Depuis des années, les polymères renforcés de fibres (PRF) sont de plus en plus utilisés, notamment dans le domaine du génie civil. Ces matériaux composites sont rigides, tenaces, légers et ils sont inertes face à la corrosion électrochimique, ce qui en fait d’excellents candidats pour de nombreuses applications, par exemple comme barres d’armature dans le béton ou en réhabilitation externe des structures. Récemment, la communauté scientifique s’est tournée vers l’utilisation des nanocomposites polymère (PNC), matériaux biphasés constitués d’une matrice polymère mélangée à des nanoparticules. La très grande surface spécifique de ces dernières augmente significativement les propriétés mécaniques, thermiques ou barrières des polymères. Ces PNC sont de bons candidats pour la réhabilitation et le renforcement des structures en béton. Cependant, les matériaux à matrice polymère soulèvent diverses questions, comme leur dégradation face à l’environnement d’application, humide et parfois alcalin, ou leur mauvaise interface fibre/matrice causée par les natures différentes des fibres hydrophiles et des matrices polymères hydrophobes. Pour répondre à ces problématiques, cette étude porte sur le nanorenforcement des PRF à matrice polymère thermodurcissable utilisés en génie civil. Des nanoparticules, dispersées dans les matrices polymères sous forme de feuillets, induisent un phénomène de tortuosité limitant la diffusion au sein du matériau, augmentant ainsi la durabilité. Ces feuillets peuvent être des argiles, comme les silicates, ou des graphites exfoliés, comme le graphène. Pour améliorer l’interface fibre/résine des PRF, des traitements de surface sur des fibres minérales et naturelles sont effectués pour améliorer leur affinité avec des matrices thermodurcissables. Les objectifs principaux du nanorenforcement sont de : (1) augmenter les propriétés barrières des vinylesters pour augmenter leur durabilité et (2) améliorer l’interface dans les PRF à matrice thermodurcissable. Les résultats montrent que l’intercalation de nanoargiles dans les vinylesters augmente sensiblement la durabilité du polymère, en limitant la diffusion d’humidité au sein du matériau, tout en stoppant l’hydrolyse de la matrice. L’addition de faibles fractions (0.5 % en poids) de graphène oxydé augmente ainsi de plus de 15% les propriétés en flexion du polymère, tout en diminuant l’absorption à saturation (- 8%). À l’interface fibre/matrice, le nanorenforcement réalisé avec de la fumée de silice ou des nanocristaux d’amidon augmente non seulement les propriétés en traction des fibres de basalte et de bambou (jusqu’à 20%), mais aussi leurs interfaces avec les matrices thermodurcissables (vinylester et bio-époxy), avec une augmentation de plus de 25% des propriétés mécaniques des PRF réalisés avec ces fibres modifiées.

Extraction of mangrove bark with 4.0% aqueous sodium sulfite and 0.4% aqueous sodium carbonate at 100° and 2 hours gives 24-26% yields compared with extraction by water at 70° for 2 hours which gives 21%. The hot water extracts are more acidic (pH 3.6) than is the sulfite extract (pH 5.6); both are reasonably reactive toward formaldehyde (Stiasny number 70.6 using water and 85.4 using aqueous sulfite-carbonate). The ¹³C NMR spectra of <I>R. mucronata </I>shows this tannin to have phloroglucinolic A-rings with hydroxy groups at C-5 and C-7 and pyrogallolic B-rings with hydroxy groups at C-3', C-4', and C-5'. The interflavanoid linkages are C-4→C-8 and C-4→C-6. The ¹³C NMR spectra also indicate the presence of a considerable amount of carbohydrate which is shown to be mainly rhamnose, glucose, arabinose, and uronic acids. Sulfitation of <I>R. mucronata </I>bark reduces the total carbohydrate and the rhamnose extracted but increases the amount of arabinose and uronic acids. The bark storage period has significant effects on the pH and the reactivity of the aqueous tannin solution. Barks stored for <4 weeks produce higher extraction yields than those stored for > 6 weeks and contain significantly larger amount of reactive tannin and have shorter gel times. The reactivity of bark extracts towards formaldehyde can be controlled either by limiting the duration of bark storage to 4 weeks or by maintaining the aqueous tannin solution at pH <10.0. The aqueous tannin solution from <I>R. mucronata </I>exhibited properties such as viscosity, solubility and tackiness which were superior to those from the <I>R. apiculata </I>extract while the mixed <I>R. mucronata-R. apiculata </I>aqueous tannin solution had properties in between these. These barks could be used singly or together as a source of tannin without the bond strength of the resulting glued joints being significantly affected. The "honeymoon" bonding technique improved the bond strengths of joints made using sulfited tannin but is suitable only for tannin solutions containing > 4% aqueous sodium hydroxide. The viscosity of sulfited tannin adhesives is influenced by (a) the amount of aqueous sodium hydroxide added to the aqueous tannin solution, and (b) the lapse time, i.e. the period between the addition of sodium hydroxide to the aqueous tannin solution and the addition of phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) resin, hardener, and paraformaldehyde. The present study shows that with the addition of 5% w/w sodium hydroxide and at a curing temperature of 40° the sulfited tannin extracts from the bark of mangrove trees can replace about 50% w/w of the PRF resin in cold-setting wood adhesives with the production of bond strengths comparable to those produced by 100% PRF resin.

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) guidés par IRM et combinés à la thermométrie basée sur la fréquence de résonance du proton (PRF) sont une technique prometteuse pour l’ablation non invasive de tumeurs, le dépôt local de médicaments et l’activation des transgènes. Ce travail présente de nouveaux développements dans le domaine de la thermométrie PRF en présence de mouvement physiologique périodique associé aux variations du champ magnétique. De nouvelles stratégies de correction sont proposées et exploitent la méthode multi-baseline établie en incluant un modèle de variation de phase. Elles sont illustrées avec des exemples de thermométrie dans le sein et dans le cœur humain. De plus, d’autres facteurs influençant la thermométrie PRF, notamment la présence de graisse dans le sein et le flux sanguin dans le cœur, sont étudiés. Dans la seconde partie de ce travail a été abordée la problématique du contrôle précis de la température. Une première approche propose un algorithme de contrôle proportionel, intégral et dérivatif (PID) amélioré utilisant des paramétres de contrôle adaptatifs. En étendant ce concept à un contrôle 3D de la température, une implémentation de chauffage volumétrique est proposée. Par ailleurs, une nouvelle méthode de repositionnement dynamique de la coupe d’imagerie permet de fournir des informations volumétriques sur l’anatomie et la température en temps réel. La combinaison avec la compensation 2D de mouvement et l’adaptation du faisceau ultrasonore permet la réalisation d’un chauffage volumétrique suivant une courbe de température ou de dose thermique prédéfinie qui fonctionne même en présence de mouvements. / MR-guided high-intensity focused ultrasound (HIFU) using proton resonance frequency (PRF) based thermometry is a promising technique for non-invasive ablations in tumor therapy as well as for targeted drug delivery and the activation of transgenes. This work presents further developments in the field of PRF thermometry in the presence of periodical physiological motion and the associated magnetic field variations. Using the examples of thermometry in the human breast and the human heart, new correction strategies are presented which extend the established multi-baseline phase correction to include a model of the phase variation and external sensor readings from a pencil-beam navigator. In addition further factors, namely the presence of fat in the breast and blood flow in the heart influencing the performance of MR thermometry in these organs are examined.In the second part of this work, the issue of precise temperature control has been approached in two ways. First, an improved proportional, integral and derivative (PID) controller using adaptive control parameters is developed. By expanding the concept of temperature control to 3D, an implementation of volumetric heating is presented. A novel slice sweep technique provides volumetric anatomic and temperature information in near-real time. The combination with 2D motion compensation and adaptation of the ultrasound beam position allows to achieve volumetric heating according to a pre-defined target temperature or thermal dose value even in the presence of motion.

An extensive experimental/research program has taken place at the University of Sherbrooke FRP Durability Facility. The program, consisting of four phases, studies the creep performance of FRP bars as well as the overall long-term behaviour of FRP reinforced concrete beams. Phase 1 deals with the creep performance of two types of GFRP bars subjected to different levels of sustained axial load; causing creep rupture at higher levels. In Phase 2, six different types of GFRP bars are tested under two levels of allowable service load, according to the currently available North American standards. The test duration, for the two phases, exceeded 10000 hours (417 days) wherein regular monitoring' of creep strain evolution took place and. the creep coefficient of GFRP bars was calculated. Residual tensile tests and microstructural analysis followed the long-term testing period. It was found that 45 % of the GFRP bars' tensile strength, fu,ave , is a safe limit for GFRP exhibiting sustained load, in standard laboratory conditions. Microstructural analysis shows that the increase in creep strain, after the 10000 hour period, is negligible for GFRP bars under allowable service load. Phase 3 consists of twenty reinforced concrete beams (ten pairs) comprising GFRP, CFRP, and steel reinforcing bars. The dimensions of which are 100 mm x 150 mm x 1800 mm, installed under third-point sustained load, for a period exceeding one year. Exhibiting a maximum applied moment of 25 % of their nominal moment capacity, Mn , all beams were regularly monitored in terms of (i) time-dependent deflection, (ii) strain increase in concrete and reinforcement and (iii) crack widths. Theoretical predictions for immediate deflection were calculated, using three methods (ACI 440.1R-06, CAN/CSA S806-02 and the ISIS Canda Design Manual (2007)), and compared to the obtained experimental results. Results showed that the calculations, regarding immediate deflection, under estimate by 67 %; underestimate by 10 %; overestimate by 11 %, for the aforementioned methods, respectively. The long-term to immediate deflection ratio, .l, was calculated for all beams and compared to ACI 440.1R-06 and CAN/CSA S806-02 predictions. Results showed that the North American standards are conservative as regards long-term deflection prediction. Immediate crack width results were compared to the prediction equations adopted by ACI 440.1R-06 and CAN/CSA S6-06, on the one hand, and by the ISIS Canada Design Manual (2007) on the other hand. Satisfactory results were found when the k b bond-coefficient factor is taken as 1.2 and 1.0, respectively. From the obtained data, the time-dependent kt multiplier, accounting for crack width increase after one year, was deduced as 1.7 and 1.5 for both models, respectively. Phase 4 deals with four full-scale GFRP reinforced concrete beams, of dimensions (215 mm x 400 mm x 4282 mm), subjected to uniform distributed load for a period of six months. Sizeable concrete blocks (of dimensions 610 mm x 762 mm x 1219 mm and weight = 13334 kN) were arranged on top of the beams to simulate sustained uniform distributed load. The main study parameters, of this phase, are (i) bottom reinforcement ratio and (ii) type of upper/compression reinforcement (GFRP and/or steel). The applied moment ranges from 15 to 21 % of the nominal moment capacity for the beams. Numerical modelling took place using a computer program (Fortran-2003) based on the age-adjusted effective modulus method, to predict the long-term deflection of the beams. The creep and shrinkage coefficients were calculated based on the ACI Committee 209 recommendations (1992) and CEB-FIP Model Code (1990). The theoretical curves were in very good agreement with the measured values. Furthermore, the empirical models available in ACI 440.1R-06 and CAN/CSA S806-02 were used for long-term deflection prediction. These predictions showed that both models can serve as upper bound and lower bound limits for the measured long-term deflection curves, respectively. As regards crack width prediction, the equations adopted by ACI 440.1R-06 (same as that of CAN/CSA S6-06) and by the ISIS Canada Design Manual (2007) yield satisfactory results when the kb bond-coefficient factor is 1.2 and 1.0 respectively (similar to phase 3). For both equations the time-dependent kt multiplier is deduced as 1.4, after six months.--Résumé abrégé par UMI.

On assiste à une reprise d’intérêt pour l’utilisation du bois comme matériau structural dans la construction de ponts et d’édifices. Le bois lamellé-collé (BLC) est généralement le produit de bois d’ingénierie retenu pour la fabrication des poutres de bois à longue portée. Cependant, de nouvelles approches sont nécessaires afin d’augmenter la longueur des portées actuellement réalisables avec ce matériau compte tenu des limites imposées par les propriétés mécaniques du bois et par les caractéristiques géométriques des sections de BLC. Une approche abordée dans ce mémoire est le développement de sections composites combinant le BLC avec d’autres matériaux. Ce mémoire rapporte la conception et les essais sur des configurations innovatrices de poutres en bois lamellé-collé assemblées avec une ou des planches en béton fibré à ultra-haute performance (BFUP) et des bars d’armature en acier ou en polymère renforcé de fibres (PRF). Le document fournit des détails sur les concepts généraux étudiés, décrit certains des problèmes rencontrés lors de la fabrication des poutres composites et fait ressortir les résultats des essais de flexion en quatre points qui ont été effectués sur les spécimens.

Les dormants ferroviaires sont des éléments importants de la structure des chemins de fer. Ils constituent le lien de transfert entre les rails et le sol. Conventionnellement, les dormants nord-américains sont faits avec des madriers de bois. Depuis plusieurs années, différents matériaux ont été utilisés dans le but de trouver un choix alternatif. L’acier, le béton renforcé d’armature d’acier ou bien les matériaux composites ont tous été des matériaux qui ont été proposés dans le passé. Avec le temps, tous ces matériaux se détériorent et doivent être remplacés. L’objectif principal de cette étude est de trouver une solution alternative économique et durable composée de béton et de polymères renforcés de fibres de verre, de carbone ou de basalte (PRFV, PRFC, PRFB). Cette étude comprend deux volets principaux. Le premier volet porte sur les essais expérimentaux de 19 spécimens pour un total de 32 essais. La longueur totale des spécimens testés est de 2590 mm et ceux-ci ont une section transversale ayant une forme trapézoïdale avec une hauteur varient longitudinalement entre 190.5 mm et 241 mm. Ces spécimens sont testés en flexion quatre points aux extrémités, là où l’assise du rail se situe, ainsi qu’au centre. Dans les deux cas, les essais sont faits sous un chargement représentant en un premier temps l’application d’un moment positif et en un deuxième temps d’un moment négatif. Le second volet porte sur la l’analyse des résultats obtenus lors des essais. Dans cette section, le réseau de fissuration, la flèche, la déformation des barres ainsi que la déformation du béton sont analysés plus en détail. Ensuite une comparaison entre les résultats expérimentaux et les prédictions théoriques est effectuée. Cette comparaison traite de la validation des résistances obtenues en fonction des différentes normes nord-américaines ainsi que selon les exigences minimales des lignes directrices établie par l’American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (AREMA). Les résultats de cette étude profiteront aux compagnies propriétaires de réseau ferroviaire ainsi qu’aux fabricants d’éléments structuraux préfabriqués en béton armé. De plus, cette étude permettra le développement de réseaux ferroviaires plus durables pouvant accueillir des trains se déplaçant à de plus grandes vitesses et pouvant supporter de plus grandes charges lors du transport.

Idag används vanligtvis lösenord som autentiseringsmetod i moderna applikationer. Men allt fler företag och applikationer övergår från denna metod och i stället använda krypterade nycklar och certifikat för att öka säkerheten. Dessutom har telefoner och datorer utvecklats som har hårdvarusäkerhetsmoduler för att lagra och skydda sådan information. Projektet utgick på att bekanta sig med olika kryptografiska standarder i en modern webbläsare, med fokus på WebAuthn. Därefter utvecklades och designades en Proof Of Concept-applikation i Amazon webservice som använde sig av WebAuthn för autentisering. Tilläggsfunktioner som möjliggör återanvändning av den privata nyckeln som genereras av WebAuthn implementerades och testades. Dessa tillägg inkluderar pseudo-random function (PRF) och large blob. Resultatet blev en fungerande webbapplikation i Amazon webservice som använder sig av WebAuthn-standarden där en användare har möjlighet att registrera samt autentisera sig med hjälp av biometriska metoder i stället för lösenord. Implementationen av tillägg för återanvändning av privata nycklar visade sig vare en utmaning. Tekniska svårigheter med webbläsare, protokoll och autentiseringsenheter, samt det faktum att WebAuthn-standarden är relativt ny, påverkade implementationen av tilläggen. Det kan vara värt att notera att med tiden kommer fler webbläsare och autentiseringsenheter troligtvis stödja dessa funktioner, vilket kan möjliggöra återanvändning av privata nycklar. Avslutningsvis visade projektet att det är möjligt att skapa en webbapplikation i Amazon webservice som använder sig av WebAuthN-standarden och möjliggör autentisering med biometriska metoder. Trots de tekniska utmaningarna med pseudo-random function (PRF) och large blob, är det en lovande riktning för framtida implementeringar när standarden mognar och stöd för tilläggsfunktionerna förbättras. / Today, passwords are commonly used as an authentication method in modern applications. However, more and more companies and applications are moving away from this method and instead using encrypted keys and certificates to increase security. Additionally, phones and computers have been developed that have hardware security modules to store and protect such information. The project was based on getting to know different cryptographic standards in a modern browser, with a focus on WebAuthn. Next, a Proof-of-Concept application was developed and designed in AWS that used WebAuthn for authentication. Additional features that allow reuse of the private key generated by WebAuthn were implemented and tested. These extensions include pseudo-random function (PRF) and large blob. The result was a functioning web application in AWS that uses the WebAuthn standard where a user can register and authenticate themselves using biometric methods instead of passwords. The implementation of private key reuse extensions proved to be a challenge. Technical difficulties with browsers, protocols, and authenticators, as well as the fact that the WebAuthnstandard is relatively new, affected the implementation of the extensions. It may be worth noting that over time, more browsers, and authentication devices will likely support these features, which may allow private key reuse. In conclusion, the project showed that it is possible to create a web application in AWS that uses the WebAuthn-standard and enables authentication with biometric methods. Despite the technical challenges with pseudo-random function (PRF) and large blob, it is a promising direction for future implementations as the standard matures and support for the extension functions improves.

Abstract: Recently, fiber-reinforced polymer (FRP) composite materials have been used in the field of civil engineering constructions especially in corrosive environments. They can be used as internal reinforcement for beams, slabs, and pavements, or as external reinforcement for rehabilitation and strengthening different structures. One of their innovative applications is the concrete-filled FRP tubes (CFFTs) which are becoming an alternative for different structural members such as piles, columns, bridge girders, and bridge piers due to their high performance and durability. In such integrated systems, the FRP tubes act as stay-in-place forms, protective jackets for the embedded concrete and steel, and as external reinforcement in the primary and secondary direction of the structural member. Extensive research was developed on CFFTs as columns, but comparatively limited research was carried out on CFFTs as beams especially those with rectangular sections. The circular sections exhibit magnificent confinement efficiency in case of columns. However, the rectangular sections have higher moment of inertia and flexural stiffness to resist the applied loads and deformations in case of beams. Moreover, the construction and architectural requirements prefer the rectangular section of beams, rather than the circular beams, due to its stability during installation and its workability during connecting to other structural members like slabs and columns. Also, CFFTs that are completely filled with concrete are not optimal for applications governed by pure bending, because the excess weight of the cracked concrete below the neutral axis may increase the transportation and installation cost. This dissertation presents experimental and theoretical investigations on the flexural behaviour of rectangular CFFT beams with steel rebar. These hybrid FRP-concrete-steel tubular rectangular beams contain outer rectangular filament-wound glass-FRP (GFRP) tubes to increase the sectional moment of inertia, to provide flexural and shear reinforcement, and to protect the inner structural elements (concrete and steel) against corrosion. The outer tubes were fully-or-partially filled with concrete and were reinforced with steel rebar at the tension side only. Inner hollow circular or square filament-wound GFRP tubes, shifted toward the tension zone, were provided inside the CFFT beam to eliminate the excess weight of the cracked concrete at the tension side, to confine actively the concrete at the compression side and to act as reinforcement at the tension side. The surfaces of tubes adjacent to concrete were roughened by sand coating to fulfill the full composite action of such hybrid section. Several test variables were chosen to investigate the effect of the outer and inner tubes thickness, fibers laminates, and shape on the flexural behaviour of such hybrid CFFT beams. To fulfil the objectives of the study, twenty-four full-scale beam specimens, 3200 mm long and 305×406 mm2 cross section, were tested under a four-point bending load. These specimens include eight fully-CFFT beams with wide range of tube thickness of 3.4 mm to 14.2 mm, fourteen partially-CFFT beams with different outer and inner tubes configurations, and two conventional steel-reinforced concrete (RC) beams as control specimens. The results indicate outstanding performance of the rectangular fully and partially-CFFT beams in terms of strength-to-weight ratio and ductility compared to the RC beams. The fully-CFFT beams with small tube thickness failed in tension by axial rupture of fibers at the tension side. While, the fully-CFFT beams with big tube thickness failed in compression by outward buckling of the outer tube compression flange with warning signs. The results indicate also that the flexural strength of the fully-CFFT beams was ascending nonlinearly with increasing the tubes thickness until a certain optimum limit. This limit was evaluated to define under-and-over-reinforced CFFT sections, and consequently to define the tension and compression failure of fully-CFFT beams, respectively. The inner hollow tubes act positively in reinforcing the partially-CFFT beams and confining the concrete core at the compression side. The strength-to-weight ratio of the partially-CFFT beams attained higher values than that of the corresponding fully-CFFT beams. Generally, the partially-CFFT beams failed gradually in compression due to outward buckling of the outer tube compression flange with signs of confining the concrete core at the compression side. The inner circular voids pronounced better performance than the square inner voids, however they have the same cross sectional area and fiber laminates. Theoretical section analysis based on strain compatibility/equilibrium has been developed to predict the moment-curvature response of the fully-CFFT section addressing the confinement and tension stiffening of concrete. The analytical results match well the experimental results in terms of moment, deflection, strains, and neutral axis responses. In addition, analytical investigation was conducted to examine the validity of the North American design codes provisions for predicting the deflection response of fully and partially-CFFT beams. Based on these investigations, a new power and assumptions were proposed to Branson’s equation to predict well the effective moment of inertia of the CFFT section. These assumptions consider the effect of the GFRP tube strength, thickness and configuration, in addition to the steel reinforcement ratio. The proposed equations predict well the deflection in the pre-yielding and post-yielding stages of the hybrid FRP-concrete-steel CFFT rectangular beams. / Résumé: Les matériaux composites en polymère renforcé de fibres (PRF) ont récemment été utilisés dans le domaine des constructions de génie civil, en particulier dans les environnements corrosifs. Elles peuvent être utilisées comme une armature interne pour des poutres, dalles et les trottoirs, ou comme une armature externe pour la réhabilitation et le renforcement de différentes structures. L'une de leurs applications novatrices est les tubes de polymères renforcés de fibres remplis de béton (TPFRB ) qui sont en train de devenir une alternative pour divers éléments structuraux tels que les pieux, les colonnes, les poutres et les piliers de ponts en raison de leur haute performance et durabilité. Dans de tels systèmes intégrés, les tubes PRF agissent comme un coffrage permanent, une chemise protectrice pour le béton et l'acier encastrés, et comme une armature externe dans les directions longitudinale et transversale de l'élément structural. La recherche a été concentrée sur les TPRFB comme des colonnes, mais très peu de recherche a été effectué les TPRFB comme des poutres particulièrement celles à section rectangulaire. La section circulaire présente une efficacité de confinement efficace en cas de colonnes. Toutefois, la section rectangulaire a un moment d'inertie plus élevé et une rigidité flexionnelle plus efficace pour résister les charges appliquées et les déformations dans le cas des poutres. Par ailleurs, les travaux de construction et les exigences architecturales préfèrent la section rectangulaire des poutres, plutôt que les poutres circulaires, en raison de sa stabilité pendant l'installation et sa maniabilité lors de la connexion à d'autres membres structuraux comme les dalles et les colonnes. En outre, les poutres TPRFB qui sont complètement remplis de béton ne sont pas optimales pour les applications contrôlées par la flexion pure, puisque le béton fissuré en dessous de l'axe neutre ne contribue pas à la résistance et augmente le poids propre et les coûts de transport et d'installation. Cette thèse présente des études théoriques et expérimentales sur le comportement en flexion de poutres rectangulaires (TPRFB) en béton armé. Ces poutres rectangulaires tubulaires hybrides en PRF-béton-acier sont composées de tubes rectangulaires externes fabriquées par enroulement filamentaire. Ces tubes fournissent un renforcement de flexion et de cisaillement; et protègent le béton armé contre la corrosion. Les poutres peuvent être soient entièrement ou partiellement remplies de béton. Des tubes intérieurs ( de section circulaires ou carrés) en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV) sont positionnés dans la zone tendue de la poutre afin de réduire le poids et d’éliminer le béton fissuré en traction. Pour augmenter l'action composite de la section hybride, les surfaces des tubes adjacents au béton ont été rendues rugueuses par enrobage de sable. Plusieurs variables ont été choisis pour étudier l'effet de l’épaisseur des tubes extérieurs et intérieurs, les laminés de fibres, et la forme sur le comportement en flexion de ces poutres hybrides (TPRFB). Pour atteindre les objectifs de l’étude, vingt-quatre échantillons de poutre pleine grandeur, ayant une longueur de 3200 mm et une section transversale de 305×406 mm2, ont été testés sous une flexion à quatre points. Ces échantillons comprennent huit poutres de TPRFB entièrement remplis avec une large gamme d'épaisseur du tube externe de 3.4 mm à 14.2 mm, quatorze poutres de TPRFB partiellement remplis avec différentes configurations de tubes extérieurs et intérieurs, et deux poutres en béton armé conventionnel, comme échantillons de référence. Les résultats indiquent une performance exceptionnelle des poutres rectangulaires de TPRFB entièrement et partiellement remplies en termes du rapport de la résistance sur la masse et de la ductilité par rapport aux poutres en béton armé conventionnel. Les poutres de TPRFB entièrement remplies avec un tube de petite épaisseur ont rompu de façon moins ductile en tension par rupture axiale des fibres. Les poutres de TPRFB entièrement remplies et ayant une grande épaisseur ont rompu de façon ductile en compression par flambage local vers l’extérieur des parois en compression du tube externe. Les résultats indiquent également que la résistance à la flexion des poutres de TPRFB entièrement remplies augmente d’une façon non linéaire avec l'augmentation de l'épaisseur des tubes jusqu'à une certaine limite optimale. Cette limite a été évaluée pour définir les sections TPRFB sous-armées et surarmées et, par conséquent, pour définir la rupture en tension et en compression des poutres de TPRFB entièrement remplies, respectivement. Les tubes creux intérieurs agissent positivement dans le renforcement des poutres de TPRFB partiellement remplies et en confinant le noyau de béton du côté en compression. En général, les poutres de TPRFB partiellement remplies ont rompu en compression par flambage local vers l'extérieur des parois en compression du tube externe. Les vides circulaires intérieurs ont montré une meilleure performance que les vides carrés intérieurs, bien qu’ils aient la même superficie de la section transversale et le même taux de PRF. Une analyse théorique basée sur la compatibilité des déformations d’une section en flexion a été développée pour prédire la réponse moment-courbure de la poutre TPRFB en tenant compte des pourcentages de confinement externe et interne. Les résultats analytiques et les résultats expérimentaux s’accordent en termes de moment, flèche, déformations, et positions de l'axe neutre. En outre, une étude analytique a été menée afin d'examiner la validité des codes de conception nord-américains pour prédire la réponse en flexion des poutres TPRFB. En se basant sur les résultats de ces études, de nouvelles équations ont été proposées pour mieux prédire le moment effectif d'inertie de la section et une nouvelle procédure de conception pour prédire les capacités ultimes. Ces équations considèrent l'effet de la résistance des tubes en PRFV externe et interne que le taux d’armature en acier. En outre, ils prédisent bien la flèche dans les phases avant et après la limite élastique des poutres rectangulaires hybrides à haute performance.

Global warming sets a high demand to reduce the CO2 emissions of vehicles. In the European Union heavy-duty road transports account for 6 % of the total greenhouse gases and one of the main factors affecting these emissions is related to the rolling resistance of tyres. The optimal usage of tyres is an important part of solving these challenges, thereby it is important to understand the parameters affecting rolling resistance and the different compromises coupled to them. These compromises could be analysed using computational and experimental methods. To set out the groundwork necessary to minimise the energy consumption of trucks and assess the different parameters affecting tyre behaviour, the following studies have been conducted during this thesis. A framework to model and parametrise truck tyre rubber has been developed for finite element simulations. The presented parallel rheological material model utilises Mooney-Rivlin hyperelasticity, Prony series viscoelasticity, and perfectly plastic networks. A method to reduce tuneable parameters of the model, which significantly simplifies possible parameter studies, is presented. The model has been parametrised using test data from dynamic mechanical analysis of samples from a long haulage heavy truck tyre, and shows a good agreement with the test data. To test the suitability of the modelling technique for tyre simulations, the constitutive model is used in various tyre simulations using the arbitrary Lagrangian-Eulerian method. The material modelling technique is shown to work for static force-deflection as well as dynamic simulations estimating longitudinal force build-up with varying slip levels. Additionally, the modelling technique captures the uneven contact pressure in steady-state rolling, which indicates that the model could also be used in rolling resistance simulations. To study the change of ambient temperature on rolling resistance using experimental methods, a climate wind tunnel is used where the rolling resistance is quantified using a measurement drum. Tests were conducted between -30 °C and +25 °C, and a considerable ambient temperature dependency on rolling resistance was found. Moreover, temperature measurement inside a tyre shoulder is a good indicator for rolling resistance in a broad range of ambient temperatures. Finally, battery-electric long haulage truck driving range calculations are also conducted with varying rolling resistance and air density at different temperatures, showing a significant decrease of driving range with decreasing ambient temperature. / Den globala uppvärmningen ställer höga krav på att minska tunga fordons CO2-utsläpp. Tunga transporter står för 6 % av de totala växthusgaserna i Europeiska unionen och att fokusera på optimal användning av däck är en viktig del för att minska förorenande växthusgaser. Därför är det viktigt att förstå parametrar som påverkar rullmotståndet och olika kompromisser kopplade till dem. Dessa kompromisser skulle kunna analyseras med hjälp av beräkningsmetoder och experimentella metoder. För att lägga grunden för att minimera energiförbrukningen för lastbilar och bedöma olika parametrar som påverkar däckens beteende, har följande studier genomförts i denna avhandling. Ett ramverk för att modellera och parametrisera lastbilsdäcksgummi utvecklades för finita elementmetod-simuleringar. Den presenterade parallella reologiska materialmodellen använder Mooney-Rivlin hyperelasticitet, Prony-series viskoelasticitet och perfekt plastiska nätverk. En metod har utvecklats för att reducera antalet justerbara materialparametrar i modellen, vilket avsevärt förenklar möjliga parameterstudier. Modellen har parametriserats med hjälp av testdata från dynamisk mekanisk analys och visar en god överensstämmelse mellan testdata och simuleringar. Provstavarna skars ut från ett lastbilsdäck för tunga fordon. För att testa modelleringsteknikens lämplighet användes den konstitutiva modellen i olika däcksimuleringar. Materialmodelleringstekniken har visat sig fungera för statisk vertikalstyvhet såväl som dynamiska simuleringar som uppskattar longitudinell kraftgenerering med varierande slipnivåer och olika friktionskoefficienter. Modelleringstekniken fångar ojämnt kontakttryck vid stationär rullning, vilket indikerar att modellen även kan användas i simuleringar av rullmotstånd. För att studera omgivningstemperaturens inverkan på rullmotståndet med experimentella metoder användes en klimatvindtunnel. Tester utfördes mellan -30 °C och +25 °C och rullmotståndet bestämdes med en mättrumma. Ett avsevärt beroende av omgivningstemperaturen på rullmotståndet påvisades. Dessutom indikerade provningen att temperaturmätning inuti däckskuldran är en bra indikator för rullmotstånd i ett brett område av omgivningstemperaturer. Räckviddsberäkningar för en elektrisk fjärrtransportlastbil utfördes med varierande rullmotstånd och luftdensitet vid olika temperaturer, vilket visade en signifikant minskning av körräckvidden med sjunkande omgivningstemperatur. / <p>QC 220525</p>

Pour répondre à l’augmentation de la consommation d’énergie, une solution est envisagée : augmenter la tension électrique dans les lignes. L’augmentation de la tension électrique induit entre autres une augmentation du champ électrique et une augmentation du critère de distance minimale au sol (distance entre les câbles et le sol), impliquant un rehaussement des conducteurs. Le pylône dimensionné pour une certaine tension électrique initiale verra sa taille augmentée pour satisfaire les nouvelles conditions d’exploitation. Une option envisageable, pour conserver les dimensions géométriques, est de modifier les isolateurs en suspension et de les remplacer par de nouveaux isolateurs en polymères renforcés de fibres de verre (PRF) afin d’observer la possibilité d’un rehaussement des conducteurs dans l’optique d’une future augmentation de puissance. Ces PRF représentent de par leur poids léger, leur faible conductivité et leur résistance élevée, un véritable atout. Le projet consiste à utiliser les études concernant le comportement des matériaux composites et à vérifier la pertinence de l’utilisation de ces matériaux pour des isolateurs. Par la suite, seront étudiés les comportements de divers types d’isolateurs, par une approche statique. Les nouvelles charges induites dans le pylône et les fondations seront comparées, et une attention particulière sera apportée aux modifications nécessaires du pylône. L’étude montre que certaines nouvelles configurations d’isolateurs permettent de rehausser le niveau des conducteurs d’une ligne existante, tout en permettant de bien équilibrer les charges longitudinales causées par des chargements dissymétriques et en permettant de limiter l’augmentation des efforts transmis à l’ensemble de la structure et aux fondations.