L’impact écologique de la construction des infrastructures est l’une des préoccupations qui occupent le plus les recherches dans le domaine. Des recherches récentes ont montré l’importance des pertes engendrées par le rebond en béton projeté et ont remis cette thématique à l’avant de la scène. C’est dans cette dynamique que le Laboratoire de béton projeté du CRIB de l’Université Laval s’est inscrit en menant de plus en plus de projets afin de mieux comprendre et diminuer ces pertes. Le présent projet s’intéresse particulièrement à la compréhension du phénomène du rebond à l’échelle du jet afin de faciliter et promouvoir les développements sur l’effet de l’équipement et des matériaux choisis sur le rebond. Ce projet est composé de deux parties distinctes, l’une se concentrant sur la mise en place d’un modèle du rebond à l’échelle du jet et l’autre développant un programme d’automatisation de l’acquisition de la distribution des vitesses dans le jet. D’abord, afin de faciliter l’obtention des données expérimentales nécessaires à l’étude à l’échelle du jet, un programme informatique a été développé. Ce programme est basé sur une méthode de calcul du flux optique développé par Blanck & Anadam (1996). À partir de deux images successives, la vitesse des particules est déterminée. En améliorant la qualité des images recueillies et en traitant un grand nombre d’image, une estimation de la distribution des vitesses peut être faite. Les résultats les plus encourageants ont été obtenus lors de projections où la qualité des images capturées a été optimisée. Par ailleurs, un modèle du rebond à l’échelle du jet a été développé en se basant sur des travaux antérieurs en béton projeté. Armelin (1998) a développé un modèle du rebond pour une seule particule basée sur un modèle élastoplastique du substrat et à partir de l’énergie cinétique de la particule incidente. Ensuite, Ginouse (2014) a développé des essais permettant de caractériser cette énergie à l’échelle du jet. En combinant les résultats de ces deux études, nous sommes parvenus initialement à créer un nouveau modèle du rebond à l’échelle du jet dont les résultats sont corrélés avec les résultats expérimentaux, mais dans lequel les valeurs de rebond sont fortement surestimées. Cependant, en introduisant un nouveau concept lié aux variations des propriétés rhéologiques du substrat suite à la vibration amenée par les particules incidentes qui le frappent, une meilleure prédiction du rebond a été atteinte. En conclusion, ce projet a rempli sa mission d’explorer et d’ouvrir la voie à l’automatisation de la mesure de la distribution de vitesses dans le jet, ainsi que de poser les bases et développer un modèle du rebond à l’échelle du jet en tenant compte des variations de propriétés rhéologiques dans les différentes zones du substrat. / The environmental impact of civil engineering construction is one of the main concerns found in most research efforts in the field. Recent research has shown the importance of the amount of waste generated by rebound in the shotcrete process and has emphasized this aspect in this field. The project was undertook at Laval University’s Shotcrete Laboratory and is part of an effort to better understand rebound mechanisms that generate this waste. It investigates the rebound at the spray-scale to help understand how equipment and material choises affect this phenomenon. This project is divided in two distinct portions: a rebound model at the spray scale and the implementation of a program to automate the calculation of the particle velocity distributions in the spray. First, in order to help generate the experimental data required to study rebound at the sprayscale, a computer program has been developed. This program is based on an optical flow method developed by Black & Anadam (1996). From two successive images, particle velocities are calculated. Working with a large number of images and enhancing their quality allowed to approximate the velocity distribution in the spray. The most promising results were obtained during analysis when the image quality was best optimized. A rebound model at the spray-scale was then developed by combining the results of previous research projects in shotcrete. Armelin (1998) was the first to develope a particle-scale rebound model based on an elastoplastic representation of the substrate and on the incident kinetic energy of the particle. Ginouze in 2014 then developed different testing methods that allowed a complete characterization of the shotcrete spray. By combining the results of these studies, a new spray-scale rebound model was created and the results were correlated the experimental results. Rebound values however were strongly overestimated. By introducing an innovative new concept representing the variations of rheological properties of the substrate due to the vibration caused by the incident particles, a better estimation of rebound was achieved. In conclusion, the project fulfilled its exploring mission and opened the way to automated velocity distribution measurement in the spray. Moreover, solid bases of a rebound spray-scale model were established by taking into account the rheological properties variations in the different substrate areas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/66694 |
| Date | 25 January 2021 |
| Creators | Laradh, Achraf |
| Contributors | Jolin, Marc, Bissonnette, Benoît |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (x, 96 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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