Abstract: This paper describes a velocimeter, based on back-scattering of ultrasonic waves by particles, designed for velocity measurement of suspended sediments within the flow of sewer systems. The Ultrasound Pulse Doppler Velocimeter (UPDV) needs no calibration and is therefore a potentially useful tool for measuring velocities in laboratory experiments or in sewer systems. The potential of the developed system to determine the velocity in turbulent pipe flow was investigated. Two different approaches were used to estimate velocity: the well-known temporal method, i.e., the Pulse-Pair technique and the spectral identification based method, developed by our research group. Measurements have demonstrated the ability of the apparatus, on the one hand, to measure unsteady turbulent velocities, and on the other hand, to investigate experimentally the statistical properties of homogeneous and isotropic turbulence. A good agreement between experimental results and theory was observed. The validation of these laboratory measurements permits to extrapolate them to sewer systems.

Abstract: The study of two-phase flow, such as liquid-solid suspensions, requires the development of adequate experimental tools. They must allow the determination of both velocity distributions for the two species mixed together. It has been demonstrated that the use of ultrasound velocimetry for two-phase flow is able to characterise the dynamic properties of the transported particles. Then, the sliding velocities can be investigated. A significant change of the velocity profile, due to the presence of the solid phase can be observed. However, the direct interpretation of the measurements appears very difficult. The study of the velocity histograms allows us to determine both fluid and solid particles velocities. We interpret the first of the two peaks as the fluid particle velocity and the second peak as the suspension velocity.

Abstract: Il s’agit d’une étude de transport de matières en suspension dans les réseaux d'assainissement. L'instrumentation développée est basée sur le principe de la vélocimétrie ultrasonore doppler pulsée. L’objectif est de déterminer les profils turbulents de vitesse et d’étudier l'efficacité de cet instrument pour mesurer la turbulence. Une bonne concordance entre résultats expérimentaux et théorie a été observée. La validation des ces mesures dans le laboratoire permet de les extrapoler dans les réseaux d'assainissement.

Abstract: This work takes a part of a study of suspended particles transport in sewage networks. Pulsed Doppler ultrasound velocimetry has been implemented as a mean of investigation. The objective is to determine the turbulent velocity profile and to study the ability of this instrument to measure turbulence. A good agreement between experimental results and theory was observed. The validation of these measures in the laboratory makes it possible to extrapolate them in sewage network.

Abstract: This paper describes Katz-Thompson method of assessment of the intrinsic permeability to liquid water of cement based materials with unique results of mercury porosimetry. This technique is applied to illustrate the effect of carbonation of concretes on their transport properties.

Abstract: Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une étude du transport de matières en suspension dans les réseaux d'assainissement. Lorsqu'il s'agit d'effectuer des mesures non intrusives de vitesse dans des écoulements de fluides opaques, la vélocimétrie ultrasonore Doppler pulsée s'avère être la technique la plus adaptée. L'objectif principal est l'étude des champs de vitesse dans des écoulements chargés de particules et le développement des algorithmes de traitement de signal permettant l'extraction de la vitesse à partir des distributions fréquentielles du signal Doppler. L'accès à cette information se fait en calculant la densité spectrale de puissance. Deux approches d'estimation de vitesses ont été utilisées, d'une part la méthode temporelle classique ou Pulse Pair et d'autre part la méthode d'identification spectrale développée par l'IMFS. La comparaison des deux méthodes a montré que l'approche spectrale étant plus fiable que l'approche temporelle. Après avoir validé expérimentalement les algorithmes de traitement du signal, nous avons montré l'efficacité de l'appareil pour mesurer instantanément un profil de vitesse sous plusieurs configurations d'écoulements. Une bonne concordance entre résultats expérimentaux et théorie a été observée. La précision des mesures pourrait être améliorée par l'application de la méthode d'élimination des échos parasites en utilisant plusieurs fréquences d'échantillonnage. La validation de ces mesures dans le laboratoire a permis de distinguer le champ des vitesses du fluide porteur de celui des particules transportées et de déduire ainsi la vitesse de glissement. Nous avons montré aussi qu'il était possible d'effectuer des mesures en turbulence avec un système dédié à la mesure des débits dans les réseaux d'assainissement. La dernière partie de la thèse fut consacrée à l'étude des écoulements par simulation numérique avec le code de calcul Fluent. Premièrement, nous validons le modèle pour les écoulements monophasiques à l'aide des mesures de vitesse disponibles. Deuxièmement, nous réalisons des simulations en multiphasique à travers la modélisation de l'écoulement en surface libre et la prédiction du comportement des particules solides dans un canal d'assainissement. Cette phase a mis en évidence la capacité du logiciel à reproduire fidèlement la réalité, compte tenu de la finesse de la modélisation.

Abstract: Ce travail s’inserre dans l’opération de recherche du LCPC « Durabilité du béton et de ses constituants : maîtrise et approche performantielle », il a été effectué au sein de la division Béton et Composites Cimentaires et dans la section Microstructure et Durabilité du Béton durant de la période allant de début Mars à fin Juin 2003. Le stage de DEA est intitulé « Influence de la carbonatation sur la porosité et la perméabilité du béton » que je vais présenter en 3 parties : ? Microstructure, propriétés et carbonatation du béton ? Présentation des différents essais réalisés et des modèles utilisés ? Analyse des résultats obtenus et interprétations.