Caractérisation expérimentale et modélisation de l'influence d'éléments secondaires en maçonnerie sur la réponse dynamique de structures en béton armé

Experimental characterization and modeling of the influence of secondary masonry elements on the dynamic response of reinforced concrete structures

• Auteur / Autrice : Louis Collin
• Direction : Fabrice Gatuingt, Cédric Giry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 19/11/2025
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Katrin Beyer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Morel, Benoit Blaysat, Caterina Negulescu, Clément Jailin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Morel, Benoit Blaysat
• DOI : 10.70675/d4ecf112zbd70z495dz88e7z2bc0c5b8df43

Mots clés

Mots clés contrôlés

Installations nucléaires

Constructions en béton armé

Construction parasismique

Maçonnerie

Mots clés libres

Expérimentation

Remplissage maçonnerie

Comportement vibratoire

Réponse non linéaire

Sismique

Dialogue essai-Calcul

Experimentation

Masonry filling

Vibratory behavior

Non-Linear response

Seismic

Résumé

Compte tenu des réévaluations périodiques des niveaux d'aléa sismique pour les installations nucléaires, il est nécessaire de disposer de modèles plus réalistes et plus détaillés afin de saisir avec précision les forces transmises à travers les composants structurels. Les murs de remplissage en maçonnerie armée, souvent considérés comme des éléments secondaires, sont généralement négligés dans les approches conventionnelles d'analyse sismique. Cette thèse vise à caractériser et à modéliser expérimentalement le comportement de ces murs, en développant un dialogue solide entre les essais et les calculs.La campagne expérimentale comprend des essais de cisaillement sur triplets et des essais de compression diagonale sur des maçonneries non renforcées et renforcées. Une technique de corrélation d'images numériques multivues (M-DIC) est utilisée pour mesurer avec précision les champs de déplacement et le développement des fissures dans le matériau. Ces données sont essentielles pour mettre à jour les modèles à micro-échelle, en intégrant plusieurs paramètres non linéaires. Les conditions limites réelles mesurées pendant les essais sont prises en compte, et l'identification des paramètres est réalisée à l'aide d'un algorithme de mise à jour du modèle par éléments finis (FEMU). Afin de préparer efficacement les campagnes expérimentales, une méthodologie d'essais virtuels a finalement été développée. Cette approche permet d'optimiser les paramètres expérimentaux et de vérifier a priori l'identifiabilité des paramètres du modèle.

In light of periodic reassessments of seismic hazard levels for nuclear facilities, more realistic and detailed modeling is necessary to accurately capture the forces transmitted through structural components. Reinforced masonry infill walls, often considered as secondary elements, are typically neglected in conventional seismic analysis approaches. This thesis aims to experimentally characterize and model the behavior of such walls, by developing a robust test-calculation dialogue.The experimental campaign includes shear triplet tests and diagonal compression tests on both unreinforced and reinforced masonry. A Multiview Digital Image Correlation (M-DIC) technique is employed to precisely measure displacement fields and crack development within the material. These data are crucial for updating micro-scale models, incorporating several nonlinear parameters. Real boundary conditions measured during the tests are taken into account, and parameter identification is achieved using a Finite Element Model Updating (FEMU) algorithm. To effectively prepare the experimental campaigns, a virtual testing methodology has finally been developed. This approach helps optimize experimental parameters and ensures the identifiability of the model parameters.