Modèle constitutif hydromécanique tridimensionnelle pour l'analyse de stabilité des piliers d'évacuateur de crues

Les ouvrages hydrauliques (OH), comme les piliers d'évacuateur de crues, sont des structures 3D soumises aux charges 3D. Une approche très convenable pour l'analyse de stabilité des OH et la "méthode de gravité" (MG). Dans sa forme classique, on cherche la réponse d'une section soumise à une charge axiale et à un moment de flexion amont-aval en supposant des contraintes normales linéaires; pour le cas général, les moments sont biaxiaux (PMM). Lors de la fissuration, les sous-pressions (SP) sont amplifiées due à l'eau en fissures. Les facteurs de sécurité au glissement (FSG) sont calculés avec le cisaillement résultant Vx, Vy et le critère de rupture Mohr-Coulomb en ignorant la torsion T (VVT). Cette thèse présente une extension originale 3D de la méthode de gravité pour sections de béton fissurées de forme arbitraire ayant une variation longitudinale arbitraire soumises aux charges 3D arbitraires (PMM-VVT). Une méthode isogonique pour la construction des diagrammes multicritère d'interaction PMM pour sections arbitraires des OH considérant les SP et les barres d'armature a été proposée. Cette méthode est spécialement conçue pour les OH et elle n'est pas trouvée dans la littérature. Afin d'évaluer la distribution des contraintes de cisaillement, on a développé un algorithme d'analyse sectionnelle basé sur la Théorie de l'Élasticité incluant la torsion Saint-Venant et non uniforme avec des éléments finis (EF) 2D. Les FSG qui tiennent compte de la torsion sont calculés à l'aide de l'intégrale des contraintes normales sur la partie non fissurée de la section où le critère de rupture Mohr-Coulomb n'est pas localement dépassé. Des exemples de validation montrent la précision des résultats du modèle par comparaison avec des analyses EF 3D pour piliers réguliers ou trapus. Si l'hypothèse de distribution linéaire des contraintes normales de flexion est appropriée, les contraintes de cisaillement sont très proches de celles de l'analyse EF 3D (différence < 1%) avec un effort de calcul beaucoup plus réduit. Pour les piliers trapus, l'intensité des contraintes montre une certaine variation, mais la distribution est très similaire à celle de l'analyse EF 3D. Le modèle proposé ayant la philosophie de la MG a une importance majeure pour la pratique parce qu'il permet d'effectuer une série d'analyses sectionnelles simplifiées, mais adéquates pour l'évaluation 3D de stabilité des OH.