CE22 - Sociétés urbaines, territoires, constructions et mobilité

Amélioration des sols par inclusoins rigides : Sollicitations Dynamiques et Sismiques – ASIRIplus-SDS

Résumé de soumission

La technique de renforcement des sols compressibles par Inclusions Rigides (IR) verticales est aujourd’hui très répandue en France et à l’étranger. Cette technique de fondation composite mêlant des éléments profonds et superficiels, a été initialement développée pour des ouvrages de type remblai (pour des infrastructures de transport), mais s’étend aujourd’hui aux éoliennes et aussi aux bâtiments industriels (type plateformes logistiques), de logements ou bureaux (moins de 4-5 étages), écoles, hôpitaux, etc. Elle s’insère ainsi sur tout le territoire, urbi et orbi, impacte le choix des fondations des constructions et des ouvrages linéaires de transport (routes et voies ferrées), touchant ainsi de façon peu visible, mais réelle, les citoyens dans leur cadre de vie et pour leur mobilité.

Les problématiques traitées ici concernent le comportement du massif de sol renforcé par IR:
i) sous sollicitations dynamiques : Modification de la vitesse de propagation des ondes surface dans un milieu à inclusions périodiques
ii) sous sollicitations sismiques : Effets inertiel et Cinématique

La méthodologie employée s'appuie sur l'approche expérimentale de modélisation physique sur modèles réduits combinée à la modélisation numérique, le tout en liaison avec le terrain.

La propagation des ondes de surface dans un sol est modifiée par la présence d'hétérogénéités (les IR verticales), mais de quelle façon? C'est pour répondre à cette question qui concerne en priorité les applications ferroviaires, que des modèles réduits "géophysiques" seront réalisés, en s'appuyant sur le principe de la mise à l'échelle des longueurs d'ondes, et mises en œuvre sur le banc MUSC de l'Ifsttar. Sur le plan numérique, la méthode des éléments spectraux associée à la technique d'homogénéisation non-périodique seront mises en œuvres.

Dans le cas d'une sollicitation sismique, la présence de renforcement par IR modifie nécessairement la réponse du sol, mais de quelle manière? Pour étudier les effets inertiels et cinématiques d'un ouvrage fondé sur sol mou renforcé par IR, des modèles réduits "géotechniques" seront testés avec le simulateur de séismes embarqué dans la centrifugeuse de l'Ifsttar. Ici ce sont les fréquences qui sont mises à l'échelle. Une caractérisation dynamique fine des sols utilisés en centrifugeuse sera réalisée en parallèle.La méthode numérique dite de macro-élément mais aussi celle dite des courbes de transfert seront mises en œuvre pour les modèles simplifiés, tandis que des éléments finis 3D non-linéaires seront utilisés pour simuler les ouvrages sous sollicitation sismique (tel que ceux étudiés en centrifugeuse), avant de passer à des études paramétriques d'ouvrages de référence.

Le consortium mis en place pour tenter d'accroitre la connaissance sur ces problématiques dynamiques regroupe, autour de l'Ifsttar, un ensemble de partenaires impliqués à divers degrés de l'aval vers l'amont : i) SNCF-réseau, Ménard, LGP, centrale-supelec; ii) EDF, Cerema, Terrasol, Ménard, centrale-supélec, centrale Nantes.
Des équipements expérimentaux exceptionnels associés à des modélisation numériques avancées, sophistiquées ou simplifiées permettront d'observer, de comprendre et de simuler différentes configurations, en vue d'apporter de nouvelles connaissances et de les mettre à disposition de l'Ingénierie de la construction.

Coordinateur du projet

Monsieur Luc THOREL (IFSTTAR- Département Géotechnique, environnement, risques naturels et sciences de la terre)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

MENARD
EDF EDF CEIDRE
TERRASOL
SNCF Réseau / DGII / DTR VA EGV SNCF RESEAU
Cerema-Med Cerema Direction Territoriale Méditerranée
MSSMAT Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux
GeM INSTITUT DE RECHERCHE EN GÉNIE CIVIL ET MÉCANIQUE
LPG LABORATOIRE DE PLANETOLOGIE ET GEODYNAMIQUE
IFSTTAR - GERS IFSTTAR- Département Géotechnique, environnement, risques naturels et sciences de la terre

Aide de l'ANR 718 014 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2020 - 48 Mois

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