Evolution de la réponse élasto-plastique des poutres en acier soumises à la flexion simple: Modèle couplé «analytique-numérique »

Abstract

L’objectif de ce travail de mémoire est d’étudier le comportement mécanique des poutres métalliques à l’aide de l’évolution de leurs réponses dans le domaine élasto-plastique, pour pouvoir développer des méthodes de dimensionnement, adaptées à leur fonctionnement et surtout simples à mettre en œuvre. Pour ce faire, une approche couplée modélisation analytique-numérique a été choisie dans ce mémoire pour proposer des solutions adéquates. en première partie, une solution analytique est proposée visant à caractériser l’évolution de la flèche globale à l’état non-linéaire dont le but de déterminer la réponse d’une telle poutre métallique à section symétrique (section rectangulaire, section en double Té) soumise à l’effet d’une charge transversale concentrée à mi portée. Cette méthode analytique a été validée par une comparaison à des résultats d’essais expérimentaux évoqués en littérature. La deuxième partie est consacrée à l’étude numérique du comportement mécanique des poutres métalliques. Le comportement non linéaire de ce type de poutres est étudié à l’aide d’une analyse numérique basée sur une modélisation par éléments finis. Cette analyse a pour but de prédire la résistance globale de la poutre. Deux modèles dont leurs validations reposant sur des tests expérimentaux disponibles dans la littérature, sont utilisés dans la simulation numérique, un est intégré dans un modèle bidimensionnel utilisant les éléments finis quadratiques (QUA8) pour la modélisation des poutres à sections rectangulaires, et l’autre est intégré dans un modèle tridimensionnel utilisant les éléments finis coque (COQ4) pour la modélisation des poutres à sections en double Té. Ces analyses ont permis d’une part de valider le modèle analytique, d’autre part de mettre en évidence la réduction de la résistance des poutres métalliques dans le domaine non-linéaire.