Robustesse et cohérence dans la modélisation rhéologique et numérique en géomécanique

• Auteur / Autrice : Laurent Godard
• Direction : Safwan Labanieh, Félix Darve
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Sciences et techniques

Batiment. Travaux publics

Geotechnique

Fondation superficielle

Simulation numerique

Modele rheologique

Methode element fini

Robustesse

Coherence

Sable

Equation constitutive

Caracteristique mecanique

Comportement

Implementation

Validation

Résumé

La modelisation numerique par elements finis definit la sollicitation en terme de conditions aux limites et ne permet pas le controle de celle-ci au niveau elementaire. Le modele rheologique employe doit alors etre robuste (faible dependance de la qualite de la reponse a la taille de la sollicitation) et coherent (capacite a toujours fournir des reponses physiquement admissibles) afin de permettre la prise en compte de la diversite des sollicitations elementaires. Le developpement d'une telle approche, appliquee aux sables, constitue l'objectif du travail presente dans cette these suivant trois chapitres. Un premier chapitre retrace un historique d'une modelisation incrementalement non lineaire a laquelle le modele appartient. Le deuxieme chapitre est consacre au developpement du modele arc. Son ecriture formelle explicitee, la formulation des equations constitutives permettant l'integration des caracteristiques mecaniques suivant l'intensite de la sollicitation le long des chemins de calibration est exposee. La coherence est mise en uvre au niveau de l'evolution des caracteristiques mecaniques pour une large gamme de conditions initiales en contrainte et indice des vides relies par un unique parametre d'etat , ainsi qu'au niveau du respect de la surface limite par un algorithme de plan de controle. Dans une phase de validation, les reponses du modele sont confrontees aux resultats experimentaux et la robustesse et la coherence verifiees. Le dernier chapitre concerne l'implementation de arc dans le code aux elements finis emili. Robustesse et coherence sont retrouvees au sein du couple code-modele dans la modelisation d'essais homogenes de laboratoire validant cette implementation. La modelisation de problemes aux limites de laboratoire et celle d'un modele reduit d'ouvrage geotechnique, une fondation superficielle, permettent de verifier l'aptitude du couple code-modele a reproduire des comportements observes experimentalement.