Prise en compte d'une approche en déplacement pour une réduction de l'empreinte carbone des ouvrages géotechniques

Le dimensionnement des ouvrages géotechniques repose sur la mise en œuvre de coefficients de sécurité (coefficients partiels) qui ont un impact direct sur les quantités mises en œuvre et donc sur l'empreinte carbone de ces mêmes ouvrages ainsi que sur leurs coûts et leurs délais de construction. Ces coefficients partiels garantissent la robustesse et la pérennité des ouvrages géotechniques en limitant les déplacements à des niveaux compatibles avec les exigences de leur bon fonctionnement. Bien que largement éprouvée par l'expérience, ces limitations restent conventionnelles et peuvent être mieux appréhendées en affinant la façon dont les déplacements des ouvrages sont estimés au cours du temps en fonction des différents chargements auxquels ils sont soumis. A cette fin, des méthodes de calcul basées sur les concepts de visco-élasticité ou de visco-plasticité et permettant d'expliciter les effets de temps ou ceux des cycles de chargement, pourraient être envisagés. L'objet du travail de thèse proposé est de développer de telles méthodes de calcul en vue d'optimiser le dimensionnement des fondations. Il s'agit notamment de mettre en en œuvre des approches en déplacement tenant compte de la nature du chargement en termes d'amplitude et de durée d'application. Ce type de méthode doit permettre une modulation des coefficients de sécurité du fait d'une meilleure compréhension du comportement du pieu. Les méthodes développées doivent en effet permettre d'améliorer les prévisions de déplacements des pieux en distinguant ceux induits par les charges permanentes et les charges variables. La mise en œuvre de ces méthodes permet aussi une réduction directe de l'empreinte carbone liée à la réalisation des fondations. Ces développements peuvent également être mis à profit pour étendre le domaine de fonctionnement des fondations existantes, ce qui permettra d'en justifier plus aisément la réutilisation dans le cadre de projets de réhabilitation. Ce travail, mené en collaboration entre Setec-Terrrasol et univ G. Eiffel, peut être organisé en 4 axes principaux : 1) Analyse des bases d'essais de chargement, non seulement en termes de résistance mais également en termes de déplacements (pour fondations superficielles et fondations profondes) 2) Développement d'approches de calcul pour la modulation des coefficients partiels en fonction du type de chargement (part variable/part permanente, amplitude, durée d'application). Ces approches doivent permettre une réduction des coefficients partiels du fait d'une meilleure compréhension et gestion des incertitudes liées au comportement des fondations; 3) Développement d'approches de dimensionnement pour les ouvrages neufs ; 4) Développement d'approches de dimensionnement pour les ouvrages existants, notamment dans le cadre de projet réhabilitation tenant compte de l'évolution possible du matériau constituant la fondation et des incertitudes géométriques sur les fondations existantes réellement réalisées. D'autres expérimentations pourraient être envisagées sur des ouvrages réels ou au moyen d'essais en centrifugeuse. Ces développements ont vocation à être utilisés d'une part sur des projets réels au moyen de modèles semi-analytiques ou numériques et d'autre part pour la mise à jour de certaines normes de calcul dans le cadre de la mise en place de la seconde génération de l'Eurocode 7 École doctorale : SIE - Sciences, Ingénierie et Environnement Direction : Philippe REIFFSTECK Financement : En emploi à titre principal