Evaluation des courbes de vulnerabilité sismique d'un réseau de conduites enterrées

Assessment of seismic vulnerability curves for burried pipelines

• Auteur / Autrice : Fatma Zohra Halfaya
• Direction : Luc Davenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique, génie civil
• Date : Soutenance le 16/12/2013
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adnan Ibrahimbegovic, Mahmoud Bensaibi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arézou Modaressi, Panagiotis Kotronis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tuyaux d'eau

Mots clés libres

Vulnérabilité sismique

Réseau de conduites enterrées

Seismic vulnerability

Burried pipelines

Résumé

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur l’analyse de la vulnérabilité sismique des canalisations enterrés d’un réseau d’alimentation en eau potable (AEP). Ceci afin de disposer d’outils fiables permettant le diagnostique et le ciblage des interventions à même de réduire le risque de perte dans ce réseau en cas de tremblement de terre. Un exemple d’application des concepts développés dans cette étude porte sur la ville de Blida qui possède une infrastructure économique importante et dont le réseau constitue un échantillon représentatif des réseaux d’AEP des villes Algériennes. Ce réseau a été mis sous Système d’Information Géographique (SIG) afin de permettre une lecture aisée des différents résultats. Deux approches ont été utilisées pour appréhender ce problème de vulnérabilité, une approche statistique et une approche numérique. L’approche statistique utilise le retour d’expérience sismique comme base et a permis de d’identifier les paramètres ayant une influence sur le comportement sismique d’un tronçon de canalisation. Des coefficients de pondération ont été déterminés à partir d’analyse de données post sismique ce qui a conduit à la définition d’un indice de vulnérabilité. Ce dernier permet une classification des canalisations enterrées en fonction de leur vulnérabilité. Des courbes de vulnérabilité sont également proposées. L’approche numérique utilise le concept de macroéléments pour modéliser le comportement d’une canalisation enterrée sous sollicitation sismique en considérant l’interaction sol-conduite. Les champs proches et lointains sont considérés à travers un macroélément, de même que le comportement du joint entre deux tronçons. Une stratégie de calcul a été élaborée et testée sur un exemple de conduite. Les résultats obtenus décrivent le comportement réel des tuyauteries lors d’un tremblement de terre. Ils permettent d’affiner les coefficients de l’approche statistique et les calculs pourront être utilisés pour construire les courbes de vulnérabilité

Within this work, seismic vulnerability of buried pipelines is investigated. This is to provide reliable tools allowing the diagnosis and the targeting of interventions that can reduce the risk of loss in the water network in case of an earthquake. A case study focused on the city of Blida is analyzed in order to apply the developed concepts herein. Blida has a large economic infrastructure and its water network is a representative sample of the water supply systems of Algerian cities. This network was put under a Geographic Information System (GIS) to allow easy interpretation of the different results. Two approaches were used to study this vulnerability problem, a statistical method and a numerical method. Thestatistical approach uses the seismic feedback experiences as a basis to identify the parameters that have an influence on the seismic behavior of a pipe. Weighting factors are determined too, allowing the definition of a vulnerability index. This one enables the classification of buried pipelines according their vulnerability. Vulnerability curves are also proposed. The numerical approach uses the concept of macro element to model the behavior of a buried pipeline under seismic solicitation taking into account the soil structure interaction. Far field and near field are considered through the use of a maco element, another macoelement is developed for the joint between two pipes. A computational strategy is developed and tested on a sample. The results describe the behavior of pipes during an earthquake. They allow a refinement of the statistical approach coefficients and the methodology can be used to build vulnerability curves.