http://hdl.handle.net/2268/84 Search this channel search http://orbi.ulg.ac.be/simple-search http://hdl.handle.net/2268/150767 Title: DRAFT: ASSESSMENT OF FATIGUE RELIABILITY FOR JACKET-TYPE OFFSHORE PLATFORMS CONSIDERING DYNAMIC BEHAVOIR <br/> <br/>Author, co-author: Reza Khedmati, Mohammad; Rigo, Philippe; Amran, Amirouche; Nazari, Masoud <br/> <br/>Abstract: In order to traditionally investigate the strength of marine structures, the structure is subjected to a maximum static load. However, the marine structures are usually suffering environmental forces varying with time. Wave forces are the most important time dependent loading that causes fatigue in structural elements and joints. In this paper different methods base on S-N curve and linear elastic failure mechanics are presented. The governing equations and theories that are used in each method are expressed and the application of each method will be discussed. The two main methods of deterministic analyses are: stressbased approach (S-N curve approach) and linear elastic fracture mechanics (LEFM) approaches. These approaches are applicable to different analyzing strategies, ie the first approach is used for cases in which general form of fatigue is dominant, but the latter involves the calculations of reliability as functions of crack geometry and its boundary conditions. The SPD12C jacket platform is also modeled as a case study and the results of fatigue reliability analysis are presented. In this paper a comprehensive method is presented to accurately predict the reliability of offshore platforms. This method is based on S-N curve and the results are compared with the fatigue life of joints. Due to nonlinear interaction of soil and piles and the other affecting parameters such as flexibility of joints, non Gaussian procedure of loading, and nonlinearity of reaction force, the precise analyzing of stress levels will be impossible and a complex numerical analysis could only give limited information about the statistical properties of stress. In order to perform the fatigue analysis and predicting the cycles of stress SACS was used which is known as a powerful software in designing and analyzing offshore structures. In this paper the whole structure was modeled subjected to different forces such as wave and sea currents. The effects of parameters such as marine growth and interaction of soil and piles are also included. The latter is shown to have a significant effect on determination of fatigue life of the platform. Tue, 18 Jun 2013 20:04:46 GMT http://hdl.handle.net/2268/150635 Title: Fast Strength Assessment of Mitre Gates to Ship Impact <br/> <br/>Author, co-author: Buldgen, Loïc; Le Sourne, Hervé Mon, 17 Jun 2013 06:33:48 GMT http://hdl.handle.net/2268/150634 Title: A Simplified Procedure to Assess the Strength of a Ship Impacting a Lock Miter Gate <br/> <br/>Author, co-author: Buldgen, Loïc; Le Sourne, Hervé Mon, 17 Jun 2013 06:26:16 GMT http://hdl.handle.net/2268/150633 Title: Simplified Assessment of Ship Impact on Navigation Lock Gates <br/> <br/>Author, co-author: Buldgen, Loïc; Le Sourne, Hervé; Rigo, Philippe Mon, 17 Jun 2013 06:18:58 GMT http://hdl.handle.net/2268/150407 Title: Recyclage et valorisation des déchets et sous-produits industriels en construction : conditions et expériences <br/> <br/>Author, co-author: Courard, Luc <br/> <br/>Abstract: Le recyclage n'est pas un luxe ou une mode mais une nécessité, qui provient d'une constatation fort simple : nous vivons dans un monde limité. Contrairement à ce que nous avons cru fort, notre activité humaine n'est pas infiniment développable, car bornée par des limites en termes d'énergie, de ressources naturelles, d'espace ou simplement de capacité d'adaptation de la nature. De cette constatation et de cette prise de conscience doit découler un comportement qui, essentiellement, est basé sur le respect que nous avons de nous-mêmes et donc de la nature (à ménager et non à aménager). Le recyclage, la réutilisation, le réemploi, la régénération ou la valorisation sont des comportements qui visent à minimiser l'énergie utilisée, à tirer un parti maximum des matériaux, à réduire les risques de pollution au moment de la fabrication, de l'utilisation ou de l'élimination de ces matériaux. D'une manière générale, cela signifie que l'on cherche à retarder le plus possible le moment où un objet devient un déchet. Cette démarche nécessite une vision d'ensemble de la vie du matériau ou de l'objet (Analyse du Cycle de Vie), au cours de laquelle un bilan est établi à chaque étape de vie - extraction des matières premières, fabrication, transformation, recyclage, élimination. Une saine politique des déchets s'articule autour de trois axes fondamentaux : • réduire le flux des déchets à la source, par la mise au point de procédés de fabrication nouveaux, appelés technologies propres, qui engendrent moins de flux polluants, et par l'action menée au niveau de la consommation, en favorisant l'utilisation minimale de produits jetables et maximale d'éco-produits ; • accroître la récupération et la valorisation : la récupération consiste à sortir un produit du circuit production-évacuation conduisant à la mise en décharge, et la valorisation procède de plusieurs manières : o le recyclage, qui consiste à refaire le même produit que le produit initial (bouteilles en verre) ; o la réutilisation, qui consiste à fabriquer un autre produit que celui qui a donné naissance au déchet (bouteilles en PVC pour la fabrication de jouets) ; o le réemploi, qui consiste à prolonger la durée de vie d'un produit (bouteilles consignées) ; o la régénération, qui consiste à redonner au déchet les qualités et propriétés du produit initial par un ou plusieurs procédés adaptés (purification des huiles de vidange) ; o la valorisation énergétique, par incinération. • éliminer et traiter proprement les déchets, c'est-à-dire transformer le déchet pour qu'il n'ait plus d'impact négatif sur l'environnement (procédés d'inertification, mise en Centre d’Enfouissement Technique). Cette troisième étape est l'étape ultime et n'intervient que si toutes les autres possibilités ont été envisagées. S'il n'est pas possible de supprimer la production de déchets, sous-produits ou résidus industriels ou urbains, il convient alors de définir les meilleures conditions de valorisation. Presque toutes les activités industrielles portant atteinte aux ressources naturelles et dégradant l'environnement, le recyclage et la valorisation des déchets est un devoir autant qu'une nécessité. En effet, au cours des dernières années, les besoins croissants en matériaux de construction ont amené un épuisement des ressources de matériaux traditionnellement utilisés dans le secteur. La distance de transport entre le lieu de production et le site de construction ne cesse donc d'augmenter. Outre leur demande en matériaux de construction, les mêmes zones se caractérisent aussi par une importante production de déchets industriels et urbains dont l'évacuation est peu compatible avec l'environnement. On doit donc les verser dans des C.E.T., où il faut payer une redevance. A titre d’exemple, pour une démolition et une reconstruction routière, dans le cas où la nouvelle construction suit immédiatement la démolition, si le recyclage est possible sur site, l'économie totale des matériaux peut atteindre 50 % se répartissant comme suit : • 70 % dans la réduction des frais de transport ; • 20 % dans le coût moins élevé des matériaux ; • 10 % en évitant les frais de mise en décharge. On voit donc l'intérêt économique qu'il y a d'aborder les opérations de démolition et de reconstruction de façon coordonnée. Mais c'est le transport même qui peut être le facteur limitatif majeur à la réutilisation des déchets. Son prix est fonction de la quantité transportée et de la distance, indépendamment de la valeur marchande du produit transporté car il en coûte autant de transporter des déchets ou des matériaux de bonne qualité : il n'est donc pas intéressant de transporter des produits de faible valeur marchande sur des grandes distances. Le recyclage sera donc d'autant plus intéressant que: • la zone de décharge est plus éloignée ; • le coût du versage est élevé ; • les matières premières qui pourraient être remplacées par des déchets sont d'un approvisionnement difficile et / ou coûteux. Un autre facteur limitant la réutilisation est, ce que l'on pourrait appeler de façon péjorative, le réglementarisme: pour qu'un matériau puisse être utilisé dans le génie civil ou le bâtiment, il doit rencontrer certaines "spécifications". Cela entraîne, dans le cas envisagé de la réutilisation de déchets, à se retrouver dans la situation où un matériau n'a pas de spécifications car il est nouveau et peu utilisé, et il n'est pas ou peu utilisé car il n'est pas couvert par des spécifications ! Seules la recherche et la volonté de changement permettent de sortir de ce cercle vicieux. Ces considérations ont pour avantage de montrer que, dans tous les cas, il convient d'évaluer l'opportunité de la réutilisation des déchets à plusieurs niveaux : • évaluation technique : o caractérisation des déchets : propriétés physiques, mécaniques et chimiques ; o durabilité et évolution dans le temps ; o constance des performances du déchet ; • évaluation logistique et économique : o endroit de production des déchets et transports ; o conditionnement ; o quantité produite et constance de production ; • évaluation écologique et économique : o diminution des quantités mises en décharge ; o obligation d'élimination d'un déchet. On ne recycle donc pas n'importe quoi, à n'importe quel prix et n'importe comment ! Les besoins du génie civil sont en général de quatre ordres principalement, à savoir les: • matériaux, sur lesquels pèsent de faibles exigences et consommés en grande masse, consommés en grandes masses dans les remblais mais transportables sur de faibles distances en raison des coûts; • granulats, qui doivent répondre à des spécifications diverses selon la place qu’ils occuperont dans les structures et les techniques de traitement utilisées. Les exigences de qualité peuvent à ce niveau devenir élevées, voire sévères pour les couches de surface, pour conduire à des produits finis de qualité identiques à celle des matériaux traditionnels; • liants, qui doivent répondre à des spécifications bien précises et dont les propriétés doivent rester constantes dans le temps. Employés en petite quantité et concurrentiels de produits coûteux (ciments, bitumes), ils peuvent connaître des conditionnements préalables à l’emploi et supporter des coûts de transport plus élevés; • activants, qui seront utilisés en petites quantités, ce qui peut poser des problèmes de collecte, stockage, distribution et régularité. Si l'intérêt technico-économico-écologique apparaît clairement dans le rapport qui existe entre l'offre en sous-produits et les besoins du génie civil, il est aussi clair que l'utilisation de tels produits pose un certain nombre de difficultés : • aptitude technique à entrer dans la composition de matériaux (normes); • aptitude à l'emploi de matériaux utilisant ces déchets; • optimisation économique des emplois possibles; • incidence sociale sur l'emploi dans les entreprises fournissant des produits nobles; • effet sur l'environnement. L’exposé portera sur des exemples de recyclage et de valorisation d’une série de sous-produits industriels et de déchets : • laitiers de haut-fourneau et scories d’aciérie ; • cendres volantes de centrales thermiques au charbon ; • gypses résiduaires ; • caoutchoucs ; • bétons et revêtements bitumineux ; • papiers, cartons et matières plastiques ; Thu, 13 Jun 2013 21:26:47 GMT http://hdl.handle.net/2268/150311 Title: Durabilité (s) des matériaux de construction : un challenge pour l’ingénieur <br/> <br/>Author, co-author: Courard, Luc; Bissonnette, Benoît <br/> <br/>Abstract: Le choix des matériaux utilisés dans la construction repose sur des critères techniques identifiables et quantifiables tels la résistance mécanique, le comportement chimique ou le transfert de chaleur, paramètres qui permettent non seulement de satisfaire les exigences opérationnelles de l'ouvrage, mais aussi d'en garantir la durabilité et la durée de vie utile attendues. Quoi qu'il en soit, ces critères ne sont aujourd’hui plus suffisants: énergie grise, analyse de cycle de vie, incidence sur l’environnement, qualité environnementale des constructions, etc. sont de nouveaux facteurs qui interviennent dans le caractère « durable » des constructions. L’ingénieur se doit désormais d'intégrer ces considérations dans le dimensionnement et la réalisation des ouvrages, ce qui constitue un réel challenge pour l’avenir. Thu, 13 Jun 2013 03:00:09 GMT http://hdl.handle.net/2268/149797 Title: Considerations about the optimum design of piano key weirs <br/> <br/>Author, co-author: Erpicum, Sébastien; Dewals, Benjamin; Archambeau, Pierre; Pirotton, Michel; Machiels, Olivier <br/> <br/>Abstract: Piano Key Weirs, a recent innovation in the Labyrinth Weirs geometry, have been studied for years by several research centers and laboratories all over the world. The first prototypes have already been built, mainly in France, and others are under construction in Vietnam, Algeria and India. Despite some general design equations have been proposed recently, no optimum geometry has been defined yet. Whatever its geometry, a PKW is more efficient than a standard linear weir of same width. It is also more efficient than a labyrinth weir with the same cycle shape. But the PKW geometry may appear as complex as it involves a large set of parameters. Optimization of the weir design is thus not straightforward. Using the results of a large number of systematic scale model tests carried out to analyse the effect of the main geometric parameters on the PKW discharge capacity, the paper shows how a single optimum design doesn’t exist. This is especially true when economic and technical criteria are considered instead of a single hydraulic performance criteria. Despite this observation, some general rules to design a PKW can be suggested, as well as considerations about the best value of the main ratios defining the structure geometry. The relative influence of these parameters on the PKW efficiency is also highlighted. Tue, 04 Jun 2013 14:51:52 GMT http://hdl.handle.net/2268/149796 Title: Hydraulic studies for the Taoussa project, Mali <br/> <br/>Author, co-author: Erpicum, Sébastien; Dewals, Benjamin; Archambeau, Pierre; Pirotton, Michel; Vuillot, Jean-Marie <br/> <br/>Abstract: The Taoussa Project is a component of a large development scheme of the Niger River in the north-eastern part of Mali aiming at reducing desertification and improving socio-economic activity. It is mainly made of a rockfill dam with central core around 18 m high and 1,000 m long across the valley of the Niger River, 130 km upstream of the town of Gao in the eastern part of Mali. The dam is equipped with a 25 MW hydroelectric power plant, a lock, a dock and a spillway. The spillway is made of a gated ogee crested weir divided into 10 bays and a downstream stilling basin, with a maximum discharge capacity of 3,100 m³/s. 210 km of high tension overhead cables and a 130 km long road complete the Project. The multipurpose Taoussa dam will enable the sustainable development of the Project area by securing water resources, increasing low-water level discharges downstream, creating a link between road and fluvial transports (dock) and producing electricity. The Ministère de l’Energie, des Mines et de l’Eau du Mali - Autorité pour l’Aménagement de Taoussa -commissioned Coyne et Bellier – Tractebel Engineering in 2006 to perform the detailed studies for the Project. In this framework, the hydraulic studies have been performed by the Laboratory of Engineering Hydraulics (HECE) of the University of Liege. These hydraulic studies, depicted in details in the paper, have been carried out successively by two complementary approaches: a first step realized on the basis of numerical modelling to study the flows at the scale of the reservoir and the river, and a second experimental investigation, using a scale model, to analyse in details the spillway operation conditions. They consider varied problems from large scale flow conditions in the reservoir during the spillway operation and hydrodynamic interactions between the dam, the lock and the hydroelectric power plant to validation and optimization of the hydraulic design and dimensions of the gated spillway and the stilling basin or release conditions downstream of the project structures, including the temporary derivation stage. Tue, 04 Jun 2013 14:45:37 GMT http://hdl.handle.net/2268/149480 Title: Surface properties of concrete and criteria for adhesion of repair systems <br/> <br/>Author, co-author: Courard, Luc; Garbacz, Andrzej; Piotrowski, Tomek; Sustercic, Jakob <br/> <br/>Abstract: Before any repair operation, an effective assessment of the concrete substrate has to be performed. Usually next to the surface reparation of concrete, evaluation of the cohesion of the superficial concrete is requested for adhesion and durability reasons. Many authors describe the influence of the surface preparation technique on the superficial cohesion of concrete or the adhesion. However, the real effects of surface preparation technique only begin to be investigated in terms of superficial microcracking or roughness quantification. This project was performed in regards to the influence of concrete substrate strength and preparation technique efficiency. The effect of the concrete removal/preparation technique is most likely dependent upon the nature and the quality of the concrete substrate. Preparation techniques are compared from the point of view of concrete removing but also potential deterioration. The visual observation of the concrete surfaces indicates that the high pressure water jetting technique induces a particular texture characterized by large waves mostly parallel to the water flow. The concrete slabs have afterwards been covered with a Self-Compacting Repair Mortar and adhesion has been characterized. Wed, 29 May 2013 17:09:29 GMT http://hdl.handle.net/2268/148939 Title: A surface engineering approach applicable to concrete repair engineering <br/> <br/>Author, co-author: Garbacz, Andrzej; Courard, Luc; Bissonnette, Benoît <br/> <br/>Abstract: The objective of the paper is to analyze the effect of surface roughness and superficial microcracking upon dhesion of repair systems using concrete surface engineering approach. The results presented in this paper have been obtained within the framework of research projetcs performed to develop a better understanding of factors affecting the adhesion of repair materials through a surface engineering approach. Based on the results of investigations, the authors showed that the durability and quality of concrete repairs depend to a large degree on the characteristics of the substrate. Mechanical preparation and profiling of the concrete surface to be repaired has to be balanced with potential co-lateral effects such as superficial cracking, too often induced as a result of inappropriate concrete removal method selection, and the loss of benefits due to better mechanical anchorage. The results obtained confirm also that Concrete Surface Engineering, as a scientific concept, will definitely contribute to shed more light on how to optimize repair bond, taking into account interactions between materials at different observation scales. Thu, 23 May 2013 06:42:13 GMT http://hdl.handle.net/2268/148711 Title: Transboundary hydraulic modelling of extreme floods in the Meuse River <br/> <br/>Author, co-author: Dewals, Benjamin; Erpicum, Sébastien; Pirotton, Michel; Archambeau, Pierre <br/> <br/>Abstract: Detailed inundation modelling was conducted along a 100 km long transnational section of the Meuse River (in Belgium and The Netherlands), using very similar models for the whole computation (2D unsteady models). As a result, damping of the flood waves could be quantified and the possible relevance of using a steady-state approach could be assessed. The new detailed 2D hydraulic simulations have demonstrated that only a very limited damping of the flood waves occurs along the simulated reaches. From the perspective of the variation in peak discharge, the study concludes that running the hydraulic model in steady mode makes perfectly sense. Nonetheless, the steady computations lead to extensive overestimations of the inundated extent and of the stored volume in the floodplains. The 2D unsteady model constitutes also a tool of primary interest, which is readily available to design and evaluate protection measures for flood-prone areas such as in the city of Liege. Fri, 17 May 2013 16:13:57 GMT http://hdl.handle.net/2268/148543 Title: Matériaux et systèmes constructifs: critères de sélection <br/> <br/>Author, co-author: Courard, Luc <br/> <br/>Abstract: Donner quelques idées sur les raisons qui amènent l'ingénieur à baser son choix des matériaux sur des critères autres que techniques Thu, 16 May 2013 06:49:32 GMT http://hdl.handle.net/2268/148526 Title: Eléments de mécanique des fluides <br/> <br/>Author, co-author: Archambeau, Pierre; Pirotton, Michel Wed, 15 May 2013 14:14:07 GMT http://hdl.handle.net/2268/148467 Title: Hydraulic modelling in civil and environmental engineering <br/> <br/>Author, co-author: Dewals, Benjamin; Erpicum, Sébastien; Archambeau, Pierre; Pirotton, Michel Tue, 14 May 2013 13:04:21 GMT http://hdl.handle.net/2268/147942 Title: Study on alternative approaches to corrosion protection of ballast tanks using an economic model <br/> <br/>Author, co-author: De Baere, Kris; Verstraelen, Helen; Rigo, Philippe; Van Passel, Steven; Lenaerts, Silvia; Potters, Geert <br/> <br/>Abstract: One of the most relevant problems in ship construction and maintenance nowadays is corrosion in ballast tanks of modern merchant vessels. On the one hand, there is a general consensus that the economic lifespan of such a vessel depends, to a large degree, upon the corrosion state of its ballast tanks, while on the other hand these ballast tanks, located between the outer hull and the cargo tanks, makes routine inspection and maintenance a difficult task. Today, ship's ballast tanks are usually constructed in steel and protected with an epoxy coating backed up by sacrificial zinc anodes. Such a construction has been applied without significant alterations for many years. The objective of this economic study is to compare this construction method with some potential alternatives. The considered alternatives are: (1) an increase in structural scantlings, eliminating the necessity to replace corroded at a cost of real cargo carrying capacity of the ship, (2) application of the novel and more durable TSCF25 coating (3), the use of corrosion resistant steel in ship construction and (4) a standard PSPC15 coating combined with lifetime lasting aluminum sacrificial anodes. A cost model was used to evaluate these alternative options together with sensitivity analysis. It is concluded that the durable coating and the use of lifetime lasting aluminum anodes are bound to improve the actual basic tank concept. Corrosion resistant steel becomes attractive when the steel price becomes competitive. <br/> <br/>Commentary: Ballast tank; Total cost of ballast tanks; Corrosion; Corrosion resistant steel; Coating; Sensitivity analysis Mon, 06 May 2013 11:40:55 GMT http://hdl.handle.net/2268/147916 Title: Possibilities and limitations of the Prevost model for the modelling of cohesionless soil cyclic behaviour <br/> <br/>Author, co-author: Cerfontaine, Benjamin; Charlier, Robert; Collin, Frédéric <br/> <br/>Abstract: The Prevost’s model is currently used to model cyclic behaviour of soils especially in earthquake engineering. The original model is able to capture the main features of cyclic behaviour: pore pressure build up and plastic deformation accumulation. But accurate modelling of laboratory tests requires improvements. Enhanced models exist but require a lot of parameters that make them cumbersome for practical purpose. A suction caisson, part of a tripod offshore foundation for wind turbines is modelled. Possibilities of the Prevost’s model are highlighted compared with a classical Drucker-prager model. Mon, 06 May 2013 03:00:07 GMT http://hdl.handle.net/2268/147748 Title: Influence of microfabric evolution on the retention behaviour of compacted clayey soils <br/> <br/>Author, co-author: Della Vecchia, Gabriele; Jommi, Cristina; Dieudonné, Anne-Catherine Wed, 01 May 2013 07:59:44 GMT http://hdl.handle.net/2268/147381 Title: Use of Life Cycle Assessment in view of Eco-Design for a glass wool process <br/> <br/>Author, co-author: Gerbinet, Saïcha; Renzoni, Roberto; Briard, Vincent; Desert, Jean-Marie; Léonard, Angélique Fri, 26 Apr 2013 08:01:57 GMT http://hdl.handle.net/2268/147151 Title: Projet aPROpaille: Vers une reconnaissance de l’usage de la paille comme matériau isolant dans la construction <br/> <br/>Author, co-author: Louis, Arnaud Fri, 19 Apr 2013 14:09:08 GMT http://hdl.handle.net/2268/147080 Title: Effects of climate change on the river Meuse: Hydraulic 2D modeling from Amspin to Maaseik (and beyond) <br/> <br/>Author, co-author: Huismans, Ymkje; Dewals, Benjamin; van der Mark, Rolien; Archambeau, Pierre; Becker, Anke; Erpicum, Sébastien; de Keizer, Otto; Buiteveld, Hendrik; Folkertsma, Siebolt; Pirotton, Michel Thu, 18 Apr 2013 10:01:34 GMT