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Recherche - Valorisation

Contribution à l’identification de l’amortissement : approches expérimentales et numériques

le 7 octobre 2013
14H00

Soutenance de thèse de Romain Crambuer, LMT-Cachan de l'ENS Cachan, domaine : Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil

Le risque sismique est un risque naturel majeur en France, il convient donc de construire des ouvrages capables d'y résister.

Dès 1955, des recommandations furent établies afin de prendre en compte ce risque dans la construction d'ouvrages neufs, il s'agit des recommandations Anti Sisimique 55. Elles furent rédigées suite au séisme d'Orléansville (Algérie) du 9 septembre 1954.

Depuis, différentes réglementations successives furent mises en place en France, chacune consécutive à des séismes majeurs. Les réglementations actuelles imposent de quantifier les dissipations d'énergie se produisant dans les ouvrages lors d'un séisme de manière réaliste. Or, il est encore de nos jours difficile de les déterminer, en particulier dans le cas de structures en béton armé. Ceci s'explique par la diversité des sources de dissipations qui peuvent être matérielles telles la plastification des aciers, la fissuration du béton, la détérioration de l'interface acier béton ; ou environnementales telles l'interaction avec les structures voisines ou l'amortissement radiatif.

Classiquement, ces dissipations sont introduites dans la modélisation des structures sous la forme d'un amortissement global, généralement peu physique et difficile à quantifier, tel l'amortissement modal ou l'amortissement de Rayleigh. Le problème qui se pose alors est de savoir comment prendre en compte l'amortissement de manière plus physique. Ces travaux visent à apporter des éléments de réponse à cette problématique.

L'amortissement à l'étude

Pour cela, deux objectifs ont été poursuivis durant cette étude : le premier consiste à qualifier et quantifier expérimentalement les sources d'amortissement dues au béton, le second vise à développer une méthode de calcul, peu couteuse et permettant de modéliser le comportement global mais également l'amortissement de manière réaliste.

Une campagne d'essais de flexion 3~points alternée a été réalisée afin de déterminer et de quantifier les mécanismes contribuant à l'amortissement. L'originalité de cette campagne tient au fait qu'elle est effectuée sur des poutres saines mais également sur des poutres pré-endommagées.

L'analyse des expériences s'est intéressée au comportement global mais également à l'amortissement et à la fissuration. Ceci a permis de relier l'amortissement à l'endommagement, l'intensité du chargement et l'érosion des lèvres de fissures.
Cette campagne a ensuite été modélisée à l'aide de différentes lois de comportements. Une loi s'est révélée pertinente pour ce type d'étude mais également lors d'une campagne numérique d'essais de lâché. Dans cette dernière, les dissipations d'énergie se produisant lors de cycle de charge/décharge sont prises en compte par un schéma d'hystérèse, contrôlé en déformation. La loi de comportement ainsi identifiée a permis de développer une modélisation simplifiée, en vue d'études probabilistes. Cette dernière est fondée sur une loi de comportement sans schéma d'hystérèse couplée à une actualisation de l'amortissement visqueux. Elle s'effectue en fonction de l'évolution des propriétés mécaniques de la structure telles l'endommagement ou l'érosion des lèvres de fissures et du chargement.
Différentes actualisations de l'amortissement ont été développées et confrontées à une campagne d'essais sismiques mono axiaux sur un poteau. Le modèle dans lequel l'amortissement est actualisé en fonction de l'endommagement et de l'intensité du chargement présente un comportement réaliste et peut être considéré comme pertinent.

Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Salle de Conférences - Pavillon des Jardins

Plan d'accès

Composition du jury

Ali Limam, rapporteur, Professeur à l'INSA Lyon
Panagiotis Kotronis, rapporteur, Professeur à l'École Centrale Nantes
Jacky Mazars, examinateur, Professeur Émérite à l'INP - Grenoble
Didier Combescure, examinateur, Ingénieur chercheur à EDF
Frédéric Ragueneau, directeur de thèse, Professeur à l'ENS Cachan
Benjamin Richard, examinateur, Ingénieur chercheur au CEA
Nicolas Ile, examinateur, Ingénieur chercheur au CEA

Laboratoire

lmt-cachan

École doctorale EDSP

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