Extrait du mémoire analyse du comportement des sols renforces par la méthode de l’homogénéisation

3.1-Introduction
De nombreux auteurs se sont intéressés à la mise en œuvre d’un modèle d’homogénéisation dans un code de calcul. L’application à des cas de murs en sol  renforcé a été entreprise par Cardoso & Carreto (1989), et Sawicki (1990). Les études susmentionnées ont fait l’hypothèse de l’adhérence parfaite entre la matrice du milieu renforcé et les éléments de renforcement. Certains auteurs ont introduit la possibilité éventuelle de glissement entre ces deux matériaux, cette nouvelle hypothèse permettant de ne pas surestimer la résistance du milieu renforcé(De Buhan & Talierco (1991).
Hermann & Al Yassin (1978), sur la base d’un code de calcul aux éléments finis, ont pris en compte un déplacement relatif à l’interface dans la matrice de rigidité. Ils ont ensuite effectué une comparaison avec modèle ou les inclusions sont discrétisées, pour aboutir à des résultats identiques. La méthode d’homogénéisation permet un gain de temps considérable dans la résolution.
Sudret & De Buhan (1999) présentent un modèle multiphasique qui donne une description micro polaire du matériau renforcé. Leur modèle permet non seulement de prendre en compte le glissement relatif (de type élasto-plastique) entre le sol et les inclusions, mais également l’effet des forces de cisaillement et des moments de flexion. Des études paramétriques ont été entreprises sur des réseaux de pieux entrecroisés et sur des inclusions. L’intérêt principal de la mise en œuvre d’un modèle d’homogénéisation réside dans le fait que l’on puisse prendre en compte, dans une configuration axisymétrique, les renforcements longitudinal et radial (boulonnage dans les tunnels) ce qui permet d’éviter le recours au calcul tridimensionnel. Ceci rend les études paramétriques possibles vu le faible temps de résolution d’une telle
approche. D’autre part la sophistication de ces modèles permet maintenant l’étudier d’un déplacement relatif à l’interface sol/renforcement et même la flexion dans les  inclusions.
3.2- Approche prenant en compte la modélisation complète
du terrain, des inclusions et de leur interaction.
Dans cette technique, les deux composantes (massif et renforcement) sont discrétisées puis assemblées par l’intermédiaire d’éléments 2D ou 3D (Chaoui 1992, Ho & Smith 1993) ou par des éléments barres. Les apports de ces approches sont multiples car elles permettent notamment la prise en compte du déplacement relatif sol/renforcement par l’intermédiaire d’éléments d’interface et le calcul des efforts mobilisés dans le renforcement. L’utilisation de ces méthodes contribue à une meilleure estimation de la contribution du renforcement à la limitation des déformations.
3.2.1 Modèles bidimensionnels.
Un calcul en déformation plane n’est à priori acceptable que pour les éléments de renforcement bidimensionnels (nappe géotextile, treillis métallique) qui sont continus dans leur plan à l’échelle de l’ouvrage. Deux grands types de méthodes en déformations planes existent pour modéliser les massifs renforcés par armatures discontinues. La première consiste à remplacer une nappe discontinue d’acier par une nappe continue, dont les propriétés macroscopiques sont équivalentes à celles de la nappe réelle en formulant quelques hypothèses rappelées par Chaoui (1992),et Unterreiner (1994) pour un massif renforcé. Le matériau composite ″sol + acier″ est remplacé par une plaque homogène de propriétés différentes de celles du sol et, de l’acier (Figure 3-1).
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Sommaire: Analyse du comportement des sols renforces par la méthode de l’homogénéisation

Introduction
Chapitre I : ANALYSE DES APPROCHES CLASSIQUES DE DIMENSIONNEMENT A LA RUPTURE DES OUVRAGES EN SOLS RENFORCES
1.1. Introduction
1.2. Un aperçu général des principes techniques
1.2.1. .La terre armée
1.2.2. Le renforcement des sols par  » clouage  »
1.2..3. Les géotextiles
1.3. L’analyse de stabilité des ouvrages en sol renforcé par le calcul à la rupture
1.3.1. La stabilité d’un talus en sol renforcé de point de vue du calcul à la rupture, deux modélisations possibles du sol renforcé
1.3.2..Approche statique par l’extérieur de la stabilité du talus et méthode des « surfaces de rupture »
1.3.3. Modélisation « 3D » des inclusions
1.3.4. Modélisation mixte du sol renforcé
1.4. Etude critique de quelques méthodes usuelles de dimensionnement
1.4.1. Une méthode de calcul des murs en terre armée (Juran et Schlosser, 1979)
1.4.1.1. Principe de la méthode
1.4.2. Analyse et commentaires
1.4.3. Clouage des sols : La méthode de TALREN (Blondeau et Col, 1984)
1.4.3.1. Description de la méthode
1.4.4. Commentaires
1.5. Analyse de stabilité d’ouvrage renforcé par géotextiles
Chapitre II : METHODE D’HOMOGÉNÉISATION EN CALCUL A LA RUPTURE
2-1. Principe
2.2. Les limites de la méthode d’homogénéisation
2.2.1. Cas du matériau multicouche
2.3. Homogénéisation du sol renforcé
2.4. Critere de résistance macroscopique bidimensionnel
2.4.1. rappels et notation
2.4.2. Définition du critère de résistance macroscopique
2.4.3. Domaine de résistance macroscopique
2.4.3.1. Définition statique
2.4.3.2. Définition cinématique
2.5. Représentation géométrique du domaine Ghom dans l’espace des contraintes
2.6. Domaine de résistance macroscopique Ghom tenant compte  de la compression dans les renforcements
2.7. Mode de rupture des sols renforcés
2.8. Condition de résistance du sol renforcé exprimée à l’aide des contraintes principales
2.9. Anisotropie du sol renforcé
2.9.1. Comparaison avec les critères de résistance anisotropes proposés par Boehler et Saawczuk (1970)
2.9.2. Approximation du sol renforcé comme un milieu frottant
isotrope Le domaine de résistance G iso
2-10. Confrontation avec quelques résultats expérimentaux
2.11. Prise en compte d’un critère d’interface (avec frottement du « type COULOMB ».)
2.11.1. Le domaine de résistance macroscopique Ghomint
2.11.1.1. définition
2.11.1.2. Le domaine de résistance G
2.11.1.3. Représentation géométrique du domaine int. Ghomint
2.11.2. Modes de rupture du sol renforcé
Chapitre III : MODELISATION DES OUVRAGES RENFORCES ( CAS UNUDIRECTIONNEL )
3.1. Introduction
3.2. Approche prenant en compte la modélisation complète
du terrain, des inclusions et de leur interaction
3.2.1. Modèles bidimensionnels
3.3. Méthode d’homogénéisation
3.3.1. Domaine de validité de la méthode d’homogénéisation par
la modélisation numérique des sols renforcés
3.4. Caractère global de la représentation
3.5. Homogénéisation d’un milieu renforcé
3.5.1. Loi de comportement homogénéisée
3.5.2. Comportement élasto-plastique du milieu homogénéisé
3.5.3. Règle d’écoulement du milieu homogénéisé
3.6. Fondement de la limite de transfert de charge
3.7. Modélisation d’ouvrages en terre armée
3.7.1. Cas d’un mur de soutènement
3.7.2. Cas de la capacité portante
3.7.3. Cas d’un glissement de terrain
Chapitre IV : ETUDE D’UN OUVRAGES RENFORCE PAR FILS CONTINUS (CAS BIDIRECTIONNEL)
4.1. Introduction
4.1. Modélisation de la structure
4.3. Cellule de base et critères de résistance des constituants
4.3. Définition du critère de résistance macroscopique bidirectionnel
4.3.1. Définition statique
4.3.2. Définition Cinématique
Chapitre V : ANALYSE DE LA STABILITÈ D’UN TALUS EN SOL RENFORCÈ PAR FILS CONTINUS
5.1. Introduction
5.2. Approche par des mécanismes de bloc en translation
5.3. Approche par des mécanismes de bloc en rotation
5.3.1. Construction de la ligne de discontinuité
5.3.2. Calcul du facteur de sécurité Γ
5.4. Etude d’un exemple
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES

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Analyse du comportement des sols renforces par la méthode de l’homogénéisation (3,34 Mo) (Rapport PDF)