Simulation des mouvements sismiques variables dans l’espace : Effet de site et réponse dynamique

Abstract

L’évaluation de la réponse sismique des structures étendues nécessite la prédiction du mouvement sismique à la surface du sol, qui est variable dans l’espace et dans le temps. Cette variabilité est le résultat de la combinaison de l'action de la source sismique qui génère des ondes sismiques, de la propagation de ces ondes entre la source et le site, et particulièrement de l'effet de site. Ce dernier est dû à la variation spatiale des caractéristiques locales du profil du sol, il peut affecter l'amplitude et le contenu fréquentiel du mouvement sismique. Le but de ce travail vise à évaluer, d’une part, l’impact de l'effet de site sur le mouvement sismique différentiel et d’autre part, la sensibilité de la réponse dynamique des ponts en tenant en compte cet effet. A cet égard, une technique de simulation des mouvements sismiques spatialement variables a été développée dans cette thèse. Où l’ensemble des facteurs de la variabilité spatiale du mouvement sismique ont été pris en considération. On s'intéresse notamment à l’effet de site qui se traduit par l’estimation de la réponse sismique du sol. En se basant alors sur la théorie de propagation unidimensionnelle des ondes, cette réponse sismique est obtenue initialement en modélisant le site par un sol monocouche. Ensuite, ce modèle a été étendu pour tenir en compte la nature multicouche du sol. La technique de simulation développée a été validée à travers une série de simulations des mouvements sismiques spatialement variables en considérant les deux modèles de l’effet de site. Plusieurs analyses dynamiques de ponts sous des cas de chargements sismiques différentiels sont effectuées. Où, diverses comparaisons des efforts internes issus de différents cas de chargement sismique ont été discutées. Les résultats de simulations des mouvements sismiques ont montré que l’amplification de site dépend de la profondeur des couches de sol et du type du site adopté. De plus, il a été constaté que les mouvements sismiques simulés sont fortement conditionnés par l’effet de site. Par conséquent, la réponse dynamique des ponts est également sensible à cet effet. Le fait de négliger les conditions locales de site dans l'analyse dynamique des structures étendues donne lieu à une sous-estimation significative de la réponse sismique