Sommaire: Contribution a l’analyse sismique des barrages en terre comportement de la structure

Chapitre I : Introduction générale
Chapitre II : Etude bibliographique sur le comportement sismique des barrages en terre
II.1. Méthodes d’analyse de la stabilité sismique
II.1.1. Méthode pseudo statique
II.1.1. Méthode de Newmark
II.1.2. Méthode Seed- Lee- Idriss
II.2. Comportement sismique des barrages en terre
II.2.1. Effet des séismes sur les barrages en terre
II.2.2. Les cas de ruptures observées lors de séismes historiques
II.2.2.1. Barrage inférieur de San Fernando
II.2.2.2. Barrages du Japon
II.2.2.3. Barrage Sheffield
II.2.2.4. Barrage d’ Hebgen
II.3. Conclusion
III.1. Comportement cyclique des sols
Chapitre III : Généralités sur le comportement cyclique du sol
III.2. Modélisation du comportement cyclique du sol
III.2.1. Définition du module de cisaillement G et de facteur d’amortissement D
III.2.2. Modèle linéaire équivalent
III.2.2.1. paramètres cycliques équivalents
III.2.2.2. Module de cisaillement G sous conditions de chargement cycliques
III.2.2.3. Facteur d’amortissement D sous conditions de chargements cycliques
III.3. Méthodes de recherche
III.3.1. Essais in situ
III.3.1. Essais en laboratoire
III.4. Conclusion
IV.1. Description du phénomène
Chapitre IV : Analyse du potentiel de liquéfaction
IV.2. Comportement des sols liquéfiables
III.2.1. Comportement du sable fin
III.2.1.1. sable contractant lâche
III.2.1.2. sol dilatant dense
IV.3. Méthodes d’évaluation du risque de liquéfaction
IV.3.1. Méthode de Seed
IV.3.1.1. Reconnaissance au SPT
IV.3.1.2. Reconnaissance au CPT (Seed et Idriss)
IV. 4. Conclusion
Chapitre V : Evaluation des contraintes et des pressions interstitielles
V.1. Introduction
V.2. Présentation du logiciel QUAKE/W
V.3. Modèles de comportement utilisés dans QUAKE/w
V.3.1. Modèle linéaire-élastique
V.3.2. Modèle linéaire équivalent
V.4. Analyse statique
V.4.1. Pressions interstitielles initiales
V.5. Analyse dynamique
V.5.1. Approche numérique du mouvement sismique
V.5.2. Forces dues au séisme
V.5.3. Intégration numérique
V.5.4. Intégration temporelle
V.5.5. Propriétés des matériaux liées à la génération des pressions interstitielles
V.5.5.1. La fonction de pression interstitielle
V.5.5.2. La fonction nombre de cycles
V.5.5.3. La fonction de correction Ks
V.5.5.4. La fonction de correction Ka
V.5. Evaluation des surpressions interstitielles
V.5.1. Pressions interstitielles sous conditions de chargement cyclique
V.6. Conclusion
Chapitre VI : Analyse dynamique linéaire équivalente et liquéfaction
VI.1. Introduction
VI.2. Analyse des contraintes statiques
VI.2.1. Maillage et conditions aux limites
VI.2.2. Propriétés des matériaux
VI.2.3. Résultats de l’analyse statique
VI.2.4. Analyse de la stabilité statique
VI.3. Analyse sismique
VI.3.1. L’accélérogramme
VI.3.2. Propriétés dynamiques des matériaux
VI.3.3. Propriétés liées à la génération des pressions interstitielles
VI.3.4. Réponse sismique
VI.3.5. Analyse du potentiel de liquéfaction (surpressions interstitielles)
VI.3.6. Analyse de la stabilité sismique du barrage
V.4. Conclusion
Chapitre VII : Conclusions et recommandations
Références bibliographiques

Extrait du mémoire contribution a l’analyse sismique des barrages en terre comportement de la structure

Chapitre I : Introduction générale
Les séismes, de part leurs natures, sont des phénomènes complexes et dangereux. Au cours de ce dernier siècle, leurs nombres se sont amplifiés, et leurs conséquences se sont avérées catastrophiques. Ainsi plusieurs pays dont le notre, en l’occurrence l’Algérie, se trouvent confrontés à ce problème et cherchent à améliorer la conception de leurs ouvrages pour faire face à ces séismes.

Les barrages exigent toujours une grande fiabilité en matière de sécurité, tant en régime statique, qu’en régime dynamique. De nombreux chercheurs se sont particulièrement penché sur l’étude du comportement dynamique des structures en sols en générale, et les barrages en terre en particulier parce que plus des trois-quarts des barrages du monde sont en remblai, dans le but de dégager des méthodes de calcul dynamique plus sophistiquées.

Contribution a l’analyse sismique
L’analyse dynamique des barrages en terre, est en pratique synonyme de l’analyse de leur comportement sismique. D’importants progrès, impliquant à la fois une meilleure évaluation du risque sismique, et une détermination expérimentale des propriétés dynamiques des matériaux de l’ouvrage et de sa fondation, ont été réalisés dans le domaine des études sismiques des barrages À l’origine, le développement de la sécurité des barrages soumis à des tremblements de terre a été fortement influencé par l’approche parasismique et les méthodes d’analyse dynamique
développée notamment pour l’industrie nucléaire à la fin des années 60 et 70. Le séisme San Fernando de 1971(USA), qui a sévèrement endommagé le barrage inférieur de San Fernando, a marqué une étape importante dans l’analyse sismique des barrages.

Contribution a l’analyse sismique
Jusqu’à une date récente, les barrages étaient conçus pour résister aux tremblements de terre à travers l’utilisation d’une approche pseudo-statique dont l’origine remonte aux années 30.
Pour les barrages en remblai, les calculs classiques de stabilité de talus étaient effectués, en tenant en compte des forces d’inertie statiques équivalentes de la masse glissante. Cependant, cette méthode s’est souvent avérée insuffisante, car elle ne peut quantifier les effets induits par des séismes sur les barrages.
Plus tard, lorsqu’un nombre important de barrages fut sérieusement endommagé sous l’action des séismes, des développements importants relatifs à la définition du comportement cyclique des sols et la réponse de l’ouvrage ont pu voir le jour.

Il convient de signaler à cette occasion que parmi les méthodes de modélisation de la réponse des matériaux soumis à une sollicitation cyclique qui sont plus applicables à l’heure actuelle on cite, la méthode basée sur des valeurs caractéristiques linéaires équivalentes du sol.
En général, pour les barrages en terre un calcul bidimensionnel par éléments finis est suffisant.
Les sollicitations peuvent être admises parallèles aux axes principaux de l’ouvrage. Les calculs par éléments finis sont basés sur une division de la structure étudiée en plusieurs éléments liés entre eux par des nœuds. Les déplacements sont introduits comme inconnues aux différents nœuds. Ils sont calculés à l’aide des conditions d’équilibres et des lois de comportement des matériaux en chaque nœud. Les contraintes et les déformations des éléments résultent des déplacements dans les nœuds.

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