Numerical simulation of fresh SCC flow in wall and beam elements using flow dynamics models

Abstract : Recently, there is a great interest to study the flow characteristics of suspensions in different environmental and industrial applications, such as snow avalanches, debris flows, hydrotransport systems, and material casting processes. Regarding rheological aspects, the majority of these suspensions, such as fresh concrete, behave mostly as non-Newtonian fluids. Concrete is the most widely used construction material in the world. Due to the limitations that exist in terms of workability and formwork filling abilities of normal concrete, a new class of concrete that is able to flow under its own weight, especially through narrow gaps in the congested areas of the formwork was developed. Accordingly, self-consolidating concrete (SCC) is a novel construction material that is gaining market acceptance in various applications. Higher fluidity characteristics of SCC enable it to be used in a number of special applications, such as densely reinforced sections. However, higher flowability of SCC makes it more sensitive to segregation of coarse particles during flow (i.e., dynamic segregation) and thereafter at rest (i.e., static segregation). Dynamic segregation can increase when SCC flows over a long distance or in the presence of obstacles. Therefore, there is always a need to establish a trade-off between the flowability, passing ability, and stability properties of SCC suspensions. This should be taken into consideration to design the casting process and the mixture proportioning of SCC. This is called “workability design” of SCC. An efficient and non-expensive workability design approach consists of the prediction and optimization of the workability of the concrete mixtures for the selected construction processes, such as transportation, pumping, casting, compaction, and finishing. Indeed, the mixture proportioning of SCC should ensure the construction quality demands, such as demanded levels of flowability, passing ability, filling ability, and stability (dynamic and static). This is necessary to develop some theoretical tools to assess under what conditions the construction quality demands are satisfied. Accordingly, this thesis is dedicated to carry out analytical and numerical simulations to predict flow performance of SCC under different casting processes, such as pumping and tremie applications, or casting using buckets. The L-Box and T-Box set-ups can evaluate flow performance properties of SCC (e.g., flowability, passing ability, filling ability, shear-induced and gravitational dynamic segregation) in casting process of wall and beam elements. The specific objective of the study consists of relating numerical results of flow simulation of SCC in L-Box and T-Box test set-ups, reported in this thesis, to the flow performance properties of SCC during casting. Accordingly, the SCC is modeled as a heterogeneous material. Furthermore, an analytical model is proposed to predict flow performance of SCC in L-Box set-up using the Dam Break Theory. On the other hand, results of the numerical simulation of SCC casting in a reinforced beam are verified by experimental free surface profiles. The results of numerical simulations of SCC casting (modeled as a single homogeneous fluid), are used to determine the critical zones corresponding to the higher risks of segregation and blocking. The effects of rheological parameters, density, particle contents, distribution of reinforcing bars, and particle-bar interactions on flow performance of SCC are evaluated using CFD simulations of SCC flow in L-Box and T-box test set-ups (modeled as a heterogeneous material). Two new approaches are proposed to classify the SCC mixtures based on filling ability and performability properties, as a contribution of flowability, passing ability, and dynamic stability of SCC.

Conception d'une situation d'apprentissage qui permettra le passage de l'oral signé à l'écrit chez des apprenants sourds de niveau présecondaire, selon la syntaxe du français de la majorité

De nos jours, la communication écrite joue un rôle primordial pour tout individu qui désire se faire une place dans la société tant sur le plan personnel que socioprofessionnel. Chez les apprenants sourds, le passage à l’écrit du français de la majorité représente un grand défi et leurs phrases contiennent souvent des erreurs de syntaxe. Par exemple, les apprenants sourds auraient tendance à reproduire à l’écrit la syntaxe de la LSQ croyant que les règles de la grammaire de la phrase sont identiques. Dans cet essai, nous nous interrogeons sur les stratégies à adopter pour amener des adultes sourds gestuels à effectuer un transfert efficace de l’oral signé vers le français écrit. Pour ce faire, une situation d’apprentissage (S.A) destinée aux apprenants sourds de niveau présecondaire a été élaborée. Basée sur l’enseignement stratégique et la grammaire de la phrase de base, cette S.A exploite d’abord les bases du fonctionnement de la langue des signes québécoise (LSQ) pour ensuite introduire les notions de la phrase de base et de ses constituants selon la grammaire rénovée. Cette S.A a ensuite été soumise pour validation et rétroaction à la conseillère pédagogique du Centre d’éducation aux adultes où nous travaillons. Ses commentaires, conjugués aux observations notées lors de la mise à l’essai auprès de trois apprenants, ont permis de prendre conscience des forces de cette S.A et d’apporter des ajustements visant à optimiser l’efficacité des différentes activités d’apprentissage.

La motivation du membre à participer repose désormais sur la capacité structurelle et organisationnelle de sa caisse populaire

Nombreuses sont les recherches qui traitent de la participation des membres en coopérative, tantôt du point de vue historique et sociologique, tantôt du point de vue économique. Parfois, on s'interroge sur l'effervescence de la participation, parfois on questionne l'affaissement de la participation chez les membres coopérateurs. Cette étude en sera donc une de plus, mais elle se veut différente car elle s'attaque aux racines mêmes du problème, soit l'opportunité de participation offerte aux membres par l'entreprise. Comme cette recherche se situe à l'ère de la carte de paiement, ceci nous &M'aime à justifier le choix de cette année précise, 1984, laquelle voit s'opérer l'action des guichets automatiques et les changements d'habitudes des membres à travers cette nouvelle technologie. Nous nous situons aujourd'hui à une époque charnière, celle qui tranche avec les services aux membres, dits de type conventionnel (épargne, crédit, services auxiliaires) et celle qui emprunte au développement informatique et qui transforme les services, les habitudes, la participation des membres. De nouveaux services permettent désormais au membre de la Caisse populaire d'opérer la plupart de ses transactions sept (7) jours par semaine et ce, hors caisse populaire, c'est-à-dire hors entreprise. Alors, que devient l'association dans ce contexte? Si on s'entend pour dire qu'une coopérative réunit deux (2) réalités, c'est-à-dire l'association et l'entreprise, comment peut-on parler de coopérative si l'association ne "s'exprime" plus, ne "s'articule" plus par rapport à l'entreprise? A notre avis, ces deux (2) réalités doivent toujours s'y retrouver, sans quoi on ne peut parler de véritable coopérative, les clients de banque en font autant. C'est dans cette optique donc, que nous abordons la problématique de la participation. Nous croyons en définitive, que si l'entreprise favorise l'intégration du membre et à sa structure et à son organisation, que ces nouveaux lieux pourront être source de participation nouvelle. Avant d'élaborer le profil des chapitres qui composeront cette étude, il nous apparaît important de signaler que lorsque nous parlerons de coopérative d'épargne et de crédit, de conseils, de commission, de dirigeants, membres, association et entreprise, nous ferons exclusivement référence au concept "Caisse populaire Desjardins". Ceci dit, au départ, nous tenterons un rapprochement entre la théorie et la réalité participative, puis nous considérerons la diversité du phénomène participatif et du développement possible dont il peut faire l'objet. Enfin, nous aborderons l'hypothèse avancée. Dans un second chapitre, nous examinerons la méthode utilisée, ce qui nous mènera au chapitre suivant qui lui traitera des résultats détaillés, venant vérifier la question du départ. Enfin, nous considérerons une dernière fois l'hypothèse et cette fois à la lueur de la caisse de demain.

La coopérative d'épargne et de crédit Financiera Avances: un modèle à suivre au Nicaragua

Parler d'une coopérative est parler d'une association autonome d'individus qui se sont mis ensemble afin de satisfaire leurs idéaux et leurs besoins économiques, sociaux ainsi que culturels par biais d'une entreprise dont les propriétaires sont les membres eux-mêmes et où le pouvoir est exercé démocratiquement. Une coopérative est donc une entreprise collective à responsabilité limitée qui cherche non seulement à combler les besoins économiques et sociaux de ses membres mais possède aussi un engagement envers la communauté. Elle est donc une combinaison de deux structures : l'une, associative (basée sur les règles démocratiques) et l'autre, entrepreneuriale (selon les règles de l'association). Par ailleurs, une coopérative est basée sur les valeurs de liberté, responsabilité, égalité et solidarité. Et pour que ces valeurs se concrétisent, il est nécessaire qu'ils respectent les sept principes du coopératisme international selon l'Alliance Coopérative Internationale : Adhésion volontaire et ouverte à tous, pouvoir démocratique exercé par les membres, participation économique des membres, autonomie et indépendance, éducation, formation et information pour les membres, coopération entre les coopératives, engagement envers la communauté. Étant donné la crise économique et sociale du monde, spécialement celle du Nicaragua, la formule coopérative vient apporter une réponse. Pour satisfaire leurs besoins économiques et sociaux, les personnes peuvent se regrouper et créer l'un ou l'autre type de coopératives. Celles-ci peuvent être de la typologie de producteurs, consommateurs ou de travailleurs. C'est le 30 avril 1914 qu'est né le coopératisme nicaraguayen. Mais, c'est en 1926 que se crée la première coopérative au Nicaragua. En 1944, le gouvernement de Somoza les reconnaît comme organisations légalement constituées selon le code du travail. Au cours des années 60, l'AID commence à promouvoir les coopératives d'épargne et de crédit. À la fin de ces années, on comptabilise 90 coopératives de cette typologie. Durant les années 70, les coopératives connaissent une croissance importante au Nicaragua spécialement dans le secteur de l'épargne et du crédit appuyées par William Bâez Sacasa par le biais de Funde (Fundaciôn Nicaraguense de Desarrollo). On développe 67 coopératives. Ce projet est bien accueilli dans toutes les régions du Nicaragua. Cet essor est toutefois de courte durée. Un changement politique et économique de 180 degrés dans le gouvernement national dans les années 80 fait en sorte que le grandiose projet coopératif s'effondre. Elles deviennent donc des refuges idéologiques de l'État-parti et vivent dans une situation d'échec économique et social. Actuellement, plusieurs de ces coopératives demeurent toujours sous la tutelle d'un parrain politique et continuent à vivre dans une situation chaotique parce qu'elles ne sont pas tout à fait autonomes et indépendantes. Cependant, de nouvelles coopératives surgissent au Nicaragua ou des anciennes coopératives renaissent des cendres, libres politiquement; elles font la démonstration à la Nation de la possibilité de leur existence et de leur développement. C'est grâce à leur croyances, leurs valeurs, aux principes coopératifs et à leur esprit entrepreneurial que des personnes crédibles et engagées au niveau local ont pu développer des coopératives avec l'appui de l'AID, le BID, WOCCU, FUNDE, entre autres. Pour mieux comprendre l'état actuel des coopératives au Nicaragua, il est important de connaître l'évolution politique et sociale de ce pays. D'abord, la famille Somoza a gouvernée le pays pendant 45 ans d’une manière dictatoriale. On l'accuse de s'enrichir avec l'argent des nicaraguayens. Cependant, l'économie du pays était alors en meilleur état qu'elle n'est aujourd'hui. Pendant cette période de temps est né le coopératisme. Mais, c'était en 1979 que les Somoza ont été renversés par les guérilleros de ligne marxiste, les sandinistes, qui ont gouverné aussi dictatorialement le pays en centralisant tout le pouvoir. L'État-partit était le seigneur de la vie politique, économique et sociale de tous les nicaraguayens. Même les coopératives ont été soumises au control de l'État sandiniste; c'est aussi durant cette période que de nombreuses coopératives ont été créées, surtout dans le secteur de la production agricole. Toutefois, celles-ci étaient devenues des noyaux d'expression idéologique. Après ce dur passage dans l'histoire de ce pays, les sandinistes ont dû procéder à des élections nationales en 1990, afin de connaître la position des citoyens suite à une douloureuse guerre civile. C'est ainsi que s'inscrit un nouvel épisode dans la vie politique, économique et sociale des nicaraguayens. Au cours des douze dernières années, le Nicaragua a eu trois présidents dans un régime démocratique. Ce sont Violeta Chamorro, Amoldo Alemân et, le tout dernier, Enrique Bolanos. Ces trois présidents ont fait en sorte que l'État ne soit plus celui qui contrôle tout. De grands changements se sont produits pour le mieux-être des nicaraguayens. La coopérative d'épargne et de crédit « Financiera Avances » L'essai rappelle l'histoire d'une coopérative dans une petite localité appelée Santo Tomás, Chontales au Nicaragua qui a su émerger d'une dure crise et qui a démontré sa capacité à devenir une coopérative solide et mûre par la persévérance, la ténacité, la foi et les valeurs de certains de ses membres. L'histoire de cette coopérative semble être un roman où de courageux protagonistes montrent leur valeur à travers de trois épisodes : sa naissance et [son] développement (1974-1982), sa décadence (1982-1993) et sa renaissance( 1993-...) [...]

Modélisation de la régénération de l’épinette noire suite au passage d’un feu en forêt boréale fermée

Face à l’augmentation observée des accidents de régénération en forêt boréale et leur impact sur la productivité et la résilience des peuplements denses d’épinette noire, une meilleure compréhension des mécanismes de résilience et une surveillance des risques d’accident de régénération sont nécessaires. L’objectif principal de cette étude visait donc le développement de modèles prédictifs et spatialement explicites de la régénération de l’épinette noire. Plus particulièrement, deux modèles ont été développés soit (1) un modèle théorique, développé à l’aide de données in situ et de données spatiales et (2) un modèle cartographique, utilisant uniquement des données spatiales accessibles telles que les inventaires forestiers provinciaux et l’indice spectral de sévérité des feux « differenced Normalized Burn Ratio » (dNBR). Les résultats obtenus ont permis de constater que la succession rapprochée (< 55 ans) d’une coupe et d’un feu n’entraîne pas automatiquement une ouverture des peuplements d’épinette noire. Tout d’abord, les peuplements affectés par la coupe de récupération de brûlis (1963), immatures lors du feu de 2005, sont caractérisés par une faible régénération. En contrepartie, la régénération à la suite du feu de 2005, observé dans les peuplements coupés entre 1948 et 1967, est similaire à celle observée dans les peuplements non perturbés dans les 60 années précédant le feu. Le modèle théorique sélectionné à l’aide des critères d’information d’Akaike a, quant à lui, permis d'identifier trois variables déterminantes dans le succès ou l’échec de la régénération de l’épinette noire soit (1) la végétation potentielle, (2) le pourcentage de recouvrement du sol par les sphaignes et (3) la sévérité du feu évaluée à l’aide du dNBR. Des validations bootstrap et croisée ont permis de mettre en évidence qu’un modèle utilisant ces trois variables explique 59 % de la variabilité de la régénération observée dans le territoire d’étude., Quant à lui, le modèle cartographique qui utilise uniquement les variables végétation potentielle et dNBR explique 32 % de la variabilité. Finalement ce modèle a permis la création d’une carte de risque d’accident de régénération. Basée sur la précision du modèle, cette carte offre un potentiel intéressant afin de cibler les secteurs les plus à risque et ainsi appuyer les décisions relatives aux reboisements dans les zones incendiées.

Induction optimale d'hypothermie par ventilation liquidienne totale : validation expérimentale et projection à l'humain

La ventilation liquidienne totale (VLT) consiste à remplir les poumons d'un liquide perfluorocarbone (PFC). Un respirateur liquidien assure la ventilation par un renouvellement cyclique de volume courant de PFC oxygéné et à température contrôlée. Ayant une capacité thermique volumique 1665 fois plus élevée que l'air, le poumon rempli de PFC devient un échangeur de chaleur performant avec la circulation pulmonaire. La température du PFC inspiré permet ainsi de contrôler la température artérielle, et par le fait même, le refroidissement des organes et des tissus. Des résultats récents d'expérimentations animales sur petits animaux ont démontré que le refroidissement ultra-rapide par VLT hypothermisante (VLTh) avait d'importants effets neuroprotecteurs et cardioprotecteurs. Induire rapidement et efficacement une hypothermie chez un patient par VLTh est une technique émergente qui suscite de grands espoirs thérapeutiques. Par contre, aucun dispositif approuvé pour la clinique n'est disponible et aucun résultat de VLTh sur humain n'est encore disponible. Le problème se situe dans le fait de contrôler la température du PFC inspiré de façon optimale pour induire une hypothermie chez l'humain tout en s'assurant que la température cardiaque reste supérieure à 30 °C pour éviter tout risque d'arythmie. Cette thèse présente le développement d'un modèle thermique paramétrique d'un sujet en VLTh complètement lié à la physiologie. Aux fins de validation du modèle sur des ovins pédiatriques et adultes, le prototype de respirateur liquidien Inolivent pour nouveau-né a dû être reconçu et adapté pour ventiler de plus gros animaux. Pour arriver à contrôler de façon optimale la température du PFC inspiré, un algorithme de commande optimale sous-contraintes a été développé. Après la validation du modèle thermique du nouveau-né à l'adulte par expérimentations animales, celui-ci a été projeté à l'humain. Afin de réduire le temps de calcul, un passage du modèle thermique en temps continu vers un modèle discret cycle-par-cycle a été effectué. À l'aide de la commande optimale et du développement numérique d'un profil de ventilation liquidienne chez des patients humains, des simulations d'induction d'hypothermie par VLTh ont pu être réalisées. La validation expérimentale du modèle thermique sur ovins nouveau-nés (5 kg), juvéniles (22 kg) et adultes (61 kg) a montré que celui-ci permettait de prédire les températures artérielles systémiques, du retour veineux et rectales. La projection à l'humain a permis de démontrer qu'il est possible de contrôler la température du PFC de façon optimale en boucle ouverte si le débit cardiaque et le volume mort thermique sont connus. S'ils ne peuvent être mesurés, la commande optimale pour le pire cas peut être calculée rendant l'induction d'hypothermie par VLTh sécuritaire pour tous les patients, mais diminuant quelque peu les vitesses de refroidissement.