Analyse fiabiliste du potentiel de liquéfaction des sols

Abstract

Le présent travail présente une analyse déterministe et probabiliste du potentiel de liquéfaction des sols. Pour des raisons d‘incertitude des paramètres sismiques et des paramètres de sol, la méthode probabiliste a été largement utilisée pour l‘estimation de la probabilité de la liquéfaction. Dans un premier temps les paramètres incertains sont modélisés par des variables aléatoires normales et log-normales. Une étude paramétrique des coefficients de variation des variables aléatoires a montré que le nombre de coups N1.60 de l‘essai SPT est le paramètre qui a la plus grande influence sur la probabilité de liquéfaction. Dans l'analyse probabiliste avancée, les paramètres incertains des sols sont modélisés par des champs aléatoires pour prendre en compte la variabilité spatiale des propriétés du sol. Le paramètre incertain choisi est le module de cisaillement. Dans ce cas, la méthode de simulation de Monte Carlo (MCS) et la méthode par Subset ont été utilisées et les moments statistiques de la réponse du sol ont été étudiés. Le modèle déterministe utilisé est le modèle de Finn implémenté dans le logiciel de différences finies Flac 3D. Les résultats déterministes montrent l‘influence de l‘angle de frottement et de l‘angle de dilatance sur le rapport de la pression interstitielle. Une étude paramétrique a montré que la distance d‘autocorrélation a une faible influence sur la probabilité de liquéfaction. Tandis que le coefficient de variation du module de cisaillement a un impact considérable. Pour minimiser le nombre des paramètres incertains, la méthode de surface de réponse stochastique par collocation (CSRSM) a été utilisée. Cette dernière permet de calculer rigoureusement l’impact de chaque variable aléatoire sur la variabilité de la réponse du système en utilisant la méthode de sensibilité globale basée sur les indices de Sobol. Cette méthode permet aussi de minimiser le nombre d‘appel du modèle déterministe numérique en le remplaçant par un méta-modèle et ce qui réduit le temps de calcul.