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Pour une meilleure prise en compte de l’interaction sol/structure


(Parution Lettre Terrasol Juin 2018)
La conception et le dimensionnement des fondations et des constructions (bâtiments, tours, ponts, etc.) reposent actuellement sur l’utilisation des Eurocodes, avec la combinaison de différents facteurs partiels permettant d’atteindre un coefficient de sécurité global acceptable tant pour les états limites de service et que pour les états limites ultimes. Tout projet de construction s’appuie donc sur ces textes pour garantir des niveaux de fiabilité et de robustesse satisfaisants.

Néanmoins, du fait du découpage actuel de ces textes normatifs (Eurocode 1 pour les actions, Eurocode 2 et 3 pour les structures en béton armé ou précontraint et les structures en acier, Eurocode 7 pour le dimensionnement géotechnique, et Eurocode 8 pour le dimensionnement sismique), et aussi de l’ingénierie, qui distingue l’ingénierie des structures et l’ingénierie géotechnique, les justifications des fondations d’une part, et de la superstructure d’autre part, sont souvent menées séparément. Chaque ingénierie cherche ainsi à atteindre les niveaux de sécurité requis, sans nécessairement prendre en compte l’interaction qui existe entre la structure et ses fondations.

Depuis plusieurs années, TERRASOL engage sur chacun de ses projets un dialogue avec l’ingénierie des structures pour mener de front la conception et le dimensionnement des fondations et des structures. Cet échange permet de mettre en application les bases de l’interaction sol-structure et ainsi d’optimiser globalement le dimensionnement des ouvrages, c’est-à-dire d’aboutir à des projets moins coûteux tout en garantissant toujours de meilleurs niveaux de fiabilité.

L’interaction sol-structure suppose le calcul des déplacements de la structure en adéquation avec celui des fondations. Pour mettre en pratique ce principe, TERRASOL développe tout une gamme de logiciels permettant de calculer les déplacements verticaux et horizontaux des fondations. Ces logiciels sont basés sur des méthodes de calculs hybrides au sens où ils couplent le comportement de la structure et du terrain. Ils sont développés pour des applications spécifiques, ce qui permet de diminuer grandement les temps de calcul et de procéder rapidement aux études paramétriques à mener pour tout projet de construction. Il ne s’agit donc pas ici d’utiliser des codes de calcul généralistes complexes souvent lourds à manipuler.

Longtemps, le calcul du tassement des fondations a été un problème car il met en oeuvre des méthodes complexes basées sur la théorie de l’élasticité. Mal maîtrisée, cette théorie fournit souvent des résultats pessimistes quant à l’évaluation des tassements. Afin de dépasser ce stade, TERRASOL a engagé à l’occasion du Projet National ARSCOP (nouvelles Approches de Reconnaissance des Sols et de Conception des Ouvrages géotechniques) un travail de développement sur les modules de la suite logicielle FOXTA afin d’y intégrer les spécificités du comportement des sols dans la gamme des faibles déformations. La prise en compte de ce type de comportement permet d’améliorer les prévisions de tassements et ainsi d’optimiser significativement la conception des fondations au-delà des coefficients de sécurité. Dans le cas particulier du module TASPLAQ, il s’agit de lier le module de déformation du sol, souvent mesuré avec le pressiomètre, au niveau de déformation ou de contrainte.

F. Cuira et S. Burlon