Quantification de l'amortissement visqueux élastique des piles en béton armé des ponts routiers québécois

Le dimensionnement des ponts et viaducs au Canada se base sur la norme CAN/CSA S6-14. Pour le calcul de ces structures sous des charges extrêmes, des cartes d'aléa sismique sont produites par la Commission géologique du Canada selon un taux d'amortissement de 5 %. La norme propose des taux d'amortissement visqueux élastique de 2 % pour le béton et de 1 % pour l'acier. Un nouveau facteur de correction selon l'amortissement est mentionné dans cette norme pour modifier les spectres de réponse provenant des cartes sismiques. Plusieurs études sur des ouvrages d'art quantifient les taux d'amortissement visqueux élastique entre 1 % et 2 %, confirmant ainsi qu'il est nécessaire d'utiliser un facteur de correction des spectres pour éviter une sous-évaluation des déplacements au niveau du tablier. Le projet de recherche consiste à quantifier le taux d'amortissement visqueux élastique des ponts routiers grâce à des essais in situ sur des ouvrages du Québec. Les essais débutent avec l'acquisition de données à l'aide d'accéléromètres alors que le pont est sous vibrations ambiantes. Une fois les propriétés modales extraites, un essai sous vibrations forcées par balayage des fréquences est effectué, en ciblant les fréquences propres. L'interprétation de la réponse de la structure à ce dernier essai permet de trouver précisément l'amortissement. Une étude paramétrique sur le logiciel OpenSees est aussi effectuée pour évaluer l'impact de la variation du taux d'amortissement utilisé sur les déplacements du tablier lors d'un séisme. Les résultats démontrent que le taux d'amortissement visqueux élastique peut être aussi bas que 1 %, ce qui peut doubler la réponse en déplacements aux joints d'un pont par rapport à une analyse avec 5 % d'amortissement. Le mémoire cherche à clarifier l'utilisation de la norme S6-14, à démontrer l'importance d'utiliser un bon taux d'amortissement et à encourager l'utilisation d'un facteur de correction des spectres adéquat pour calculer la réponse sismique des ponts routiers québécois et canadiens. Des recommandations sont proposées dans ce sens.

Bilan des pratiques professionnelles de nouvelles enseignantes et de nouveaux enseignants du collégial suite à l'autoévaluation de leur enseignement.

La présente recherche, à caractère descriptif, avait comme objectif général de dresser un bilan des pratiques professionnelles de nouvelles enseignantes et de nouveaux enseignants du collégial à partir d'une autoévaluation de leur enseignement. Le contexte particulier dans lequel s'inscrit l'enseignement collégial suscite bien des réflexions quant à l'insertion professionnelle du nouveau personnel enseignant. La diversité des profils des enseignantes et des enseignants qui entrent au collégial avec ou sans formation initiale en pédagogie, la complexité de la tâche et le renouvellement massif du corps professoral accentuent le rôle important des institutions dans le soutien à offrir, et ce, tout au long du développement professionnel et plus particulièrement dans la période d'insertion professionnelle. Les fondements de la recherche s'appuient sur les concepts de développement professionnel, d'insertion professionnelle et d'identité professionnelle et sur la politique de gestion des ressources humaines des collèges. Cette politique s'applique à travers les programmes qui y sont rattachés, notamment le programme d'insertion professionnelle et celui d'évaluation des enseignants. La grille d'analyse a été élaborée à partir du profil de compétences du Conseil supérieur de l'éducation. Le fait que les enseignantes et les enseignants participent à un programme d'évaluation dans une optique de développement professionnel a orienté les choix méthodologiques de la recherche et a permis d'atteindre les objectifs spécifiques. Ceux-ci étaient de recueillir les perceptions qu'ont les enseignantes et les enseignants novices de leurs pratiques professionnelles lors de l'autoévaluation de leur enseignement, d'effectuer un bilan de ces pratiques professionnelles et de cibler les éléments qui semblent les plus difficiles, cela pouvant servir à dégager des pistes d'accompagnement pour le nouveau personnel enseignant. Une approche méthodologique interprétative a été adoptée. Les données provenaient d'un organisme externe, le Centre d'Intervention et de Recherche en Évaluation du Personnel Enseignant, avec le consentement éclairé des individus constituant l'échantillon. Celui-ci compte 30 enseignantes et enseignants du secteur régulier de quatre collèges publics francophones, qui avaient deux ans et moins d'expérience en enseignement collégial. Une analyse combinée des deux types de données - les données issues des réponses fermées des questionnaires d'autoévaluation et celles issues des variables contextuelles et des commentaires - a fait ressortir les forces et les difficultés que le nouveau personnel éprouve dans ses pratiques, auxquelles on puisse apporter une valorisation ou un soutien, selon les besoins. En ce sens, il apparaît d'une part, que les modes d'apprentissage de la profession enseignante sont fort diversifiés. D'autre part, la majorité des nouvelles enseignantes et des nouveaux enseignants qui entrent dans la profession rencontrent des difficultés liées aux dimensions pédagogiques et didactiques du métier. Cela a permis de dégager des pistes qui ont trait, par exemple, à la gestion de classe, à l'évaluation des apprentissages ou encore à l'utilisation de la langue d'enseignement. Ces pistes pourraient éventuellement assurer le soutien de ce nouveau personnel et maintenir chez lui l'enthousiasme et la passion qui le motivent.

L'adoption d'une innovation technopédagogique par une communauté enseignante universitaire

Résumé: L'adoption d'une innovation technopédagogique par une communauté enseignante universitaire La thèse traite de l'adoption d'une innovation technopédagogique par une communauté enseignante universitaire. Cette étude longitudinale, réalisée dans le cadre d'une recherche-action, vise à comprendre la dynamique globale du processus d'adoption d'une innovation. Le cadre de réflexion théorique de l'étude provient de la recherche en management, en systèmes d'information et en éducation. Il tient à la fois compte des motivations et des besoins des individus (dimension individuelle), de la compatibilité des technologies de l'information selon les théories usuelles de l'apprentissage (dimension pédagogique) et du type de soutien à offrir aux utilisatrices-utilisateurs (dimension organisationnelle). Le modèle d'accompagnement émergeant de cette recherche se compose de cycles itératifs au cours desquels un groupe définit et résout un problème, puis réfléchit successivement aux enjeux émergents d'un cycle à l'autre. Le modèle tient explicitement compte des trois éléments clés suivants: l'individu, la pédagogie et l'organisation qui forment une dynamique systémique indissociable et en interaction les unes les autres pendant toute la durée du processus d'adoption de l'innovation. Il met aussi en lumière la nécessité de stimuler une réflexion critique grâce au concours de ressources externes crédibles pour déterminer la compatibilité des technologies à partir d'expériences concrètes. Une telle démarche participative systématique permet d'accroître la cohésion des idées du groupe par le dialogue et les débats d'opinions_ Par ailleurs, la proximité avec notre milieu de recherche sur une période de deux ans offre la possibilité de saisir plusieurs facettes de la dynamique organisationnelle. Lorsque l'on réalise une étude longitudinale qui met en évidence l'incidence d'événements concomitants, on constate la fragilité du processus et la réversibilité de la décision d'adoption. L'intention d'adoption évolue constamment au gré des expériences des individus et du contexte qui évolue lui-même. L'établissement de relations partenariales avec les groupes intéressés représente une activité essentielle pour pallier ou neutraliser les effets indésirables d'événements concomitants.||Abstract: This thesis deals with a university teaching community adopting a technological/pedagogical innovation. This longitudinal study--part of an action-research study--aims at gaining understanding of the overall dynamics involved in adopting an innovation. The study's conceptual framework derives from management, information-systems, and teaching research. It takes into account the motivations and needs of individuals (individual dimension), the compatibility of information technologies according to current learning theories (pedagogical dimension), and the type of support to be offered to users (organizational dimension). The companion model issuing from this research work comprises iterative cycles during which a group defines and solves a problem and then successively reflects on the issues emerging from one cycle to the next. The model takes explicit account of three key elements: the individual, pedagogical approach, and organization form an indissociable system dynamic in which all dimensions interact during the entire process of adopting innovation. It also sheds light on the need to stimulate critical reflection about the combination of credible external resources so that tangible experiences can be used to determine technology compatibility. This kind of systematic participative process yields greater cohesiveness of group ideas through dialogue and discussion. Moreover, the proximity to our research setting over two years provides the opportunity to seize the many facets of organizational dynamics. During the course of a longitudinal study that highlights the incidence of concomitant events, the fragility of the process and reversibility of the adoption decision become apparent. The adoption intention constantly fluctuates through the experiences of individuals and the context, which also changes. Establishing partnership relations with interested groups stands out as an essential activity in attenuating or counteracting the undesirable effects produced by concomitant events.

Les TIC en information et orientation professionnelles un soutien au developpement de compétences transversales

À l'instar de la Réforme de l'éducation qui a lieu actuellement au Québec, deux éléments viennent alimenter le but et la raison d'être de cette recherche: l'abandon des cours de choix de carrière dans la grille-matière et le développement des compétences informatiques. Ces deux éléments relèvent des compétences transversales devant être construites par l'élève. L'objectif de cette recherche était de cerner l'efficacité du recours à des environnements informatiques en tant qu'outils de construction de compétences spécifiques et ainsi proposer aux jeunes une nouvelle méthode pour acquérir leur autonomie vocationnelle. L'échantillon était composé d'élèves de quatrième et cinquième secondaire. Suite aux traitements des données et aux analyses du discours des élèves, nos résultats démontrent comment les participants ont atteint certaines compétences transversales d'ordre méthodologiques et intellectuelles salutaires à leur choix de carrière. L'apport des technologies de l'information et des communications a été démontré et des pistes de recherches subséquentes ont été suggérées.

Pour une intégration citoyenne actualisée dans les classes de français langue seconde

Le gouvernement québécois souhaite intégrer ses immigrants afin d'en faire une tranche active de la population. Cette intégration passe à la fois par l'apprentissage de la langue et par la connaissance et l'appartenance à notre culture. Les classes de français langue seconde, où transitent chaque année un bon nombre d'immigrants, sont un vecteur de choix pour la transmission des valeurs québécoises et des éléments qui fondent la culture du Québec. Or, pour permettre aux enseignants de transmettre des éléments culturels en classe, il faut un consensus, relayé sous forme de programme pédagogique ou de guides d'enseignement. Au milieu des années 1990, le ministère de l'Immigration et des Communautés culturelles du Québec a justement élaboré une vaste collection, Québec Atout, qui vise à la fois l'apprentissage du français et l'apprentissage de diverses composantes culturelles. Quinze ans plus tard, cette collection est délaissée par les intervenants en francisation, faute de mises à jour de son contenu et de son approche pédagogique. La pertinence de ce matériel n'est pas à remettre en cause. Pour actualiser Québec Atout, il faudrait cependant revoir certaines dimensions, dont les valeurs et les codes communicationnels et y intégrer une approche actionnelle. Il faudrait surtout tirer profit des technologies émergentes, qui se doivent d'être intégrées en salle de classe et qui peuvent, lorsqu'elles sont bien utilisées, devenir un puissant véhicule d'intégration.

Optimisation de la démarche de Loto-Québec pour conjuguer le développement durable et ses legs pour la communauté

Dans le cadre de son nouveau programme d'acquisition et de diffusion d'œuvres d'art, Loto-Québec s'est engagée à réaliser un legs culturel durable, ralliant l'art, l'environnement et la communauté en partenariat avec ses collaborateurs locaux et l'Université de Sherbrooke. Cela a donné lieu à une étroite collaboration entre l'étudiant mandaté et les diffuseurs participants en 2014 afin de réaliser quatre portfolios comptabilisant treize projets culturels durables. L'étudiant s'est occupé de la construction du processus d'évaluation des projets dans une perspective de développement durable, des outils d'animation pour la consultation des collaborateurs et de la finition des portfolios. Les diffuseurs de Loto-Québec ont formulé des propositions selon leurs expertises et leurs connaissances du milieu. Cependant, ce processus s'est annoncé demandant pour ces derniers et quelques incompréhensions se sont manifestées sur la portée de l'engagement. Le présent essai tente donc de répondre à cette problématique en se focalisant sur l'optimisation du processus de coproduction de l'engagement de Loto-Québec pour les prochaines années. L'analyse de la démarche de consultation a permis de déterminer les points d'incompréhension des diffuseurs et les points d'amélioration dans le processus. La grille d'analyse multicritères inspirée de l'Agenda 21 de la culture du Québec a été un outil de communication efficace pour engager les diffuseurs à formuler leurs propositions dans une perspective de développement durable. La majorité de leurs propositions vont faire l'objet d'un appel d'artistes. Par conséquent, les meilleures pratiques managériales d'une commission d'une œuvre d'art public au Canada et à l'international ont été étudiées afin de proposer un cadre de suivi et afin de relever les facteurs importants dans la gestion d'une telle démarche. Pour optimiser le processus de l'engagement, Loto-Québec est invitée à choisir un cadre de gestion parmi les quatre modèles suivant : une démarche de consultation pour engager les diffuseurs à rédiger un cadre de référence; une démarche de coproduction pour retenir une proposition conceptuelle inspirée des modalités de la Politique d'intégration des arts du gouvernement du Québec; une acquisition d'une œuvre d'art écoresponsable léguée au diffuseur par le biais du programme Repérage; ou un concours pour valoriser les artistes régionaux sur leur implication dans les enjeux de développement durable sur leur communauté. Selon son choix, la société d'État devrait rédiger un document pour standardiser le cycle de gestion de l'engagement et pour informer ses diffuseurs de la portée de celle-ci. Ainsi, elle pourrait efficacement soutenir des pratiques artistiques novatrices et renforcer la valeur intrinsèque de ses diffuseurs.

Conception d'un examen clinique objectif structuré pour le volet pratique de l'épreuve synthèse du programme Technologie de radio-oncologie.

Cet essai vise la conception d'un examen clinique objectif structuré (ECOS) comme volet pratique à ajouter à l'épreuve synthèse de programme actuellement utilisée par les enseignantes et les enseignants du Département de radio-oncologie du Collège Ahunstic. L'épreuve synthèse de programme actuelle consiste à la production d'un travail de recherche sur une pathologie cancéreuse. Cette nouvelle épreuve s'inscrit dans une logique d'une plus grande cohérence avec l'approche par compétences (APC), les exigences légales, réglementaires et pédagogiques liées à cette approche. Une recension d'écrits pertinents en lien avec l'objectif visé par cet essai nous a permis de constater que l'ECOS est un type d'évaluation pratique et authentique qui permet l'évaluation des performances complexes, ce qui est tout à fait approprié avec l'APC. À travers cette recension, nous avons mis en lumière les caractéristiques de cette forme d'évaluation.

Conception, caractérisation et optimisation de SPAD en technologie Dalsa HV CMOS 0.8 μm pour intégration dans un 3D-SiPM

Résumé : Les photodiodes à avalanche monophotonique (SPAD) sont d'intérêts pour les applications requérant la détection de photons uniques avec une grande résolution temporelle, comme en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. En fait, les matrices de SPAD, souvent appelés photomultiplicateurs sur silicium (SiPM), remplacent graduellement les tubes photomultiplicateurs (PMT) et les photodiodes à avalanche (APD). De plus, il y a une tendance à utiliser les matrices de SPAD en technologie CMOS afin d'obtenir des pixels intelligents optimisés pour la résolution temporelle. La fabrication de SPAD en technologie CMOS commerciale apporte plusieurs avantages par rapport aux procédés optoélectroniques comme le faible coût, la capacité de production, l'intégration d'électronique et la miniaturisation des systèmes. Cependant, le défaut principal du CMOS est le manque de flexibilité de conception au niveau de l'architecture du SPAD, causé par le caractère fixe et standardisé des étapes de fabrication en technologie CMOS. Un autre inconvénient des matrices de SPAD CMOS est la perte de surface photosensible amenée par la présence de circuits CMOS. Ce document présente la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués dans une technologie CMOS commerciale (Teledyne DALSA 0.8µm HV CMOS - TDSI CMOSP8G). Des modifications de procédé sur mesure ont été introduites en collaboration avec l'entreprise CMOS pour optimiser les SPAD tout en gardant la compatibilité CMOS. Les matrices de SPAD produites sont dédiées à être intégrées en 3D avec de l'électronique CMOS économique (TDSI) ou avec de l'électronique CMOS submicronique avancée, produisant ainsi un SiPM 3D numérique. Ce SiPM 3D innovateur vise à remplacer les PMT, les APD et les SiPM commerciaux dans les applications à haute résolution temporelle. L'objectif principal du groupe de recherche est de développer un SiPM 3D avec une résolution temporelle de 10 ps pour usage en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. Ces applications demandent des procédés fiables avec une capacité de production certifiée, ce qui justifie la volonté de produire le SiPM 3D avec des technologies CMOS commerciales. Ce mémoire étudie la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués en technologie TDSI-CMOSP8G.

Élaboration d’un environnement tutoriel d’apprentissage en ligne pour favoriser le jugement clinique en soins infirmiers au collégial.

L’objet d’étude de cette recherche porte sur l’utilisation des technologies de l’information et de la communication (TIC) dans un contexte d’apprentissage. Le développement de ces technologies offre de nouvelles possibilités quant aux façons de réaliser des apprentissages. L’auteure de cette recherche a élaboré un environnement tutoriel d’apprentissage en ligne afin de savoir s’il pouvait favoriser le jugement clinique des étudiantes et des étudiants en soins infirmiers au collégial.

L'apprentissage par projet pour favoriser le développement de compétences en périnatalité chez les étudiantes et les étudiants du programme de soins infirmiers au collégial.

Depuis la réforme de 1993-1994 au collégial, les enseignantes et les enseignants tentent d'inclure l'approche par compétences à la formation et de mettre en place des méthodes actives d'enseignement. Cet essai veut s'inscrire dans cette vision en présentant les résultats d'une expérimentation de l'apprentissage par projet auprès d'étudiantes et d'étudiants d'un programme de soins infirmiers.

Formation en milieu de travail: une expérience pilote en milieu professionnel

La qualité et la productivité sont les facteurs clés du succès d'une entreprise quel que soit le secteur dans lequel elle exerce ses activités. Ces facteurs reposent principalement sur la qualification de la main-d’œuvre qui peut être atteinte et maintenue grâce à des programmes de formation appropriés. La présente étude s'adresse à la problématique relative à l'identification des moyens pédagogiques les mieux adaptés dans un contexte de formation continue. Spécifiquement, nous comparons des méthodes et des stratégies d'enseignement utilisées dans le cadre de cours adressés à des professionnels de la comptabilité. Notre étude vise premièrement à mesurer l'effet de ces méthodes et stratégies sur l'apprentissage et deuxièmement à mesurer la satisfaction des candidats soumis à l'expérience. La méthode ainsi que les stratégies d'enseignement doivent découler d'un diagnostic afin de composer le modèle didactique approprié. Les éléments à considérer sont: l'apprenant, le sujet enseigné et le milieu. Nous avons basé le choix de la méthode et des stratégies d'enseignement sur les principes développés au sein de l'école du traitement de l'information qui elle-même, s'appuie sur les recherches en psychologie cognitive. Cette approche reconnaît la responsabilité de l'apprenant au cours du processus d'apprentissage. Nous avons également tenu compte des caractéristiques de l'apprenant adulte ainsi que des contraintes amenées par le sujet enseigné et le milieu. En général, les résultats obtenus, autant lors de l'évaluation des connaissances acquises que lors de l'évaluation de la satisfaction des participants, ne nous permettent pas de rejeter les hypothèses nulles voulant que l'apprentissage ou la satisfaction soient indépendantes des méthodes ou des stratégies d'enseignement utilisées. Toutefois, l'élaboration, une des stratégies retenues, nous a amené à constater une performance significativement supérieure dans le groupe expérimental.

L’évaluation du personnel enseignant non permanent au Collège de la région de l'Amiante

Alors que le volume de leur clientèle baisse, que les modes de subventions sont requestionnés, que la concurrence entre les collèges s'installe, que les employeurs et la clientèle expriment de plus en plus clairement leurs besoins, qu'une récession continue à menacer l'économie du pays, les collèges doivent assurer une meilleure formation à leurs élèves et ce au moindre coût. Chaque collège se voit donc forcé d'introduire dans sa gestion des ressources humaines les concepts d'efficacité et d'efficience et, en conséquence, d'introduire des pratiques d'évaluation et ce à la demande expresse des contribuables qui prétendent payer trop cher les services rendus par les collèges. Qui plus est, certains vérificateurs externes des collèges commencent à s'interroger sur la façon dont les collèges assument leur responsabilité en ce qui concerne l'enseignement. Compte tenu des sommes impliquées pour le personnel enseignant, ils jugent nos systèmes de contrôle déficients, sentiment largement partagé par l'ensemble de la population. Toutefois, il nous semble important de souligner, dès le départ, que l'évaluation du personnel enseignant est un sujet délicat. Tout le monde théorise sur le sujet, tout le monde en reconnaît la nécessité mais peu de collèges passent à l'action. Pourtant, il s'en fait de l'évaluation dans notre collège. Chaque année, le directeur général dépose au ministre de l'Enseignement supérieur et de la Science un rapport de nos activités; chaque année, nous présentons à la Direction générale de l'enseignement collégial nos états financiers; chaque année, tous les départements déposent à la Direction des services pédagogiques un rapport comprenant d'une part l'évaluation des activités tenues au cours de l'armée et d'autre part, la présentation des prospectives pour l'armée à venir; depuis 1985, le Collège s'est donné et a implanté une politique institutionnelle d'évaluation des apprentissages des étudiants dont le suivi est assuré annuellement par la Commission pédagogique; chaque année se fait, de façon systématique, l'évaluation du rendement des cadres du collège. […]

Conception et perception de l'enseignante et de l'enseignant relativement au pouvoir qu'ils croient détenir dans l'école secondaire

Notre intérêt pour la problématique du pouvoir de l'enseignante et de l'enseignant s'inscrit dans la foulée d'une démarche de croissance personnelle entreprise depuis une quinzaine d'années et alimentée par une remise en question de notre rôle d'enseignant universitaire initiée à peu près à la même époque suite à des déceptions d'ordre professionnel. Déçu en particulier par les élèves à qui nous faisions le reproche de ne pas suffisamment investir de temps dans la poursuite de leurs apprentissages, nous avons décidé de commencer à enseigner pour nous ou, si on veut, à nous centrer sur nos propres apprentissages. Et sans doute à force d'inviter nos élèves à se centrer sur leurs propres apprentissages en diminuant leurs attentes face au rôle que nous pouvions jouer sur ce plan, nous avons pu graduellement expérimenter que le pouvoir d'autorité est un pouvoir factice et que c'est en acceptant d'abandonner le pouvoir, que nous récupérions un pouvoir différent et certes beaucoup plus nourrissant, qui nous permettait finalement et presque paradoxalement, de maintenir une relation plus profonde avec ces mêmes élèves au-delà des moyens par lesquels s'exerçait ce pouvoir pédagogique: évaluation des connaissances, fixation des autres règles de gestion de classe pour ne citer que celles-là. Il est donc devenu pour nous impératif de concilier dans notre quotidien d'enseignant la réalité du pouvoir que nous détenions inévitablement en classe et celle d'une relation moins hiérarchique que nous désirions de plus en plus vivre avec nos élèves. C'est donc pour répondre à un besoin profond que nous avons décidé peu à peu d'entreprendre la présente démarche de réflexion.

L’intervention en milieux scolaires défavorisés

[…] Nous avons voulu, à l'aide de la documentation existante, vérifier s'il existait un lien entre le retard scolaire et la vie en milieux défavorisés. Il devenait alors nécessaire de savoir ce que l'on donne comme étant l'explication des causes de ces inégalités et de prendre connaissance des diverses initiatives prises pour soutenir les élèves issus de milieux défavorisés. Pour mieux circonscrire le phénomène de l'échec scolaire dans ces milieux, il convient de s'intéresser d'abord au fonctionnement du système scolaire. De façon à mieux comprendre notre système d'éducation, son rôle dans la société et son impact sur le retard scolaire en milieux défavorisés, nous analyserons certains concepts et modèles théoriques d'approches en éducation. L'analyse d'une recherche en milieux défavorisés fournira des données objectives quant à l'explication des écarts entre milieux socio-économiques au niveau de la réussite scolaire ainsi que sur l'évaluation des interventions scolaires en milieux défavorisés. Ces éléments de recherche permettront de dégager des pistes d'action porteuses d'espoir de succès en matière d'intervention auprès des élèves en milieux défavorisés. Ces pistes d'action pourraient inspirer un projet politique d'école démocratique. Mais, faisons d'abord un survol rapide des idées dominantes en la matière.

Development of ultra-high-performance concrete (UHPC) using waste glass materials ─ towards innovative eco-friendly concrete

Le béton conventionnel (BC) a de nombreux problèmes tels que la corrosion de l’acier d'armature et les faibles résistances des constructions en béton. Par conséquent, la plupart des structures fabriquées avec du BC exigent une maintenance fréquent. Le béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) peut être conçu pour éliminer certaines des faiblesses caractéristiques du BC. Le BFUP est défini à travers le monde comme un béton ayant des propriétés mécaniques, de ductilité et de durabilité supérieures. Le BFUP classique comprend entre 800 kg/m³ et 1000 kg/m³ de ciment, de 25 à 35% massique (%m) de fumée de silice (FS), de 0 à 40%m de poudre de quartz (PQ) et 110-140%m de sable de quartz (SQ) (les pourcentages massiques sont basés sur la masse totale en ciment des mélanges). Le BFUP contient des fibres d'acier pour améliorer sa ductilité et sa résistance aux efforts de traction. Les quantités importantes de ciment utilisées pour produire un BFUP affectent non seulement les coûts de production et la consommation de ressources naturelles comme le calcaire, l'argile, le charbon et l'énergie électrique, mais affectent également négativement les dommages sur l'environnement en raison de la production substantielle de gaz à effet de serre dont le gas carbonique (CO[indice inférieur 2]). Par ailleurs, la distribution granulométrique du ciment présente des vides microscopiques qui peuvent être remplis avec des matières plus fines telles que la FS. Par contre, une grande quantité de FS est nécessaire pour combler ces vides uniquement avec de la FS (25 à 30%m du ciment) ce qui engendre des coûts élevés puisqu’il s’agit d’une ressource limitée. Aussi, la FS diminue de manière significative l’ouvrabilité des BFUP en raison de sa surface spécifique Blaine élevée. L’utilisation du PQ et du SQ est également coûteuse et consomme des ressources naturelles importantes. D’ailleurs, les PQ et SQ sont considérés comme des obstacles pour l’utilisation des BFUP à grande échelle dans le marché du béton, car ils ne parviennent pas à satisfaire les exigences environnementales. D’ailleurs, un rapport d'Environnement Canada stipule que le quartz provoque des dommages environnementaux immédiats et à long terme en raison de son effet biologique. Le BFUP est généralement vendu sur le marché comme un produit préemballé, ce qui limite les modifications de conception par l'utilisateur. Il est normalement transporté sur de longues distances, contrairement aux composantes des BC. Ceci contribue également à la génération de gaz à effet de serre et conduit à un coût plus élevé du produit final. Par conséquent, il existe le besoin de développer d’autres matériaux disponibles localement ayant des fonctions similaires pour remplacer partiellement ou totalement la fumée de silice, le sable de quartz ou la poudre de quartz, et donc de réduire la teneur en ciment dans BFUP, tout en ayant des propriétés comparables ou meilleures. De grandes quantités de déchets verre ne peuvent pas être recyclées en raison de leur fragilité, de leur couleur, ou des coûts élevés de recyclage. La plupart des déchets de verre vont dans les sites d'enfouissement, ce qui est indésirable puisqu’il s’agit d’un matériau non biodégradable et donc moins respectueux de l'environnement. Au cours des dernières années, des études ont été réalisées afin d’utiliser des déchets de verre comme ajout cimentaire alternatif (ACA) ou comme granulats ultrafins dans le béton, en fonction de la distribution granulométrique et de la composition chimique de ceux-ci. Cette thèse présente un nouveau type de béton écologique à base de déchets de verre à ultra-hautes performances (BEVUP) développé à l'Université de Sherbrooke. Les bétons ont été conçus à l’aide de déchets verre de particules de tailles variées et de l’optimisation granulaire de la des matrices granulaires et cimentaires. Les BEVUP peuvent être conçus avec une quantité réduite de ciment (400 à 800 kg/m³), de FS (50 à 220 kg/m³), de PQ (0 à 400 kg/m³), et de SQ (0-1200 kg/m³), tout en intégrant divers produits de déchets de verre: du sable de verre (SV) (0-1200 kg/m³) ayant un diamètre moyen (d[indice inférieur 50]) de 275 µm, une grande quantité de poudre de verre (PV) (200-700 kg/m³) ayant un d50 de 11 µm, une teneur modérée de poudre de verre fine (PVF) (50-200 kg/m³) avec d[indice inférieur] 50 de 3,8 µm. Le BEVUP contient également des fibres d'acier (pour augmenter la résistance à la traction et améliorer la ductilité), du superplastifiants (10-60 kg/m³) ainsi qu’un rapport eau-liant (E/L) aussi bas que celui de BFUP. Le remplacement du ciment et des particules de FS avec des particules de verre non-absorbantes et lisse améliore la rhéologie des BEVUP. De plus, l’utilisation de la PVF en remplacement de la FS réduit la surface spécifique totale nette d’un mélange de FS et de PVF. Puisque la surface spécifique nette des particules diminue, la quantité d’eau nécessaire pour lubrifier les surfaces des particules est moindre, ce qui permet d’obtenir un affaissement supérieur pour un même E/L. Aussi, l'utilisation de déchets de verre dans le béton abaisse la chaleur cumulative d'hydratation, ce qui contribue à minimiser le retrait de fissuration potentiel. En fonction de la composition des BEVUP et de la température de cure, ce type de béton peut atteindre des résistances à la compression allant de 130 à 230 MPa, des résistances à la flexion supérieures à 20 MPa, des résistances à la traction supérieure à 10 MPa et un module d'élasticité supérieur à 40 GPa. Les performances mécaniques de BEVUP sont améliorées grâce à la réactivité du verre amorphe, à l'optimisation granulométrique et la densification des mélanges. Les produits de déchets de verre dans les BEVUP ont un comportement pouzzolanique et réagissent avec la portlandite générée par l'hydratation du ciment. Cependant, ceci n’est pas le cas avec le sable de quartz ni la poudre de quartz dans le BFUP classique, qui réagissent à la température élevée de 400 °C. L'addition des déchets de verre améliore la densification de l'interface entre les particules. Les particules de déchets de verre ont une grande rigidité, ce qui augmente le module d'élasticité du béton. Le BEVUP a également une très bonne durabilité. Sa porosité capillaire est très faible, et le matériau est extrêmement résistant à la pénétration d’ions chlorure (≈ 8 coulombs). Sa résistance à l'abrasion (indice de pertes volumiques) est inférieure à 1,3. Le BEVUP ne subit pratiquement aucune détérioration aux cycles de gel-dégel, même après 1000 cycles. Après une évaluation des BEVUP en laboratoire, une mise à l'échelle a été réalisée avec un malaxeur de béton industriel et une validation en chantier avec de la construction de deux passerelles. Les propriétés mécaniques supérieures des BEVUP a permis de concevoir les passerelles avec des sections réduites d’environ de 60% par rapport aux sections faites de BC. Le BEVUP offre plusieurs avantages économiques et environnementaux. Il réduit le coût de production et l’empreinte carbone des structures construites de béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) classique, en utilisant des matériaux disponibles localement. Il réduit les émissions de CO[indice inférieur 2] associées à la production de clinkers de ciment (50% de remplacement du ciment) et utilise efficacement les ressources naturelles. De plus, la production de BEVUP permet de réduire les quantités de déchets de verre stockés ou mis en décharge qui causent des problèmes environnementaux et pourrait permettre de sauver des millions de dollars qui pourraient être dépensés dans le traitement de ces déchets. Enfin, il offre une solution alternative aux entreprises de construction dans la production de BFUP à moindre coût.