Interaction sol-structure non-linéaire en analyse sismique

Ce travail detaille une approche de calcul pour la resolution de problemes dynamiques qui combinent des discretisations en temps et dans le domaine de Laplace reposant sur une technique de sous-structuration. En particulier, la methode developpee cherche a remplir le besoin industriel de realiser des calculs dynamiques tridimensionnels pour le risque sismique en prenant en compte des effets non-lineaires d'interaction sol-structure (ISS). Deux sous-domaines sont consideres dans ce probleme. D'une part, le domaine de sol lineaire et non-borne qui est modelise par une impedance de bord discretisee dans le domaine de Laplace au moyen d'une methode d'elements de frontiere ; et, de l'autre part, la superstructure qui fait reference pas seulement a la structure et sa fondation mais aussi, eventuellement, a une partie du sol presentant un comportement non-lineaire. Ce dernier sous-domaine est formule dans le domaine temporel et discretise avec la methode des elements finis (FE). Dans ce cadre, les forces liees a l'ISS s'ecrivent sous la forme d'une integrale de convolution en temps dont le noyau est la transformee de Laplace inverse de la matrice d'impedance de sol. Pour pouvoir evaluer cette convolution dans le domaine temporel a partir d'une impedance de sol definie dans le domaine de Laplace, une approche basee sur des Quadratures de Convolution (QC) est presentee : la methode hybride Laplace-Temps (L-T). La stabilite numerique de son couplage avec un schema d'integration de type Newmark est ensuite etudiee sur plusieurs modeles d'ISS en dynamique lineaire et non-lineaire. Finalement, la methode L-T est testee sur un modele numerique plus complexe, proche d'une application sismique de caractere industriel, et des resultats satisfaisants sont obtenus par rapport aux solutions de reference.