Comportement statique et dynamique de massifs de sol compressible renforcés par inclusions rigides

RESUME De nombreux tremblements de terre ont provoque l'effondrement de structures importantes. La conception des structures resistant aux seismes depend fortement de l'interaction sol-fondation-structure. Cette interaction implique la prise en compte simultanee des mouvements relatifs et des mecanismes de transfert de charge. En ce qui concerne les sols liquefiables, la generation des pressions interstitielles doit egalement etre prise en compte. Le renforcement des sols compressibles par des pieux est une solution tres utilisee pour supporter les structures dans des zones sismiques. Plus recemment, la technique de renforcement par inclusions rigides a ete utilisee. La difference entre les deux techniques reside dans le fait que, dans la technique du renforcement par inclusions rigides, un matelas de transfert de charge est intercale entre la structure et les tetes des inclusions rigides. L'utilisation du matelas permet la dissipation d'energie liee au seisme. Ce travail de these etudie le comportement sismique des sols compressibles renforces par des pieux (systeme sol-pieux-structure) et des inclusions rigides (systeme sol-inclusions-matelas-structure). L'etude est effectuee a l'aide d'une modelisation numerique tridimensionnelle par differences finies avec le code Flac3D. Plusieurs types de sol ont ete consideres en prenant en compte des etats draines et non draines. Pour les cas non draines, les analyses ont ete realisees a l'aide de simulations hydro-mecaniques couplees. Des modeles constitutifs simples et complexes ont ete utilises pour representer le comportement du sol. Un amortissement de type Rayleigh a ete applique pour fournir un amortissement supplementaire a la partie elastique lorsque des modeles constitutifs elastoplastiques simples ont ete consideres. L'objectif de ce travail est d'identifier l'impact des facteurs importants sur la reponse des systemes analyses. Des nombreux parametres comme le type de fondation, la frequence du chargement, les caracteristiques dynamiques de la structure, le profil de sol et la densite relative ont ete etudies. En tenant compte des fondations sur pieux et des inclusions rigides, les conditions aux extremites des pieux, la configuration du groupe de pieux, la longueur des pieux et l'encastrement des fondations ont egalement ete investigues. Des aspects importants relatifs aux modeles numeriques ont egalement ete explores tels que la geometrie du modele, les frontieres absorbantes, la taille des elements du maillage, les elements d'interface, les elements structurels et le chargement dynamique. Les mouvements et contraintes dans le sol, les structures et les elements rigides de renforcement ont ete analyses et ont permis de mettre en evidence l'influence des divers parametres etudies. Cette etude a permis de mettre en evidence l'influence de certains parametres dans la reponse (accelerations, deplacements, efforts, contraintes, pression interstitielle) des systemes evalues. Le type de rupture dans les elements des systemes etudies ont egalement ete mis en evidence. Mots-cles: pieux; inclusion rigide; modelisation numerique; analyse dynamique; interaction de la structure du sol; liquefaction