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De nouvelles méthodes de calcul peuvent aider à améliorer la conception des structures

En 2019, le Groupe CSA a lancé son programme de bourses d’études supérieures pour soutenir les étudiants inscrits à un programme de maîtrise dont la recherche est liée aux normes. Dans cette série, nous vous présentons les cinq premiers étudiants qui ont reçu la bourse de 2020 et nous expliquons comment leur recherche peut avoir une incidence sur les normes, en plus de vous parler de leur croissance professionnelle dans le monde des normes.

Zaineb Khalid profile image

Zaineb Khalid Al Maadhidi, une étudiante à la maîtrise de l’Université Concordia, s’intéresse au comportement et à la conception des structures. Elle croit que la façon d’améliorer le terrain passe par l’application de nouvelles méthodes de calcul. Son superviseur de mémoire, Emre Erkmen, professeur adjoint au département de mécanique du bâtiment, de génie civil et de génie de l’environnement, est d’accord. Contrairement à ce qui se fait dans d’autres secteurs, les approches de calcul ne sont pas adoptées à leur plein potentiel dans la construction, principalement en raison des difficultés techniques en cause et des priorités économiques immédiates du secteur. Zaineb espère que son travail peut contribuer à changer ce paradigme, en montrant que des méthodes de calcul de pointe peuvent être adoptées en toute sécurité dans de vrais projets et introduites dans des normes pertinentes.

Plus particulièrement, Zaineb élabore un outil de calcul qui aidera à la rénovation des colonnes de béton. Pendant leur durée de vie, les colonnes de béton peuvent se détériorer et être endommagées en raison de l’usure, de l’exposition aux éléments et d’événements de charges extrêmes, ce qui peut affecter l’intégrité de toute la structure. Pour prévenir ces défaillances, les ingénieurs rénovent souvent les colonnes en utilisant un gainage en béton et en acier ou, plus récemment, du polymère renforcé de fibres, un matériau composite.

Des normes comme CSA S806-121 orientent la conception des colonnes de béton renforcées avec un matériau composite comme le polymère renforcé de fibres. Cependant, CSA S806-12 s’applique seulement aux colonnes entièrement confinées. C’est là que Zaineb a estimé que la bourse d’études supérieures du Groupe CSA convenait parfaitement à sa recherche. Des études récentes montrent que la technique de confinement partiel est « une solution de rechange économique à un confinement complet avec du polymère renforcé de fibres ». L’outil de modélisation en trois dimensions des calculs que Zaineb est à mettre au point tiendra compte du comportement de colonnes partiellement confinées, illustrera en trois dimensions la répartition des charges sur les colonnes, et aidera à prévoir le comportement des colonnes avant et après la rénovation.

Je crois que l’inclusion des normes canadiennes dans mon travail renforcera ma recherche et me donnera plus de possibilités d’atteindre mes objectifs académiques.

– Zaineb Khalid Al Maadhidi, étudiante à la maîtrise, Université Concordia

Les résultats de la recherche de Zaineb montrent aussi que la déformation maximale du béton augmente avec le nombre de couches de polymère renforcé de fibres appliquées à la colonne. Au lieu d’utiliser la déformation maximale conformément à CSA S806-12, son modèle numérique tiendra compte de l’effet du confinement sur la valeur de déformation maximale. Cela rendra son modèle plus flexible et permettra une conception plus précise.

Zaineb et le professeur Erkmen sont impatients de discuter de leur modèle de calcul avec d’autres experts de la communauté du Groupe CSA. Les chercheurs veulent comprendre les points de vue de l’industrie sur l’adoption possible d’outils informatiques. Zaineb et le professeur Erkmen comprennent que pour procéder à la modélisation d’un comportement aussi complexe que la rupture de colonnes de béton, la prudence est de mise. Cela dit, ils sont sûrs qu’avec une orientation et une validation appropriées, leur modèle s’avérera utile.

Le professeur Erkmen trouve important que Zaineb ait la possibilité de présenter son travail à des intervenants du secteur pour une autre raison. En effet, cela lui permettra de créer un réseau et d’échanger des idées, ce qui est important pour tout ingénieur, à toute étape de sa carrière professionnelle.

Je conseillerais à tous mes étudiants de demander la bourse d’études supérieures du Groupe CSA parce que ce sont des possibilités de création de réseau; les étudiants peuvent acquérir une compréhension du processus d’élaboration des normes. Il ne suffit donc pas d’obtenir des résultats et de les publier. Il y a beaucoup de travail de comités qui se fait pour faire avancer ces normes. J’ai moi même beaucoup appris sur ces processus grâce aux bourses d’études supérieures du Groupe CSA.

– Professeur Emre Erkmen, Université Concordia

Le fait que la recherche de Zaineb vise principalement l’avancement des normes lui donne un autre avantage professionnel : la compréhension et l’expérience pratique des normes sont des compétences souvent recherchées par le secteur. Et elle peut prétendre avoir ces compétences au début de son cheminement d’ingénieure.

En savoir plus sur la bourse d’études supérieures du Groupe CSA.

 

1Renvoie à la norme CSA S806-12 (R2017), Règles de calcul et de construction des structures de bâtiment contenant des polymères renforcés de fibres

PUBLIÉ LE

avril 5, 2021