Conception avec des technologies parasismiques

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LA LITTÉRATURE 
1.1 Philosophie de conception parasismique des ponts au Canada
1.2 Les technologies d’isolation sismique
1.2.1 Conception conventionnelle à base fixe (Stratégie d’encaisser le coup)
1.2.2 Conception avec des technologies parasismiques (Stratégie d’éviter le coup)
1.2.2.1 L’usage d’amortisseurs sismiques
1.2.2.2 L’usage de transmetteurs de chocs sismiques
1.2.2.3 L’isolation sismique de la base
1.3 Principaux systèmes de l’isolation sismique de la base
1.3.1 Les systèmes à base de glissement
1.3.1.1 Systèmes de pendule à friction
1.3.1.2 Systèmes d’isolation à base de glissement avec élastomère confiné
1.3.2 Les systèmes à base d’élastomère
1.3.2.1 Systèmes d’isolation en élastomère fretté
1.3.2.2 Systèmes d’isolation en élastomère fretté à amortissement élevé (HRB)
1.3.2.3 Systèmes d’isolation en élastomère fretté avec noyau de plomb (LRB)
1.3.3 Comportement des systèmes à base d’élastomère
1.3.3.1 Comportement théorique
1.3.3.2 Énergie dissipée par cycle
1.4 Propriétés mécaniques des matériaux composant les isolateurs sismiques
1.4.1 Propriétés mécaniques de l’acier
1.4.2 Propriétés mécaniques du plomb
1.4.3 Propriétés mécaniques du caoutchouc
1.5 Impact de la température sur les propriétés mécaniques des matériaux composant les isolateurs
1.5.1 Différents effets de la température sur le comportement des isolateurs à base d’élastomère
1.5.1.1 Effet du réchauffement durant le mouvement cyclique de l’isolateur
1.5.1.2 Effets des basses températures d’exposition et d’essai
1.5.2 Effet de la température sur les propriétés mécaniques de l’acier
1.5.3 Effet de la température sur les propriétés mécaniques du caoutchouc
1.5.4 Effet de la température sur les propriétés mécaniques du plomb
1.6 Propriétés thermiques des matériaux composant les isolateurs sismiques à base d’élastomère
1.7 Effet de la température sur le comportement hystérétique des isolateurs à base d’élastomère
CHAPITRE 2 TRANSFERT DE CHALEUR : PRINCIPES ET ÉQUATIONS
2.1 Mécanismes fondamentaux de transfert de chaleur
2.2 Conduction
2.2.1 Équations de la conduction
2.2.2 Conditions aux limites
CHAPITRE 3 MODÉLISATION 
3.1 Choix du logiciel COMSOL®
3.2 Modélisation des matériaux
3.2.1 Acier
3.2.1.1 Modélisation du comportement de l’acier
3.2.1.2 Propriétés mécaniques et thermiques de l’acier
3.2.2 Plomb
3.2.2.1 Modélisation du comportement du plomb
3.2.2.2 Propriétés mécaniques et thermiques du plomb
3.2.3 Caoutchouc
3.2.3.1 Modèle choisi pour le caoutchouc
3.2.3.2 Propriétés mécaniques et thermiques du caoutchouc
3.3 Modélisation du transfert de chaleur
3.4 Modélisation de la chaleur générée
3.4.1 Chaleur générée calculée analytiquement
3.4.2 Chaleur générée calculée numériquement via l’énergie dissipée
3.5 Modèles utilisés pour les simulations
CHAPITRE 4 SIMULATIONS NUMÉRIQUES D’ESSAIS ET DISCUSSION 
4.1 Conditionnement thermique et évolution de la température interne
4.1.1 Isolateur en élastomère à amortissement élevé (HRB)
4.1.1.1 Géométrie
4.1.1.2 Paramètres de simulation
4.1.1.3 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -7°C
4.1.1.4 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -15°C
4.1.1.5 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -21°C
4.1.1.6 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -26°C
4.1.2 Température interne pour un isolateur en élastomère avec noyau de plomb (LRB)
4.1.2.1 Géométrie
4.1.2.2 Paramètres des simulations
4.1.2.3 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -7°C
4.1.2.4 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -15°C
4.1.2.5 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -21°C
4.1.2.6 Évolution de la température interne de l’isolateur soumis à une température extérieure de -26°C
4.1.3 Interprétation des résultats
4.2 Transfert de chaleur en 2D axisymétrique
4.2.1 Simulation à basse température : Exemple 4 de Kalpakidis
4.2.2 Simulation à température ambiante : Exemple 1 de Kalpakidis
4.2.3 Simulation à partir du modèle de Takaoka : validation du modèle
4.2.4 Impact des conditions d’essai
4.2.4.1 Température interne de l’isolateur à la fin des essais
4.2.4.2 Distributions de température dans l’isolateur pour trois interfaces par cycle
4.3 Simulation 2D pour les élastomères
4.3.1 Géométrie, paramètres de simulation et maillage
4.3.2 Simulations pour l’élastomère de type « H1 »
4.3.3 Simulations pour l’élastomère de type « N1 »
4.3.4 Simulations pour l’élastomère de type « SN1 »
4.3.5 Réchauffement de l’élastomère soumis à des chargements cycliques
croissant pour l’élastomère de type «H1»
4.4 Simulation 2D pour les isolateurs en élastomère fretté
4.4.1 Simulation pour l’isolateur en élastomère fretté à amortissement élevé (HRB)
4.4.1.1 Géométrie, paramètres de simulation et maillage pour le HRB
4.4.1.2 Résultats (HRB)
4.4.2 Simulation isolateur en élastomère fretté avec noyau de plomb (LRB)
4.4.2.1 Géométrie, paramètres de simulation et maillage pour le LRB
4.4.2.2 Résultats (LRB)
4.4.2.3 Impact de l’augmentation de température pour 15 cycles à Tessai = -26°C
CONCLUSION