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.

Cotation énergétique des habitations : stratégie optimale pour le Québec

L’objectif de l’essai est d’identifier la stratégie optimale de cotation énergétique des habitations au Québec. À partir des expériences internationales, l’essai évalue, à l’aide d’une analyse multicritère, s’il est plus optimal pour le Québec (scénario A) de continuer à coter la performance énergétique des habitations existantes dans le programme Rénoclimat actuellement en vigueur (hors transactions immobilières) ou (scénario B) d’implanter un système de cotation énergétique pour les habitations lors des transactions immobilières en mode volontaire ou (scénario C) de l’implanter en mode réglementaire. Pour réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments, de plus en plus de pays adoptent des législations en matière de cotation énergétique lors des transactions immobilières. Or, au Québec, il existe seulement des programmes de cotation énergétique des habitations existantes hors transactions immobilières dont la participation se fait sur une base volontaire. De plus, des exigences minimales de performance énergétique réglementaires pour les habitations neuves sont en vigueur depuis 2012, mais peu de mécanismes de renforcement sont utilisés pour en assurer le respect. Globalement, selon l’analyse multicritère, dans le cas où un soutien politique est offert et où les ressources financières, techniques, humaines, informatiques et législatives sont disponibles, et ce, tout au long du développement du projet, mais aussi lors de la phase d’opération, le scénario C permet de rencontrer un maximum de bénéfices. Sinon, pour éviter d’investir des ressources humaines et financières supplémentaires, de modifier la législation et de gérer une mise en œuvre complexe, il est possible de continuer à opérer le scénario A. Par contre, ce scénario ne permet pas de développer le plein potentiel de la cotation énergétique. Pour optimiser ce scénario, il est suggéré de renforcir certains éléments du programme. Enfin, il est déconseillé d’implanter le scénario B, à moins qu’il soit temporaire et accompagné d’une annonce dès le début de l’arrivée du système de cotation énergétique en mode réglementaire. En effet, l’analyse multicritère a permis de faire ressortir que les très rares et faibles impacts positifs du scénario B ne font pas le poids face aux ressources requises pour le mettre en œuvre. Dans le cas où l’implantation du scénario C est envisagée, il importe de rappeler que pour profiter des bénéfices estimés, des ressources importantes doivent être investies afin de respecter les nombreux facteurs clés de réussite. Le potentiel du scénario C peut être déployé seulement si ces conditions sont réunies pour s’assurer de la fiabilité du système et, par conséquent, pour assurer l’acceptabilité du public.

ECOTOURISME ET DÉVELOPPEMENT LOCAL. UN FOCUS SUR LA VILLE DE GUARAQUEÇABA, PARANÁ, BRÉSIL

La localité de Guaraqueçaba est situé sur la côte nord de l'état du Paraná, Brésil. Son territoire est couvert par le forêt atlantique, et la région est une APA (Environmental Protection Área) creé en 1985.  En 1999 Guaraqueçaba a été déclaré Patrimoine Naturel Mondial (Biosphère Reserv) par l'UNESCO. Malgré le potentiel touristique de la région, il ya une  baisse de l'approvisionnement des équipements et services. Il ya aussi le manque de conditions et organisation des lês autochtones pour l'exploitation du potentiel touristique de la région, afin d'en faire une alternative efficace pour générer des revenus et des emplois pour eux-mêmes. Pour atteindre le objective de l’étude a été élaboré un diagnostic de la région, par les données bibliographiques. L'ajout à cette activité a été réalisée sur le terrain visites pour identifier la réalité étudiée, la couverture photographique, l'observation participante, et  collecte des données qualitatives em la communauté locale via la application du Méthode DAFO ou l'analyse SWOT.