Ingénierie Multiphysique Environnement Ouvrages Hydraulique
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Structure souterraine assymétrique

Il s'agit ici d'aborder la simulation du comportement d'une structure souterraine par une modélisation tant des éléments coques, plaques et poutres de la structure que des éléments solides volumiques des sols au contact de la structure.

 

Ainsi les interactions sol - structure sont prises en compte de manière exaustive, sans passer par l'artifice des ressorts de raideurs.

 

Dans le cas p^résent, la géométrie de la structure souterraine est assymétrique si bien qu'aucune simplification ne peut être effectuée sur celle-ci afin d'alléger le modèle.

 

 

 

 

 

 

Le modèle comporte 418 754 noeuds et 172 034 éléments.

 

 

 

 

Les sols environnant sont modélisés à l'aide d'éléments solides du logiciel Ansys. Ici 2 couches de sol différents sont prises en compte.

 

 

 

La structure est une enceinte de forme cylindrique réalisée en panneaux de paroi moulée.

 

Les contacts sol/structure, c'est à dire les contacts shell/solide, sont contrôlés par un paramétrage spécifique pour prendre en compte le frottement mais aussi la possibilité d'un décollement évolutif.

La structure porteuse est constituée d'une dalle haute fondée sur barrettes servant de poteaux. Le volume intérieur est fondé sur un radier général lié à l'enceinte de paroi moulée ainsi qu'aux pieds de poteaux.

 

Sur cet aperçu, l'enceinte de paroi moulée est tronquée pour permettre la visualisation de l'intérieur de la structure.

La structure intérieure comporte 2 planchers techniques suspendus sur des poutres secondaires, elles-mêmes en appui sur les barrettes et l'enceinte de paroi moulée périphérique. Ces planchers confèrent une forte assymétrie à la géométrie de l'ouvrage dans son ensemble.

A partir d'un tel modèle, les sollicitations internes à la structure sont accessibles, comme par exemple ici les moments de flexion dans les poutres de la dalle haute. Le type de liaison aux appuis est contrôlé par un paramétrage spécifique.

Ici ce sont les déplacements dans la dalle haute qui sont accessibles.

On peut observer le comportement de l'ouvrage au droit des ouvertures servant d'accès à l'ouvrage.

L'ouvrage sert de stockage.

 

Ci-dessus un exemple de cartographie des déplacements verticaux vers le bas du radier. On observe ici encore le comportement dissymétrique de l'ensemble, malgré une forme de radier qui elle se veut globalement symétrique (un disque).

La structure est fondée sur des sols gonflants. Les essais de gonflement de type Huder Amberg ont permis d'identifier un potentiel de gonflement variant entre 0.4 et 0.6% sur une épaisseur de 10 m sous le radier.

 

Ci-dessus un exemple de la cartographie des déplacements verticaux vers le haut du radier sous l'effet du gonflement si celui-ci se produit. Au droit de l'enceinte de paroi moulée ainsi qu'au droit des barrettes, les contraintes appliquées au sol sont suffisamment élevées pour empêcher le gonflement et donc le soulèvement.

 

Ce type de simulation peut s'avérer très utile, outre pour connaître les sollicitations dans la structure, également pour anticiper sur les déformées de l'ouvrage et les adaptations à prévoir pour maintenir la bonne fonctionnalité de l'ensemble.

Enfin si l'ouvrage est soumis à l'action d'un séisme, il est nécessaire, afin de garantir la solidité de la structure porteuse, d'évaluer les sollicitations à reprendre dans les éléments verticaux élancés.

 

 

Ici la modélisation aux éléments finis permet une première approche assez rapide par analyse modale.

Le premier mode propre montre des comportements intéressants:

- la rigidité donnée par les planchers techniques et par conséquent des comportements assez différents entre les 2 rangées de poteaux,

- un déplacement gauche-droite de la structure et un décollement structure/sols encaissants, avec les conséquences qu'un tel décollement peut entraîner.