Effet de l’interaction sol-fondation sur le dimensionnement d’un pont

Abstract

La conception des ouvrages en zones sismiques est généralement menée avec l’hypothèse d’encastrement à la base. Cette hypothèse est considérée comme conservatrice, mais restreint l’utilisation possiblement bénéfique de la flexibilité du sol, démontré par plusieurs recherches récentes. Dans ce présent travail, une investigation des effets d’interaction sol-fondation, sur le comportement sismique d’un pont à poutres préfabriqué en béton précontraint a été réalisée en utilisant un modèle numérique tridimensionnelle par éléments finis intégrant dans la même analyse les différentes composantes du système, à savoir le sol, la fondation et le pont. La prise en compte de cette interaction (sol-fondation) s’effectue au travers de fonctions d'impédance associées à un système ressorts intégrant ainsi la flexibilité du sol. Le spectre de réponse du règlement algérien RPOA 2008 est utilisé. L’importance de l’interaction sol-fondation, est mise en évidence en étudiant les variations de la période fondamentale, l’effort tranchant à la base et des déplacements maximaux ainsi que l’évolution des efforts internes (Moment fléchissant, effort tranchant, effort normal) dans les éléments porteurs à savoir les poutres, l’hourdis et les piles. Les résultats des analyses numériques ont permis de tirer les conclusions sur le comportement de la réponse sismique du pont avec interaction sol-fondation : • la période fondamentale de vibration augmente considérablement sous l’effet de l’interaction sol structure dans les sites meubles à très meuble S3 et S4 ; comparativement à celui du modèle encastré ou implanté sur un site rocheux S1 ; • Le pourcentage d'augmentation de la période fondamentale de vibration des ponts construits sur un sol très meuble atteint 129%; • Il a été constaté à travers cette étude et sous l’effet de l’interaction sol structure que l’effort tranchant à la base diminue jusqu’au 52.45% pour le S4 (Sol très meuble) ; • La prise en compte de l’effet de l’interaction sol structure, conduit à l’augmentation des valeurs des déplacements maximales absolus d’un pourcentage qui peut atteindre 594% ; • Les effets d'interaction sol-fondation sont négligeables dans les cas des sites rocheux avec une vitesse d’onde de cisaillement VS > 800m/s ; • l’ISS a un effet négligeable sur le dimensionnement des poutres, défavorable (amplification) sur l’effort tranchant dans l’hourdis et favorable (atténuation) sur les efforts internes dans les piles.