Analyse de la stabilité d'ouvrages en gabions cellulaires par la théorie du calcul à la rupture

• Auteur / Autrice : Alain Corfdir
• Direction : Patrick de Buhan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Jury : Président / Présidente : Jean Salençon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Bisch, Jean-Bernard Kovarik
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Aubry, Sylvain Turgeman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Remblais

Gabions (travaux publics)

Analyse plastique (théorie des constructions)

Plaques et coques élastiques

Cinématique

Statique

Matériaux poreux

Mots clés libres

Ouvrage cotier

Gabion

Batardeau

Palplanche

Calcul construction

Stabilité construction

Calcul à la rupture

Soutènement

Dimensionnement

Modèle 3 dimensions

Coque

Etude comparative

Résultat mesure

In situ

Essai sur modèle

Résumé

Les gabions cellulaires sont constitués d'une enceinte de palplanches métalliques remplies d'un remblai frottant. Ils sont utilisés dans des sites portuaires ou fluviaux comme soutènements ou comme batardeaux. Bien qu'utilisés depuis plus de 80 ans, leur fonctionnement mécanique n'est qu'imparfaitement compris et des accidents surviennent encore, y compris en cours de construction. L'emploi des méthodes fondées sur la théorie du calcul à la rupture peut contribuer à fonder le dimensionnement de ces ouvrages sur des bases rigoureuses. Le calcul à la rupture des gabions cellulaires présente plusieurs particularités : géométrie authentiquement tridimensionnelle, modélisation mixte des éléments constitutifs (enceinte de palplanches modélisées comme une coque, matériau de remblai modélisé comme un milieu continu 3D). Les travaux antérieurs utilisant le calcul à la rupture ont toujours considéré des cinématiques dans lesquelles les palplanches restaient droites. La modélisation coque des palplanches permet notamment d'envisager des cinématiques avec des déformations en flexion des palplanches ce qui correspond à certaines observations d'accidents ou de modèles réduits à grande échelle. Donnons maintenant le plan général de ce mémoire. Un premier chapitre introductif rappelle la constitution des gabions et des gabionnades, leurs utilisations et leurs méthodes de dimensionnement. Le chapitre 2 donne les bases de la modélisation des gabions que nous utiliserons dans la suite. Les chapitres 3, 4, 5 et 6, appliquent les méthodes statiques et cinématique au gabion isolé et à la gabionnade. Le chapitre 7 est consacré à la comparaison des résultats avec des données de différents types : mesures in situ, cas d'accident, essais sur modèles réduits.

Cellular cofferdams are constituted by a shell of steel sheetpiles filled with sand or gravel backfill. They are used in harbour or fluvial locations as earth or water retaining structures. Although they have been in use for more than 80 years, their mechanical behaviour is still poorly understood and accidents still occur even during construction. The use of design methods based on yield design theory can contribute to found the design of cellular cofferdams on rigorous bases. The yield design of cellular cofferdams has some particular characteristics : true 3-dimentional geometry, mixed modelling of the structure (the sheetpiles are modelled as a shell, the backfill as a 3-dimensional ontinuous media). Modelling sheetpiles as a shell makes it possible to consider kinematic fields with flexure strain of the sheetpiles. Flexures strain has been observed on some accidents and some model tests. The present work opens with an introductory chapter dealing with the construction of cellular cofferdams, their applications and design methods. Chapter 2 deals with the modelling of cellular cofferdams. Chapters 3, 4, 5 and 6 deal with the application of static and kinematic methods to a single cofferdam cell and to cellular cofferdams. In chapter 7, the results are compared to data from different sources : filed measurements, case of accident, model tests.