La prévision des séismes

Introduction générale
Chapitre 1. Notions générales sur les ouvrages de soutènement
1.1. Introduction
1.2. Généralités sur les ouvrages de soutènement
1.2.1. Différents types des ouvrages de soutènement
1.2.2. Classement des ouvrages de soutènement
1.3. Le renforcement des sols
1.4. Les ouvrages en Terre Armée
1.4.1. Définition et principe
1.4.2. Les éléments de la Terre Armée
1.4.3. Procédé de construction
1.4.4. Repères chronologiques
1.4.5. Durabilité des ouvrages en Terre Armée
1.4.6. Avantages et domaines d’utilisation
Chapitre 2. Principe de fonctionnement et justification
2.1. Introduction
2.2. Modes de rupture des ouvrages de soutènement
2.3. Comportement mécanique et dimensionnement
2.4. Principe de fonctionnement d’un mur en Terre Armée.
2.4.1. Analyse externe
2.4.2. Analyse interne
2.4.3. Interaction sol – armature
2.5. Règles de justification sous sollicitations
2.5.1. Principe de justification
2.6. Règles de justification sous sollicitations dynamiques
Chapitre 3. Calcul sous l’action dynamique
3.1. Introduction
3.2. L’action sismique
3.2.1. Origine des séismes
3.2.2. Paramètres caractéristiques
3.2.3. Propagation des ondes sismiques
3.2.4. Vitesse de propagation des ondes de cisaillement
3.2.5. L’aléa sismique « Seismic hazazard »
3.2.6. La prévision des séismes
3.2.7. L’approche probabiliste
3.3. L’Algérie et le risque sismique
3.3.1. L’activité sismique
3.4. Exigences de la Règlementation Parasismique Algérienne RPA 99/Version 2003
3.4.1. Principes fondamentaux
3.4.2. Coefficients sismiques de calcul
3.4.3. Calcul des mus de soutènement sous l’action sismique
3.5. Méthodes de calcul d’un mur en Terre Armée
3.5.1. Approche expérimentale
3.5.3. Approche numérique
3.5.4. Approche normative
3.6. Méthode de calcul donnée par autres codes
3.7. Conclusion
Chapitre 4. Modélisation numérique bidimensionnelle
4.1. Introduction
4.2. Eléments bibliographiques
4.2.1. Modélisation des murs en sols renforcés
4.2.2. La méthode des éléments finis (Chaoui, 1992 et Unterteiner, 1994)
4.3. L’outil de simulation numérique Plaxis V.8.2
4.3.1. Modélisation de l’action dynamique
4.3.2. Les conditions aux limites
4.4. Présentation du modèle numérique
4.4.1. Simulation de la construction du mur
4.4.2. Modèles constitutifs et paramètres géotechniques de modélisation
4.4.3. Critères d’analyse
4.5. Résultats de la modélisation numérique
4.5.1. Déformation et stabilité
4.5.2. Lignes des tractions maximales
4.5.3. Mode de rupture
4.6. Calcul sous l’action dynamique
4.6.1. Application d’un chargement dynamique
4.6.2. Application d’un chargement pseudo-statique
4.6.3. Variation des efforts axiaux de traction
4.7. Calcul d’un mur de soutènement en béton armé
4.7.1. Prédimensionnement
4.7.2. Résultats de calcul
4.8. Comparaison des résultats pour les deux types des murs
4.9. Conclusion
Chapitre 5. Etude paramétrique
5.1. Introduction
5.2. Les paramètres de modélisation
5.2.1. L’élément
5.3. Les paramètres de sol
5.2.1. Influence de la cohésion
5.2.2. Influence de l’angle de l’angle de frottement interne
5.2.2. Influence module de déformation
5.4. Les paramètres géométriques
5.4.1. Influence de la hauteur du mur
5.5. Les paramètres de séisme
5.5.1. Influence de degré de sismicité
5.6. Conclusion
Conclusion générale

CALCUL SOUS L’ACTION DYNAMIQUE

Les trois sollicitations dynamiques les plus fréquemment rencontrées dans le domaine du génie civil sont le séisme, l’explosion et le choc.
Le phénomène de choc est souvent présenté comme un diagramme force-temps ou contrainte-temps, où la courbe peut être approchée par un signal d’entrée de type impulsion.
C’est un signal d’une grande amplitude pour une durée très brève de l’ordre de quelques millisecondes. La notion de chocs en génie civil suscite généralement deux cas de figure que sont l’impact sur un ouvrage d’un véhicule ou l’impact d’un bloc rocheux issu d’un éboulement. Cette sollicitation dynamique de choc a ainsi fait l’objet d’une étude poussée, notamment sur d’éventuelles modélisations analytiques et numériques. Le phénomène d’explosion est la sollicitation la plus complexe à analyser. Une explosion peut se résumer à la propagation d’une onde de pression dans un environnement (air, sol…), et impose à celui-ci, d’importantes altérations de volume ou de température. Les travaux de recherche nécessitent des besoins financiers ou matériels importants.
Notre étude sera basée sur l’action sismique, on va présenter dans ce chapitre des notions générales concernant les séismes. On abordera ensuite les différentes méthodes de calcul.

L’action sismique

Durant ces dernières années, la sismologie s’est essentiellement penchée sur l’étude de la propagation des ondes élastiques et les propriétés des milieux traversés par ces ondes. Cela a ainsi conduit à une meilleure connaissance de la structure de la terre ainsi qu’à une modélisation de cette sollicitation dynamique comme un diagramme accélération-temps. Les travaux effectués jusqu’à présent ont conduit rapidement à la prise en compte d’une telle sollicitation dans le dimensionnement d’ouvrages de génie civil, notamment les ouvrages en sol renforcés.

Origine des séismes

Considérons un bloc parallélépipédique de croûte terrestre. Ce bloc est soumis à une contrainte tectonique de cisaillement et va alors se déformer. Lorsque le bloc atteint sa limite de déformation, il rompt le long de son plan de cisaillement et on admet alors une chute de contrainte de manière quasi instantanée, accompagnée d’une libération brutale d’énergie. Il se produit alors une propagation d’ondes dans la croûte terrestre, soit un séisme. Son mécanisme de déclenchement par accumulation progressive de contrainte et libération brutale par glissement d’un demi-bloc sur l’autre a été proposé par H. Reid à la suite du grand séisme de San Francisco (1906). La figure 3.1 présente le mécanisme de déformation d’une faille élémentaire.

Paramètres caractéristiques

Si de nombreux paramètres existent pour caractériser un séisme, les plus récurrents dans la littérature sont les suivants :
La magnitude M. Elle évalue l’énergie libérée au foyer du séisme. Elle est définie comme le logarithme décimal de l’amplitude maximale des ondes sismiques sur un sismogramme et se quantifie sur l’échelle de Richter. A titre d’exemple, le séisme le plus puissant mesuré à ce jour a eu lieu au Chili, le 22 mai 1960, sa magnitude étant de 9,5 sur cette échelle.
L’intensité I. Elle permet de classifier qualitativement les séismes, par observation des dégâts causés. Elle s’échelonne de 1 à 12 selon l’échelle de Mercalli, 12 correspondant à des dégâts catastrophiques.
L’accélération maximale du sol ou PGA. C’est un paramètre important pour le calcul de structure. Les paramètres précédents ayant essentiellement un intérêt d’appréciation et de classification, ils ne sont pas directement utilisables pour ce domaine. Cette valeur relève de mesures effectuées sur le site. L’accélération maximale est exprimée en m.s-2 ou en g, valeur de l’accélération de la pesanteur.
Le déplacement maximal du sol. Il donne une idée de l’ordre de grandeur du déplacement relatif du centre de gravité d’une structure par rapport à sa base (allant de quelques centimètres à un mètre en zone fortement sismique).
La durée du tremblement de terre. Celle-ci est liée à sa magnitude et va de quelques secondes à une minute en zone fortement sismique.
Les sismogrammes, ou accélérogrammes. Ce sont des représentations des accélérations en un lieu du séisme, en fonction du temps. Ils caractérisent à la fois l’accélération, la durée et le contenu fréquentiel. Ils proviennent d’enregistrements dans la zone sismique considérée, dans ce cas on les appelle naturels. Ils peuvent aussi être créés artificiellement. Un sismogramme est la caractérisation la plus explicite d’un tremblement de terre, qui présente l’avantage de pouvoir être directement utilisé dans un calcul dynamique.

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