O5 previstos pelo plano de lavra de curto prazo e amostrados na área industrial foram comparados com o grupo de valores gerados para as pilhas por meio da simulação. A reprodução dos resultados demonstrou a aplicabilidade da metodologia para o depósito em questão. Além disto, a simulação geoestatística demonstrou ser uma ferramenta muito eficiente na previsão da variabilidade in situ dos teores e planejamento de pilhas de homogeneização. / Profits in mineral industry strongly depend on proper planning at all stages of mining and ore processing, and every step of these processes depends on the results from the previous stage. These chains of events can be illustrated, for instance, by the processing plant. To maximize ore recovery, among various factors, the processing plant must be fed by a material as homogeneous as possible minimizing the variance of the head grades that can be achieved initially by a proper mining plan and optimal schedule and more effectively by homogenization piles. The key factor is to know the input grade variance to design a blending system capable of attenuating it. Estimation methods commonly used to predict block grades which form the geological model used for mine planning do not adequately measure the variance associated with these estimates. This study evaluates geostatistical simulation in predicting in situ grades variability and planning blending piles. The method generates multiple, equally probable grade scenarios for the deposit, which reproduce the values of the samples, the histogram, and the variograma of the attribute being simulated. For a given mining plan, the set of simulated scenarios will generate a group of equiprobable values for each homogenization pile. These results provide the means to assess a range of possible values each pile can have. To validate the suggested methodology, the contents of P2O5 obtained by the short-term mining plan and sampled at the processing plant from a large phosphate mine in central Brazil were compared against the simulated values. The results matched adequately demonstrating that geostatistical simulation and pile emulation methodology are efficient tools that could be applied in predicting grades in situ variability and in planning blending piles.

Le contexte énergétique actuel est favorable au développement de sources renouvelables d’énergie électrique. Cette étude reporte l’alimentation directe d’une pile à combustible à membrane échangeuse de proton par de l’hydrogène issue de réactions photocatalytiques de reformage et de déshydrogénation d’alcools. Le méthanol est utilisé comme molécule modèle. La vitesse de production en hydrogène a été optimisée en jouant sur des paramètres intrinsèques aux systèmes photocatalytiques, telles que la concentration en catalyseur (TiO2), la teneur en cocatalyseur (nanoparticules de platine), l’influence du flux de photons, la température, la vitesse d’agitation ou encore le choix du photocatalyseur. Aussi, une méthode de synthèse hydrothermale permettant l’obtention d’une grande variété de TiO2 monophasiques et polyphasiques, avec des compositions et des structures cristallines différentes, a été utilisée. Le dépôt du cocatalyseur (Pt) a été appliqué à partir de différentes méthodes (photodépôt, imprégnation à humidité naissante et à échange d’ions). Les activités photocatalytiques des catalyseurs ont été reliées à leurs propriétés physicochimiques. Les performances de la pile à combustible sous hydrogène photocatalytique, ont été suivies. Finalement, une expérience réalisée directement sous irradiation solaire a permis de maintenir une puissance électrique, ramenée à la surface optique des photoréacteurs, de 1 mW.cm-2 sur plusieurs heures. / The current energy context plays a significant role on the renewable energy sources development. This study reports the direct feeding of a proton exchange membrane fuel cell with hydrogen produced from photocatalytic reforming and dehydrogenation of alcohols. Methanol was used as model feedstock. The hydrogen production rate was optimized by varying such parameters such as, photocatalyst concentration (TiO2), cocatalyst loading (platinum nanoparticles), the photon flux, the temperature, the stirring rate and the photocatalyst kind. Thus, hydrothermal synthesis was used to obtain various kinds of TiO2 monophasic and polyphasic, with various crystalline structures and compositions. Platinum nanoparticles were deposited using various methods (photodeposition, wetness and ions exchange impregnation). Photocatalityc activities were correlated to catalyst physicochemical properties. Fuel cell performances, fed with photocatalytic hydrogen, were checked. Finally, the electric power reached 1 mW cm-2 of photoreactors optical area, for few hours, under solar irradiation.

[pt] Este estudo objetiva reunir, em uma abordagem qualitativa, o que se conhece sobre as modificações, com o tempo, na capacidade de carga de estacas, fenômenos que, neste tr abalho,chamaremos recuperação e relaxação. A importância destas alterações é significativa: após a execução, as estacas podem manter a capacidade de carga inicial, -recuperar-, aumentando -a de uma porcentagem não previsível, mas que pode chegar a quadruplicá-la, ou -relaxar-, perdendo grande parte de sua resistência (até acima de 50 por cento). O peso econômico do desenvolvimento de tais fenômenos justifica por si a necessidade de melhor compreensão desses processos e, nessa dissertação, passo inicial de um projeto de pesquisa mais amplo na área, foram coletados e grupados resultados e observações sobre o tema. Foram escolhidos e transcritos casos representativos da literatura que contemplam a variedade de comportamentos do solo em função da cravação de estacas. Privilegiou-se as avaliações experimentais nas quais se constatou aumento ou redução da capacidade de carga em estacas cravadas com o decorrer do tempo, ou seja,recuperação e relaxação, respectivamente. Não houve preocupação de restringi -las às mais recentes, uma vez que, mesmo não dispondo do nível do desenvolvimento tecnológico atual, as intuições iniciais não estão muito distantes das propostas e modelos que lhes dão continuidade hoje. Conclui -se ser imprescindível à engenharia de fundações um conhecimento mais profundo que permita melhores e mais seguras previsões do desempenho, ao longo do tempo, de estacas cravadas, especialmente pelos riscos e prejuízos que sua ausência representa. Espera -se que a pequena parcela aqui apresentada, contribuindo para a ampliação da visão global do problema,estimule a adoção de práticas executivas cientificamente éticas. Para tal recomenda -se que, pelo menos, sejam trazidas a público as informações sobre a ocorrência desses fenômenos. / [en] This work is intended to assemble, in the light of a qualitative approach, what is already known about the changes over time in the bearing capacity of piles, setup and relaxation. The importance of such alterations is significant. After the installation process, the piles may keep their initial loading capacity, set it up by increasing it from a non-predictable percentage (which may eventually quadruple) or relax, losing most of its resistance (up to over percent). The cost of such phenomena justifies per se the need of an improved comprehension of such processes, and in the present work, a first step of a broader research project, the results and observations on the subject were collected and assembled. Representative cases found in the literature which contemplate variety in soil behaviour due to the driving of piles were selected and transcribed. Experimental evaluations where a growth or reduction in the bearing capacity of driven piles over time, eg. set-up and relaxation, were given priority. It was not the concern of this work to restrict the set-up and relaxation processes to more recent research because the initial intuitions, though not in charge of the present technological development, were not so distant from the proposals and models which followed. We thus deem as essential to foundation engineering a further insight into the subject, which will permit better and safer anticipations of the behaviour of driven piles over time, in view of the risks and economic losses which may arise from its absence. It is hoped that the present dicussion, by contributing to further a qualitative global view of the matter, may give rise to the adoption of scientifically ethical practices. To such, it is recommended that the information on such phenomena be made public. / [es] Este estudio tiene como objetivo reunir, com um enfoque cualitativo, lo que se conoce sobre las modificaciones en la capacidad de carga de estacas; fenómenos que, en este trabajo, llamaremos recuperación y relajación. La importancia de estas alteraciones es significativa: después de la ejecución, las estacas pueden mantener la capacidad de carga inicial, recuperar, aumentándola en un porcentaje no previsible, que puede llegar a quadruplicarla, o relajar , perdiendo grande parte de su resistencia (hasta más del por ciento). El peso económico del desarrollo de tales fenómenos justifica por sí mismo la necesidad de una mejor comprensión de estos procesos y esta disertación, paso inicial de un proyecto de investigación más amplio, se recolectaron y agruparon resultados y observaciones sobre el tema. Se escogieron y transcribieron los casos representativos de la literatura que contienen la variedad de comportamientos del suelo en función del clavado de estacas. Se privilegiaron las evaluaciones experimentales en las que se constató aumento o redución de la capacidad de carga en estacas clavadas, o sea, recuperación y relajación, respectivamente. No hubo preocupación de restringirlas a las más recientes ya que, incluso cuando no se dispone del nível del desarrollo tecnológico actual, las instituciones iniciales no están muy distantes de las propuestas y los modelos que le dan continuidad hoy. Se concluye que es imprescindible para la ingeniería de fundaciones un conocimiento más profundo que permita mejores y más seguras previsiones del desempeño, a ll largo del tiempo, de estacas clavadas, especialmente por los riesgos y perjuicios que su ausencia representa. Se espera que la pequeña parcela aqui presentada, contribuya a la ampliación de la visión global del problema, estimulando la adopción de prácticas ejecutivas cientificamente éticas. Para tal se recomienda que, por el momento, se hagan públicas las informaciones sobre la existencia de esos fenómenos.

Procura-se nesta pesquisa estudar o desempenho de estacas escavadas de grande diâmetro em solo arenoso sob diferentes métodos executivos (uso de polímero e bentonita). Um programa de provas de cargas instrumentadas em profundidade foi realizado para verificar o desempenho de estacas escavadas em solo arenoso sob carga vertical. O Campo Experimental em que se realizou o estudo localiza-se no município de Araquari, litoral Norte do Estado de Santa Catariana, Brasil. O perfil geotécnico é composto de areia compacta a fofa, intercalada por uma camada de argila de três metros de espessura entre os 18 e 22m de profundidade. Foram executas duas estacas escavadas de 1,0m de diâmetro e cota de apoio de 24,10m e 24,40m respectivamente com uso de polímero (Polymud) e bentonita. Os resultados das provas de carga demostraram diferença de desempenho entre as duas técnicas usadas. Realizaram-se duas provas de carga lenta para verificar o desempenho. Uma prova de carga em que a carga máxima resistida pela estaca com uso de bentonita foi de 4574kN gerando deslocamento de 63,5mm no topo da estaca. Outra prova de carga na estaca com uso de polímero em que a carga aplicada no topo da estaca foi de 8518kN a qual gerou um deslocamento no topo da estaca de 98,71mm. O desempenho do atrito lateral apresentado pela estaca com o uso de lama bentonítica foi inferior que a estaca em que foi usado polímero. Essa diferença foi maior na camada até de 0,0 m aos 11,0m iniciais. Nesses 11,0m iniciais o solo é composto por uma camada de areia fofa a pouco compacta até os 4,0m e dos 4,0m aos 11,0m areia compacta a muito compacta. Essa redução da resistência lateral na estaca com o uso de bentonita pode estar relacionado devido à formação de cake. Em relação ao desempenho da carga de ponta, as técnicas de execução não tiveram influência na capacidade de carga. / It has been sought in this research to study the performance of bored piles of large diameter in sandy soil under different executive methods (the use of polymer and bentonite). A testing program of instrumental loads in depth was conducted to verify the performance of bored piles in sandy soil under vertical load. The experimental field in which the study took place is located in the city of Araquari, coast of the state of Santa Catarina, Brazil. The geotechnical profile is composed by compact sand to soft, alternated with a layer of clay three meters thick between 18 and 22m deep. It’s been executed two bored piles of 1.0m diameter and depth of 24,10m and 24,40m respectively with use of polymer (Polymud) and bentonite. The results of load tests have shown performance difference between the techniques used. There were two tests of slow load to verify performance. A load test in which maximum load resisted by the pile with use of bentonite was 4574kN creating 63,5mm displacement at the top of the pile. Another proof load on the pile with the polymer used in the load applied to the top of the pile was 8518kN which an offset generated at the top of the pile 98,71mm. The performance of the lateral friction presented by the pile with the use of bentonite mud was lower than the pile which has been used polymer. This difference was greater in the layer up to 0.0m to 11,0m initials. In these initial 11,0m soil is composed from a soft layer of sand to slightly compact until 4,0m and from 4,0m to 11,0m compact sand to very compact. This reduction of lateral resistance in pile with the use of bentonite may be related to the formation of cake. Regarding to the toe load performance, technical execution had no influence on the load capacity.

O evento de previsões do comportamento carga-recalque de uma estaca executada em solo predominantemente arenoso foi apresentado no 8° Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia (SEFE8). As previsões utilizaram sondagens CPT, DMT e SPT realizadas no campo experimental de Araquari, em Santa Catarina. A estaca utilizada para o evento foi do tipo escavada com polímero, diâmetro de 100cm e comprimento de 24m. Foram recebidos pelo comitê organizador 73 previsões provenientes de 20 países, com estimativas do comportamento carga-recalque da estaca, da capacidade de carga total, lateral e de ponta e a distribuição de carga ao longo do fuste até a ruptura, definida pelo recalque de 100 mm (w/D = 10%), com um resumo dos métodos e considerações. Os dados das previsões foram comparados aos resultados obtidos em campo pela prova de carga estática da estaca instrumentada. As previsões foram majoritariamente conservadoras e o ensaio mais utilizado para determinação dos parâmetros do solo foi o CPT, tanto no meio acadêmico quanto no prático Diversos métodos foram utilizados, porém mesmo previsões que utilizaram o mesmo método apresentaram variabilidades nos resultados. Baixos valores de desvio na capacidade de carga total não significaram pequenos desvios de lateral e de ponta, mas uma combinação de desvios positivos e negativos desses. A maioria das estimativas subestimou a capacidade lateral e superestimou a de ponta. O método de Verbrugge (1981) foi utilizado em duas das cinco previsões com menores desvios de capacidade total. As curvas carga-recalque e carga-profundidade foram avaliadas quanto aos desvios médios absolutos e formatos, dados pela variância. As curvas carga-recalque com médias de até 10% utilizaram Elementos Finitos e o software UniPile, e o menor valor de variância utilizou Verbrugge (1981). As curvas carga-profundidade com médias de até 10% utilizaram Verbrugge (1981), Randolph e Wroth (1978) e Gwizdala e Steczniewski (2003), e o menor valor de variância utilizou o software UniPile. / The prediction event of load-settlement behavior of a pile built in predominantly sandy soil was presented at the 8th Foundation Engineering Seminar and Special Geotechnical (SEFE8). The predictions used tests of CPT, DMT and SPT accomplished in Araquari experimental field, in Santa Catarina. A bored pile with polymer, diameter of 100cm and length of 24m was the subject of the event. The organizing committee received 73 predictions from 20 countries, with estimates of load-settlement behavior of the pile, the total, shaft and base load capacity and the load distribution along the shaft until failure, defined by settlement of 100 mm (W/D = 10%), with a brief description of methods and considerations. Data from the predictions were compared to the results obtained in the field by static load test of the instrumented pile. The predictions were mostly conservative and the test most used for soil parameters prediction was the CPT, both in academia as in practice. Several methods were used, but even predictions that used the same method showed variability in the results Low error values in the total load capacity not meant small shaft and base errors, but a combination of positive and negative errors of these. Most estimates underestimated the shaft capacity and overestimated the base. The Verbrugge (1981) method was used in two of five predictions with lower errors of total capacity. The curves were analyzed for absolute average deviation and formats, evaluated by the variance. The load-settlement distribution with average up to 10% used Finite Element and UniPile software, and the lowest value of variance used Verbrugge (1981). The load-depth distribution with average up to 10% used Verbrugge (1981), Randolph and Wroth (1978) and Gwizdala and Steczniewski (2003), and the lowest value of variance used the UniPile software.

Cette thèse vise à étudier la diffusion protonique, et dans une moindre mesure ionique, au sein d’un matériau électrolyte pour pile à combustible BaCeO3 dopé Gd, en adoptant une démarche multi-échelle. Tout d’abord, des calculs ab initio ont été réalisés afin de déterminer les positions stables des défauts protoniques OH_O et des lacunes d’oxygène VO dans le matériau. Puis, en utilisant toujours le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité, les barrières d’énergies pour les deux types de défauts entre deux positions stables ont été calculées. Enfin, ces barrières ont été utilisées dans un algorithme de Monte-Carlo cinétique afin de simuler des trajectoires de protons et de lacunes d’oxygène. Cette méthode permet d’accéder à des grandeurs macroscopiques, accessibles expérimentalement, telles que l’énergie d’activation, le coefficient de diffusion ou la mobilité, en se basant uniquement sur des données atomiques issues de simulations ab initio. Le gadolinium semble être un dopant intéressant pour le cérate de barium au vu de son faible pouvoir attractif sur le proton : il permet ainsi la création de nombreuses lacunes d’oxygène, qui pourront incorporer des molécules d’eau, sans toutefois piéger l’hydrogène. Ces deux conditions sont nécessaires pour obtenir un bon électrolyte pour les oxides solides conducteurs de protons. / This thesis deals with the study of protonic diffusion, and to a lesser extent ionic, inside a Gd-doped BaCeO3, a possible electrolyte for fuel cell, using a multi-scale approach. First of all, first principles calculations have been made to determine stable positions for protonic defects OH_O and oxygen vacancies V O in the material. Then, using the same formalism of density functional theory, energy barriers for both kinds of defects have been computed between two stable positions. Finally, these barrier heights have been used in a Kinetic Monte-Carlo algorithm to simulate trajectories of protons or oxygen vacancies. This method allows to access macroscopic values that can be found by experiments, such as activation energy, diffusion coefficient or mobility, using only atomic data coming from ab initio simulations. Gadolinium seems to be an interesting dopant in barium cerate considering its weak power of attraction on the proton: the introduction of gadolinium creates lots of oxygen vacancies that will be able to incorporate water molecules, without trapping the hydrogen. Both these conditions are necessary to get a good electrolyte for protonic ceramic fuel cell.

La evaluación de la capacidad de carga de pilotes juega un rol esencial en su diseño. Esta capacidad puede ser estimada por metodologías teóricas, soluciones analíticas o numéricas, o por métodos semi-empíricos, cuyas aplicaciones están generalmente basadas en resultados de ensayos en campo. Las formulaciones semi-empíricas son comúnmente las más usadas por ingenieros geotécnicos debido a que los métodos teóricos generalmente están limitadas a aplicaciones particulares. Esta investigación compara la capacidad de carga de pilotes excavados por medio de diferentes metodologías, basándose en pruebas de carga experimentales llevadas a cabo en los campos experimentales de la universidad de Brasilia y Campinas, en Brasil. Los métodos semi-empíricos determinan la capacidad de carga ya sea a través del control del asentamiento o extrapolación de la curva carga x asentamiento mientras que los métodos teóricos están basados tanto en soluciones analíticas como numéricas, siendo la última mencionada calculada a través del análisis de los elementos finitos. Las comparaciones que se dieron de las capacidades de carga medidas en pruebas de carga con las obtenidas en resultados numéricos y del control de asentamiento mostraron buenos resultados, mientras que se encontraron valores con mayores errores relativos de los esperados al compararse con las metodologías semi-empíricas. El caso del método teórico presentó conservativos resultados siempre y cuando se considerase el efecto de la fricción negativa. The evaluation of axial bearing capacity of piles plays an essential role in their design. It can be estimated by theoretical methods, through an analytical or numerical solution, or by semi-empirical methods, whose application is generally based on field test results. Semi-empirical formulations are often preferred by geotechnical engineers since theoretical approaches are generally limited to particular applications. This paper compares the axial bearing capacity of bored piles estimated by different methodologies, based on instrumented load tests carried out in both the Campinas and Brasilia university campus, in Brazil. The semi-empirical approach involved settlement control and extrapolation of load-settlement curve while the theoretical approach was based on both analytical and numerical solutions, the latter computed through finite element analyses. When compared to the ultimate load bearing capacity measured in the instrumented load tests, both numerical and the settlement control results showed close agreement, while the semi-empirical methods estimated major expected relative errors and the theoretical method presented conservative values when considering the negative skin friction effects.