Identification des structures de génie civil à partir de leurs réponses vibratoires : vulnérabilité du bâti existant

Identification of dynamic characteristics of civil engineering structures and vulnerability of existing buildings

• Auteur / Autrice : Mohammed Naboussi Farsi
• Direction : Pierre-Yves Bard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Batiment

Travaux publics

Structure construction

Batiment existant

Controle vibration

Genie parasismique

Seisme

Identification

Interaction sol structure

Analyse numerique

Statistique

Regles ps

Vulnerabilite

Risque sismique

Construction structure

Existing building

Vibration control

Earthquake engineering

Earthquakes

Identification

Structure soil interaction

Numerical analysis

Statistics

Seismic design code

Vulnerability

Seismic risk

Résumé

Le but de ce travail est de developper des outils pour la determination des caracteristiques vibratoires des structures de genie civil, et leur application en vue d'une amelioration de la reglementation parasismique, voire d'une estimation de la vulnerabilite sismique. Une technique d'identification multi-excitations est presentee, permettant la prise en compte des couplages entre les differents types de mouvements, et egalement celle de l'interaction sol-structure. Elle est ensuite appliquee a deux types de donnees: le premier provient d'une experience sur table vibrante (donnees cassba), et le second d'un ensemble de 49 batiments californiens ayant subi divers seismes recents. L'analyses des donnees cassba montre, outre des non-linearites pour l'essentiel reversibles dependant du niveau d'excitation, un tres fort controle des mouvements par le decollement de la base. L'importance numerique du de donnees californiennes permet d'etablir des relations statistiques correlant la periode et l'amortissement des modes fondamentaux aux dimensions geometriques (dont la plus importante est la hauteur), et a la structure du batiment. Leur comparaison avec certaines formules reglementaires (ubc88, rpa88, afps90), montre clairement le caractere conservatif des formules francaises. Par ailleurs, l'analyse comparative des erreurs residuelles entre les identifications mono et multi-excitations suggere l'importance des couplages entre les mouvements transverses et longitudinaux, et, pour certains batiments, de l'interaction sol-structure. Un troisieme volet amorce une etude de vulnerabilite du bati existant dans l'agglomeration grenobloise. Les differentes methodes utilisees conduisent toutes a des resultats similaires, indiquant un risque sismique non-negligeable dans cette ville, compte tenu des phenomenes d'amplification qui affectent l'ensemble de la cuvette. En outre, les mesures de bruits de fond realises sur quelques dizaines de batiments grenoblois montrent d'une part la fiabilite de cette methode simple pour l'estimation des frequences propres et des deformees modales, et d'autre part, la meilleure representativite des formules afps90 pour les batiments a murs-voiles