Thèse soutenue

Identification du comportement sismique de bâtiments à partir de leurs réponses accélérométriques
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Auteur / Autrice : Hamid Afra
Direction : Bernard Halphen
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
Jury : Président / Présidente : Louis Jézéquel
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Bisch, Pierre-Yves Bard, Pierre Argoul
Rapporteurs / Rapporteuses : René-Jean Gibert, Roger Chayon

Résumé

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L’objectif de cette thèse est le développement et la mise au point de méthodes d’identifications pour déterminer des modèles de comportement dynamique de bâtiments. La stratégie utilisée est l’étude en vraie grandeur, à partir des réponses accélérométriques mesurées sur des bâtiments lors des séismes californiens récents. Les données accélérométriques ont été récupérées à partir du programme C. S. M. I. P. (California Strong Motion Instrumentation Program). La première partir de ce travail traite de l’identification de modèles de comportement linéaire plan. Dans le premier chapitre, nous décrivons brièvement les données accélérométriques que nous analysons ensuite assez simplement et nous donnons pour un bâtiment une estimation des fréquences propres de vibration, des formes modales des mouvements de torsion et de rotation rigide. Dans le deuxième chapitre, nous présentons une méthodologie générale permettant d’identifier les paramètres d’un modèle de comportement présupposé. Une méthode d’identification développée en domaines temporel et fréquentiel, est appliquée sur 25 bâtiments. Deux modèles d’amortissement visqueux et hystérétique sont examinés. Les résultats obtenus sont comparés à ceux prédits par les règlements parasismiques américains. Le modèle de comportement linéaire s’est révélé insuffisant pour représenter correctement les réponses de certains bâtiments ayant enregistré des niveaux d’accélération importants. La deuxième partie de ce travail s’intéresse donc à la détection, la caractérisation et l’identification des non-linéarités. Une représentation non paramétrique du système en séries de Wiener permet de quantifier ces non-linéarités. La caractérisation des non-linéarités se fait à l’aide d’une analyse modale utilisant une fenêtre temporelle mobile. L’évolution temporelle des paramètres identifiés permet en particulier de discerner une éventuelle dégradation de la rigidité. Une tentative d’identification de modèles de comportement non linéaires est ensuite présentée. Parmi les modèles di viscoplasticité et d’endommagement examinés, le dernier modèle reproduit correctement le phénomène de dégradation de la rigidité. Une représentation des forces internes par polynômes de Chebyshev est également utilisée.