Simplified design method for energy dissipating devices in retrofitting of seismically isolated bridges

Abstract: Highway bridges have great values in a country because in case of any natural disaster they may serve as lines to save people’s lives. Being vulnerable under significant seismic loads, different methods can be considered to design resistant highway bridges and rehabilitate the existing ones. In this study, base isolation has been considered as one efficient method in this regards which in some cases reduces significantly the seismic load effects on the structure. By reducing the ductility demand on the structure without a notable increase of strength, the structure is designed to remain elastic under seismic loads. The problem associated with the isolated bridges, especially with elastomeric bearings, can be their excessive displacements under service and seismic loads. This can defy the purpose of using elastomeric bearings for small to medium span typical bridges where expansion joints and clearances may result in significant increase of initial and maintenance cost. Thus, supplementing the structure with dampers with some stiffness can serve as a solution which in turn, however, may increase the structure base shear. The main objective of this thesis is to provide a simplified method for the evaluation of optimal parameters for dampers in isolated bridges. Firstly, performing a parametric study, some directions are given for the use of simple isolation devices such as elastomeric bearings to rehabilitate existing bridges with high importance. Parameters like geometry of the bridge, code provisions and the type of soil on which the structure is constructed have been introduced to a typical two span bridge. It is concluded that the stiffness of the substructure, soil type and special provisions in the code can determine the employment of base isolation for retrofitting of bridges. Secondly, based on the elastic response coefficient of isolated bridges, a simplified design method of dampers for seismically isolated regular highway bridges has been presented in this study. By setting objectives for reduction of displacement and base shear variation, the required stiffness and damping of a hysteretic damper can be determined. By modelling a typical two span bridge, numerical analyses have followed to verify the effectiveness of the method. The method has been used to identify equivalent linear parameters and subsequently, nonlinear parameters of hysteretic damper for various designated scenarios of displacement and base shear requirements. Comparison of the results of the nonlinear numerical model without damper and with damper has shown that the method is sufficiently accurate. Finally, an innovative and simple hysteretic steel damper was designed. Five specimens were fabricated from two steel grades and were tested accompanying a real scale elastomeric isolator in the structural laboratory of the Université de Sherbrooke. The test procedure was to characterize the specimens by cyclic displacement controlled tests and subsequently to test them by real-time dynamic substructuring (RTDS) method. The test results were then used to establish a numerical model of the system which went through nonlinear time history analyses under several earthquakes. The outcome of the experimental and numerical showed an acceptable conformity with the simplified method.

Analyse sismique des bâtiments scolaires en béton armé avec remplissage de maçonnerie - Influence de la maçonnerie et prise en compte de l'irrégularité en plan

Au Québec, les écoles sont situées dans une région où l’aléa sismique est considéré modéré à élevé. La majorité de ces écoles ont été construites avant les années 70 et comportent de la maçonnerie non armée (MNA) qui est un matériau à ductilité faible. Au cours des séismes passés notamment celui du Saguenay en 1988, il semble que les structures comportant de la MNA constituent le type de structure le plus dangereux vis-à-vis du séisme. La performance sismique de ces écoles est alors mise en question d’autant plus que la plupart ont été construites avant l’introduction des normes parasismiques. Ce projet de recherche traite de la vulnérabilité sismique des écoles comportant de la MNA et s’inscrit à la suite d’un projet d’élaboration d’une procédure de classification des écoles dans l’Est du Canada. Il découle d’une initiative du Réseau Canadien pour la Recherche Parasismique (RCRP) qui vise des procédures d’analyse de ces bâtiments en vue d’un programme de réhabilitation d’écoles, lancé par le Ministère de l’Éducation, des Loisirs et du Sport (MELS). Une procédure à trois niveaux pour l’évaluation de la vulnérabilité sismique des bâtiments dans l’Est du Canada a été élaborée par différents chercheurs de l’Université de Sherbrooke, de l’École de Technologie Supérieure et de l’Université McGill [Nollet et al., 2012]. Partant des conclusions de cette étude et d’une revue de littérature, les efforts de la recherche développeront un niveau d’évaluation sismique complète des écoles types au Québec comportant de la MNA comme murs de remplissage. Les objectifs seront donc de proposer un modèle adéquat du comportement sismique de la MNA issue de la littérature, étudier l’influence de la non linéarité de la MNA sur la réponse dynamique de ces écoles ainsi que l’influence de l’irrégularité en plan sur la réponse dynamique de ces écoles. La démarche comprend le développement des modèles Opensees [Mazzoni et al., 2004] et la modélisation des écoles génériques sur le logiciel OpenSees (l’un des défi majeur du projet), la validation des modèles à partir de valeurs empirique et expérimentale et enfin les analyses modales et temporelles.

Évolution des systèmes d'élevage dans les steppes du Maghreb : enjeux et perspectives

L’objectif de cet essai est d’analyser les forces, faiblesses, menaces et opportunités des systèmes d’élevage du Maghreb en territoire steppique, afin de proposer des pistes d’évolution vers un système durable. Le pastoralisme en steppe, comme ailleurs, repose sur la disponibilité fourragère des pâturages, qui permet de nourrir les animaux. Or, le Maroc, l’Algérie et la Tunisie rencontrent actuellement des difficultés pour exercer cette pratique : les ressources naturelles des parcours diminuent à la fois en surface et en productivité, tandis que le cheptel augmente pour répondre à la demande alimentaire des populations grandissantes. La pâture ne permet plus de satisfaire les besoins des troupeaux. Les éleveurs sont donc obligés d’apporter des complémentations alimentaires au cheptel, notamment de l’orge en grain. De ce fait, les systèmes d’élevage sont devenus dépendants du marché des compléments. Dans ces conditions, comment assurer une activité d’élevage en steppe sur le long terme ? Les pratiques de restauration et de réhabilitation des parcours dégradés, comme la mise en défens, le pâturage différé ou les plantations pastorales, ainsi que d’autres modes de conduite des animaux peuvent limiter la diminution du couvert végétal. Aussi, les sous-produits agro-industriels tels que les grignons d’olives ou la pulpe de tomates semblent offrir une certaine alternative pour nourrir les animaux. Ils peuvent remplacer les apports en orge et différentes techniques permettent leur conservation. Il est également important de renforcer la synergie entre les acteurs pour amener à une gestion durable du territoire steppique. Diverses actions de lutte contre la pauvreté, la désertification, la contrebande et la course à l’appropriation foncière vont également dans le sens de la préservation de l’environnement et du bien-être des sociétés de ces territoires d’élevage. Il s’agit d’un défi de taille, dont les enjeux sont primordiaux pour les populations du Maghreb. Les systèmes pastoraux s’intensifient et les inégalités foncières issues des jeux de pouvoir sociaux creusent la pauvreté en steppe. La complémentation animale est telle qu’on ne peut d’ailleurs plus vraiment parler de pastoralisme. De nos jours, les produits des terres cultivées du monde servent en grande partie à nourrir les animaux d’élevage au lieu d’utiliser les ressources naturelles disponibles de manière raisonnée. Il y a là une incohérence flagrante dans les chaînes de production de viande et les habitudes de consommation. Il serait donc intéressant pour l’avenir des populations de repenser ces mécanismes afin d’aller vers une solidarité socioécologique, au niveau du Maghreb comme au niveau mondial.

Les réactions à l'abstinence chez les alcooliques cirrhotiques hospitalisés à St-Luc

La consommation d'alcool qu'elle soit abusive ou non prend aujourd'hui, une importance considérable tant par le nombre et la variété des alcools consommés que par les coûts sociaux entraînés. Ainsi, "Entre 1969-1970 et 1977-1978..., non seulement les Canadiens ont-ils consommé plus d'alcool mais ils ont consommé plus de boissons à plus forte teneur d'alcool."(1). Cette importante consommation d'alcool crée divers problèmes sociaux: pertes en temps travaillé, enfants maltraités, violence (physique ou psychique) conjugale... Il est déjà démontré que parmi les cas d'enfants placés en foyer de protection sociale, la majorité avaient un ou deux parents alcooliques. Ces diverses conséquences d'un comportement alcoolique coûtent cher tant en perte directe (heures de travail perdues, bris de matériel, voitures endommagées) qu'en traitements médicaux et/ou psychologiques pour l'alcoolique et son entourage. Ces coûts nous permettent d'affirmer qu'actuellement notre société reconnaît ces comportements comme négatifs et cherche à les éliminer. D'une part, les médias d'information valorisent socialement l'usage de l'alcool et ses effets bénéfiques (publicité de vente), d'autre part, les hôpitaux et les divers services d'aide psycho-sociaux connaissent quotidiennement des problèmes liés aux individus abusant de l'alcool. Cette ambiguïté dans l'usage de l'alcool et dans les valeurs qui lui sont attribués est actuellement le contexte social de l'émergence du comportement alcoolique. Notre propos n'est pas de nous intéresser de façon générale au phénomène de l'usage de l'alcool mais de tenter de cerner les conditions de l'émergence d'un comportement alcoolique. Toutefois cette émergence est liée à l'usage de l'alcool de façon générale. Mon expérience de travail au Service Social de l'hôpital St-Luc de Montréal, m'amène à traiter de ce sujet. Je suis, par ce travail, en contact depuis sept ans avec des alcooliques qui requièrent des traitements médicaux. Au cours de cette période, diverses interrogations ont surgi tant sur la connaissance de cette problématique que sur le mode d'intervention et la recherche d'une certaine adéquation entre ces deux composantes. Nous tenterons par la présente recherche de répondre ou argumenter ces interrogations et certaines intuitions. Nos interrogations portent surtout sur l'abstinence et ses conditions dans le contexte de la maladie (cirrhose du foie). Le postulat généralement admis est que pour l'alcoolique cirrhotique, la première médication serait l'arrêt total de l'ingestion d'alcool quel que soit le degré de détérioration physique, psychologique et social de la personne. Ayant une valeur de vie ou de mort pour l'alcoolique cirrhotique, ce postulat demeure applicable pour tout individu alcoolique: la seule solution est l'abstinence totale. Notre but est donc de cerner ce qu'est la "réhabilitation" d'un alcoolique et tenter d'évaluer son "bonheur". Ainsi, il est communément admis au sein des Alcooliques Anonymes que certains membres sont des alcooliques "secs"; ils ne consomment plus mais ils n'ont rien changé à leur mode de vie et ont ainsi, le caractère aigri et des réactions émotives incongrues. Pourtant, ces individus n'ont plus de problème d'alcool... Nous voulons donc davantage comprendre l'abstinence et ses conditions. Nous ne pouvons par ailleurs nous dissocier de notre rôle d'intervenant social auprès d'alcooliques. Ce rôle nous a permis d'entrer en contact avec ces individus et ainsi d'en posséder une connaissance plus relationnelle que théorique. Cette connaissance nous permettra d'aborder le sujet avec beaucoup de réalisme. Comme c'est bien souvent le cas dans l'intervention psycho-sociale, la définition du problème n'est pas toujours structurée. L'intervention est le plus souvent intuitive et se fixe pour objectifs ceux que le client poursuit. Cette condition de la pratique généralement admise et exercée limite ou du moins, ne favorise pas toutes les remises en question de l'intervention, de même que les réflexions sur la définition du problème. La situation se complique davantage lorsque la problématique, comme c'est la situation pour l'alcool, relève en même temps de plusieurs disciplines. (1) Bien-être Social Canada, Statistiques concernant l'alcool., p. 3

Étude du comportement des piles de pont confinées de PRFC par écoute acoustique

Une structure en béton armé est sujette à différents types de sollicitations. Les tremblements de terre font partie des événements exceptionnels qui induisent des sollicitations extrêmes aux ouvrages. Pour faire face à cette problématique, les codes de calcul des ponts routiers font appel à une approche basée sur des niveaux de performance qui sont rattachés à des états limites. Actuellement, les états limites d'une pile de ponts en béton armé (BA) confinée à l'aide de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) proposés dans la littérature ne prennent pas en compte le confinement lié au chemisage de PRFC en combinaison avec celui des spirales d'acier. Ce projet de recherche était la suite du volet de contrôle non destructif d'une étude réalisée en 2012 qui comprenait un volet expérimental [Carvalho, 2012] et un volet numérique [Jean, 2012]. L'objectif principal était de compléter l'étude du comportement des poteaux en BA renforcés de PRFC soumis à un chargement cyclique avec les données acoustiques recueillies par St-Martin [2014]. Plus précisément, les objectifs spécifiques étaient de déterminer les états limites reliés aux niveaux de performance et de caractériser la signature acoustique de chaque état limite (p. ex. fissuration du béton, plastification de l'acier et rupture du PRFC). Une méthodologie d'analyse acoustique basée sur l'état de l'art de Behnia et al. [2014] a été utilisée pour quantifier la gravité, localiser et caractériser le type de dommages. Dans un premier temps, les données acoustiques provenant de poutres de 550 mm x 150 mm x 150 mm ont permis de caractériser la signature acoustique des états limites. Puis, des cinq spécimens d'essai construits en 2012, les données acoustiques de trois spécimens, soient des poteaux circulaires d'un diamètre de 305 mm et d'une hauteur de 2000 mm ont été utilisée pour déterminer les états limites. Lors de ces essais, les données acoustiques ont été recueillies avec 14 capteurs de résonances qui étaient reliés à un système multicanal et au logiciel AEwin SAMOS 5.23 de Physical Acoustics Corporation (PAC) [PAC, 2005] par St-Martin [2014]. Une analyse de la distribution des paramètres acoustiques (nbr. de comptes et énergie absolue) combiné à la localisation des événements et le regroupement statistique, communément appelé clustering, ont permis de déterminer les états limites et même, des signes précurseurs à l'atteinte de ces états limites (p. ex. l'initiation et la propagation des fissures, l'éclatement de l'enrobage, la fissuration parallèle aux fibres et l'éclatement du PRFC) qui sont rattachés aux niveaux de performances des poteaux conventionnels et confinés de PRFC. Cette étude a permis de caractériser la séquence d'endommagement d'un poteau en BA renforcé de PRFC tout en démontrant l'utilité de l'écoute acoustique pour évaluer l'endommagement interne des poteaux en temps réel. Ainsi, une meilleure connaissance des états limites est primordiale pour intégrer les PRFC dans la conception et la réhabilitation des ouvrages.

L’accompagnement des stagiaires au premier stage du programme collégial de techniques d’éducation spécialisée selon le point de vue de la triade de formation

L'éducation spécialisée est un domaine comportant plusieurs champs d'application possible puisque les clientèles sont variées. Toute personne possédant une difficulté d'adaptation ou de réadaptation peut bénéficier des interventions d'une éducatrice spécialisée ou d'un éducateur spécialisé. La relation d'aide étant appliquée par des personnes envers d'autres personnes, il ne s'agit pas d'une matière aussi logique et prévisible que d'autres sciences plus précises. Cette réalité impose la présence de stages dans la formation pour permettre aux futurs intervenants d'apprendre à se connaître dans des situations d'intervention et d'appliquer des techniques appropriées visant la réhabilitation des personnes en souffrance. La formation collégiale en techniques d'éducation spécialisée dispensée par le Collège de Valleyfield exige trois stages, dont le premier se déroule dès la première année d'études. Ce stage revêt une importance capitale puisqu'il est le premier contact réel pour l'étudiante ou l'étudiant avec son choix d'études. Cependant, les balises de l'accompagnement de ce stage sont variables et la ligne commune se résume au plan de stage qui est utilisé par l'ensemble des superviseurs, mais appliqué de façon individualiste. Les accompagnateurs, qui sont les intervenants du milieu d'intervention accueillant la ou le stagiaire, possèdent, quant à eux, un document décrivant leurs responsabilités dans le cadre de cette formation pratique ainsi que les responsabilités du stagiaire et du superviseur. L'importance de ce stage étant indéniable, il importe d'identifier les conditions favorables à mettre en place dans l'accompagnement du stage pour favoriser la réussite de ce stage. Pour ce faire, il faut dégager les étapes vécues par les stagiaires durant ce premier stage, puis identifier leurs besoins à chacune de ces étapes. Cette mise au point permettra alors de déterminer les rôles de chaque acteur de la triade, soit les accompagnateurs, les superviseurs et les étudiants, pour chacune de ces étapes. Dans le but de répondre à ces objectifs, une collecte de données s'imposait auprès des différents acteurs impliqués. La méthode privilégiée fut des entrevues, de groupe ou individuelles, selon la disponibilité des personnes concernées. Ces entrevues, réalisées à partir d'un guide d'entrevue semi-directif construit spécifiquement pour ces rencontres, ont conduit à des résultats et des recommandations spécifiques à ce premier stage. Une étape préliminaire au début du stage a été identifiée. Cette étape, constituée de questionnement et d'anxiété pour les futurs stagiaires, devrait être prise en considération par les superviseurs qui pourraient effectuer au moins deux rencontres avec ces étudiantes et ces étudiants pour les informer, les rassurer et les responsabiliser dans leur implication en les amenant à approfondir leurs connaissances du milieu d'intervention dans lequel elles ou ils feront leur premier stage. Durant le stage, une période d'observation, suivie d'une première prise de contact timide avec la clientèle puis d'interventions plus structurées, constituent le coeur de cette formation pratique. Cette phase doit être ponctuée de rétroaction de la part de l'accompagnateur et du superviseur qui peuvent alors renforcer positivement la ou le stagiaire ou la ou le rediriger dans ses interventions. Puis, la fin du stage, qui impose un détachement à l'égard de la clientèle et la ou le stagiaire, doit être préalablement préparée. L'accompagnatrice ou l'accompagnateur doit soutenir la ou le stagiaire dans cette transition de façon à ce que la clientèle ne soit pas affectée par cette coupure, alors que la ou le superviseur peut accompagner la ou le stagiaire dans son vécu affectif face à cette fin. Comme la littérature se fait très discrète dans le domaine de la formation à l'éducation spécialisée, les recommandations effectuées dans cet essai sont certainement appropriées à divulguer aux enseignantes et enseignants de ce domaine, qui pourront décider de leur pertinence et de leur utilisation.