Influence des effets d’échelles sur la réponse sismique non linéaire des structures et des ouvrages en béton armé.

Abstract

Dans la pratique quotidienne de l’ingénierie civile, les structures et les ouvrages en béton armé sont généralement beaucoup plus grands que les échantillons testés aux laboratoires. Ces effets d’échelles sont à l’origine de nombreux problèmes. Ne pas prendre en compte l'effet d’échelle lors du dimensionnement peut conduire à une conception dangereuse. Dans l’ingénierie pratique, la modélisation avancée de la réponse non linéaire des structures sous chargements sismiques est souvent effectuée à l’échelle globale ou semi-globale. Ces méthodes de modélisation sont principalement utilisées pour leur souplesse et engendrent souvent un coût de calcul réduit. À l’échelle globale, les lois de comportement utilisées sont des lois globales qui décrivent le comportement à l’échelle des éléments structurels au moyen de lois reliant des variables généralisées (Moment, courbure, …). Ces lois globales permettent ainsi de décrire la rupture sous les différentes sollicitations (flexion, cisaillement, interaction flexion/cisaillement …) avec des informations plus au moins correctes. Dans le cadre de ce type de modélisation, le problème d’effet d’échelle est rarement évoqué et sa prise en compte reste une problématique d’actualité. L’objectif de cette thèse est triple. Tout d’abord, en se basant sur des résultats expérimentaux de la littérature, le premier objectif est de mettre en exergue la présence de l’effet de changement d’échelle sur la capacité de rotation des éléments en béton armé (ductilité flexionnelle). À la suite de cette analyse, un nouveau modèle est élaboré permettant de reproduire les effets d’échelles sur la ductilité. Le deuxième objectif est de discuter la réglementation parasismique (Eurocode 8) en fournissant une analyse critique vis-à-vis de ce phénomène. Des propositions d’améliorations sont ainsi avancées en se servant du modèle développé. Le troisième objectif est de traiter les effets d’échelles sur la rupture par interaction flexion/cisaillement en proposant une approche simplifiée qui fournit à l’ingénieur un outil de conception permettant d’assurer un comportement ductile (par flexion) toute en évitant des ruptures fragiles (par cisaillement). Les développements réalisés sont accompagnés d’applications élémentaires et structurales.