La demande énergétique mondiale sans cesse croissante pousse au développement d'autres sources d'énergie, de préférence durables, encouragé par nos gouvemements. Les cellules photovoltaïques à jonction p-n au silicium permettent de convertir directement l'énergie solaire en électricité. En raison du coût élevé de ce type de dispositif, notre laboratoire travaille à la conception d'une cellule photovoltaïque électrochimique, utilisant des films minces, dont la configuration est n-CulnS₂ couple redox thiolate/disulfure incorporé dans un gel verre | conducteur (lTO)-CoS. Pour optimiser la performance de la cellule, un couple redox ayant une structure aromatique, quasi-transparent en solution et possédant de bonnes propriétés électrochimiques est recherché. La synthèse de deux nouvelles espèces thiolates (forme réduite), soit le 4-cyanobenzènethiolate de potassium et celui de tétraméthylammonium, a été mise au point. Chaque thiolate a été mélangé avec la forme disulfure (espèce oxydée), également synthétisée dans notre laboratoire, pour former les couples redox respectifs A et B. La conductivité ionique, la viscosité, les propriétés électrochimiques et optiques des couples redox ont été étudiées dans deux milieux, soit le mélange de solvants DMF/DMSO: 60/40 (v/v) contenant 200 mM du sel support perchlorate de tétrabutylammonium (PTBA) (milieu 1) et le liquide ionique bis(trifluorométhylsulfonyl)imidure de l-éthyl-3-méthylimidazolium (EMlTFSI) (milieu 2). Chaque espèce a été caractérisée par spectroscopie RMN ¹H, ¹³C et IRTF. La voltampérométrie cyclique à une électrode de platine a permis d'optimiser les rapports molaires forme réduite:forme oxydée (Red:Ox) et les concentrations. Pour les milieux électrolytiques contenant le couple A, le rapport Red:Ox optimal est de 1:1 à une concentration totale de 500 mM dans le milieu 1, alors que cette concentration est doublée à 1 M en utilisant le couple B, avec le même rapport Red:Ox, ce qui permet d'obtenir des densités de courant et des conductivités beaucoup plus grandes du milieu électrolytique. Dans le milieu 2, les milieux électrolytiques préparés avec le couple A montrent un rapport Red:Ox optimal de 1: 1 avec une concentration totale de 20 mM. En utilisant le couple B, la concentration totale atteint 70 mM et le rapport Red:Ox a été optimisé à 3: 1. La catalyse des processus électrochimiques est supérieure sur une électrode de carbone vitreux comparée à une électrode de platine. L'ajout du groupement CN en para du cycle aromatique à six atomes de carbone, pour la forme thiolate, permet d'augmenter le potentiel standard apparent (E0=0,17 V vs ENH comparé à -0,24 V sans CN), indicateur d'un rendement accru de la pile solaire utilisant un semi-conducteur de type n, mais non la réversibilité. Des gels électrolytiques ont aussi été préparés en incorporant, aux solutions jugées optimales, 20% massique de poly(difluorure de vinylidène) (PVDF) aux électrolytes du milieu 1 et 7% à ceux préparés dans le milieu 2. Ces gels ont permis d'obtenir généralement des propriétés électrochimiques supérieures en densité de courant à celles des électrolytes liquides correspondants. Les mesures de résistance ont permis de constater une baisse de la conductivité des gels par rapport aux milieux liquides correspondants. La viscosité accrue des gels affecte le coefficient de diffusion des espèces électroactives. Le PVDF étant un polymère incolore, les gels électrolytiques possèdent les mêmes propriétés optiques que celles des milieux liquides. Le remplacement du groupement NO₂ par un CN en para du cycle aromatique a permis de diminuer la coloration des électrolytes. Les milieux électrolytiques contenant les couples redox ont une légère coloration jaunâtre translucide comparée aux milieux électrolytiques contenant le couple 4-nitrobenzènethiolate de potassium et sa forme disulfure, qui sont d'un rouge très foncé et opaque. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : 4-cyanobenzènethiolate, Disulfure de 4-cyanophényle, Cellule photovoltaïque électrochimique (CPE), Gel redox, Voltampérométrie cyclique.

L'augmentation de la consommation mondiale d'énergie électrique constitue un sujet scientifique intéressant pour la mise au point de nouveaux systèmes de stockage d'énergie. Parmi ces systèmes figurent les accumulateurs au lithium qui présentent un grand intérêt en raison de leur grande densité d'énergie massique et volumique. De nombreuses études sont orientées vers la technologie lithium-ion, menées sur les matériaux d'électrode positive (cathode), négative (anode) et les électrolytes. Notre travail vise à étudier l'un des matériaux de cathode les plus prometteurs de la famille des olivines, notamment le LiFeP04, en raison de son faible coût, sa faible toxicité et son potentiel d'opération autour de 3,5 V vs Li/Li+ qui le rend stable dans la majorité des électrolytes usuels. Dans la littérature, les recherches s'orientent vers le matériau composite LiFePO4/C pour contourner le problème de la limitation d'intercalation et de désintercalation du lithium au cours des cyclages, provenant de la faible conductivité électronique et ionique du LiFeP04. Dans cette étude, nous proposons d'obtenir des nanoparticules de LiFePO4/C par une nouvelle voie colloïdale et d'optimiser les performances électrochimiques d'une pile contenant ce matériau de cathode, en étudiant l'influence de l'ajout de carbone sur ses propriétés électrochimiques. Pour ce faire, deux procédures de synthèse (A et B) ont été développées, l'une à deux étapes et l'autre à une seule étape. Les deux procédures consistent à utiliser l'hydrogénophosphate de lithium (LiH2P04) et le chlorure ferreux (FeCl2) comme précurseurs de LiFeP04 tout en optimisant les conditions de préparation. Cette synthèse consiste à solubiliser les deux sels dans un solvant organique polaire, le N-méthylimidazole (NMI). Le précipité obtenu est ensuite recuit sous vide à différentes températures dans le but d'obtenir des nanoparticules de LiFeP04 carbonées, pures et bien cristallisées. Les particules obtenues par les deux procédures ont été caractérisées physico-chimiquement (cristallinité, morphologie, stœchiométrie et composition de surface). La diffraction des rayons X a montré que l'échantillon préparé par la voie A contient des phases secondaires cristallines, la proportion des impuretés diminuant significativement lorsque la température de recuit augmente et atteignant de 3 à 5% à 500°C. Afin d'améliorer les caractéristiques du composé LiFePO4/C, une modification de la méthode de synthèse a été apportée (procédure B). Contrairement à la procédure A, cette nouvelle procédure conduit à la formation de LiFeP04 hautement cristallin exempt d'impuretés. Des particules d'un diamètre moyen de 50 nm, de stœchiométrie Li1,06FeP1,04O4,34 (après recuit sous vide à 550°C), sont obtenues. Ces particules sont extrêmement conductrices (1,4 X 10-3 S/cm à 22°C) grâce à un contenu en carbone de l'ordre de 33% provenant de la dégradation thermique du solvant NMI lors du recuit. Le matériau LiFeP04/C provenant de la procédure B et recuit sous vide à 550°C a été caractérisé en cellule électrochimique et dans des piles bouton. L'influence de l'ajout de noir de carbone au matériau actif sur les performances électrochimiques des cathodes a été étudiée. Les études voltampérométriques ont indiqué une bonne stabilité électrochimique du matériau actif. Des piles bouton de configuration LiFeP04/C-C | LiPF6 1 M-EC/DMC | Li ont été caractérisées en mode galvanostatique et cyclées entre 2,2 et 4,0 V vs Li/Li+ à un régime de courant lent (C/10). L'ajout de 10 % de noir de carbone au matériau de cathode donne une pile plus efficace que celle avec 5%. Les capacités spécifiques correspondant au l2è cycle sont de 42 mAh/g (0% C), 104 mAh/g (5% C) et 157 mAh/g (10% C). Le ratio Décharge/Charge étant de ~ 1,0, cela implique que la quantité d'ions lithium extraite de la structure du matériau lors de la charge est égale à la quantité d'ions lithium insérés lors de la décharge (excellente réversibilité électrochimique). Les capacités obtenues dans ce travail sont généralement plus élevées que celles tirées de la littérature (méthodes de synthèse différentes) pour des piles de composition similaire et avec des taux de charge/décharge semblables. La plus faible dimension des particules de LiFeP04 obtenues dans ce travail contribue certainement à ces résultats. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Phosphate de fer lithié, LiFeP04/C, N-méthylimidazole (NMI), voie colloïdale, accumulateur lithium-ion, cyclages galvanostatiques.

In this study, the holding capacity of anchors and their design methodology are investigated. In general, three kinds of anchors have been used in cage aquaculture engineering, including embedment anchors, deadweight anchors, and pile anchors. The maximum holding capacity of embedment anchors was analyzed via the results of experiments by increasing the weight of anchors, while the best holding capacity of deadweight anchors was investigated by changing the types of shear keys. Moreover, the designs and considerations of pile anchors were also discussed in Appendix A. From the results of experiments, the maximum holding capacity of embedment anchors varies 12~19 times of their self-weight, and has the trend such as the holding capacity is in proportion to the weight of anchor. In the case of deadweight anchors, two methods were used to analyze the holding capacity, one is to consider the passive earth pressure behind each shear key of anchor block, and the other is to consider the net weight including the confined sand trapped inside of shear keys and its passive earth pressure at the outmost skirt key. It seems that the first method has more accurate than the second method until the number of keys equals 5 based on the experimental results. And, when the number of keys is greater and equal 6, the second method has better predictions than the first one. The main reason is that it is unable to fully develop the passive earth pressure in such a narrow space between the keys. Therefore, the interval between shear keys should at least equal 1 time of the key¡¦s penetration depth according to this study.

The properties of natural soil are inherently variable and influence design decisions in geotechnical engineering. Apart from the inherent variability of the soil, the variability may arise due to measurement of soil properties in the field or laboratory tests and model errors. These wide ranges of variability in soil are expressed in terms of mean, variance and autocorrelation function using probability/reliability based models. The most common term used in reliability based design is the reliability index, which is a probabilistic measure of assurance of performance of structure. The main objective of the reliability based design is to quantify probability of failure/reliability of a geotechnical system considering variability in the design parameters and associated safety. In foundation design, reliability based design is useful compared to deterministic factor of safety approach. Several design codes of practice recommend the use of limit state design concept based on probabilistic models, and suggest that, development of reliability based design methodologies for practical use are of immense value. The objective of the present study is to propose reliability based design methodologies for pile foundations under static and seismic loads. The work presented in this dissertation is subdivided into two parts, namely design of pile foundations under static vertical and lateral loading; and design of piles under seismic loading, embedded in non-liquefiable and liquefiable soil. The significance of consideration of variability in soil parameters in the design of pile foundation is highlighted. A brief review of literature is presented in Chapter 2 on current pile design methods under vertical, lateral and seismic loads. It also identifies the scope of the work. Chapter 3 discusses the methods of analysis which are subsequently used for the present study. Chapter 4 presents the reliability based design methodology for vertically and laterally loaded piles based on cone penetration test data for cohesive soil. CPT data from Konaseema area in India is used for analysis. Ultimate limit sate and serviceability limit state are considered for reliability based design using CPT data and load displacement curves. Chapter 5 presents the load resistance factor design (LRFD) of vertically and laterally loaded piles based on load test data. Reliability based code calibrated partial factors are determined considering bias in failure criteria, model bias and variability in load and resistance. Chapter 6 illustrates a comprehensive study on the effect of soil spatial variability on response of vertically and laterally loaded pile foundations in undrained clay. Two-dimensional finite difference program, FLAC2D (Itasca 2005) is used to model the soil and pile. The response of pile foundations due to the effect of variance and spatial correlation of undrained shear strength is studied using Monte Carlo simulation. The influence of spatial variability on the propagation and formation of failure near the pile foundation is also examined. Chapter 7 describes reliability based design methodology of piles in non-liquefiable soil. The seismic load on pile foundation is determined from code specified elastic design response spectrum using pseudo-static approach. Variability in seismic load and soil undrained shear strength are incorporated. The effects of soil relative densities, pile diameters, earthquake predominant frequencies and peak acceleration values on the two plausible failure mechanisms; bending and buckling are examined in Chapter 8. The two-dimensional finite difference analysis is used for dynamic analysis. A probabilistic approach is proposed to identify governing failure modes of piles in liquefiable soil in Chapter 9. The variability in the soil parameters namely SPT-N value, friction angle, shear modulus, bulk modulus, permeability and shear strain at 50% of modulus ratio is considered. Monte Carlo simulation is used to determine the probability of failure. A well documented case of the failed pile of Showa Bridge in 1964 Niigata earthquake is considered as case example. Based on the studies reported in this dissertation, it can be concluded that the reliability based design of pile foundations considering variability and spatial correlation of soil enables a rational choice of design loads. The variability in the seismic design load and soil shear strength can quantify the risk involved for pile design in a rational basis. The identification of depth of liquefiable soil layer is found to be most important to identify failure mechanisms of piles in liquefiable soil. Considerations of soil type, earthquake intensity, predominant frequency of earthquake, pile material, variability of soil are also significant.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η ανάλυση της συμπεριφοράς αξονικά φορτιζόμενου πασσάλου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια φέρουσας ικανότητας. Συγκεκριμένα εξετάζεται η στατική δυσκαμψία του πασσάλου για τις περιπτώσεις ομοιογενούς και ανομοιογενούς εδάφους. Για την επίλυση του προβλήματος αναπτύχθηκε απλή αναλυτική ενεργειακή μέθοδος, η οποία βασίζεται στη θεωρία Winkler και στη χρήση συνάρτησης σχήματος, η οποία περιγράφει αξιόπιστα τις μετατοπίσεις κατά μήκος του πασσάλου. Το έδαφος γύρω από τον πάσσαλο προσομοιώνεται με κατακόρυφα γραμμικά ή μη ελατήρια τύπου Winkler, τα οποία εφαρμόζονται στην παρειά του πασσάλου αλλά και στη βάση του. Με επιλογή κατάλληλης συνάρτησης σχήματος και καμπυλών «τ-w» και «Pb-wb» και μετά από επαναληπτική διαδικασία εφαρμογής της μεθόδου, επιτυγχάνεται με ικανοποιητική ακρίβεια η τιμή της δυσκαμψίας για κατακόρυφη μετακίνηση στην κεφαλή του πασσάλου. / The present thesis deals with the analysis of the axial static response of a single pile, which may lead to bearing capacity loss. Specifically, the static stiffness of the pile located both in homogeneous and in inhomogeneous soil, is studied. For the analysis a simple energy method is employed, based on Winkler theory and on use of a shape function which represents reliably the deflected shape of the pile. The soil around the pile is simulated with vertical linear or nonlinear Winkler springs, applied to the sidewall of the pile and its base. Realistic predictions can be achieved for the value of stiffness of axially loaded piles, after iterative application of the method, by using the appropriate shape functions, “ τ-w “ and “Pb-wb” curves.

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The design of pile foundations in conventional geotechnical engineering practice is based on the soil mechanics principles for saturated soils. These approaches are also extended to pile foundations that are placed totally or partially above the ground water table (i.e., vadose zone), where the soil is typically in a state of unsaturated condition. Such approaches lead to unrealistic estimations of the load carrying capacity and the settlement behavior of pile foundations. Some studies were undertaken in recent years to understand the influence of the matric suction towards the bearing capacity of model pile foundations placed in unsaturated fine-grained and coarse-grained soils. The conventional   and methods were modified to interpret the contribution of shaft carrying capacity of single piles in fine-grained soils (e.g., Vanapalli and Taylan 2011, Vanapalli and Taylan 2012). Also, the conventional method has been used to understand the contribution of matric suction towards the shaft resistance in unsaturated sands (Vanapalli et al. 2010). One of the key objectives of the present research study is directed to determine the contribution of matric suction towards the bearing capacity and settlement behavior of model single pile foundations in unsaturated sands. A series of single model pile load tests were performed in a laboratory environment to study the contribution of the matric suction towards the total, shaft, and base bearing capacity of the model piles with three different diameters (i.e., 38.30, 31.75, and 19.25 mm) in two unsaturated sands (i.e., a clean commercial sand and a super fine sand). Hanging column method (i.e., plexi glass water container) was used to control the matric suction values in the compacted sands in the test tank by varying the water table. The results of the testing programs indicate the significant contribution of the matric suction towards the bearing capacity of single model piles (i.e., 2 to 2.5 times of base bearing capacity and 5 times of shaft bearing capacity under unsaturated conditions in comparison with saturated condition). The test results were interpreted successfully by modifying the conventional methods for estimating the pile shaft bearing capacity (i.e., β method) and base bearing capacity (i.e., Terzaghi 1943, Hansen 1970 and Janbu 1976). In addition, semi-empirical methods were proposed for predicting the bearing capacity of single model piles using the effective shear strength parameters (i.e., c' and ϕ') and the soil-water characteristic curve (SWCC). There is a good agreement between the measured and the predicted bearing capacity of single model piles using the semi-empirical models proposed in this study. In addition, numerical investigations were undertaken using the commercial finite element analysis program SIGMA/W (Geostudio 2007) to simulate the load-displacement (i.e., p-δ) behavior of the single model piles for the two sands (i.e., clean commercial sand and super fine sand) under saturated and unsaturated conditions. An elastic-perfectly plastic Mohr-Coulomb model that takes into account the influence of the matric suction was used to simulate the load-displacement (i.e., p-δ) behavior. The numerical approach proposed in this thesis is simple and only requires the information of the effective shear strength parameters (i.e., c' and ϕ'), the elastic modulus (i.e., Esat) under saturated conditions, the soil-water characteristic curve (SWCC), and the distribution of the matric suction with respect to depth. The approaches proposed in this thesis can be extended to determine the in-situ load carrying capacity of single piles and also simulate the load-displacement (i.e., p-δ) behavior. The studies presented in this thesis are promising and encouraging to study their validity in-situ conditions. Such studies will be valuable to implement the mechanics of unsaturated soils into geotechnical engineering practice.

Ces travaux de doctorat se concentrent sur le développement d’une technologie originale et innovante de pile à combustible alimentée directement à l’anode par une solution alcaline contenant de l’hydrazine borane (HB), celui-ci intervenant comme combustible (technologie notée DHBFC pour direct hydrazine borane fuel cell). Thermodynamiquement, il est possible d’atteindre une tension de pile avoisinant 1.6 V avec une DHBFC alors que la technologie la plus commercialisée et mature, à membrane échangeuse de protons (PEMFC), ne peut offrir au mieux que 1.23 V (en pratique cette valeur est même inférieure à 1 V). En outre, la DHBFC permet de répondre à plusieurs problèmes rencontrés par la PEMFC (tels que le coût des électrodes contenant du platine et leur faible durabilité) et le choix de l’HB comme alternative chimique au stockage de l’hydrogène, sous la forme d’une poudre blanche soluble et stable en milieu alcalin, rendra le stockage plus simple, sûr et commode que celui de l’hydrogène gazeux sous pression.Ensuite, ces travaux démontrent que la réaction d’électrooxydation de l’HB (HBOR) en milieu alcalin est possible et efficace sur des métaux nobles tels que le palladium (moins cher que le platine) et sur des matériaux non nobles à base de nickel. Pour tous ces matériaux, la HBOR démarre à des potentiels inférieurs à 0 V vs. RHE, ce qui permet d’espérer des valeurs élevées de tension de pile pour les DHBFC. Aussi, cette solution permet-elle de diminuer le cout général de la technologie (en termes de matériaux d’électrode et de stockage de l’hydrogène) pour rivaliser économiquement avec les PEMFC ; il est important de rappeler que de tels électrocatalyseurs métalliques non nobles (à base de nickel) ne seraient pas stables dans des technologies acides telles que la PEMFC.Dans ce cadre, ces travaux apportent des résultats surprenants sur l’instabilité des électroctalyseurs de platine (et de palladium) largement utilisés dans les PEMFC. En effet, les particules de platine (et de palladium) supportées sur carbone sont très significativement dégradées (dans une moindre mesure pour le palladium) après une centaine de cycles dans une fenêtre de potentiel classique dans une solution légèrement alcaline. Il semble donc que les électrocatalyseurs à base de nickel soient des matériaux plus appropriés pour une utilisation industrielle comme anode dans des DHBFC au vu de leur activité électrocatalytique et de leur grande stabilité.Enfin, ces travaux soulignent l’importance du choix du combustible sur les performances de tels systèmes alcalins. Parmi les composés de la famille des boranes testés, l’HB présente les performances les plus intéressantes, en comparaison avec l’ammonia borane (AB) ou le dimethylamine borane (DMAB). L’étude du mécanisme de la réaction d’électrooxydation du fragment borane (BH3OR) est menée sur des électrocatalyseurs de palladium (car bien que ceux-ci subissent une dégradation non négligeable en milieu alcalin, ils restent néanmoins des matériaux nobles et modèles permettant de mieux comprendre le mécanisme de la BH3OR). Cette étude permet d’observer l’impact négatif de la présence des fragments d’ammoniac et de dimethyl amine contenus dans l’AB et le DMAB sur la BH3OR. En revanche, le fragment « hydrazine » de l’HB n’empoisonne pas le palladium et peut quant à lui être complétement valorisé en produisant 4 électrons échangés qui s’ajoutent aux 6 électrons échangés issus de la BH3OR, rendant alors la technologie alcaline DHBFC encore plus attrayante du point de vue de la densité énergétique.Ainsi, ces travaux soulignent l’intérêt de l’hydrazine borane pour les piles à combustible directes et alcalines, en particulier pour les applications nomades pour lesquelles le stockage d’hydrogène gazeux sous pression est délicat. Enfin, l’anode des DHBFC pourrait être composée d’électrocatalyseurs métalliques à base de nickel, garantissant une durabilité satisfaisante et diminuant le coût général de la technologie. / The present PhD work focusses on the development of an original and innovative technology of direct liquid alkaline fuel cell (DLAFC) using hydrazine borane as a fuel for the anode. Thermodynamically, a direct hydrazine borane fuel cell (DHBFC) system can have an operating voltage value around 1.6 V when the most commercialized and mature proton membrane exchange fuel cell (PEMFC) technology can only reach 1.23 V (and in practice this value is even lower than 1 V). In principle, a direct alkaline fuel cell technology such as the DHBFC addresses most of the issues encountered in acidic PEMFC systems (such as the cost of the platinum-containing electrodes and their poor durability) and hydrazine borane is a relevant alternative to store chemically the hydrogen in the form of a white powder that is stable in alkaline solutions; this chemical hydrogen storage is easier, safer and more user-friendly than compressed H2 gas.This PhD work demonstrates that the HB electrooxidation reaction (HBOR) in alkaline medium is possible and efficient on noble metals such as palladium (cheaper than platinum) and more importantly on noble-free nickel-based materials. For those materials, the HBOR onset potential is measured below 0 vs. RHE, which enables to expect promising operating voltage if they are used as anode electrocatalysts in DHBFC systems. This solution allows to diminish the technology’s cost (both in terms of fuel storage and electrocatalyst materials) and could enable to rival industrially PEMFC systems, if the anode durability is demonstrated.On this prospect, whereas non-noble metals (such as nickel) can generally not be used as anode electrocatalysts in acidic PEMFC systems because of their instability, this work demonstrates that they are stable in alkaline environment. Surprisingly, “state-of-the-art” platinum (and palladium) electrocatalysts, generally used in PEMFC, are unstable in alkaline medium: indeed, platinum (and palladium) carbon-supported nanoparticles are highly degraded (and in lesser extent for palladium) in alkaline solution, after 150 potential cycles in a usual potential window; so, these “state-of-the-art” noble electrocatalysts are not suitable for real DHBFC system applications. Therefore, the nickel-based electrocatalysts (both active and stable) are found to be the most suitable electrocatalyst materials for the DHBFC anode.Finally, it is also demonstrated that the nature of the borane fuel is critical for a utilization in DALFC system; hydrazine borane is found to be the most promising fuel against ammonia borane (AB) or dimethyl amine borane (DMAB). The borane electrooxidation reaction (BH3OR), carried out on palladium electrocatalysts (despite its relative instability for real systems, palladium is a suitable noble and model electrocatalyst to get a better understanding of BH3OR mechanism), using these various fuels sheds light on the detrimental (poisoning) role of the counter-borane fragments of AB and DMAB (ammonia and dimethyl amine, respectively); on the contrary, the counter-borane fragment of HB (hydrazine) is found to have no detrimental effect on the BH3OR. Interestingly, the hydrazine moiety is completely electrooxidized on palladium, leading to 4 exchanged electrons in addition to the 6 exchanged electrons generated by the BH3OR.To conclude, this PhD work underlines the interest of hydrazine borane for the DHBFC systems, in particular for nomad applications, where the hydrogen storage can be a problem. HB is a relevant fuel to store chemically the hydrogen and to be valorized on noble-free materials, diminishing the overall system cost while ensuring a sufficient durability for the DHBFC anode.

La collision d'un camion sur un pont est un événement courant et peut engendrer des efforts considérables dans la structure. Selon la norme canadienne CSA-S6-14, la pile d'un pont doit être conçue pour résister à une charge statique de 1400 kN à 1,2 m au-dessus du niveau du sol. Peu d'études récentes abordent ce sujet et aucune des études trouvées dans la littérature ne présente des résultats expérimentaux. Le but de ce mémoire est d'approfondir davantage nos connaissances sur le phénomène des collisions d'un véhicule avec un pont et de recueillir des résultats tant expérimentaux que numériques. La méthode expérimentale comprend les essais en laboratoire de deux piles en béton armé à échelles réduites 1:6 ainsi que la modélisation de ces essais à l'aide d'un modèle par éléments finis avec le logiciel LS-DYNA. Le premier essai consiste à imposer un chargement cyclique quasi-statique au niveau du chevêtre de la pile. Ceci permet de caractériser la pile et de calibrer un modèle numérique statique. Par la suite, un deuxième modèle numérique incluant la super-structure est utilisé pour simuler la collision d'un camion semi-remorque sur la pile étudiée. Les résultats du déplacement du chevêtre en fonction du temps du modèle numérique sont par la suite utilisés comme cas de chargement du deuxième essai. Finalement, un troisième modèle numérique est calibré à l'aide des résultats expérimentaux du deuxième essai. Les résultats démontrent que le montage expérimental ainsi que le modèle numérique reproduisent avec succès une charge d'impact. De plus, la nature dynamique de l'essai atteint des taux de déformations dans l'armature au-dessus de la limite quasi-statique. L'essai dynamique présente donc une charge pseudo-statique supérieure à la charge quasi-statique équivalente. Finalement, la force pseudo-statique maximale à l'échelle 1:1 atteint plus de 1832 kN alors que la force prescrite par la norme CSA-S6-14 est de 1400 kN.