Chloride ingress into marine exposed concrete: A comparison of empirical- and physically- based models

In establishing the reliability of performance-related design methods for concrete – which are relevant for resistance against chloride-induced corrosion - long-term experience of local materials and practices and detailed knowledge of the ambient and local micro-climate are critical. Furthermore, in the development of analytical models for performance-based design, calibration against test data representative of actual conditions in practice is required. To this end, the current study presents results from full-scale, concrete pier-stems under long-term exposure to a marine environment with work focussing on XS2 (below mid-tide level) in which the concrete is regarded as fully saturated and XS3 (tidal, splash and spray) in which the concrete is in an unsaturated condition. These exposures represent zones where concrete structures are most susceptible to ionic ingress and deterioration. Chloride profiles and chloride transport behaviour are studied using both an empirical model (erfc function) and a physical model (ClinConc). The time dependency of surface chloride concentration (Cs) and apparent diffusivity (Da) were established for the empirical model whereas, in the ClinConc model (originally based on saturated concrete), two new environmental factors were introduced for the XS3 environmental exposure zone. Although the XS3 is considered as one environmental exposure zone according to BS EN 206-1:2013, the work has highlighted that even within this zone, significant changes in chloride ingress are evident. This study aims to update the parameters of both models for predicting the long term transport behaviour of concrete subjected to environmental exposure classes XS2 and XS3.

Stratégie d'amélioration de la résistance mécanique des zones de connecteurs

Le bois subit une demande croissante comme matériau de construction dans les bâtiments de grandes dimensions. Ses qualités de matériau renouvelable et esthétique le rendent attrayant pour les architectes. Lorsque comparé à des produits fonctionnellement équivalents, il apparait que le bois permet de réduire la consommation d’énergie non-renouvelable. Sa transformation nécessite une quantité d’énergie inférieure que l’acier et le béton. Par ailleurs, par son origine biologique, une structure en bois permet de stocker du carbone biogénique pour la durée de vie du bâtiment. Maintenant permis jusqu’à six étages de hauteur au Canada, les bâtiments de grande taille en bois relèvent des défis de conception. Lors du dimensionnement des structures, les zones des connecteurs sont souvent les points critiques. Effectivement, les contraintes y sont maximales. Les structures peuvent alors apparaitre massives et diminuer l’innovation architecturale. De nouvelles stratégies doivent donc être développées afin d’améliorer la résistance mécanique dans les zones de connecteurs. Différents travaux ont récemment porté sur la création ou l’amélioration de types d’assemblage. Dans cette étude, l’accent est mis sur le renforcement du bois utilisé dans la région de connexion. L’imprégnation a été choisie comme solution de renfort puisque la littérature démontre qu’il est possible d’augmenter la dureté du bois avec cette technique. L’utilisation de cette stratégie de renfort sur l’épinette noire (Picea Mariana (Mill.) BSP) pour une application structurale est l’élément de nouveauté dans cette recherche. À défaut d’effectuer une imprégnation jusqu’au coeur des pièces, l’essence peu perméable de bois employée favorise la création d’une mince couche en surface traitée sans avoir à utiliser une quantité importante de produits chimiques. L’agent d’imprégnation est composé de 1,6 hexanediol diacrylate, de triméthylopropane tricacrylate et d’un oligomère de polyester acrylate. Une deuxième formulation contenant des nanoparticules de SiO2 a permis de vérifier l’effet des nanoparticules sur l’augmentation de la résistance mécanique du bois. Ainsi, dans ce projet, un procédé d’imprégnation vide-pression a servi à modifier un nouveau matériau à base de bois permettant des assemblages plus résistants mécaniquement. Le test de portance locale à l’enfoncement parallèle au fil d’un connecteur de type tige a été réalisé afin de déterminer l’apport du traitement sur le bois utilisé comme élément de connexion. L’effet d’échelle a été observé par la réalisation du test avec trois diamètres de boulons différents (9,525 mm, 12,700 mm et 15,875 mm). En outre, le test a été effectué selon un chargement perpendiculaire au fil pour le boulon de moyen diamètre (12,700 mm). La corrélation d’images numériques a été utilisée comme outil d’analyse de la répartition des contraintes dans le bois. Les résultats ont démontré une portance du bois plus élevée suite au traitement. Par ailleurs, l’efficacité est croissante lorsque le diamètre du boulon diminue. C’est un produit avec une valeur caractéristique de la portance locale parallèle au fil de 79% supérieure qui a été créé dans le cas du test avec le boulon de 9,525 mm. La raideur du bois a subi une augmentation avoisinant les 30%. Suite au traitement, la présence d’une rupture par fissuration est moins fréquente. Les contraintes se distribuent plus largement autour de la région de connexion. Le traitement n’a pas produit d’effet significatif sur la résistance mécanique de l’assemblage dans le cas d’un enfoncement du boulon perpendiculairement au fil du bois. De même, l’effet des nanoparticules en solution n’est pas ressorti significatif. Malgré une pénétration très faible du liquide à l’intérieur du bois, la couche densifiée en surface créée suite au traitement est suffisante pour produire un nouveau matériau plus résistant dans les zones de connexion. Le renfort du bois dans la région des connecteurs doit influencer le dimensionnement des structures de grande taille. Avec des éléments de connexion renforcés, il sera possible d’allonger les portées des poutres, multipliant ainsi les possibilités architecturales. Le renfort pourra aussi permettre de réduire les sections des poutres et d’utiliser une quantité moindre de bois dans un bâtiment. Cela engendrera des coûts de transport et des coûts reliés au temps d’assemblage réduits. De plus, un connecteur plus résistant permettra d’être utilisé en moins grande quantité dans un assemblage. Les coûts d’approvisionnement en éléments métalliques et le temps de pose sur le site pourront être revus à la baisse. Les avantages d’un nouveau matériau à base de bois plus performant utilisé dans les connexions permettront de promouvoir le bois dans les constructions de grande taille et de réduire l’impact environnemental des bâtiments.

Impacts d’une variabilité climatique changeante sur la morphologie de berges des chenaux du delta du Gange-Bramapoutre-Meghna et leurs conséquences en zones densément peuplées

Les changements climatiques, au niveau de la variabilité du climat, se font ressentir un peu partout à travers le globe que ce soit par le décalage des saisons, une variation des précipitations ou l’augmentation des températures. Certaines régions telles que le delta du Gange-Brahmapoutre-Meghna subissent au quotidien les impacts de ces variations. Quatre grandes perturbations environnementales chamboulent cette dynamique dans cette grande région du delta du GANGE-BRAHMAPOUTRE-MEGHNA : le changement du régime des précipitations, la fonte des glaciers causée par la hausse des températures moyennes annuelles, l’augmentation du niveau marin moyen et les perturbations climatiques extrêmes ponctuelles. Ces perturbations transforment le trait de côte, d’une manière directe ou indirecte. Cette fragilité des berges devient problématique dans un environnement urbain à forte densité. Nos résultats mettent en évidence que, dans un contexte de variabilité climatique changeant et de densité de population croissante, la région du delta du GANGE-BRAHMAPOUTRE-MEGHNA souffre d’une perte de terre viable entraînant des déplacements de populations. Certaines villes ont connu une augmentation de leur population allant au-delà de 1000% sur la période de 1921-2011. L’analyse de photographies aériennes sur la période 2001- 2013 montre un accroissement de l’étendue des zones urbaines, mais aussi du mouvement des berges. Sur une période plus récente, on constate même que de nouveaux quartiers ont été construits dans les zones inondées de 2004.

Les zones industrielles d’exportation : Le cas de la Tunisie

Ce mémoire compte deux parties distinctes, chacune étant toutefois rattachée à une étude du régime des entreprises entièrement exportatrices de la Tunisie, à laquelle nous avons participé. Ce régime instauré en 1972, avec des modifications depuis, avait pour but d'établir des conditions favorables à la venue d'investissements étrangers dans les secteurs d'exportation. Ce type de régime correspond, dans ses grandes lignes, à ce qu'il est convenu d'appeler les zones industrielles d'exportation. La première partie de ce mémoire est une revue de la littérature sur le sujet, une étude du pour et du contre autant d'un point de vue théorique que pratique. Nous tenterons par la suite d'en dégager des points de réflexion sur l'expérience tunisienne. Celle-ci a-t-elle rencontré des conditions qui favorisait sa réussite? Toujours dans le cadre de l'étude du régime tunisien, il a été nécessaire d'utiliser le concept de "taux de change de référence"(TCR), afin d'évaluer les avantages et les coûts de l'établissement de tels incitatifs. Il s'agit en quelque sorte de calculer le prix de référence (shadow price) des devises utilisées dans ce régime ou générées par lui. La seconde partie de ce mémoire consiste, dans un premier temps, à expliquer les bases théoriques du taux de change de référence, c'est-à-dire à en établir la définition selon deux différentes approches, et à en donner les formes d'évaluation. Dans un deuxième temps, nous tentons d'estimer le TCR de la Tunisie. Cet exercice avait déjà été tenté par l'Institut d'Économie Quantitative de la Tunisie en 1988 sur la base de la protection commerciale existante en 1983. Cependant, la fiabilité du résultat pouvait être améliorée en ce qui concerne l'estimation de l'élasticité des demandes d'importation. Nous avons refait ces estimations en utilisant un plus grand nombre de données. De plus nous avons basé nos calculs du TCR sur la base de la protection existante en 1990.

Etudes sanitaires pour le classement de zones conchylicoles en Charente Maritime : Rivière de la Seudre (coquillages fouisseurs), Banc de Ronce-Perquis (coquillages fouisseurs), Bouchots des Saumonards (coquillages filtreurs)

Trois études de zones ont été conduites en 1997/1998 dans le bassin de Marennes-Oléron (Charente-Maritime). Deux concernaient la contamination des coquillages fouisseurs de la Seudre et du banc de Ronce-Perquis. La troisième concernait la contamination des coquillages filtreurs des bouchots à moules des Saumonards (Ile d'Oléron). Ces études avaient pour objet d'évaluer les niveaux de contamination microbiologique et chimique de ces zones de production de coquillages afin que l'Administration puisse en effectuer le classement sanitaire conformément à l'arrêté du 21 juillet 1995. La Seudre, à l'aval de la rivière, a montré, pour les fouisseurs, une qualité microbiologique de catégorie B et une qualité microbiologique de catégorie C pour la partie amont. De son côté, le Banc de Ronce-Perquis a présenté, pour les fouisseurs, une qualité microbiologique de catégorie B. Enfin, la catégorie microbiologique des moules des bouchots des Saumonards est de type A. Le suivi du mercure total, du cadmium et du plomb dans la chair des coquillages a mis en évidence des teneurs inférieures aux valeurs seuil.

Detrimental human activities in critical fish habitats such as breeding and nursery zones

The poster explains human activties carried out in critical fish habitats such as breeding and nursery zones.

Oil spill environmental risk assessment of stationary sources in offshore zones (Innovating a mathematical model)

Nowadays, risks arising from the rapid development of oil and gas industries are significantly increasing. As a result, one of the main concerns of either industrial or environmental managers is the identification and assessment of such risks in order to develop and maintain appropriate proactive measures. Oil spill from stationary sources in offshore zones is one of the accidents resulting in several adverse impacts on marine ecosystems. Considering a site's current situation and relevant requirements and standards, risk assessment process is not only capable of recognizing the probable causes of accidents but also of estimating the probability of occurrence and the severity of consequences. In this way, results of risk assessment would help managers and decision makers create and employ proper control methods. Most of the represented models for risk assessment of oil spills are achieved on the basis of accurate data bases and analysis of historical data, but unfortunately such data bases are not accessible in most of the zones, especially in developing countries, or else they are newly established and not applicable yet. This issue reveals the necessity of using Expert Systems and Fuzzy Set Theory. By using such systems it will be possible to formulize the specialty and experience of several experts and specialists who have been working in petroliferous areas for several years. On the other hand, in developing countries often the damages to environment and environmental resources are not considered as risk assessment priorities and they are approximately under-estimated. For this reason, the proposed model in this research is specially addressing the environmental risk of oil spills from stationary sources in offshore zones.

Evaluation de la qualité des zones de production conchylicole - Départements : Nord, Pas-de-Calais et Somme - Edition 2008

Après un rappel des objectifs, du fonctionnement et de la méthode d'interprétation des résultats du réseau de contrôle microbiologique REMI, ce rapport effectue un bilan national et décrit le programme annuel des départements Nord, Pas-de-Calais, et Somme. Il présente l'ensemble des résultats obtenus, en particulier l'estimation de la qualité des zones de production de coquillages classées et l'évolution de leur qualité. La qualité a pu être estimée sur 13 zones. Suivant les seuils microbiologiques de l'arrêté du 21 mai 1999, onze zones sont estimées de qualité B, et deux zones de qualité C. Suivant les seuils microbiologiques du Règlement (CE) no 85412004, onze zones sont estimées de qualité B et deux zones de qualité D. Les tendances d'évolution des niveaux de contamination mettent en évidence une décroissance du niveau de contamination sur une zone et une croissance pour une zone. L'année 2007 a été marquée par une augmentation du nombre d'alertes.

Small strain elastic behaviour of unsaturated soil investigated by bender/extender element testing

The aim of this project was to investigate very small strain elastic behaviour of soils under unsaturated conditions, using bender/extender element (BEE) testing. The behaviour of soils at very small strains has been widely studied under saturated conditions, whereas much less work has been performed on very small strain behaviour under unsaturated conditions. A suction-controlled double wall triaxial apparatus for unsaturated soil testing was modified to incorporate three pairs of BEEs transmitting both shear and compression waves with vertical and horizontal directions of wave transmission and wave polarisation. Various different techniques for measuring wave travel time were investigated in both the time domain and the frequency domain and it was concluded that, at least for the current experimental testing programme, peak-to-first-peak in the time domain was the most reliable technique for determining wave travel time. An experimental test programme was performed on samples of compacted speswhite kaolin clay. Two different forms of compaction were employed (i.e. isotropic and anisotropic). Compacted kaolin soil samples were subjected to constant suction loading and unloading stages at three different values of suction, covering both unsaturated conditions (s= 50kPa and s= 300kPa) and saturated conditions (s=0). Loading and unloading stages were performed at three different values of stress ratio (η=0, η=1 and η=-1 ). In some tests a wetting-drying cycle was performed before or within the loading stage, with the wetting-drying cycles including both wetting-induced swelling and wetting-induced collapse compression. BEE tests were performed at regular intervals throughout all test stages, to measure shear wave velocity Vs and compression wave velocity Vp and hence to determine values of shear modulus G and constrained modulus M. The experimental test programme was designed to investigate how very small strain shear modulus G and constrained modulus M varied with unsaturated state variables, including how anisotropy of these parameters developed either with stress state (stress-induced anisotropy) or with previous straining (strain-induced anisotropy). A new expression has been proposed for the very small strain shear modulus G of an isotropic soil under saturated and unsaturated conditions. This expression relates the variation of G to only mean Bishop’s stress p* and specific volume v, and it converges to a well-established expression for saturated soils as degree of saturation approaches 1. The proposed expression for G is able to predict the variation of G under saturated and unsaturated conditions at least as well as existing expressions from the literature and it is considerably simpler (employing fewer state variables and fewer soil constants). In addition, unlike existing expressions from the literature, the values of soil constants in the proposed new expression can be determined from a saturated test. It appeared that, in the current project at least, any strain-induced anisotropy of very small strain elastic behaviour was relatively modest, with the possible exception of loading in triaxial extension. It was therefore difficult to draw any firm conclusion about evolution of strain-induced anisotropy and whether it depended upon the same aspects of soil fabric as evolution of anisotropy of large strain plastic behaviour. Stress-induced anisotropy of very small strain elastic behaviour was apparent in the experimental test programme. An attempt was made to extend the proposed expression for G to include the effect of stress-induced anisotropy. Interpretation of the experimental results indicated that the value of shear modulus was affected by the values of all three principal Bishop’s stresses (in the direction of wave transmission, the direction of wave polarisation and the third mutually perpendicular direction). However, prediction of stress-induced anisotropy was only partially successful, and it was concluded that the effect of Lode angle was also significant.