Caractérisation in-situ de l’interaction sol-structure (ISS) au travers de la mesure de la fonction d’impédance (FI)
Laboratoire d'accueil : Laboratoire de modélisation et d’analyse de la performance des structures (LMAPS)
Date de début de thèse : octobre 2020
Dans le cadre des évaluations de sûreté réalisées par les exploitants, ceux-ci sont amenés à fournir des dossiers de justification de la résistance de leurs ouvrages au séisme, s’appuyant sur des méthodes de calcul présentant peu de marges (calcul dit « best estimate ») ou dont les hypothèses simplificatrices sont discutables en regard de la réalité de l’installation. Ceci est d’autant plus vrai dans le cas de la simulation de l’ISS dont l’évaluation est à ce jour uniquement réalisée par simulations numériques sans possibilité de se référer à des caractérisations in situ pour un bâtiment à l’échelle un. La méthode de calcul employée le plus couramment par l’ingénierie consiste à établir des fonctions d’impédance représentatives du comportement dynamique de l’interface entre le sol et la structure. Toutefois, cette méthode s’appuie sur de nombreuses hypothèses simplificatrices, en particulier en lien avec la définition de la stratigraphie du sol. À cet égard, il serait pertinent de disposer de données provenant d’un essai in-situ pour vérifier sur un cas simple si ces méthodes de calcul, fondées sur les hypothèses courantes, donnent des résultats cohérent avec la mesure. Toutefois, cela conduit à se heurter au verrou scientifique suivant : la grande complexité, voire l’impossibilité à ce jour, de mesurer les efforts à l’interface entre le sol et la fondation.
Aussi, les travaux de recherche qui seront réalisés dans le cadre de cette thèse visent à proposer un dispositif expérimental afin de caractériser in situ l’interaction sol-structure, en particulier, en capacité de connaitre en temps réel la relation effort déplacement à l’interface sol-fondation.
Le projet de recherche se décompose en trois parties :
- La réalisation d’une étude bibliographique sur les méthodes expérimentales déjà existantes pour la caractérisation de l’ISS in situ. L’objectif ici est d’identifier l’ensemble des pistes pouvant être explorées et de déterminer si elles permettent de répondre à la problématique, à savoir la mesure de la relation effort déplacement
- Sur la base de l’étude bibliographique précédemment réalisée, un dispositif expérimental et un programme d’essai seront mis au point. Le dispositif expérimental devra permettre d’évaluer la relation effort-déplacement à l’interface sol-fondation pour une fondation circulaire rigide superficielle
- La réalisation des essais sera suivie par une campagne de simulations numériques. L’objectif est de vérifier si l’emploi des méthodes industrielles, appliquées au cas d’étude, permettent d’obtenir des résultats cohérents avec la mesure. Par la suite, il est possible d’envisager que le dispositif mis au point puisse être appliqué à des structures réelles.