Comportement des ouvrages soumis à des tassements différentiels : Prise en compte des incertitudes

Behavior of structures subjected to differential settlements : Taking uncertainties into consideration

• Auteur / Autrice : Elio El Kahi
• Direction : Olivier Deck, Rasool Mehdizadeh, Michel Khouri, Pierre Rahme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique-Génie civil
• Date : Soutenance le 23/01/2020
• Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GéoRessources (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Emeriault
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Deck, Rasool Mehdizadeh, Michel Khouri, Pierre Rahme, Sidi Mohammed Elachachi, Anne Pantet, Christelle Salameh
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sidi Mohammed Elachachi, Anne Pantet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Mouvements du sol et construction

Interaction sol-structure

Incertitude (théorie de l'information)

Mots clés libres

Incertitudes

Interaction sol-structure

Transmission de mouvement de terrain

Approche analytique/numérique/expérimentale

Uncertainties

Soil-structure interaction

Transmission of ground movement

Analytical/numerical/experimental approach

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement des structures soumises à un tassement différentiel, en prenant en compte différentes sources d'incertitudes. Les mouvements de terrain peuvent avoir différentes «sources» (origines), telles que l’influence d’excavations à proximité (tunnels) et la présence de vides souterrains (affaissement minier, fontis, etc.). Ces sources induiront le tassement du sol et son déplacement. Le tassement du sol produit par les mouvements du sol affectera la structure, ce qui provoquera le mouvement de la structure et ses dommages éventuels. Cette thèse, présentée sous forme d’articles, a pour objectif d’évaluer l’influence des incertitudes sur la base d’approches analytique, numérique et expérimentale. Dans un premier temps, cette étude commence par développer un modèle analytique pour étudier l’effet de certaines variabilités / incertitudes importantes (forme de déformation du profil du sol, comportement du sol (élastique / élastoplastique), variabilité de la rigidité du bâtiment, etc.). Ensuite, un modèle numérique est développé afin de confirmer certains résultats particuliers donnés par le modèle analytique. Enfin, un modèle expérimental est dédié à la caractérisation d'une incertitude importante en particulier, la variabilité de la rigidité de la structure, et à l'étude de son influence sur le taux de transmission du mouvement du sol. Les principaux résultats sont l'évaluation des intervalles de confiance prenant en compte l'effet de ces incertitudes sur la réponse de la structure affectant le phénomène d'interaction sol-structure (ISS), ainsi que la mise au point d'une méthodologie permettant de quantifier l'impact des incertitudes sur l'estimation du taux de transmission.

The objective of this thesis is to study the behavior of structures subjected to differential settlement, taking into consideration different sources of uncertainties. Ground movements may have different “sources” (origins), such as the influence of nearby excavations (tunnels), and the presence of underground voids (mining subsidence, sinkhole, etc.). These sources will induce the settlement of soil and its displacement. The soil settlement produced by the ground movements will affect the nearby structure, which will cause the structure movement and its possible damage. This thesis, presented in “papers’ form” has the intention of evaluating the influence of uncertainties based on analytical, numerical and experimental approaches. At first, this study starts by developing an analytical model to study the effect of some important variabilities/uncertainties (soil profile deformation form, soil behavior (elastic/elastoplastic), variability of building stiffness, etc.). Then, a numerical model is developed in order to confirm some particular results given by the analytical model. Finally, an experimental model is dedicated to characterize one important uncertainty in particular, the variability of the structure stiffness, and to study its influence on the transmission of the ground movement. The main results are the evaluation of confidence intervals that consider the effect of these uncertainties on the structure response affecting the soil-structure interaction (SSI) phenomenon, and the development of a methodology to quantify the impact of uncertainties on the estimation of the deflection transmission rate.