Dissertations / Theses: 'Génie parasismique'

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Grange, Stéphane. "Modélisation simplifiée 3D de l'intéraction sol-structure : application au génie parasismique." Grenoble INPG, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00306842.

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Abstract:

Dans le domaine du génie parasismique, l’Interaction du Sol avec la Structure (ISS) est un phénomène important à considérer pour espérer rendre compte du comportement réel d’une structure et donc évaluer sa vulnérabilité. Ce travail présente la construction d’un élément d’interface 3D modélisant une fondation superficielle de forme circulaire, rectangulaire ou filante reposant sur un massif de sol semi infini et permettant de prendre en compte l’ISS en considérant les non-linéarités matérielles (la plasticité du sol) et les non-linéarités géométriques (le décollement de la fondation). Basé sur la méthode des macro-éléments, cet élément permet de travailler en variables globales (forces et déplacements) et comporte 5 degrés de libertés. Tous les éléments du torseur d’effort appliqués à la fondation sont présents excepté le moment de torsion qui n’est pas pris en compte. Cette description globale permet ainsi de simplifier le modèle en minimisant d’une part la préparation des données et du maillage et d’autre part les temps de calculs. Les nonlinéarités sont traitées grâce aux théories classiques de plasticité et peuvent ainsi être couplées de manière simple selon la théorie des multi-mécanismes. Une description mathématique de chaque mécanisme est proposée. Le macro-élément est implémenté dans FedeasLab, un code élément finis développé dans Matlab. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux d’une fondation soumise à des chargements cycliques, ainsi que dynamiques mais aussi des simulations modélisant des ouvrages d’arts (bâtiment, pont. . . ) montrent le bon fonctionnement du macro-élément 3D d’ISS. Enfin, l’efficacité et la robustesse de ce genre d’outils permettent de faire des analyses paramétriques faisant évoluer plusieurs paramètres de sols qui seront présentées à l’issue de cette thèse
In structural engineering, Soil-Structure Interaction (SSI) is an important phenomenon that has to be taken into account. This paper presents a 3D non linear interface element able to compute SSI for rigid circular, rectangular or strip shape footings considering two types of non-linearties. A material non-linearity (plasticity of the soil) and a geometrical non-linearity (uplift mechanism). Several approaches exist to take this phenomenon into account: the following work is based on the "macro-element" concept. The particularity of the macro-element lies in the fact that the movement of the foundation is entirely described by a system of generalised variables (forces and displacements) defined in the foundation centre with five degrees of freedom. Torque moment is not taken into account. The non linear behaviour of the soil and the uplift mechanism are reproduced using the classical theory of plasticity. Coupling of the different mechanisms is straight forward following the multi-mechanism theory. The element is able to simulate the 3D behaviour of a rigid shallow foundation under static and dynamic loadings. It is implemented into FedeasLab, a finite element Matlab toolbox. Comparisons with experimental results on foundations but also civil engineering structures (buildings and bridges. . . ) under monotonic, cyclic and dynamic loadings show the good performance of the approach. The efficiency of this new tool allows us doing further parametrical studies for different soils that are presented at the end of this document

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Vercueil, Didier. "Etude de la liquéfaction de matériaux composites sols-géotextiles : application au génie parasismique." Grenoble 1, 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10237.

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Abstract:

La liquefaction des sables fins satures est un phenomene rheologique extremement spectaculaire et tres dangereux en zone d'activite sismique, parce qu'il est responsable a travers le monde de nombreux degats d'ampleur difficilement previsible. L'implantation d'un reseau de bandes textiles au sein du sol pourrait contribuer a lutter efficacement contre ce phenomene. La partie a) rappelle le mecanisme et la rheologie du phenomene de liquefaction mis en evidence en laboratoire, et le parti qu'on peut tirer d'un composite sol-geotextile pour attenuer le potentiel de liquefaction sur un site de projet. La partie b) presente tout d'abord les equipements specifiques concus et mis au point pour etudier la resistance cyclique du composite sol-geotextile. Les analyses respectives, de l'etat de contrainte a l'interface sol-inclusion et de la distribution des pressions interstitielles au sein du materiau renforce permettent de comprendre le mecanisme induit par les inclusions de geotextile. La partie c) propose une approche numerique du role de geotextiles drainants sous action sismique. La resolution numerique par la methodes des elements finis montrent que des geotextiles compressibles-drainants, mis en place a la maniere des drains verticaux contribuent a augmenter la securite du site en cas de seisme.

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Dunand, François. "Pertinence du bruit de fond sismique pour la caractérisation dynamique et l’aide au diagnostic sismique de structures de génie civil." Grenoble 1, 2005. http://www.theses.fr/2005GRE10007.

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Abstract:

Le bruit de fond est une vibration mécanique de faible amplitude générée par l'activité naturelle et humaine. Cette vibration, en sollicitant les structures de génie civil, permet d'étudier leur comportement dynamique. L'objectif de ce travail de thèse a été de comparer les caractéristiques dynamiques issues de mesures de bruit de fond à des caractéristiques issues de sollicitations de plus fortes amplitudes (e. G. Séismes). Cette étude nous a permis de valider la pertinence de cette méthode. Nous avons montré en particulier que les résultats sous bruit de fond peuvent être extrapolés aux résultats sous séismes. Cette méthode a ensuite été appliquée pour tenter d'identifier l'endommagement de structures ayant subi des séismes. Après une première application en laboratoire sur des éléments de structure (poteaux, poutres) subissant un endommagement contrôlé, nous l'avons appliquée à des bâtiments endommagés par le séisme de Boumerdes en Algérie (21/05/2003, Mw 6. 8). Enfin, des bâtiments grenoblois et niçois ont été testés par cette méthode. La corrélation de deux paramètres dynamiques essentiels (fréquence et amortissement) a été étudiée pour connaître l'origine de l'amortissement mesuré par cette méthode. Ces résultats montrent que cette méthode est efficace et applicable aux structures de génie civil pour la caractérisation dynamique et l'aide au diagnostic sismique
Ambient vibrations are mechanical low amplitude vibrations generated by human and natural activities. By forcing into vibration engineering structures, these vibrations can be used to estimate the structural dynamic characteristics. The goal of this study is to compare building dynamic characteristics derived from ambient vibrations to those derived from more energetic solicitations (e. G. Earthquake). This study validates the efficiency of this method and shows that ambient vibrations results can be extrapolated to seismic behavior. Afterwards, this method has been used as a building damage estimate method after seismic events. First we applied this method in laboratory on structural elements (columns and beams) suffering damages. Then, we applied it on real scale buildings which suffered damages after the Boumerdes seismic event (Algeria 21/05/2003, Mw 6. 8). Finally, a set of buildings located in Grenoble and Nice was tested. The correlation of the two main dynamic parameters (frequency and damping) gives us informations on the in-situ measured damping origin. These results show that the ambient vibrations method is efficiency for buildings dynamic characteristics estimate and seismic evaluation

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Kurose, Ayumi. "Effets des séismes sur les ouvrages souterrains." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2000. http://www.theses.fr/2000EPXX0030.

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Abstract:

Le premier chapitre de la thèse contient des exemples de mouvements sismiques et de dégâts observes dans des ouvrages souterrains a la suite de séismes au japon, au Mexique et en californie. La bibliographique permet de dégager les limites des méthodes actuelles pour l'analyse sismique des ouvrages à grande profondeur. Le second chapitre propose une analyse dynamique nouvelle pour ces ouvrages. Partant de la constatation du caractère très simple de la méthode qui présidé au dimensionnement des ouvrages de surface, on cherche à mettre en oeuvre une méthode d'une simplicité comparable pour le cas des ouvrages profonds. S'appuyant sur les travaux antérieurs de mow et pao sur la diffraction des ondes par des ouvrages, on met en place une méthode de type analytique qui permet de déterminer la réponse en contrainte d'une structure allongée, de type tunnel, a une sollicitation dynamique, dans un massif infini élastique homogène isotrope. Le chapitre trois contient l'exploitation systématique de la méthode proposée, en envisageant les différents cas d'ondes monochromatiques auxquelles peut être soumise une structure souterraine, telles que les ondes sh, p et sv pour une incidence d'angle quelconque. Une approximation est proposée pour traiter les problèmes dans un demi-espace. Cette étude fournit une bonne compréhension des phénomènes mécaniques en jeu et permet de proposer des paramètres de dimensionnement parasismique des ouvrages profonds. Le quatrième chapitre complète l'analyse théorique précédente en illustrant son exploitation pour des sollicitations sismiques réelles. C'est ici que la démarche inspirée par l'analogie avec le dimensionnement des ouvrages de surface trouve sa cohérence complète, illustrée par des comparaisons entre les résultats de la méthode proposée et des observations réalisées dans des ouvrages souterrains, telles que les dégâts causes dans les tunnels durant le séisme de kobe en 1995 et les mesures in situ de déformation et de pression hydraulique a la mine de kamaishi au japon.

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LEGERON, FREDERIC. "Comportement sismique des structures en béton ordinaire et en béton à haute performance armé." Marne-la-vallée, ENPC, 1998. http://www.theses.fr/1998ENPC9802.

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Abstract:

Les éléments de structures en béton à haute performance (bip) ont longtemps été considères comme étant fragiles. Ceci retarde l'utilisation du bip en zone sismique et contribue à une certaine défiance des ingénieurs vis-à-vis du bip. Afin de compléter la base de données actuelle et d'apporter des éléments de réponse sur le comportement des structures en bip arme, une étude expérimentale a été réalisée sur 12 poteaux de taille réelle en bip confines par des étriers rectangulaires et soumis à une sollicitation combinée de compression constante et de flexion alternée. La résistance du béton utilise variait entre 78 et 110 MPA. L’influence de l'espacement des étriers, du taux de charge axiale, de la résistance en compression et de la limite élastique des étriers ont été étudiées. Les résultats de cette étude expérimentale montrent que les poteaux suffisamment bien confines se comportent de manière ductile même sous forte charge axiale et que les étriers a haute limite élastique peuvent s'avérer une solution appropriée pour assurer une ductilité adéquate aux poteaux. Un modèle de confinement est proposé à partir du modèle de cuisson et palustre (1995), et est adapté aux poteaux en béton ordinaire et en bip confine par des armatures a limite élastique normale ou élevée sous sollicitation de compression et de flexion. Un modèle de comportement cyclique des aciers d'armature est proposé et une procédure originale permettant de traiter la localisation observée sur les poteaux en flexion cyclique est développée. Les modèles et les procédures développées sont comparés à une large base de données expérimentale sur 150 poteaux et un pont teste en pseudo dynamique avec divers outils numériques.

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Dodo, Amadou Aboubacar. "La sismicité induite par l'extraction de l'énergie géothermique du site de Soultez-sous-Forêts : la méthode des doublets : un outil d'aide à l'étude du comportement du réservoir." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL105N.

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Abstract:

L'extraction de 1 'énergie géothermique emmagasinée dans les roches sèches chaudes est un concept non polluant, plus que jamais d'actualité malgré des conditions extrêmes d'opération qui rendent très difficile la caractérisation du comportement hydromécanique du système roches - fractures. L'injection de l'eau sous pression est génératrice d'une activité microsismique sujette à une auscultation et une analyse dans le but notamment d'estimer les dimensions du réseau de fractures. C'est dans ce cadre que sur le site de Soultz-Sous-Forêts un réseau de surveillance microsismique est mis en place. Nous montrons d'abord que le nuage formé par les foyers sismiques déterminés par deux méthodes classiques de localisation a une orientation tout à fait en accord avec l'état des contraintes in situ. Mais ce nuage est trop diffus pour mettre en évidence des structures individuelles. Par la suite, l'utilisation de la méthode des doublets dans l'analyse des événements microsismiques nous permet d'arriver à des résultats plus intéressants, à savoir : • chaque doublet (multiplet) correspond à une fracture, ce qui permet de la caractériser de façon spécifique : • pour un même doublet (multiplet), les foyers microsismiques se réalignent à la fois dans le temps et dans 1' espace, donnant ainsi une image précise de la propagation de la rupture dans les roches ; • les distances relatives des foyers des événements d'un même doublet (multiplet) donnent une première estimation de la taille des sources confirmée par 1 'étude des tenseurs desmoments sismiques
The extraction of the geothermal energy stored in the hot dry rocks is a not polluting concept. More than ever of topicality in spite of extreme conditions of operation which make very difficult the characterization of the hydraulic behavior of the rocks - fractures system. The injection of water under pressure generates a microseismic activity prone to a sounding and an analysis with an aim in particular of estimating dimensions of the network of fractures. Lt is within this framework that on the site of Soultz-Sous-Forêts a microseismic survey network is set up. We show initially that the cloud formed by the focuses determined by two classical methods of localization has an orientation in agreement with the in situ state of constraints. But this cloud is too diffuse to highlight individual structures. Thereafter, the use of the doublets method in the analysis of the microseismic events enables us to arrive at more interesting results : • each doublet (multiplet) corresponds to a fracture, which makes it possible to characterize the fracture in a specifie way : • within the same doublet (multiplet) the microseismic events are realigned both in time and space. Thus giving a precise image of the propagation of the rupture in the rocks; • the relative distances between the focuses of the events of a same doublet (multiplet) give a first estimate of the size of the sources confirmed by the study of the seismic moments tensors

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Heitz, Jean-François. "Propagation d'ondes en milieu non linéaire : applications à la reconnaissance des sols et au génie parasismique." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10120.

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Abstract:

La propagation d'ondes en milieu non lineaire est etudiee sur les plans theorique, experimental et numerique. Des applications touchant les domaines du genie parasismique et de la reconnaissance in situ des sols sont proposes. Apres un etat des connaissances acquises a ce jour sur le comportement du sol sous sollicitation dynamique, un modele de comportement viscoelastique non lineaire est introduit dans l'equation fondamentale de la dynamique. L'equation du mouvement du sol obtenue exhibe au second membre un terme de source contenant l'ensemble des termes caracteristiques lies a la non-linearite du sol. Une analyse dans l'espace des frequences montre que le comportement non lineaire deviatoire du sol est a l'origine de modifications du contenu spectral au cours de la propagation par rapport au contenu frequentiel de la sollicitation. Une methode iterative de resolution de l'equation du mouvement est utilisee. A chaque iteration, la solution est obtenue explicitement par l'utilisation de transformations fonctionnelles integrales appropriees. Deux essais dynamiques in situ en surface et en puits avec excitation harmonique sont interpretes sur la base de l'approche theorique precedente. Le premier essai a permis essentiellement de mettre en evidence in situ le comportement non lineaire du sol sous sollicitation sinusoidale. Pour le second essai, des calculs simulent la reponse du sol a distance du puits et une methode d'identification de parametres caracteristiques du comportement non lineaire du sol est proposee. Une autre application de l'approche theorique proposee permet d'etudier les effets de site unidimensionnels caracteristiques du comportement non lineaire d'un horizon de sol reposant sur un demi-espace et subissant une sollicitation transitoire de type sismiques. Une extension du calcul en configuration bidimensionnelle est ensuite proposee

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Cevaer, Franck. "Interaction sol-structure. Modélisation des fonctions d'impédance." Nantes, 1993. http://www.theses.fr/1993NANT2009.

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Abstract:

L' interaction sol-structure en dynamique caractérisée usuellement par les fonctions d'impédance doit être prise en compte des la conception des ouvrages tant pour les fondations de machine que pour les fondations d'ouvrages soumis a l'action sismique. Les fonctions d'impédance relatives à une fondation, un type de sol, et un mode de vibration représentent, sous excitation harmonique, la raideur dynamique complexe du sol. Le travail de bibliographie regroupe l'ensemble des fonctions d'impédance relatives aux fondations superficielles trouvées dans la littérature sous forme paramétrée. Cette étude a permis la réalisation d'un ouvrage: manuel des fonctions d'impédance - fondations superficielles. Y apparaissent les résultats relatifs aux fondations de forme simple (circulaire, rectangulaire et filante) et aux sols de caractéristiques simples (milieu semi-infini, monocouche surmontant soit un substratum rigide, soit un demi-espace). Cet ouvrage permet au concepteur de prendre en compte l'interaction sol-structure dans les cas simples ou au niveau d'avant-projets. Une méthode pratique de prise en compte de l'interaction sol-fondation est développée dans le cas ou le sol peut être assimile a un monocouche homogène et viscoélastique reposant sur un substratum rocheux, et pour une fondation circulaire rigide. Les fonctions d'impédance des modes de translation horizontale et de balancement sont représentées par un modèle discret dont les paramètres, indépendants de la fréquence, sont déterminés par des abaques ou des formules empiriques en fonction de la géométrie sol-fondation du problème. Un amortisseur visqueux de caractéristiques dépendant hyperboliquement de la fréquence est utilise pour rendre compte des effets (en basses fréquences) de l'amortissement interne de la couche de sol. Le modèle fréquentiel ainsi réalise permet d'obtenir des réponses de structures en très bonne corrélation avec celles prenant en compte les fonctions complètes d'impédance

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Hamza, Sami. "Analyse probabiliste de la vulnérabilité sismique des bâtiments existants : application aux structures à portiques en béton armé." Université de Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0332.

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Abstract:

Les codes parasismiques actuels sont élaborés essentiellement pour prévenir le risque sismique dans les constructions neuves. Ces codes étant assez récents, une grande part du parc immobilier n'est donc pas conforme aux règles parasismiques. De plus, la méconnaissance des caractéristiques mécaniques des bâtiments existants rend ces données entachées d'incertitudes plus ou moins grandes. Le présent travail propose une méthodologie d'étude des bâtiments existants pour estimer leur résistance aux séismes jusqu'à la ruine. La méthodologie est appliquée au cas particulier des bâtiments à portiques en béton armé. Elle tient compte d'une part du comportement non linéaire de certains éléments structuraux et de leurs états de ruine, d'autre part, des incertitudes liées aux caractéristiques du bâtiment par un modèle probabiliste. L'étude est menée sur une structure de référence discrétisée par éléments finis. Ses propriétés physiques sont définies par une approche d'ingénierie standard. Le comportement sous chargement monotone puis sismique est étudié ainsi que la ruine de la structure. Le modèle discrétisé sert ensuite de modèle moyen pour le modèle probabiliste développé par la suite. La modélisation non paramétrique des incertitudes est utilisée pour construire ce modèle dans le cas de la dynamique linéaire. Le modèle est étendu à la dynamique non-linéaire par une approche mixte, paramétrique - non paramétrique. Les différents modèles sont mis en oeuvre numériquement et appliqués à la structure de référence pour évaluer l'incidence des incertitudes sur la réponse de la structure aux séismes. Une étude de sensibilité aux incertitudes et à leurs sources (paramétrique ou non paramétrique) permet de caractériser la robustesse de la modélisation
The civil engineering structures contain many sources of uncertainties, specially for the ageing ones, for which there is lake of data about the initial conditions and the evolution of the material properties in time. Earthquake regulations propose for that kind of buildings to proceed either with linear and nonlinear analysis to evaluate their resistance. This research aims to propose a methodology to estimate the reliability of a R/C frame structure under earthquake, taking into account the non linear behavior of the materials and the uncertainties in the dynamic system. The mean model is based on a a nonlinear finite element modelling of the structure. This FEM modelling allows to completely identify the failure mode into the structure : kind, cause, order. . . A stochastic linear analysis is made using the non parametric model applied to the reduced matrices of mass, stiffness and damping of the mean model and a Monte Carlo procedure. The random nonlinear behavior is then, treated by developing a mixed probabilistic model, combining a non parametric model applied on the reduced dynamic system and representing the linear part of the structure ; and a parametric model applied on the plastic localised parts of the structural element, representing the nonlinear part. Taking into account the effects of randomness in the nonlinearities allows us, on the one hand, to estimate the sensitivity of the structure to linear uncertainties in the case of a nonlinear behavior ; and on another hand, to compare this sensitivity to the linear and nonlinear uncertainties

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Casaux-Ginestet, Géraldine. "Modélisation tridimensionnelle du comportement sismique d'ouvrages en béton armé : développement de méthodes simplifiées." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0033.

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Sassia, Akio. "Le Béton armé au Japon (1903-1945)." Paris, CNAM, 2009. http://www.theses.fr/2009CNAM0671.

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Abstract:

Le béton armé japonais constitue un exemple particulier d’une assimilation des techniques occidentales. Introduit par les Japonais eux-mêmes en 1903, ce matériau composite développe ses usages, se mêlant parfois aux techniques traditionnelles, pour permettre à la construction de résister aux tremblements de terre. Deux procédés japonais méritent attention : le béton armé de bambou et la construction « mixte » — ossature métallique enrobée de béton armé. Certaines dispositions d’armature et certains types de structure occidentaux sont potentiellement avantageux au plan sismique ; mais ces vertus ne semblent pas étudiées sérieusement en Occident. D’emblée, le Japon aborde le propos et, en 1922, un procédé parasismique calculable naît : le portique « mixte » contreventé par des murs en béton armé. Son efficacité est prouvée l’année suivante lors du terrible séisme de Kanto. Il tient son ascendance du poteau mixte et de la voûte armée d’arcs métalliques, techniques occidentales qui restent masquées par le succès du béton armé « ordinaire ». Les coques et voiles minces sont parasismiques grâce à leur légèreté et leur rigidité, mais ils voient tardivement le jour au pays du Soleil Levant. Trois facteurs semblent avoir freiné ces innovations : le manque d’expériences dans les voûtes maçonnées ; l’immaturité des recherches expérimentales ; le cloisonnement entre les ingénieurs civils et ceux spécialisés dans les bâtiments. C’est la seconde guerre mondiale qui résout ces problèmes et favorise une percée technologique. Les coques sont ainsi mises en pratique, et depuis, le Japon est une des figures de prou dans le domaine des structures spatiales
Japanese reinforced concrete is an original example of the assimilation of Western technology. Introduced in 1903 by the Japanese themselves, the new material developed quickly, sometimes being mixed with traditional techniques, toward earthquake-proof structures. Two Japanese methods of construction merit particular attention: bamboo reinforcement and “composite” structures – steel frames covered with reinforced concrete. Several types of reinforcement and some kinds of structure developed in the West are potentially earthquake-proof, but very few studies were made there at the time to explore this potential. The Japanese addressed the subject from the start, and a calculable earthquake-proof system was created in 1922: “composite” rigid frames braced by reinforced concrete walls. It was proved effective the following year by the great earthquake of Kanto. The origins of the system can be found in the West: steel arches and stanchions covered with concrete. However these systems are dwarfed by “normal” reinforced concrete. Shell structures, which have a good aseismic potential due to their lightness and rigidity, developed very late in Japan. Three factors seem to have prevented this innovation: lack of experience in masonry construction; immaturity in experimental studies; lack of contact between civil engineers and building engineers. WWII resolved these problems and permitted a technological breakthrough. Shells were thus put into practice, and since then, Japan has been one of the leaders in the field of spatial structures

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Robert-Veillette, Xavier. "Impact du taux d'amortissement visqueux élastique des ponts routiers sur les résultats d'analyses sismiques linéaires et non linéaires." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6208.

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Abstract:

Les événements sismiques ont une période de récurrence assez faible, mais, lorsqu'ils surviennent, ils peuvent affecter grandement l'intégrité des structures de génie civil et la sécurité des gens qui les utilisent. Beaucoup de recherche se fait présentement à travers le monde dans le domaine du génie parasismique clans le but de limiter les dommages aux structures dans le cas de l'avènement d'un événement sismique. Les normes de dimensionnement des ponts comprennent de plus en plus de spécifications à cet effet. Pour faire évoluer les normes, il est essentiel d'améliorer la compréhension du comportement des ouvrages soumis à des charges dynamiques. Plusieurs méthodes d'analyse sont recommandées dans la norme canadienne de conception des ponts pour tenter de prédire le comportement des ponts. Il y a entre autres la méthode unimodale, la méthode statique non linéaire (du spectre de capacité) et l'analyse dynamique temporelle. Une propriété importante des structures qui doit. être intégrée dans chacune de ces méthodes est l'amortissement. Toutes les structures dissipent de l'énergie sous forme d'amortissement lorsqu'elles subissent un séisme. Cet amortissement est très souvent mal caractérisé dans les modèles d'éléments finis utilisés pour prédire la réponse des ponts à une excitation dynamique. Lorsqu'une structure évolue dans son domaine linéaire, on représente l'amortissement réel par un amortissement visqueux (qui est proportionnel à la vitesse), appelé amortissement élastique. Une valeur de 5 % de l'amortissement critique est intégrée dans les spectres d'aléa sismique qui sont fournis par la Commission géologique du Canada et utilisés lors du dimensionnement parasismique. Toutefois, selon des mesures effectuées par différents chercheurs, cette valeur d'amortissement serait trop élevée dans le cas des ponts. L'objectif principal de ce projet de recherche est d'évaluer l'influence du taux d'amortissement visqueux élastique des ponts sur les résultats de différents types d'analyses sismiques par le biais d'une étude de cas. Pour ce faire, la caractérisation dynamique d'un pont en béton armé situé à Lennoxville (Québec) a été effectuée à l'aide d'essais sous vibrations ambiantes et forcées. Des taux d'amortissement variant entre 0, 7 % et 2,4 % ont été mesurés, ce qui est inférieur à la valeur communément utilisée de 5 %. Un modèle numérique de la structure utilisant le logiciel Opensees a ensuite été calibré en fonction des résultats de ces essais. Trois méthodes d'analyse sismique ont été utilisées pour comparer la réponse du pont à l'étude à différents tremblements de terre, en variant le taux d'amortissement visqueux élastique entre 1 % et 5 %. Plusieurs autres paramètres ont également été variés dans les analyses. Les résultats permettent de conclure que le choix du taux d'amortissement élastique peut avoir une influence importante sur les déplacements subis par la structure. Par exemple, si on prend en compte un taux d'amortissement de 1 % au lieu de 5 %, on observe une augmentation moyenne des déplacements maximums pouvant varier entre 30 % et 65 %, selon la période de vibration fondamentale de la structure.

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Chatzigogos, Charisis. "Comportement sismique des fondations superficielles : vers la prise en compte d'un critère de performance dans la conception." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2007. http://www.theses.fr/2007EPXX0019.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'étude du comportement sismique des fondations superficielles et d'offrir de nouveaux outils pour le traitement de problèmes pertinents, orientés vers la nouvelle philosophie de conception parasismique des structures : la conception basée sur la performance (« performance-based design »). On a travaillé suivant quatre axes d'approche sur la problématique de la thèse : a. Reconnaissance des caractéristiques principales du problème par l'examen de ruptures sismiques de structures réelles. Cet effort a abouti à la création d'une base de données d'environ 200 structures qui ont subi une rupture par perte de capacité portante au niveau de la fondation. B. Approche théorique pour la détermination de la capacité portante sismique d'un système de fondation. On a traité le problème de la capacité portante sismique d'une semelle circulaire sur un sol purement cohérent hétérogène par l'approche cinématique du Calcul à la Rupture. Les solutions établies nous ont permis de proposer une modification/extension des procédures de conception existantes qui sont incorporées dans les normes de conception parasismique européennes (Eurocode 8). C. Approche expérimentale pour la validation de la solution théorique établie. Une collaboration avec le LCPC Centre de Nantes a abouti à la planification des trois séances d'essais en centrifugeuse. Les deux premières séances sont incluses dans la thèse et portent sur la détermination de la capacité portante d'une semelle circulaire sur sol cohérent sous chargement quasi-statique. D. Développement d¢un outil intégré permettant la mise en euvre d'analyses dynamiques efficaces pour la prise en compte de l'interaction sol-structure non-linéaire au niveau de la fondation. On a développé un nouveau modèle de macroélément pour le système sol-fondation. Le macroélément est utilisé comme élément de liaison à la base de la superstructure et reproduit les effets non-linéaires qui ont lieu au niveau de la fondation lors d'une sollicitation sismique. Le modèle proposé comporte deux mécanismes en couplage : la plastification du sol et le décollement qui peut se produire sur l'interface sol-structure. L'objectif de cet outil est de permettre d'effectuer de manière efficace un grand nombre d'analyses de structures dynamiques non-linéaires. L'objectif ultérieur de nos développements est d'enrichir les normes de conception parasismique actuelles et de les orienter vers une philosophie de conception basée sur la performance des structures lors d'un séisme.

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Lejouad, Chaymaa. "Compréhension du fonctionnement dynamique de structures en béton armé en présence de corrosion." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST070.

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Abstract:

La corrosion des armatures est l’une des causes principales de la diminution de la performance structurale des ouvrages en béton armé au cours du temps. La littérature fait clairement état d’un nombre très limité d’études expérimentales, visant à caractériser le comportement dynamique des ouvrages en béton armé atteints de corrosion en considérant des sollicitions de nature dynamique.Pour pallier les manques relevés dans les études expérimentales antérieures, une campagne d'essai est conduite sur des poutres en béton armé de grande échelle. Ces poutres corrodées avec une technique de corrosion accélérée sont soumises à des chargements de nature quasi-statique aussi bien que dynamique.À partir des résultats expérimentaux dynamiques et quasi-statiques, l’évaluation de certaines grandeurs d’intérêt, notamment la capacité portante, la ductilité, la capacité hystérétique, les fréquences propres et les coefficients d’amortissement, est réalisée. Dès lors, l’effet de la corrosion sur ces différentes grandeurs est relevé, la comparaison entre les conclusions issues d’essais dynamiques et celles issues d’essais quasi-statiques est établie.Afin de capitaliser les résultats issus de la campagne d’essai, un modèle numérique est développé. Ce modèle multifibre, à faible coût de calcul, intègre certains effets de la pathologie de corrosion, notamment la réduction localisée de la section utile des barres corrodées, la dégradation des propriétés mécaniques de l'acier et l'état de fissuration du béton d'enrobage. Une étude de sensibilité du modèle développé à ces différentes composantes a été réalisée, en comparaison avec les résultats d’essais expérimentaux
Reinforcement corrosion is one of the main causes of the decrease in the structural performance of reinforced concrete (RC) structures over time. The literature clearly reports a very limited number of experimental studies aimed at characterizing the dynamic behavior of corroded RC structures by the means of dynamic loadings.To improve the state of knowledge in terms of dynamic behavior of corroded RC structures, an experimental campaign is conducted on large-scale RC beams. These beams are corroded using an accelerated corrosion technique and subjected to quasi-static as well as dynamic loadings.From the experimental results, the evaluation of certain quantities of interest, in particular the bearing capacity, the ductility, the hysteretic capacity, the natural frequencies and the damping ratios, is carried out. Therefore, the effect of corrosion on these different quantities is revealed and the comparison between the conclusions drawn by dynamic and quasi-static tests is established.In order to capitalize the experimental campaign results, a numerical model is developed. This multifiber model, with a low computational cost, integrates certain effects of corrosion pathology, in particular the localized reduction of the corroded bars section, the degradation of the mechanical properties of the steel and the concrete cover cracking. A sensitivity study of the developed model to these different components was carried out, in comparison with the experimental results

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Cadet, Laurent. "Marges de conception : méthodologie de pilotage pour la justification d’ouvrages parasismiques complexes." Thesis, Paris 10, 2020. http://www.theses.fr/2020PA100080.

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Abstract:

En matière de construction d’ouvrages parasismiques, des normes et des lois ont été mises en place afin de définir des niveaux minimums de protection.Pour autant, pour des ouvrages de catégorie d’importance élevée ou à risques spéciaux, la gestion des risques des projets peut conduire les maîtres d’ouvrages à vouloir couvrir une part de risque plus importante que ces minima réglementaires. D’autant plus qu’il est plus onéreux et plus contraignant de renforcer un ouvrage en exploitation que de le surdimensionner à sa construction. Dans ce cas, le concepteur doit alors réaliser un dimensionnement plus sévère que la réglementation applicable. Toutefois, la mise en place de ces marges ne doit pas conduire à une infaisabilité pour des raisons techniques, économiques ou calendaires.Cette thèse propose une méthodologie de choix et de gestion de ces marges au cours des différentes phases de conception. Elle s’adresse autant aux concepteurs qui doivent disposer d’outils pour retenir des hypothèses de conception raisonnées qu’aux décideurs doivent justifier du financement de ces marges et démontrer le niveau de prise en compte du risque sismique
Standards and laws have been set up to define minimum levels of protection for earthquake-resistant structures’ design and construction.However, for high importance or special risks facilities, risk management may lead owners to cover a greater risk than regulatory standards. Especially since it is harder and more expensive to strengthen an undergoing facility than oversizing its construction. Then, the construction manager’s design have to be more robust than the applicable regulations. However, the introduction of these margins must not lead to an infeasibility for technical, economic or calendar reasons.This thesis therefore offers a methodology to select and steer margins during the designing process. It is intended for designers who need tools to select appropriate design assumptions, as well as for decision-makers who have to argue for their cost and to justify the level of seismic risk taken into account

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Heitz, Thomas. "Comportements nonlinéaires locaux et modélisation numérique de l’amortissement dans les structures de Génie Civil en Dynamique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN048/document.

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Abstract:

La détermination des marges de sécurité des structures de Génie Civil potentiellement sujettes à un risque sismique important nécessite l'amélioration des capacités prédictives des codes de calcul actuellement utilisés. Les phénomènes d'amortissement restent à ce jour l'une des principales sources d'incertitudes, aussi bien au niveau de la structure que des matériaux constitutifs. Pourtant, la résistance de cette dernière à un séisme est fortement conditionnée par sa capacité à stocker et à dissiper l'énergie mécanique introduite par le mouvement du sol. De meilleures modélisations et estimations de ces effets sont donc indispensables à l’évaluation du risque sismique. Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet RSNR SINAPS@ dont l'objectif principal est le développement d'outils de modélisation permettant d'apprécier les effets des séismes, de la rupture de la faille jusqu'au comportement vibratoire des structures et équipements
Assessment of safety margins related to a seismic risk in Civil Engineering requires the improvement of the predictive methods usually performed. The damping phenomena still remain a major source of uncertainty both at the structure and the constitutive material levels. However, the resistance of the said structure to an earthquake is strongly conditioned by its ability to store and to dissipate the energy introduced by the ground motion. Better modeling and evaluation of these effects are therefore essential for the seismic risk assessment. This thesis takes place in the framework of the RSNR SINAPS@ project whose main objective is the improvement of modeling tools allowing to appreciate the effects of an earthquake from the rupture of the fault to the vibratory behavior of the structures and amenities

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Boutin, Mathieu. "Comportement dynamique et modélisation des écoles avec murs de maçonnerie non armée." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6156.

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Abstract:

Ce projet de recherche dans le domaine du génie parasismique concerne la vulnérabilité des bâtiments contenant de la maçonnerie non armée (MNA). Ce matériau de construction a longtemps été utilisé dans la construction d'écoles, d'hôpitaux et d'autres bâtiments jugés comme prioritaires au niveau de la sécurité du public selon le code national du bâtiment canadien (CNBC). Suite, entre autres, au séisme du Saguenay en 1988 une inquiétude s’est présentée au niveau des dangers associés à la présence de MNA pour les occupants de ces bâtiments publics supposés sécuritaires. Cette recherche s’intégre donc à l’initiative du Réseau canadien pour la recherche parasismique (RCRP) visant à l’établissement de procédures pour l’inspection et la réhabilitation de bâtiments jugés prioritaires, construits avant l’implantation de la conception parasismique. Les objectifs de cette recherche comprennent la documentation de la présence de MNA dans un échantillon de bâtiments dans la région de Sherbrooke, l’évaluation des propriétés dynamiques de ces bâtiments et l’utilisation de ces propriétés pour la modélisation de bâtiments existants sur un logiciel commercial de calcul structural. Les efforts de recherche portent sur la détermination des propriétés dynamiques pour des écoles de la commission scolaire de la Région-de-Sherbrooke (CSRS). L’échantillon de bâtiments est principalement de type charpente de béton avec murs de remplissage (BMR) suite à l’analyse statistique des types de charpentes présentes dans le parc immobilier de la CSRS. L’instrumentation des bâtiments à l’aide de capteurs de vitesse a permis de mesurer les vibrations ambiantes des bâtiments sélectionnés. L'analyse des données obtenues à l’aide de techniques d'analyse numérique telles que la décomposition dans le domaine fréquentiel (FDD) a permis d'obtenir l’amortissement, la période fondamentale et les déformées modales pour onze bâtiments comportant des murs de remplissage en maçonnerie non armée. Enfin, les résultats obtenus ont été comparés à des études similaires dans les régions du Centre-du-Québec et de Montréal.

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Paquette, Louis-Gabriel. "Caractérisation des bâtiments comprenant de la maçonnerie non renforcée et de leurs propriétés dynamiques." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1621.

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Abstract:

Il est reconnu que la maçonnerie non renforcée présente un comportement défaillant lors de tremblements de terre. Sa rupture entraîne des risques importants pour le public et peut survenir à des degrés de sismicité faibles, même lorsque l'intégrité structurale du bâtiment n'est pas menacée. Plusieurs exemples d'éléments de maçonnerie non renforcée particulièrement vulnérables ont été rapportés suite aux séismes du Saguenay en 1988 et de Loma Prieta en 1989. Le Réseau canadien de recherche parasismique a débuté un projet de recherche qui devra conduire à un guide d'inspection et de réhabilitation des éléments de maçonnerie non renforcée. La première étape menant à la rédaction de ce guide est l'identification et le relevé des vulnérabilités connues et potentielles de même que l'évaluation de leur importance et le suivi de leur évolution dans le patrimoine de construction canadien. Les travaux de recherche présentés concernent cette phase d'inspection et d'identification. De plus, une campagne d'instrumentation et d'observation sous vibrations ambiantes a été amorcée afin de déterminer les propriétés dynamiques des bâtiments comportant des éléments de maçonnerie non renforcée. Ces propriétés pourront ensuite être généralisées et servir aux analyses dynamiques requises lors du processus d'évaluation sismique d'un bâtiment.

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Girard, Olivier. "Contrôle sismique d'un bâtiment en acier de 1 étage par amortisseurs élastomères et contreventements en chevron." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1528.

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Abstract:

Actuellement, le principe de dimensionnement à la capacité est fortement utilisé dans le domaine du génie parasismique. De manière simplifiée, cette méthode de dimensionnement consiste à dissiper l'énergie injectée à une structure lors d'une secousse sismique par la déformation inélastique d'un élément structural sacrificiel. Cette méthode de dimensionnement permet d'obtenir des structures économiques, car cette dissipation d'énergie permet de réduire substantiellement les efforts qui se retrouvent à l'intérieur de la structure. Or, la conséquence de ce dimensionnement est la présence de dégâts importants à la structure qui suivent à la secousse sismique. Ces dégâts peuvent engendrer des coûts supérieurs aux coûts d'érection de la structure. Bien entendu, sachant que les secousses sismiques d'importance sont des phénomènes rares, l'ingénieur est prêt à accepter ce risque afin de diminuer les coûts initiaux de construction. Malgré que cette méthode ait permis d'obtenir des constructions économiques et sécuritaires, il serait intéressant de développer un système qui permettrait d'obtenir des performances de contrôle des efforts sismiques comparables à un système dimensionné selon un principe de dimensionnement à la capacité sans les conséquences négatives de ces systèmes. En utilisant les principes d'isolation à la base, il a été possible de développer un système de reprise des forces sismiques (SRFS) qui permet d'obtenir un contrôle des efforts sismiques concurrentiels tout en gardant une structure complètement élastique. Ce système consiste à insérer un matériel élastomère entre l'assemblage de la poutre et des contreventements à l'intérieur d'un cadre contreventé conventionnel. Cette insertion permet de diminuer substantiellement la rigidité latérale du bâtiment, ce qui a pour conséquence d'augmenter la valeur de la période fondamentale du bâtiment dans lequel ces cadres sont insérés. Ce phénomène est appelé le saut de période. Ce saut de période permet de réduire grandement l'amplification dynamique essuyée lors d'un séisme dû au contenu fréquentiel particulier des secousses sismiques. Toutefois, la réduction de la rigidité globale a pour conséquence d'augmenter grandement les déplacements de fonctionnement de la structure, ce phénomène étant mitigé par les propriétés amortissantes de l'élastomère utilisé. Le SRFS proposé a été étudié dans le cadre de la présente maîtrise. Les objectifs de l'étude consistent à démontrer l'efficacité et la faisabilité du système proposé ainsi que de développer une méthode de dimensionnement efficace et sécuritaire pour ce genre de système. Afin de faciliter l'obtention des objectifs, l'approche qui a été utilisée est l'étude comparative d'un même bâtiment dimensionné selon deux principes. Le premier est le dimensionnement à la capacité. Le second est un dimensionnement employant le système proposé. La présente étude a été scindée en quatre parties distinctes. La première est l'étude du matériel élastomère afin de déterminer les propriétés utiles lors d'un dimensionnement. La seconde est le dimensionnement et l'étude en laboratoire du comportement d'un cadre contreventé selon un principe de dimensionnement à la capacité. La troisième partie est le dimensionnement et l'étude en laboratoire du comportement d'un cadre contreventé intégrant des amortisseurs élastomères. La quatrième et dernière partie est l'étude comparative des performances sismiques d'un bâtiment qui emploie des cadres amortis avec des amortisseurs élastomères avec les performances d'un bâtiment qui emploie un SRFS par contreventements classiques. À la suite des différentes analyses, il a été possible de conclure sur les performances du système proposé employant des amortisseurs élastomères. Le système possède un excellent comportement quant aux sollicitations sismiques. Le contrôle des efforts sismiques est du même ordre qu'un SRFS par contreventements de ductilité modérée (réduction des efforts élastiques par un facteur de 3). Bien que la demande en déplacement soit plus grande pour le système proposé que pour un système contreventé traditionnel, la demande en déplacement est adéquatement contrôlée. Finalement, il a été possible de confirmer que le système proposé répond élastiquement aux sollicitations sismiques et son comportement après une sollicitation violente est adéquat. Toutefois, les connaissances limitées du matériel élastomère employé causent l'obtention de dimensionnement moins performant qu'attendu. L'ensemble de l'étude a permis de mettre en relief les caractéristiques et les avantages indéniables du SRFS proposé. Toutefois, certains points nécessitant davantage d'études ont également été soulevés lors de cette recherche : le comportement de l'élastomère utilisé pour un plus vaste domaine de situations que celle considérée dans cette étude (par exemple, l'impact de la température sur le caoutchouc et le comportement en fatigue de ce dernier) ainsi que le comportement du système étudié pour un domaine plus vaste d'applicabilité (par exemple, l'applicabilité du système à des bâtiments multiétagés).

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Allani, Anissa. "Conception et optimisation d'amortisseurs à masse accordée pour les structures du génie civil." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1137/document.

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Abstract:

Le travail de thèse s’appuie sur un recueil exhaustif des travaux effectués dans le domaine du contrôle des vibrations auxquels sont soumis les ouvrages génie civil. Une contribution innovante et originale est apportée et permet de classifier, de généraliser et d’optimiser certains critères dans le but d’assurer une conception optimale de divers dispositifs d’atténuation des vibrations, et ce, selon leur application. L’un des objectifs de la thèse a donc consisté à traiter ces critères de manière originale. Après avoir résolu le problème dit « direct » s’appuyant sur la modélisation des systèmes dotés d’un ou de plusieurs AMAs, nous nous sommes intéressés au problème dit « indirect » en envisageant divers critères d’optimisation. Ainsi, plusieurs critères d’optimisation des paramètres mécaniques de plusieurs AMAs appliqués à un système principal comportant 1 ou plusieurs degrés de liberté peuvent être utilisés. L’excitation du système principal est envisagée de deux manières, soit à sa base (en vue d’une application à la sismique), soit au niveau de la structure (en vue d’une application aux effets du vent).Des simulations numériques sont réalisées dans le but d’étudier la performance de chaque modèle optimisé en se fondant sur des approches fréquentielles et temporelles. La robustesse de chaque critère d’optimisation face aux incertitudes liées au changement des paramètres physiques de la structure principale a été examinée. Nous avons également étudié la sensibilité des critères par rapport aux incertitudes des paramètres optimisés des AMAs. La conception et l’optimisation de p AMAs placés en parallèle pour un système principal à Nddl, a constitué une nouvelle contribution originale dans le cadre de cette thèse. Dans ce contexte, lors d’une sollicitation sismique, nous estimons la contribution de chaque mode dans la structure principale et nous conservons seulement les modes de vibrations qui ont un rapport de masses modales cumulées supérieur à 90%. Le choix du critère d’optimisation s’appuie seulement sur les étages les plus sensibles aux modes conservés et permet ainsi de tenir compte des modes élevés de la structure principale. Dans le but de limiter les dommages subis par les constructions du génie civil lors de sollicitations sismiques, nous cherchons à évaluer l’efficacité des AMAs afin d’atténuer les réponses temporelles sismiques. Ainsi une étude comparative est réalisée en appliquant quatre séismes réels sur les modèles optimisés. Afin d’illustrer les résultats obtenus, des tests de caractérisation d’un AMA utilisant un amortissement par courants de Foucault et un ajustement de la rigidité, ont été menés. Ils ont permis d’obtenir une validation expérimentale du modèle et du critère d’optimisation adopté
The architectural demand and the desire to reduce costs permit the construction of light structures with innovating shapes. The great flexibility of these structures makes them increasingly sensitive to the external dynamic loads such as traffic, wind and earthquakes. Vibration control techniques allow to construct modern buildings increasingly slender, and, whether they are economic or architecturally audacious. Instead of modifying the geometrical and mechanical characteristics of a structure, vibration control consists in producing reaction forces which are opposed to the negative effects of the external excitations when they appear. This technological advance has the great advantage to not influencing planners and architects’ work and it provides them with additional creative options in both geometrical and mechanical characteristics of buildings. We restrict our focus to passive vibration control. Among available passive vibration absorber systems, Tuned Mass Dampers (TMDs) were selected for their simplicity and reliability. A TMD consists of a mass, a dashpot, and a spring, and is commonly attached to a vibrating primary system to suppress undesirable vibrations. The performance of TMDs is strongly affected by the adjustment of their parameters. The problem is the optimization of the mechanical parameters of TMD and their location in order to attenuate vibrations of the main structure. This thesis is based on understanding the dynamic characteristics of TMD. It aims to make an innovative and original contribution to classify, generalize and optimize some criteria in order to ensure an optimal design of TMDs, depending on their application. Our work consisted to treat these criteria in an original way. After solving the direct problem based on the modelling of systems with one or several TMD, we tackled the indirect problem by considering various optimization criteria. Thus, several optimization criteria of the mechanical parameters of TMDs applied to a main system (single (SDOF) or multiple degrees of freedom (MDOF)) are used. The excitation of the main system can be done in two different ways; either on the base (for seismic application) or on the structure (for wind effects).Numerical simulations based on a time and frequency approach are used to examine the performance of each optimized model. The robustness of each optimization criterion is assessed by taken into account the uncertainties related to the change of the physical parameters of the main structure. Such problems can be discussed by considering sensitivity analysis for criteria under uncertainty of the optimum TMD parameters. A new and original contribution of this thesis is the design and optimization of multiple TMDs in parallel with a MDOF main structure. In this context, during seismic loads, modes in the main structure with relatively high effective masses can be readily excited by base excitation. Afterwards, optimization criterion can be developed based on the most sensitive storeys to vibration modes which are a cumulative modal effective mass fraction exceeding 90%. To protect structures under earthquake loads, we seek to assess the effectiveness of TMDs in mitigating the response of structure under different real earthquakes. A comparative study is then achieved with four real earthquakes applied on systems with TMD optimized parameters. To illustrate the results obtained, characterization tests are conducted on a TMD with damping by eddy currents effect and adjustable stiffness. They allow the validation of the model and optimization criterion adopted

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Desprez, Cédric. "Analyse et Réduction de la Vulnérabilité Sismique des Structures Existantes : Renforcement par Collage de Tissus de Fibres de Carbone (TFC)." Phd thesis, Grenoble INPG, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560438.

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Abstract:

La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d'éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d'une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l'utilisation d'éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d'endommagement et de plasticité. Le confortement d'éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l'endommagement et le second sur une série d'études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d'études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d'un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiques.

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Mellal, Aïssa. "Analyse des effets du comportement non linéaire des sols sur le mouvement sismique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0549.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est le développement d'une méthodologie pour l'étude du comportement non linéaire des sols soumis à des sollicitations sismiques. La nécessité de considérer des lois de comportement non linéaires pour les sols est discutée. Le modèle de comportement est base sur une loi élastoplastique cyclique avec écrouissage isotrope et cinématique. Pour l'analyse de la réponse dynamique de profils de sols sous sollicitations sismiques, un modèle géométrique simple a été développé. Différentes conditions de drainage peuvent être prises en compte. Selon le contraste d'impédance entre le rocher et les couches de sol, le substratum peut être considéré rigide ou déformable. Une étude comparative entre l'approche élastoplastique et l'approche linéaire équivalente a permis de confirmer l'efficacité de cette dernière pour les sollicitations faibles a modérées mais aussi la nécessité d'utiliser des modèles non linéaires pour des niveaux de sollicitations plus élevés. Le modèle numérique est ensuite testé sur un cas réel : réponse du site de Treasure Island au séisme de Loma Prieta. En dépit de la complexité du problème étudie et du manque d'informations précises sur les matériaux, il a été constaté une bonne concordance entre les enregistrements et les résultats des simulations numériques. Le modèle est ensuite utilise pour le calcul des spectres de réponse de profils de sols tels que définis dans les règles parasismiques françaises. L'objectif est une meilleure définition des spectres réglementaires grâce a une prise en compte des effets du comportement du sol sur le mouvement sismique. Un autre aspect, non moins important, concerne les incertitudes sur les différents paramètres intervenant dans les analyses numériques. Un chapitre est consacre a la logique floue et aux possibilités de son utilisation dans les problèmes de géotechnique. Les avantages que présente cette jeune théorie sont illustres à travers une application à la détermination des spectres de réponse de sols en partant de données comportant des incertitudes.

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Jehel, Pierre. "Modélisation numérique des phénomènes d'amortissement par dissipation d'énergie matérielle dans les structures de type portique en béton armé sous séisme." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477015.

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Abstract:

Des méthodes de dimensionnement parasismique récentes reposent sur la prédiction de quantités locales dans les analyses sismiques non-linéaires. Dans ce contexte la modélisation de l'amortissement avec un modèle visqueux est un point faible. Cette thèse porte sur le développement d'une représentation physique des sources d'amortissement matérielles dans les éléments structuraux des portiques en béton armé (BA). Nous avons formulé et implanté dans un code de calculs par éléments finis (EF) un nouvel élément de poutre multifibre basé sur une cinématique de Euler-Bernoulli enrichie par des sauts de déplacement, et une nouvelle loi de béton robuste capable de représenter les principales sources de dissipation matérielles. Le modèle de matériau a été développé dans le cadre donné par la thermodynamique avec variables internes et une méthode des EF mixte a été retenue pour l'implantation numérique. Les simulations numériques faites avec cet élément multifibre montrent que des sources de dissipation autres que matérielles devraient être ajoutées dans les modèles et que ce nouvel élément est capable de simuler l'évolution non-linéaire d'un portique en BA en un temps de calcul satisfaisant.

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Gatti, Filippo. "Analyse physics-based de scénarios sismiques «de la faille au site» : prédiction de mouvement sismique fort pour l’étude de vulnérabilité sismique de structures critiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC051/document.

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Abstract:

L’ambition de ce travail est la prédiction du champ d’onde incident réalistique, induit par des mouvement forts de sol, aux sites d’importance stratégique, comme des centrales nucléaires. À cette fin, un plateforme multi-outil est développé et exploité pour simuler les aspects différents d’un phénomène complexe et multi-échelle comme un tremblement de terre. Ce cadre computationnel fait face à la nature diversifiée d’un tremblement de terre par approche holistique local-régionale.Un cas d’étude complexe est choisie: le tremblement de terre MW6.6 Niigata-Ken Ch¯uetsu-Oki, qui a endommagé la centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa. Les effets de site non-linéaires observés sont à premier examinés et caractérisés. Dans la suite, le modèle 3D «de la faille au site» est construit et employé pour prédire le mouvement sismique dans une bande de fréquence de 0-7 Hz. L’effet de la structure géologique pliée au-dessous du site est quantifié en simulant deux chocs d’intensité modérée et en évaluant la variabilité spatiale des spectres de réponse aux différents endroits dans le site nucléaire. Le résultat numérique souligne le besoin d’une description plus détaillée du champ d’onde incident utilisé comme paramètre d’entrée dans la conception structurel antisismique de réacteurs nucléaires et des installations. Finalement, la bande de fréquences des signaux synthétiques obtenues comme résultat des simulations numériques est agrandie en exploitant la prédiction stochastique des ordonnées spectrales à courte période fournies par des Réseaux Artificiels de Neurones
The ambition of this work is the prediction of a synthetic yet realistic broad-band incident wave-field, induced by strong ground motion earthquakes at sites of strategic importance, such as nuclear power plants. To this end, an multi-tool platform is developed and exploited to simulate the different aspects of the complex and multi-scale phenomenon an earthquake embodies. This multi-scale computational framework copes with the manifold nature of an earthquake by a holistic local-to-regional approach. A complex case study is chosen to this end: is the MW6.6 Niigata-Ken Ch¯uetsu-Oki earthquake, which damaged the Kashiwazaki-Kariwa nuclear power plant. The observed non-linear site-effects are at first investigated and characterized. In the following, the 3D source-to-site model is constructed and employed to provide reliable input ground motion, for a frequency band of 0-7 Hz. The effect of the folded geological structure underneath the site is quantified by simulating two aftershocks of moderate intensity and by estimating the spatial variability of the response spectra at different locations within the nuclear site. The numerical outcome stresses the need for a more detailed description of the incident wave-field used as input parameter in the antiseismic structural design of nuclear reactors and facilities. Finally, the frequency band of the time-histories obtained as outcome of the numerical simulations is enlarged by exploiting the stochastic prediction of short-period response ordinates provided by Artificial Neural Networks

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Parish, Yousef. "Analyse numérique du comportement sismique des barrages en terre : influence de la plasticité et de la pression d'eau." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Parish.pdf.

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Abstract:

La thèse porte sur l'analyse de l'influence de la plasticité et de la pression d'eau sur la réponse sismique des barrages en terre. Les analyses sont effectuées en utilisant le logiciel FLAC 3D. Le travail comporte trois chapitres: Le premier chapitre présente une analyse bibliographique sur les recherches menées sur des barrages de la terre. Il présente d'abord une analyse des observations réalisées lors des de tremblements de terre. Ensuite, il donne une synthèse des différentes méthodes d'analyse sismique des barrages en terre. Le deuxième chapitre présente une analyse numérique du comportement sismique des barrages en terre. L'analyse est conduite pour la phase solide. L'analyse est d'abord conduite pour un cas simple qui concerne la réponse élastique du barrage. La deuxième partie du chapitre concerne une analyse plus réaliste du barrage, où le comportement élastoplastique du sol est considéré. Cette analyse est conduite en utilisant le critère non associé de Mohr-Coulomb. Le troisième chapitre présente une analyse numérique de l'influence de l'interaction eau-squelette sur la réponse sismique des barrages en terre. L'analyse est conduite d'abord sous condition non drainée, qui correspond à une analyse simplifiée de la réponse du barrage. Cette analyse ne fournit pas la variation de la pression d'eau; elle constitue une première étape de l'analyse de la réponse sismique du barrage en contraintes totales. Par la suite une analyse couplée est conduite en contraintes effectives en utilisant le critère non associé de Mohr-Coulomb. Cette analyse fournit la variation de la pression d'eau. Elle permet d'étudier l'influence de la phase de l'eau sur la réponse de barrage à un chargement sismique réel. Cette analyse est d'abord conduite pour un cas de référence, qui est suivi d'une comparaison des analyses drainée et non drainée.

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Farsi, Mohammed Naboussi. "Identification des structures de génie civil à partir de leurs réponses vibratoires : vulnérabilité du bâti existant." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10257.

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Abstract:

Le but de ce travail est de developper des outils pour la determination des caracteristiques vibratoires des structures de genie civil, et leur application en vue d'une amelioration de la reglementation parasismique, voire d'une estimation de la vulnerabilite sismique. Une technique d'identification multi-excitations est presentee, permettant la prise en compte des couplages entre les differents types de mouvements, et egalement celle de l'interaction sol-structure. Elle est ensuite appliquee a deux types de donnees: le premier provient d'une experience sur table vibrante (donnees cassba), et le second d'un ensemble de 49 batiments californiens ayant subi divers seismes recents. L'analyses des donnees cassba montre, outre des non-linearites pour l'essentiel reversibles dependant du niveau d'excitation, un tres fort controle des mouvements par le decollement de la base. L'importance numerique du de donnees californiennes permet d'etablir des relations statistiques correlant la periode et l'amortissement des modes fondamentaux aux dimensions geometriques (dont la plus importante est la hauteur), et a la structure du batiment. Leur comparaison avec certaines formules reglementaires (ubc88, rpa88, afps90), montre clairement le caractere conservatif des formules francaises. Par ailleurs, l'analyse comparative des erreurs residuelles entre les identifications mono et multi-excitations suggere l'importance des couplages entre les mouvements transverses et longitudinaux, et, pour certains batiments, de l'interaction sol-structure. Un troisieme volet amorce une etude de vulnerabilite du bati existant dans l'agglomeration grenobloise. Les differentes methodes utilisees conduisent toutes a des resultats similaires, indiquant un risque sismique non-negligeable dans cette ville, compte tenu des phenomenes d'amplification qui affectent l'ensemble de la cuvette. En outre, les mesures de bruits de fond realises sur quelques dizaines de batiments grenoblois montrent d'une part la fiabilite de cette methode simple pour l'estimation des frequences propres et des deformees modales, et d'autre part, la meilleure representativite des formules afps90 pour les batiments a murs-voiles

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Verdret, Yassine. "Analyse du comportement parasismique des murs à ossature bois : approches expérimentales et méthodes basées sur la performance sismique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0010/document.

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Abstract:

Ce mémoire présente les travaux de thèse visant à étudier le comportement parasismique des éléments de murs à ossature en bois aux travers d’approches expérimentales et du développement d’une méthodologie d’application de méthodes basées sur la performance sismique. Les approches expérimentales sont constituées de trois campagnes d’essais : (1) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle d’assemblages agrafés et pointés, (2) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle de l’élément de mur à ossature en bois et (3) une série d’essais dynamiques sur table vibrante. La base de données constituée par les résultats d’essais permet alors l’examen des propriétés de résistance et de raideur des éléments de murs suivant les conditions de sollicitation (vitesse d’essai, chargement vertical). Le développement d’une modélisation à l’échelle macro du comportement cyclique et dynamique de tels éléments est également proposé à l’aide de modèles de loi de comportement hystérétiques. Une méthodologie d’application aux structures à ossature bois de méthodes basées sur la performance sismique (méthode N2 et MPA) ainsi qu’une analyse de vulnérabilité - construction de courbes de fragilité - à l’aide de la méthode N2 sont proposées
This thesis presents a study of the seismic behavior of light timber frame walls with stapled and nailed sheathings through experimental approaches and the development of a methodology for the application of seismic performance-based methods. The experimental approaches consist of three test campaigns: (1) a series of static tests on stapled and nailed connections, (2) a series of static tests performed on light timber frame walls and (3) a series of dynamic tests performed on light timber frame walls on a vibrating table. The database consists of these test results then allows the examination of strength and stiffness properties of the wall elements according to the stress conditions (strain rate, vertical load). The development of a macro-scale modeling of the cyclic and dynamic behavior of such elements is also proposed using constitutive law models. A framework of the application to light timber frame structures of seismic performance-based methods based (N2 method and MPA method) and a vulnerability analysis - fragility curves - using the N2 method are proposed

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Crozet, Vincent. "Etude de l'entrechoquement entre bâtiments au cours d'un séisme." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2019. http://www.theses.fr/2019IPPAE002.

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Abstract:

Ce projet de thèse vise à réaliser une étude précise et méticuleuse du risque et des conséquences de l'entrechoquement de bâtiment durant un chargement sismique. L'étude de sensibilité réalisée permettra de mettre en valeur des paramètres décisifs pouvant mener à un risque d'entrechoquement entre bâtiment. Suite à cette première étude une maquette expérimentale, consistant en 2 structures multi-étagé dont l'espacement initial peut être contrôlé, sera crée. Cette maquette sera testée sur la table vibrante du CEA Saclay pendant une campagne expérimentale de 4 mois. L'objectif de cette campagne expérimentale est d'observer les conséquences de l'entrechoquement entre bâtiment. Les résultats de la campagne expérimentale seront par la suite confrontés aux résultats de simulation numériques afin d'approfondir les conséquences de l'entrechoquement de bâtiments
This study aims at highlighting parameters that are meaningful for the risk of pounding occurence between buildings during earthquake. In addition experimental campaign will focus on consequences of pounding on building damage. Firstly a sensitivity study will be performed in order to emphasis parameters that will be taken into account during the design of a specimen. A specimen consisting in 2 multistory srtuctures for which initial spacing can be modified will be constructed. A for month experimental campaign on CEA shake table will be performed aiming at studying consequences of pounding on the building behavior. Experimental campaign results will be then compared to numerical simulation analysis in order to go further into the knowledge of consequences of pounding between buildings

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Sadone, Raphaëlle. "Comportement de poteaux en béton armé renforcés par matériaux composites et soumis à des sollicitations de type sismique et analyse d'éléments de dimensionnement." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675015.

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Abstract:

Les structures sont parfois soumises à des sollicitations extrêmes telles que des chocs et des séismes, dont les conséquences peuvent être désastreuses. La réduction de la vulnérabilité au séisme du bâti existant est un enjeu de société de première importance. Le renforcement d'éléments structuraux par matériaux composites collés offre une solution intéressante, mais les règles de dimensionnement concernant l'application de tels matériaux pour le renforcement parasismique n'ont pas encore toutes été clairement établies. Le présent travail de thèse se propose de contribuer à l'établissement de ces règles pour le renforcement de poteaux en béton armé, par matériaux composites. Une campagne expérimentale a donc été menée sur plusieurs poteaux en béton armé, d'échelle représentative ; diverses configurations de renforcement ont été appliquées sur ces corps d'épreuve, qui ont ensuite été testés en flexion composée alternée. Ces différents essais nous ont permis d'analyser le comportement des poteaux selon la présence ou non de confinement (tissu de fibres de carbone), de renforcement à la flexion (lamelles), et d'ancrage des lamelles de renfort en matériaux composites. Cette notion d'ancrage des composites a fait l'objet d'une campagne expérimentale complémentaire, visant à caractériser une technique d'ancrage innovante et à en vérifier les performances. Grâce à ces différents essais, les gains en termes d'énergie dissipée apportés par les différentes configurations de renforcement, les gains en termes de ductilité globale de la structure ainsi qu'en termes d'augmentation de la charge portante ont été vérifiés. Outre ces aspects quantitatifs, ce travail a permis de proposer des pistes pour l'établissement de règles de dimensionnement de ces renforts spécifiques à la réhabilitation parasismique, en lien avec les normes actuelles, et notamment l'Eurocode 8

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Mabssout, Mokhtar. "Introduction à la reconnaissance dynamique de sols in situ par système harmonique sismique." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20155.

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Abstract:

Ce memoire traite de l'identification des caracteristiques dynamiques de sols sous grande deformation par mesure in situ. La premiere partie presente l'instrumentation du systeme harmonique sismique (shs). La deuxieme partie presente une modelisation thermo-mecanique d'un essai shs. La modelisation purement mecanique fait appel a l'equation de la dynamique et a un comportement quelconque, choisi ici du type hysteretique a deux parametres. L'integration des equations constitutives conduit a la determination du champ de deformations qui donne acces aux sources de dissipation de l'equation thermique. Le champ de temperatures est obtenu par integration de cette equation thermique. La troisieme partie traite du probleme d'identification des parametres dissipatifs de sols par les deux approches mecanique et thermique. Les perspectives visent le developpement industriel de l'outil et l'eventualite d'une modelisation 3-dim

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Desprez, Cédric-Arthur. "Analyse et réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes : renforcement par collage de tissus de fibres de Carbone (TFC)." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0115.

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Abstract:

La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d’éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d’une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l’utilisation d’éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d’endommagement et de plasticité. Le confortement d’éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l’endommagement et le second sur une série d’études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d’études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d’un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiques
In structural engineering, the seismic vulnerability reduction of existing structures is an important issue. Retrofitting by Polymer Reinforced Fibres (FRP) is an interesting response in order to fulfil this aim. This paper presents a simplified modelling strategy to predict the behaviour of reinforced concrete structures upgrade with FRP. A nonlinear finite element method is used, based on multifiber beams with damage and plasticity models. Retrofitting of flexural element (wall, beam) and column confinement are studied. More specifically, a confined concrete constitutive law suitable for monotonic and cycling loadings is proposed. The model is inspired on two well-known concrete laws, one based on damage mechanics theory (La Borderie) and the other based on experimental studies (Eid & Paultre). Validation of the strategy is provided using two case studies: a retrofitted bridge pier and a vulnerability assessment on an existing building trough static (Pushover) and dynamic analysis

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Fach, Mohanad Al. "Modélisation tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieux-pont : prise en compte des non-linéarités du sol et du béton." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10063.

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Abstract:

Ce travail comporte une analyse de différentes interactions du système sol-pieux-structure sous chargements sismiques. On s'intéresse notamment à l'analyse des mécanismes d'interaction entre les différents éléments (sol. pieu, chevêtre, structure) et une attention particulière est accordée à l'influence des non linéarités du sol, le développement : des rotules plastiques dans les pieux et le comportement de l'interface sol-pieux sur la réponse sismique du système sol- pieu-structure. L'étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle à l'aide du code de calcul FLAC 3D. Le travail de thèse est présente en trois chapitres: Le premier chapitre présente une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur le comportement des pieux sous chargement sismique. Le second chapitre comporte une analyse tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieu superstructure tout en intégrant l'effet de la plasticité du sol. L'étude est menée sur différents aspects de l'interaction sol-pieux-structure, à savoir l'influence des paramètres mécaniques du sol ou du pieu, de la configuration géométrique de groupe de pieux et l'influence du chargement sismique et son contenu fréquentiel. Le troisième chapitre traite des aspects particuliers du problème, notamment la formation des rotules plastiques en tête des pieux, la modélisation et l'influence de l'interface sol-pieu et le comportement des ouvrages renforcés
This work includes an analysis of various interactions of soil-piles-structure under seismic loads.mainly concerns with the analysis of the interactions between different elements (soil, pile, foundation, structure). A special attention was devoted to the non-linearity of soil, the development of plastic hinges in the piles and the influence of the soil-pile interface on the seismic response of the soil-pile-structure. The study was conducted using a three-dimensional modeling using the program FLAC 3D. The thesis is presented in three chapters : The tirst chapter presents a literature review of research work related to seismic behaviour of pile foundations.The second chapter includes a three-dimensional analysis of seismic behavior of soil-pile-superstructure taking into account the effect of soil plasticity. The study was conducted on various aspects of the interaction soil-pile-structure. the influence of mechanical parameters of soil and pile. the geometric configuration of the piles groups and the influence of seismic loading and its frequency content.The third chapter deals with specific aspects of the problem. including the development of plastic hinges at the top of the pile. the modeling and the influence of pile-soil interface and behavior of reinforced structures

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Lebon, Grégory. "Analyse de l'endommagement des structures de génie civil : techniques de sous-structuration hybride couplées à un modèle d'endommagement anisotrope." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669997.

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Abstract:

L'analyse sismique des structures de génie civil est une problématique majeure pour la sécurité des personnes et la pérennité des ouvrages. L'étude expérimentale permet de comprendre le comportement réel de la structure mais occasionne des problèmes de coût important et d'effet d'échelle souvent inévitable dû aux dimensions des structures. D'un autre côté, l'étude numérique propose une bonne approximation du comportement global mais la représentation précise des phénomènes locaux (fissuration, perte de matière, flambement, grands déplacements) dans les zones fortement endommagées est délicate et souvent insuffisante. Ce travail de thèse propose l'élaboration d'une technique de sous-structuration hybride pour coupler un modèle numérique à une plateforme expérimentale. Ainsi, la partie faiblement endommagée de la structure est modélisée numériquement tandis que la partie fortement endommagée est testée expérimentalement. Cette méthode permet de coupler le réalisme de l'expérimental avec le faible coût numérique sans toutefois perdre en précision. Après avoir élaboré une méthode de couplage hybride peu intrusive pour le code de calcul (Cast3m), un modèle d'endommagement anisotrope adapté aux chargement sismique (effet unilatéral, déformations permanentes) est développé dans le cadre de la thermodynamique des milieux continus. Afin de valider la méthode hybride, une étude expérimentale est menée sur une structure type en béton armé. La fissuration de la partie expérimentale est étudiée grâce à la corrélation d'images. Ce travail expose donc une alternative intéressante aux analyses classiques des structures importantes soumises à des sollicitations complexes.

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Nguyen, Viet Tuan. "Analyse sismique des ouvrages renforcés par inclusions rigides à l'aide d'une modélisation multiphasique." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1034/document.

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Abstract:

Tandis que l'emploi des techniques de renforcement des structures s'est largement généralisé et diversifié, les méthodes de calcul et de simulation du comportement de telles structures, par nature composites, exigent encore de nombreux développements, tant sur le plan théorique (recours aux techniques d'homogénéisation), que numérique. Ainsi, dans le domaine du génie civil, une modélisation qualifiée de multiphasique a été récemment proposée pour les ouvrages en sols renforcés par inclusions linéaires continues souples (terre armée, géotextiles, etc.) ou raides (inclusions "rigides", pieux, etc.).Ce présent travail a pour but de développer une méthode de calcul rapide et fiable, à travers cette modélisation multiphasique, pour le dimensionnement vis-à-vis de sollicitations dynamiques dans le cas où l'ouvrage est renforcé par un groupe de pieux ou d'inclusions rigides, en se restreignant au cas de l'élastodynamique, c'est à dire d'un comportement élastique linéaire des différents constituants du sol renforcé. Il consiste d'une part à analyser la propagation d"ondes sismiques au sein du massif renforcé et d'autre part à mettre en oeuvre un outil numérique basé sur la méthode des éléments finis pour déterminer les fonctions d'impédance d'un sol renforcé par un réseau régulière d'inclusions vertical. D'où les effets de l'interaction sol-inclusions, ainsi de flexion et de cisaillement des inclusions sont pris en compte
The reinforcement of structures in becoming an increasingly used technique, although the simulation and design of such structures still require many developpements both in theory (use of homogenization techniques) and numeric. Thus, in the civil engineering domains, a qualified multiphase model has been recently proposed for soil reinforced by continuous linear inclusions flexible (reinforced earth structures, geotextiles, etc. ) or stiff (rigid inclusions, piles, etc.).The present work aims to develop a fast and reliable method of calculation, through such a multiphase model, for the design with dynamic load applied on reinforced soil by a group of piles or rigid inclusions, by restricting the elastodynamic case, that is a linear elastic behavior for both constituents. It consists firstly to analyze the propagation of seismic waves in the solid reinforced and secondly to implement a fem.-based numerical code for determining the impedance functions of a reinforced soil by a regular vertical network inclusions. In this model, the interacton soil-inclusions and also the shear and flexural effects of inclusions are both taken into account

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Fach, Mohanad Al. "Modélisation tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieux-pont : prise en compte des non-linéarités du sol et du béton." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10063/document.

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Abstract:

Ce travail comporte une analyse de différentes interactions du système sol-pieux-structure sous chargements sismiques. On s'intéresse notamment à l'analyse des mécanismes d'interaction entre les différents éléments (sol. pieu, chevêtre, structure) et une attention particulière est accordée à l'influence des non linéarités du sol, le développement : des rotules plastiques dans les pieux et le comportement de l'interface sol-pieux sur la réponse sismique du système sol- pieu-structure. L'étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle à l'aide du code de calcul FLAC 3D. Le travail de thèse est présente en trois chapitres: Le premier chapitre présente une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur le comportement des pieux sous chargement sismique. Le second chapitre comporte une analyse tridimensionnelle du comportement sismique du système sol-pieu superstructure tout en intégrant l'effet de la plasticité du sol. L'étude est menée sur différents aspects de l'interaction sol-pieux-structure, à savoir l'influence des paramètres mécaniques du sol ou du pieu, de la configuration géométrique de groupe de pieux et l'influence du chargement sismique et son contenu fréquentiel. Le troisième chapitre traite des aspects particuliers du problème, notamment la formation des rotules plastiques en tête des pieux, la modélisation et l'influence de l'interface sol-pieu et le comportement des ouvrages renforcés
This work includes an analysis of various interactions of soil-piles-structure under seismic loads.mainly concerns with the analysis of the interactions between different elements (soil, pile, foundation, structure). A special attention was devoted to the non-linearity of soil, the development of plastic hinges in the piles and the influence of the soil-pile interface on the seismic response of the soil-pile-structure. The study was conducted using a three-dimensional modeling using the program FLAC 3D. The thesis is presented in three chapters : The tirst chapter presents a literature review of research work related to seismic behaviour of pile foundations.The second chapter includes a three-dimensional analysis of seismic behavior of soil-pile-superstructure taking into account the effect of soil plasticity. The study was conducted on various aspects of the interaction soil-pile-structure. the influence of mechanical parameters of soil and pile. the geometric configuration of the piles groups and the influence of seismic loading and its frequency content.The third chapter deals with specific aspects of the problem. including the development of plastic hinges at the top of the pile. the modeling and the influence of pile-soil interface and behavior of reinforced structures

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Nguyen, Thi Thanh Huyen. "Analyses du comportement de rupteurs thermiques sous sollicitations sismiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00947635.

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Abstract:

Compte tenu des attentes en termes de développements durables, de nouvelles solutions technologiques sont adoptées dans les bâtiments à basse consommation énergétique permettant de réduire considérablement les déperditions par ponts thermiques. Il s'agit des rupteurs thermiques, nouvelles jonctions entre porteurs verticaux et horizontaux constituées de matériaux innovants. Parallèlement à l'évolution des réglementations thermiques dans les bâtiments, la nouvelle définition de l'aléa sismique en France oblige les concepteurs à intégrer le cas de chargement sismique dans les dimensionnements de bâtiments dans une grande majorité du territoire métropolitain. Ces innovations technologiques nécessitent donc des études approfondies de leur comportement mécanique lors d'événements accidentels tels que les tremblements de terre. Au regard des enjeux sociétaux et économiques, il est d'une grande importance d'être capable d'apprécier la contribution de nouvelles solutions techniques à la vulnérabilité du bâti aux séismes. Pour cela, il est nécessaire de procéder à des analyses probabilistes pour la construction, par exemple de courbes de fragilité de structures sous sollicitations sismiques: structures étant composées ou non de rupteurs thermiques. L'objectif de ce travail est donc de proposer l'ensemble d'une méthodologie notamment les outils numériques, en termes de modèles mécaniques, susceptibles de répondre aux attentes de l'ingénierie dans la quantification de l'évolution des marges de résistance en intégrant différents types de rupteurs thermiques dans les bâtiments. Pour cela, différentes étapes, combinant modélisations numériques et expérimentations sont abordées afin d'élaborer un modèle numérique simplifié. Ce dernier doit être riche en termes de phénomènes mécaniques et efficace numériquement pour réaliser rapidement un nombre important de calculs nonlinéaires à l'échelle de bâtiment en tenant compte des aspects aléatoires.

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Salameh, Christelle. "Vibrations ambiantes, contenu spectral et dommages sismiques : nouvelle approche adaptée à l’échelle urbaine. Application à Beyrouth." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU008/document.

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Abstract:

Il a été observé maintes fois dans les enquêtes post-sismiques que les structures ayant des fréquences similaires à celles du sol de fondation présentent des dommages beaucoup plus importants (Caracas 1967, Mexique 1985, Pujili, Equateur 1996; L'Aquila 2009). Cette observation de bon sens n'est cependant que très peu, ou de façon très indirecte, prise en compte d'une part dans les réglementations parasismiques (échelle du bâtiment), et d'autre part dans les études de risque et de scénario à l'échelle urbaine. On assiste ainsi souvent à un niveau de précision incohérent entre les études d'aléa, qui sont maintenant à même de cartographier de manière fiable les fréquences de sol, les possibilités actuelles en matière d'analyse du comportement dynamique des bâtiments, et les cartes de vulnérabilité et de risque finales. Une analyse numérique complète pour étudier l'effet de coïncidence entre les fréquences du sol et du bâtiment est effectuée. Un ensemble de 887 profils de sol réalistes est couplé avec un total de 141 oscillateurs élastoplastiques à un degré de liberté, et leurs réponses combinées (non linéaires) sont calculées à la fois pour un comportement de sol linéaire et non-linéaire, pour un grand nombre (60) de signaux d'entrée avec différents niveaux de PGA et contenu fréquentiel. Les dommages associés sont quantifiés sur la base du déplacement maximal comparé à la fois par rapport aux déplacements élastiques et ultimes, selon les recommandations du projet européen RISK-UE (Lagomarsino et Giovinazzi, 2006), et par rapports aux dommages obtenus dans le cas d’un bâtiment similaire situé sur le substratum rocheux. La corrélation entre les incréments de dommages entre sol et rocher et un certain nombre de paramètres simples mécaniques et de chargement est ensuite analysée en utilisant une approche de réseau neuronal. Les résultats soulignent le rôle clé joué par le rapport de fréquence bâtiment / sol, même lorsque le sol et la bâtiment se comportent de manière non linéaire; d'autres paramètres importants sont le niveau de PGA, le contraste d’impédance sol/rocher et la ductilité du bâtiment. Une enquête numérique spécifique basée sur la simulation du bruit ambiant pour l'ensemble des 887 profils indique également que l'impact du contraste d’impédance sol/rocher peut être cohéremment remplacée en utilisant l'amplitude du rapport H/V. Aussi l'effet de coïncidence apparaît comme une observation importante, non seulement dans la réponse de l'analyse des sites linéaires, mais aussi dans la réponse d'un site non-linéaire: en dépit d'un niveau important de non-linéarité atteint la coïncidence spectrale se produit, mais à un rapport de fréquence décalé vers des valeurs inférieures. La méthode élaborée permet une mise en œuvre très facile, en utilisant des mesures de vibrations ambiantes, tant au niveau du sol et à l'intérieur des bâtiments. Un exemple d'application très illustratif est représenté pour la ville de Beyrouth (Liban)
It has been observed repeatedly in post-seismic investigations that structures having frequencies close to foundation soil frequencies exhibit significantly heavier damages (Caracas 1967, Mexico 1985, Pujili, Ecuador 1996; L’Aquila 2009). However, these observations are generally not taken directly into account neither in present-day seismic regulations (small scale), nor at large-scale seismic risk analysis. We thus encounter frequently an incoherent precision level between hazard studies that are capable of reliably mapping the ground frequency, the actual possibilities of analyzing the dynamic behavior of the building, and the final vulnerability and risk maps. A comprehensive numerical analysis to investigate the effect of coincidence between soil and building frequencies is performed. A total of 887 realistic soil profiles are coupled with a set of 141 elastoplastic oscillators with a single degree of freedom and their combined (non-linear) response are computed both for linear and non-linear soil behavior, for a large number (60) of input signals of various PGA levels and frequency contents. The associated damage is quantified on the basis of the maximum displacement as compared to both yield and ultimate post-elastic displacements, according to the RISK-UE European project recommendations (Lagomarsino and Giovinazzi, 2006), and compared with the damage obtained in the case of a similar building located on bedrock. The correlation between this soil/rock damage increment and a number of simplified mechanical and loading parameters is then analyzed using a neural network approach. The results emphasize the key role played by the building/soil frequency ratio even when both soil and building behave non-linearly; other important parameters are the PGA level, the soil/rock impedance contrast and the building ductility. A specific numerical investigation based on simulation of ambient noise for the whole set of 887 profiles also indicates that the impact of soil/rock impedance contrast may be satisfactory replaced using the amplitude of H/V ratio. Moreover the effect of coincidence appears to be an important observation not only in the linear site analysis response but also in the nonlinear site response: in spite of a large nonlinearity level reached spectral coincidence occurs, however at a shifted frequency ratio towards lower values. The elaborated method allows a very easy implementation, using ambient vibration measurements both at ground level and within buildings. A very illustrative example application is shown for the city of Beirut (Lebanon)

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Jerez, Barbosa Sandra. "Vulnérabilité sismique des ouvrages : évaluation des réponses et des dommages structuraux." Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1087/document.

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Abstract:

Dans le cadre de l'analyse et de la gestion intégrée des risques sismiques, deux approches sont proposées. La première, une méthode pseudo - adaptative de réponse modale (PSA), qui estime la réponse sismique des bâtiments à portiques, avec une précision acceptable et un temps de calcul et d'analyse réduit. En effet, dans le cadre de l'analyse de pushover multimodale (MPA), la courbe de capacité se construit sur la base d'une approche énergétique et le changement des propriétés modales après plastification est évalué à partir des vecteurs de déplacement pendant l'analyse de pushover. L'estimation des réponses en termes de déplacements absolus et relatifs, forces de cisaillement et rotations est satisfaisante comparativement aux résultats d'analyses non linéaires complètes. La seconde approche porte sur l'évaluation post-sismique des dommages structuraux à partir de dommages locaux observés. Elle est fondée sur une relation postulée entre le dommage et la probabilité résiduelle de ruine, à deux niveaux : l'étage et le bâtiment complet. Quatre portiques sont analysés et les résultats sont comparés à une approche mécanique qui estime l'endommagement du système à partir de la perte de raideur de la courbe de capacité. Les résultats obtenus montrent de bonnes estimations du niveau de dommage global. Ainsi, cette approche pourrait bien faire partie d'un outil d'aide à la décision dans le cadre des programmes d'évaluation urbaine des dommages qui requièrent des estimations simultanément rapides et précises
Within the overall framework of seismic risk analysis and management two approaches are presented. First, the Pseudo-Adaptive Uncoupled Modal Response Analysis (PSA) aims to provide improved estimates of seismic response for framed buildings, with an acceptable accuracy and a reduced calculation time duration. It relies on an energy-based equivalent displacement to develop the capacity curve and a pseudo-adaptive feature that considers changes in modal shapes after yielding, within the framework of the widely used Modal Pushover Analysis. According to the results, PSA is able to provide good estimates of structural responses such as displacements, storey drifts, shear forces and rotations, in comparison to a complete Nonlinear Time History Analysis. Second, a strategy for post-seismic evaluation of structural global damage is proposed on the basis of observed local damages and the postulation of adequate relationships between damage and residual probability of failure at two levels: a storey level prior to a building level. Three factors are proposed to reflect the influence of components damage at each of those levels. The obtained results appear as good predictions of the global damage. Accordingly, this strategy has the potential for being a first step within the implementation framework of a decision-making tool for rapid and accurate estimates of structural damages

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Thai, Son Quang. "Développements théorique et numérique d'un modèle multiphasique pour le calcul des ouvrages renforcés par inclusions." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00467893.

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Abstract:

La simulation numérique du comportement et l'analyse de stabilité des ouvrages de géotechnique renforcés par inclusions linéaires "rigides" ou "souples", c'est-à-dire capables ou non de reprendre des efforts de flexion et cisaillement, reste un problème difficile, en raison de la très forte hétérogénéité du sol renforcé combinée au grand nombre d'inclusions employées, ainsi qu'à leurs dimensions caractéristiques très petites vis à vis de celles de l'ouvrage dans son ensemble. Une approche alternative, fondée sur une modélisation dite "multiphasique", a été récemment développée, qui permet de s'affranchir des difficultés précédentes et d'aboutir ainsi à des méthodes de dimensionnement accessibles à l'ingénieur. On s'intéresse dans le cadre de ce travail aux développements théorique et numérique de cette approche en prenant en compte non seulement les effets de flexion et de cisaillement des inclusions, mais également les différents types d'interaction entre ces dernières et le sol environnant. La première partie du mémoire est consacrée à la construction des approches du calcul à la rupture et à la mise en œuvre numérique élasto-plastique du modèle multiphasique des ouvrages renforcés par inclusions "souples", qui est alors appliqué à l'analyse de la stabilité d'ouvrage en "terre armée". L'extension de l'approche du calcul à la rupture et du code éléments finis en élastoplasticité, développés dans la première partie, à la prise en compte des effets de flexion et de cisaillement fait l'objet de la seconde partie du mémoire. La version la plus complète du modèle multiphasique élaborée est appliquée à la simulation du comportement d'une fondation renforcée par inclusions "rigides", soumise à un séisme induisant un chargement latéral. Partant de l'idée d'optimiser le schéma de renforcement de l'ouvrage traité à la deuxième partie, en inclinant les inclusions, un modèle "triphasique" est formulé et développé. Ce modèle vise à décrire le comportement macroscopique d'un sol renforcé par deux familles d'inclusions ayant des orientations différentes.

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Lemaire, Jean. "Un modèle d'évaluation de la vulnérabilité sismique du bâti existant selon l'Eurocode : essai méthodologique et application sur un territoire." Thesis, Paris 10, 2018. http://www.theses.fr/2018PA100010/document.

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Abstract:

Le risque sismique est un sujet d’étude pluridisciplinaire qui fait l’objet de nombreux travaux de recherches. Pendant longtemps, il a été étudié sous l’aspect de l’aléa et ce n’est qu’au milieu du XXe siècle que nous nous sommes intéressés à la vulnérabilité des éléments exposés. Malgré la multiplicité des études sur le risque sismique, aucune d’entre elles n’adopte une démarche globale en utilisant la règlementation parasismique. Dans le cadre de cette thèse, nous soutenons l’hypothèse selon laquelle il est possible d’évaluer la vulnérabilité des lieux d’habitation à l’échelle de plusieurs bâtiments en utilisant la norme Européenne, l’Eurocode 8. Utiliser cette règlementation a l’avantage de réduire les temps d’étudede la vulnérabilité physique puisque l’on évalue la résistance sismique d’un unique bâtiment dont ce dernier représente une population de plusieurs immeubles à usage d’habitation collective. La méthodologie proposée, illustrée sur l’exemple de la conurbation Mulhouse-Bâle, se compose de deux phases. La première consiste à étudier l’aléa sismique de la zone urbaine de Mulhouse et de Bâle à travers les études bibliographiques de quelques auteurs. Cette phase consiste aussi à examiner la compatibilité de la règlementation parasismique européenne et helvétique. En dernier lieu, un diagnostic du bâti existant et de la population est réalisé pour évaluer la vulnérabilité de ces deux territoires urbains, après un découpage des deux villes en secteurs historico géographiques. Une seconde phase consiste à proposer un modèle simplifié d’évaluation déterministe et probabiliste de la vulnérabilité du bâti, Celui-ci est fondé à partir de la nouvelle règlementation Européenne et de la mécanique des structures, pour évaluer la résistance sismique des bâtiments. L’aspect probabiliste a permis d’affiner le modèle proposé afin d’intégrer certaines incertitudes. Une étude de cas simulant un séisme important de magnitude Mw égale à 6 sur l’échelle de Richter, intégrant les phénomènes d’effets de site comme le préconise l’Eurocode 8, a permis de valider l’application du modèle envisagé. Le modèle d’évaluation proposé a pour intérêt de fournir un outil permettant d’évaluer la vulnérabilité du bâti sans effectuer de calcul mécanique. Il se veut donc accessible à tous(géographes, ingénieurs, sismologues, etc.…). Plus généralement, ce modèle pour objectif de fournir un outil d’aide à la décision dans la démarche de prévention que doivent les autorités publiques à la population, puisqu’ils permettent de déterminer la plus ou moins grande vulnérabilité des zones étudiées
The seismic risk is a subject of multidisciplinary study which is the object of numerous research works. For a long time, it was studied in terms of hazard and it is only in the middle of the 20th century that we became interested in the vulnerability of the exposed elements. In spite of the multiplicity of the studies on the seismic risk, none of them adopts a global approach by using the earthquake-resistant regulations. Within the framework of thesis, we support the hypothesis that it possible to estimate the vulnerability of dwellings on the scale of several buildings by using the European standard, Eurocode 8. Using these regulations has the advantage reducing the time to study physical vulnerability by assessing the seismic resistance of a single building, where the latter represents a population of several buildings used as collective dwellings. The proposed methodology, illustrated on the example of the Mulhouse-Basel conurbation, consists of two phases. The first one consists in studying the seismic hazard of the urban area of Mulhouse and Basel through the bibliographical studies of some authors. This phase also consists in examining the compatibility of the European and Helvetian seismic regulations. Finally, a diagnosis of the existing structures and of the population is made to assess the vulnerability of these two urban territories, after a division of both cities into historic-geographical sectors. A second phase consists in proposing a simplified model of deterministic and probabilistic assessment of the vulnerability of the built, based on the new European regulation and the mechanics of the structures, to evaluate the seismic resistance of buildings. The probability aspect allowed to refine the proposed model to integrate certain uncertainties. A case study feigning an important earthquake of magnitude Mw equal to 6 on the Richter scale, integrating the phenomena of site effects as recommended by Eurocode 8, validated the application of the envisaged model. The proposed evaluation model is intended to provide a tool for assessing the vulnerability of the built without performing mechanical calculations. Thus, it aims to be accessible to all (geographers, engineers, seismologists, etc…). More generally, this model aims to provide a decision-making tool in the approach of prevention which the public authorities owe to the population, because they allow to determine the more or less big vulnerability of the studied areas

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Abboud, Youssef. "Développement d’un macroélément pour l’étude des fondations superficielles sous charge sismique." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1010/document.

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Abstract:

Cette thèse vise à développer une méthode pour la justification des fondations superficielles sous charge sismique dans le cadre du nouveau zonage sismique de la France, entré en vigueur en 2011 et des justifications post Fukushima. Elle s’inscrit dans le cadre d’un contrat de recherche entre l’IFSTTAR et EDF CEIDRE.Un modèle basé sur le concept de macroélément est développé pour étudier l’interaction sol-structure (ISS) en prenant en compte les différentes non linéarités. Sa formulation se base sur la théorie de l’élastoplasticité et s’inspire des normes en vigueur (Eurocodes 7 et 8) et. Les différents paramètres sont définis à partir d’essais au laboratoire ou in situ, ou à partir de simulations numériques en conditions statiques. Les coûts de calcul sont réduits du fait que les non linéarités liées à l’interaction sol-structure sont concentrés en des points particuliers du modèle de calcul. L’avantage du macroélément réside dans une formulation en efforts et déplacements, ce qui facilite son utilisation pour la justification des fondations (capacité portante, glissement, décollement, tassements, translations, distorsions et rotations).Le macroélément est implémenté dans le code par éléments finis CESAR LCPC et permet de simuler le comportement statique et sismique d’une fondation superficielle. Trois approches pour la modélisation de la radiation des ondes sismiques dans le sol sont comparées en considérant des chargements statiques et sismiques.Ensuite, des études paramétriques sont réalisées sur une structure en mettant en jeu plusieurs signaux réels. L’influence des différents paramètres de nocivité sur le comportement de la structure est étudiée.Le comportement statique et sismique d’un ouvrage réel est aussi analysé. Il s’agit d’un bâtiment fondé sur un radier reposant sur un sol stratifié. L’aléa sismique est défini par 5 accélérogrames d’accélération maximale égale à 0.4g. Des justifications normatives sont menées en se basant sur les résultats des différentes simulations réalisées
This PhD work concerns the elaboration of a method to verify the seismic sustainability of shallow foundations considering 2011 seismic zoning of France. It is a part of a research contract between EDF CEIDRE and IFSTTAR.To this end, a macroelement based model is developed in order to assess nonlinear soil structure interaction. The elastoplastic formulation of the macroelement constitutive model is compliant with the classical plasticity theory. The formulations for the plastic mechanisms are inspired from the applied standard (Eurocodes 7 & 8). The rate dependent response and the effects of the embedment and the soil inertia efforts are taken into account. The parameters for the constitutive model are defined from laboratory or field tests, or calibrated from static finite element method simulations. The calculation cost is significantly reduced due to the simplified modelling of the soil and its non linearities. Another advantage is that the macroelement based tool is formulated in terms of generalized variables (forces and displacements): this promotes its application in the verification of the sustainability of shallow foundations (bearing capacity, sliding, overturning, settlements, translations, rotations and distortions).The macroelement is implemented in the Finite Element software CESAR LCPC. It allows to simulate the static and the seismic behaviour of a shallow foundation. Three alternative approaches to assess SSI through this model are possible. These alternative approaches are explained and tested under static and seismic load.Then, it is used to perform parametric studies involving various input motions derived from earthquake recordings. The seismic response of a simple structure is studied with respect to the input motion key parameters.Finally, the static and seismic behaviour of a real structure is analysed. The structure is founded on a large raft foundation laying on a multi-layered soil. The seismic hazard is defined by five 0.4 g-PGA accelerograms. Verification to the applied standards is performed on the base of the simulation results, considering many features of the seismic behaviour

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Seddiki, El Mehdi. "Évaluation de la vulnérabilité sismique du bâti existant par une approche mécanique avec une application à l’échelle urbaine." Thesis, Tours, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUR1802.

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Abstract:

Les bâtiments en maçonnerie est l’une des typologies les plus courantes en Europe. Etant construite sans considération sismique, cette typologie est très vulnérable face aux sollicitations transversales. A l’instar des centres urbains historiques, la ville de Nice connait une concentration des blocs de bâtiments caractérisés par une continuité structurelle. Plusieurs observations post-sismiques ont montré que les bâtiments attenants au sein d’un bloc n’ont pas un comportement dynamique indépendant, car il est fortement impacté par les constructions adjacentes. Il s’agit de l’effet de bloc. Par conséquent, les considérer individuellement reflète un comportement imprécis voire irréaliste. Cette thèse a pour objectif d’évaluer la vulnérabilité sismique du bâti en maçonnerie existant à grande échelle (ville). La méthodologie d’évaluation proposée est basée sur une approche mécanique et considère plus particulièrement l’impact de l’effet de bloc sur la réponse des bâtiments.Ce faisant, la démarche multiéchelle proposée comprend trois étapes complémentaires et est appliquée à la ville de Nice. Nous développons dans un premier temps, une nouvelle Matrice de Typologies de Bâtiments représentative de la zone d’intérêt. La base de données typologiques correspondante est ensuite construite pour déterminer les typologies de bâtiments les plus répandues. Un ensemble d’archétypes représentatifs des structures en maçonnerie est retenu comme cas d’étude. Ils sont modélisés par le principe du cadre équivalent par macroélément et analysés par l’approche statique non linéaire, Pushover. Nous obtenons ainsi une courbe de capacité caractéristique pour chaque typologie étudiée. Enfin, un outil est développé pour la détermination des niveaux de dommages, en conformité avec l’Echelle Macrosismique Européenne EMS-98. Il répond à la complexité du milieu urbain. En effet, il estime le niveau de dommage moyen attendu pour chaque typologie, en fonction des actions sismiques locales. D’autant plus que le bâti niçois est implanté pour la plus part sur des remplissages alluvionnaires. Ce qui augmente les effets de site lithologiques. Ces derniers sont pris en compte dans la définition du scénario de l’aléa sismique. Il est représenté par des spectres de réponse en accélération et correspond au séisme de scénario Ligure de 1887 (Mw = 6.9). Le modèle est basé sur l’approche N2 pour la détermination du point de performance.Les résultats ont confirmé plusieurs observations post-sismiques, et montrent que l’effet de bloc a un impact considérable sur la vulnérabilité des bâtiments. Cette influence peut prendre trois formes différentes : évolution de la résistance du bâtiment, modification de son mécanisme de ruine global ou alors variation du niveau de dommages attendu. La méthodologie proposée constitue une première contribution dans l’évaluation des bâtiments à grande échelle avec la prise en compte des interactions entre les bâtiments adjacents. Sa modularité permet d’intégrer d’autres paramètres et d’élargir le champ d’application. Par ailleurs, elle remet en question le texte réglementaire actuel (EC8), qui est basé à l’échelle du bâtiment considéré isolé pour évaluer sa vulnérabilité.Le scénario du risque sismique résultant consiste en un guide un guide précieux pour les politiques et les acteurs de la construction. Il peut être utilisé pour la mitigation des risques ou l’optimisation des plans d’évacuation en situation de crise
Masonry buildings are one of the most common typologies in Europe. Being built without seismic considerations, this typology is very vulnerable to the transversal loads. Like the historic urban centers, the city of Nice knows a concentration of the building blocks characterized by a structural continuity. Several post-seismic observations have shown that adjoining buildings within a block do not have an independent dynamic behavior, as it is strongly impacted by the adjacent buildings. This is the block effect. Therefore, considering them individually reflects an imprecise or even unrealistic behavior. This thesis aims to assess the seismic vulnerability of the masonry structures at large-scale (city). The proposed evaluation methodology is based on a mechanical approach and considers more particularly the impact of the block effect on the response of buildings.The proposed multi-scale approach includes three complementary steps and is applied to the city of Nice. First, we develop a new Matrix of Building Typologies representative of the area of interest. The corresponding typological database is then constructed to determine the most common typologies of Nice buildings. A set of representative archetypes of masonry structures is used as a case study. They are modeled by the equivalent frame approach and analyzed by the nonlinear static approach, Pushover. We thus obtain a characteristic capacity curve for each studied typology. Finally, a tool is developed for the determination of damage levels, in accordance with the European Macroseismic Scale EMS-98. It responds to the complexity of the urban environment. Indeed, it estimates the average level of damage expected for each typology, according to the local seismic actions. Especially since the building of Nice is implanted for the most part on alluvial fillings. This increases the lithological site effects. These are taken into account in the definition of the seismic hazard scenario. It is represented by acceleration response spectra and corresponds to the Ligure scenario earthquake of 1887 (Mw = 6.9). The model is based on the N2 approach for determining the performance point.The results confirmed several post-seismic observations and show that the block effect has a considerable impact on the vulnerability of buildings. This influence can take three different forms: evolution of the resistance of the building, modification of its mechanism of global ruin or then variation of the expected level of damage. The proposed methodology is a first contribution in the evaluation of large-scale buildings with the consideration of interactions between adjacent buildings. Its modularity makes it possible to integrate other parameters and to widen the field of application. In addition, it questions the current norms (EC8), which is based on the scale of the building considered isolated to assess its vulnerability.The resulting seismic risk scenario is a guide and a valuable guide for construction policy and actors. It can be used for risk mitigation or optimization of evacuation plans in crisis situations

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Jacquet, Gottfried. "Hybrid physics-based/data-based seismic ground motion generator of a site." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPAST035.

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Abstract:

L'estimation précise de la réponse sismique suite à un tremblement de terre permet de sauver des vies. Toutefois, la limitation des ressources informatiques et la variabilité méconnue et mal caractérisée de la géologie et du con- texte sismotectonique posent des déﬁs signiﬁcatifs pour les simulations à l'échelle d'une ville ou d'une région. Cette thèse propose une nouvelle approche combinant les méthodes d'apprentissage adverse (adversarial) et les simulations basées sur la physique pour surmonter ces limitations, en s'appuyant sur le cadre SeismoALICE, (F. GATTI et D. CLOUTEAU: "Towards blending Physics-Based numerical simulations and seismic databases using Generative Adversarial Network", CMAME 2020). En raison des ﬂuctuations aléatoires des propriétés mécaniques du milieu géologique, les simulations numériques ne peuvent donner des résultats que pour les basses fréquences (BF) jusqu'à 5 voire 10 Hz. La fréquence de conception des structures et des équipements en génie civil atteint en revanche 40 Hz. Cette thèse vise à simuler des signaux sismiques plus riches en fréquences [0 - 30 Hz] à partir de la connaissance des signaux à basses fréquences et d'une base de données de signaux enregistrés. Dans ce but, nous développons un encodeur et un décodeur adaptés aux signaux sismiques utilisant une variante des techniques d'attention, nommée Conformer, pour capturer les corrélations de longue durée présentes dans les accélérogrammes. Le discriminateur, assurant que les signaux simulés ressemblent à des signaux enregistrés, a fait l'objet d'un développement poussé, permettant d'optimiser l'encodeur et le décodeur par le biais d'une technique de min-max au cœur des méthodes adverses d'apprentissage machine. Pour forcer a reconstruction des signaux, nous adaptons aux séries temporelles la Focal Frequency Loss (FFL) et la Hyper-Spherical Loss (HSL), qui sont plus performantes pour ce type de données. Ensuite, nous complétons les signaux BF jusqu'à 30 Hz en explorant différents cas de génération : mapping one-to-one et mapping one-to-many pour évaluer la plausibilité des reconstructions de la base de données. Cinq méthodes ont été élaborées : Signal-to-Signal Translation, SeismoALICE with shared latent space, SeismoALICE with factorized latent space, BicycleGAN for time series et Multi-Modal Signal Translation. Leur performance a été évaluée avec le Goodness-of-Fit de Kristeková. Nous avons prouvé en manipulant les variables cachées qu'il est possible de diviser l'information en deux groupes de variables de distributions Gaussiennes, l'un pour les basses fréquences et l'autre pour les hautes fréquences. Cette interprétabilité a permis de manipuler l'espace latent et de contrôler le mapping one-to-many. Les modèles, entraînés sur 128 000 signaux sismiques de la base de données des séismes de Stanford (STEAD), dé- montrent leur performance avec des qualités de prédiction allant de bonnes à excellentes. Finalement, leur efficacité a été démontrée par une application au séisme du Teil de 2019 (en Ardèche dans la région Auvergne-Rhone-Alpes, France). Ce travail ouvre la voie à une prédiction plus précise et plus efficace des signaux sismiques en intégrant de manière transparente les connaissances basées sur la physique et l'apprentissage machine
Accurately estimating the seismic response following an earthquake can save lives. However, limited computational resources and poorly characterized and unknown variability in geology and seismotectonic context pose significant challenges for simulations at the scale of a city or region. This thesis proposes a new approach com- bining adversarial learning methods and physics-based simulations to overcome these limitations, based on the SeismoALICE framework (F. GATTI and D. CLOUTEAU: "Towards blending Physics-Based numerical simulations and seismic databases using Generative Adversarial Network," CMAME 2020). Because of the random ﬂuctuations in the mechanical properties of the geological medium, numerical simulations can only give results for low frequencies (LF) down to 5 or even 10 Hz. The design frequency for civil engineering structures and equipment, on the other hand, reaches 40 Hz. This thesis aims to simulate seismic signals with a higher frequency range [0 - 30 Hz] using knowledge of low-frequency signals and a database of recorded signals. To this end, we are developing an encoder and decoder adapted to seismic signals using a Conformer variant of attention techniques to capture the long-duration correlations present in accelerograms. The discriminator, which ensures that simulated signals resemble recorded signals, has been the subject of extensive development, enabling the encoder and decoder to be optimized using a min-max technique at the heart of adversarialmachine learning methods. To force signal recon- struction, we adapt Focal Frequency Loss (FFL) and Hyper-Spherical Loss (HSL), which are more eﬃcient for this data type, to time series. We then complement the LF signals up to 30 Hz by ex- ploring different generation cases, one-to-one map- ping, and one-to-many mapping to assess the plausibility of the reconstructions in the database. Five methods were developed: Signal-to-Signal Translation, SeismoALICE with shared latent space, SeismoALICE with factorized latent space, BicycleGAN for time series, and Multi-Modal Signal Translation. Their performance was evaluated using Kristeková's Goodness-of-Fit. By manipulating the hidden variables, we proved that it is possible to divide the information into two groups of variables with Gaussian distributions, one for low frequencies and the other for high frequencies. This interpretability made it possible to manipulate the latent space and control the one-to-many mapping. The models, trained on 128,000 seismic signals from the Stanford Earthquake Database (STEAD), demonstrated their performance, with prediction qualities ranging from good to excellent. Finally, their effectiveness was demonstrated by application to the 2019 Le Teil earthquake (in the Ardèche region of Auvergne-Rhone-Alpes, France). This work paves the way for more accurate and efficient prediction of seismic signals by seamlessly integrating physics-based knowledge and machine learning

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Teodorescu, Catalin Stefan. "Commande de systèmes d'isolation antisismique mixte." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904280.

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Nous nous intéressons aux méthodes de contrôle de vibrations de modèles réduits de structures à n degrés de liberté, sismiquement isolées au niveau de la base par des systèmes d'isolation mixte.Le mouvement provoqué par une sollicitation sismique horizontale a lieu dans le plan vertical.Nous avons construit un problème de contrôle semi-actif de systèmes incertains soumis à des perturbations inconnues, mais bornées. Dans le langage de l'automatique, il s'agit d'un problème d'atténuation de perturbations.Le résultat principal de cette thèse porte sur la construction d'une version modifiée des résultats de Leitmann et de ses collaborateurs sur la stabilisation de systèmes non linéaires incertains. Le théorème proposé repose sur une loi de commande par retour d'état qui assure en boucle fermée les propriétés de "uniform boundedness" et "uniform ultimate boundedness".En particulier, il peut être appliqué à la résolution de problèmes de contrôle semi-actif, qui sont actuellement traités en génie parasismique.L'objectif du contrôle est d'améliorer le comportement (i.e. la réponse) de structures isolées pour faire face aux perturbations externes, c'est-à-dire les séismes. Plusieurs points différencient notre problème de la majorité que l'on trouve dans la littérature: (i) on ne s'intéresse pas seulement à la protection de la structure isolée, mais aussi aux équipements situés à l'intérieur de la structure, et (ii) au lieu d'utiliser des indicateurs de performance habituels exprimés en termes de déplacement relatif de la base versus des accélérations absolues des planchers, nous utilisons uniquement le spectre de plancher en pseudo-accélération, comme il a été proposé dans des travaux précédents par Politopoulos et Pham. Ce travail est une tentative d'utiliser explicitement les spectres de plancher comme critère de performance.Concernant la procédure d'application, plusieurs étapes intermédiaires ont été détaillées:(i) modélisation de signaux sismiques;(ii) réglage des paramètres de la loi de commande utilisant la théorie des vibrations;(iii) validation et test du comportement en boucle fermée à travers des simulations numériques: pour des raisons de simplicité, on se limite au cas n=2.Cette procédure peut être utilisée sur des structures en industrie nucléaire, mais aussi en génie civil.D'autres sujets traités incluent une tentative d'utiliser les outils temps-fréquence, et en particulier la distribution de Wigner-Ville, pour la synthèse de lois de commande, en espérant pouvoir mieux contrôler les composants transitoires des signaux de perturbation (les entrées) et des variables d'état (les sorties).

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El, Shabrawy Atef. "Comportement des ouvrages historiques soumis à des sollicitations sismiques : apport de la modélisation numérique par la méthode des éléments distincts." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL121N.

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Abstract:

La méthode des éléments distincts est devenue l'une des méthodes de modélisation numériques les mieux adaptées à l'analyse du comportement des massifs rocheux fractures. Principalement dédiée à l'analyse des milieux discontinus, la méthode des éléments distincts est utilisée ici pour étudier le comportement d'ouvrages réalisées en maçonnerie et soumis à des sollicitations sismiques. Une méthodologie s'appuyant sur cette méthode de modélisation est donc proposée pour l'analyse de la vulnérabilité sismique des ouvrages historiques. Après avoir rappelé les fondements du génie parasismique en général, nous nous attachons a présenter de façon exhaustive les difficultés liées à l'analyse structurale des ouvrages historiques en maçonnerie et les méthodes jusqu'à maintenant employées pour réaliser ces analyses. Vient ensuite une présentation des méthodes de modélisation numérique et en particulier de la méthode des éléments distincts dont nous décrivons les principes de fonctionnement. Puis, nous expliquons comment il est possible d'utiliser cette méthode pour l'analyse structurale, en particulier dans le cas de sollicitations dynamiques, des ouvrages historiques réalisés en maçonnerie. Nous mettons notamment l'accent sur l'apport de cette méthode par rapport aux méthodes de modélisation plus traditionnelles telles que la méthode des éléments finis. Nous présentons ensuite une validation de notre approche s'appuyant sur la comparaison entre un modèle numérique simple et un modèle analytique reconnu. L’analyse systématique de cas simples telles que murs et arches, mise en rapport avec des observations réelles, nous permet ensuite de conclure à l'efficacité de la démarche et de la méthode employées. Enfin, nous présentons l'analyse dynamique de cas réels (égyptiens et grecs principalement), choisis pour leur représentativité de l'ensemble des ouvrages historiques ainsi que pour les problèmes particulier qu'ils posent

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Derras, Boumédiène. "Estimation des mouvements sismiques et de leur variabilité par approche neuronale : Apport à la compréhension des effets de la source, de propagation et de site." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU013/document.

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Cette thèse est consacrée à une analyse approfondie de la capacité des "réseaux de neurones artificiels" (RNA) à la prédiction des mouvements sismiques. Un premier volet important concerne la dérivation par RNA de "GMPE" (équations de prédiction du mouvement du sol) et la comparaison des performances ainsi obtenues avec celles des GMPE "classiques" obtenues sur la base de régressions empiriques avec une forme fonctionnelle préétablie (plus ou moins complexe). Pour effectuer l’étude comparative et obtenir les deux composnates inter-événement « betweeen-event » et intra-événement « within-event » de la variabilité aléatoire, nous intégrons l’algorithme du « modèle à effets aléatoires » à l’approche neuronale. Cette approche est testée sur différents jeux de données réelles et synthétiques : la base de données compilée à partir d'événements européens, méditerranéens et du Moyen-Orient (RESORCE : Reference database for Seismic grOund-motion pRediction in Europe), la base de données NGA-West 2 (Next Generation Attenuation West 2 développée aux USA), la base de données japonaise dérivée du réseau accélérométrique KiK-net. En outre, un set de données synthétiques provenant d'une approche par simulation stochastique est utilisé. Les paramètres du mouvement du sol les plus utilisés en génie parasismique (PGA, PGV, spectres de réponse et également, dans certains cas, les fonctions d'amplification locales) sont considérés. Les modèles neuronaux ainsi obtenus, complètement dirigés par les données « data-driven », nous renseignent sur les influences respectives et éventuellement couplées de l’atténuation avec la distance, de l'effet d’échelle lié à la magnitude, des conditions de site et notamment la présence éventuelle de non-linéarités. Un autre volet important est consacré à l'utilisation des RNA pour tester la pertinence de différents proxies de site, au travers de leur capacité à réduire la variabilité aléatoire des prédictions de mouvement du sol. Utilisés individuellement ou en couple, ces proxies de site décrivent de manière plus ou moins détaillée l'influence des conditions de site locales sur le mouvement sismique. Dans ce même volet, nous amorçons également une étude des liens entre les aspects non-linéaire de la réponse de site, et les différents proxies de site. Le troisième volet se concentre sur certain effets liés à la source : analyse de l’influence du style de la faille sismique sur le mouvement du sol, ainsi qu'une approche indirecte de la dépendance entre la magnitude et la chute de contrainte sismique
This thesis is devoted to an in-depth analysis of the ability of "Artificial Neural Networks" (ANN) to achieve reliable ground motion predictions. A first important aspect concerns the derivation of "GMPE" (Ground Motion Prediction Equations) with an ANN approach, and the comparison of their performance with those of "classical" GMGEs derived on the basis of empirical regressions with pre-established, more or less complex, functional forms. To perform such a comparison involving the two "betweeen-event" and "within-event" components of the random variability, we adapt the algorithm of the "random effects model" to the neural approach. This approach is tested on various, real and synthetic, datasets: the database compiled from European, Mediterranean and Middle Eastern events (RESORCE: Reference database for Seismic grOund-motion pRediction in Europe), the database NGA West 2 (Next Generation Attenuation West 2 developed in the USA), and the Japanese database derived from the KiK-net accelerometer network. In addition, a comprehensive set of synthetic data is also derived with a stochastic simulation approach. The considered ground motion parameters are those which are most used in earthquake engineering (PGA, PGV, response spectra and also, in some cases, local amplification functions). Such completely "data-driven" neural models, inform us about the respective, and possibly coupled, influences of the amplitude decay with distance, the magnitude scaling effects, and the site conditions, with a particular focus on the detection of non-linearities in site response. Another important aspect is the use of ANNs to test the relevance of different site proxies, through their ability to reduce the random variability of ground motion predictions. The ANN approach allows to use such site proxies either individually or combined, and to investigate their respective impact on the various characteristics of ground motion. The same section also includes an investigation on the links between the non-linear aspects of the site response and the different site proxies. Finally, the third section focuses on a few source-related effects: analysis of the influence of the "style of faulting" on ground motion, and, indirectly, the dependence between magnitude and seismic stress drop

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Mouali, Lila. "Etude expérimentale et numérique du comportement hydromécanique des sols résiduels tropicaux : application à la modélisation sismique d'un barrage en remblai aux Antilles." Thesis, Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0606.

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Abstract:

La réutilisation des sols résiduels tropicaux pour la construction de barrages en remblais constitue un enjeu important. Les barrages situés dans les régions tropicales sont souvent soumis au risque sismique. Le plus souvent, les fondations ayant des faibles caractéristiques sont purgées et substituées par des sols compactés. Ainsi, le comportement sismique des barrages situés dans ces régions dépend des propriétés dynamiques des sols résiduels compactés. L’évaluation du comportement sismique d’un barrage repose sur la capacité des modèles à prédire l’évolution de la rigidité de la structure au cours de la sollicitation sismique. Il est donc important de disposer de modèles fiables permettant de prédire le module de cisaillement maximal, la courbe de réduction du module de cisaillement normalisé et la courbe d’amortissement. Les objectifs de notre travail de recherche sont de contribuer à l'amélioration de la connaissance du comportement mécanique cyclique des sols résiduels tropicaux compactés et de proposer des modèles permettant de prédire leur comportement. Pour répondre à ces objectifs, une étude expérimentale des propriétés cycliques de sols prélevés sur le site d’un barrage dans les Antilles Françaises a été menée à partir d’essais triaxiaux cycliques non drainés et d’essais à la colonne résonnante. On montre ainsi que les équations existantes dans la littérature ne sont pas adaptées à nos résultats expérimentaux. Des formules prédictives pour la détermination de Gmax, G/Gmax et de D sont développées. Sur la base des résultats expérimentaux obtenus, des simulations numériques dynamiques non-linéaires ont été menées à l’échelle de l’échantillon et de l’ouvrage
The use of residual tropical soils for the construction of embankment dams is an important issue. Dams located in tropical regions are often subject to seismic risk. Most often, foundations with weak characteristics are purged and replaced with compacted soils. Thus, the seismic behavior of the dams located in these regions depend on the dynamic properties of the compacted residual soils. The evaluation of the seismic behavior of a dam is based on the capacity of the models to predict the evolution of the rigidity of the structure during the seismic stress. It is therefore important to have models allowing to predict the shear modulus at small strains, the reduction curve of the normalized shear modulus and the damping curve. The objectives of our research work are to contribute to the improvement of the knowledge of the cyclic mechanical behavior of compacted residual tropical soils and to propose models making it possible to predict their behavior. To answer these, an experimental study of the cyclic properties of soils sampled from the site of a dam under construction in the French West Indies was carried out using undrained cyclic triaxial test objectives and resonant column tests. It is thus shown that the existing equations in the literature are not adapted to our experimental results. Predictive equations for the determination of Gmax, G / Gmax and D are developed. On the basis of the results obtained, nonlinear dynamic numerical simulations were obtained at the scale of the sample and of the structure using the flac software

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Ragueneau, Frédéric. "Fonctionnement dynamique des structures en béton : influence des comportements hystériques locaux." Cachan, Ecole normale supérieure, 1999. http://www.theses.fr/1999DENS0001.

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Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur la modélisation et la compréhension du comportement des structures en béton soumises à des chargements de type cyclique et dynamique. Le programme expérimental camus (maquette de bâtiment a échelle 1/3), réalisé sur la table sismique du CEA-Saclay, nous a permis, par une confrontation avec des simulations numériques, de mettre en avant les deux points sensibles du calcul que sont : la prise en compte physique des phénomènes d'amortissement ainsi que la détermination objective d'un critère de ruine sur structure. Afin d'améliorer la prédiction des calculs numériques, le présent travail tente de diminuer l'importance d'une matrice globale d'amortissement au profit d'une représentation locale des dissipations. Ainsi l'hystérésis du matériau, dérivant du frottement entre lèvres de fissures, est décrite par un couplage entre le niveau d'endommagement et la présence de contraintes de frottement sur les plans de décohésion. Ce modèle local, établi dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles, permet de relocaliser la dissipation dans les zones sollicitées et de la corréler au niveau de fissuration. L'implantation numérique du modèle a été réalisée dans un code ef de type poutre multicouches et validée sur des essais de flexion 3 points sur poutres en béton arme. La prise en compte d'un critère de ruine nous a conduits à la question de la localisation des déformations dans des contextes de dynamique lente et rapide. Dans ce but, un modèle visco-endommageable a été implante dans un code de dynamique explicite tridimensionnel permettant de traiter ce problème pour des chargements a grande vitesse de déformation.

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Ghavamian, Shahrokh. "Méthode simplifiée pour la simulation du comportement sismique des structures en béton armé : traitement des effets de l'élancement et estimateur d'erreurs." Cachan, Ecole normale supérieure, 1998. http://www.theses.fr/1998DENS0007.

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Le traitement en dynamique non linéaire du fonctionnement des structures en b. A. Est un problème complexe et couteux. L'aborder par des méthodes simplifiées est une solution avantageuse, a la condition de pouvoir conserver une description fine et réaliste des phénomènes majeurs. Analyse dans l'environnement d'une méthode par éléments finis multicouches, il a porte sur deux aspects majeurs : celui du traitement de l'élancement et celui de l'évaluation des erreurs liées a la discrétisation. Le code de calcul eficos initialement conçu avec des éléments poutres de type Navier-Bernoulli composés de couches superposées, permettait d'étudier le comportement d'un grand nombre d'éléments structuraux de type poutre/poteau, tant que leur élancement ne posait pas de difficultés particulières. La stratégie proposée ici permet de prendre en considération les effets de moment du second ordre. Ceci ajoute aux précédents travaux réalises sur les effets de cisaillement conduisent a un nouvel outil adapte, vis-à-vis de l'élancement, a un large domaine d'applications. S'agissant des grands déplacements, la méthode proposée, pour la prise en compte de l'effet p-delta en comportement en dommageable, a été appliquée au cas de poteaux en béton charges jusqu'a la ruine ; la comparaison avec l'expérience montre l'efficacité de la méthode. Des applications en réponse non linéaire sismique de piles de montre la capacité de l'outil à reproduire les principaux aspects critiques relatifs a la double non linéarité, matérielle et géométrique. Du cote des faibles élancements, l'étude réalisée dans le cadre du benchmark nupec met en évidence la bonne performance de la stratégie de modélisation simplifiée proposée, pour un mur arme de très faible élancement (inferieur a 1). Cependant, la qualité des résultats, notée par les organisateurs du benchmark comme étant de même niveau que ceux obtenus en éléments finis 2d ou 3 d, doit être associée à une représentation adaptée des conditions aux limites. L'étude est complétée par la proposition d'un estimateur d'erreurs dont la pertinence vis-a-vis de la discrétisation en éléments finis est montrée, aussi bien en statique qu'en dynamique. Une corrélation énergétique est également mise en évidence. C'est un nouveau pas vers l'optimisation et la fiabilité des analyses.

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Vassaux, Maxime. "Comportement mécanique des matériaux quasi-fragiles sous sollicitations cycliques : de l’expérimentation numérique au calcul de structures." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0010/document.

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Abstract:

Les modèles de comportement mécanique, dits macroscopiques, sont développés à la fois pour leur légèreté, permettant le calcul d’éléments structuraux pouvant atteindre d’importantes dimensions, et pour leur finesse de représentation des phénomènes mécaniques observés par le matériau à des échelles plus fines. Le développement de tels modèles est ici effectué dans le cadre de la sollicitation sismique, donc des chargements cycliques alternés, appliquée à des ouvrages en matériaux quasi-fragiles, et plus précisément en béton. À ce jour, les modèles macroscopiques, effectivement applicables au calcul de structures, et représentatifs du comportement cyclique du béton sont encore rares. En conséquence de la complexité du problème de fissuration à homogénéiser, les modèles macroscopiques existants affichent une robustesse limitée ou ne permettent pas de reproduire l’ensemble des phénomènes mécaniques observés par le matériau. Une des barrières à la résolution de ces deux problématiques est le manque de données expérimentales relatives aux phénomènes à modéliser. En effet, en cause de la difficulté technique de les réaliser, peu de résultats d’essais cycliques alternés sur du béton sont disponibles dans la littérature.  Une démarche d’expérimentation numérique a donc été élaborée sur la base d’un modèle fin du matériau, dit microscopique, capable de fournir les résultats nécessaires à la formulation et à l’identification d’un modèle macroscopique. Dans le modèle microscopique le matériau est considéré comme une structure à part entière, il a été développé afin de ne nécessiter qu’une quantité réduite de résultats d’essais, maîtrisés, pour être mis en oeuvre. Le modèle microscopique, un modèle particulaire lattice, a été développé sur la base d’un modèle lattice existant, enrichi pour être en mesure de simuler le comportement des matériaux quasi-fragiles sous chargements multi-axiaux et cycliques. Le modèle microscopique a alors été validé en tant qu’outil d’expérimentation numérique, et exploité afin d’établir les équations constitutives du modèle macroscopique fondées sur les théories de l’endommagement et de la plasticité. La régularité de la relation de comportement proposée, intégrant un effet unilatéral progressif, a notamment été garantie par l’utilisation d’un modèle d’élasticité non-linéaire. Le modèle macroscopique a finalement été calibré, entièrement, à l’aide du modèle microscopique, et mis à l’oeuvre dans la simulation de la réponse d’un voile en béton armé soumis à un chargement de cisaillement cyclique alterné. Cette simulation a permis de mettre en avant la robustesse numérique du modèle développé, ainsi que la contribution significative du comportement uni-axial cyclique alterné du béton à l’amortissement de telles structures
Macroscopic mechanical behavior models are developed for their light computational costs, allowing the simulation of large structural elements, and the precise description of mechanical phenomena observed by the material at lower scales. Such constitutive models are here developed in the seismic solicitation framework, therefore implying cyclic alternate loadings at the material scale, and applied to civil engineering buildings, often made of concrete, or more generally of quasi-brittle materials. To date, macroscopic models applicable to structural computations, while representing the cyclic mechanical behavior are rare. In consequence of the intricacy of the fracture processes to homogenize, macroscopic constitutive models either do not present sufficient robustness or miss on important phenomena. One of the limitations to the resolution of this issue is the lack of experimental data. Indeed, because of the complexity of the experiments to set up, few results on alternate cyclic tests on concrete are available in the literature.A virtual testing approach has therefore been established on a microscopic model of the material, able to provide results needed to the formulation and the calibration of a macroscopic model. In the microscopic model, the material is considered as structure itself, it is developed so as to only necessitate a reduced amount of results from controlled experimental tests, in order to be used. The microscopic model, a lattice discrete element model, has been developed on the basis of an existing lattice model and extended to the simulation of multi-axial and cyclic loadings. The microscopic model has then been validated as a virtual testing tool and used to establish equations of the macroscopic model, on the basis of damage and plasticity theories. The consistency of the proposed constitutive relation, embedding progressive unilateral effect, has been achieved using non-linear elasticity. The macroscopic model has finally been calibrated, entirely with the microscopic model, and employed to simulate the response of a reinforced concrete wall under alternate shear loading. This simulation has served to showcase the numerical robustness of the proposed model, as well as the significant contribution of the uni-axial alternate behavior of concrete to the structural damping of such structures

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Dissertations / Theses on the topic 'Génie parasismique'

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