Cette thèse est motivée par diverses questions qui se posent quant à l’utilisation de l’isolation sismique dans l’industrie nucléaire. À la différence de la grande majorité des travaux antérieurs sur l’isolation sismique en générale et l’isolation mixte en particulier, qui portent principalement leur intérêt sur la réponse de la structure isolée (déplacements relatifs, accélérations maximales des étages, etc.), une grande partie de ce travail est consacrée au comportement des équipements, par le biais de l’étude des spectres de plancher. L’objectif principal est de diminuer la déformation des isolateurs sans amplification de la réponse des modes supérieurs, qui peut apparaître sous certaines conditions et qui peut être une source de sollicitation des équipements. Pour ce faire, des alternatives aux appuis parasismiques couramment utilisés sont explorées. Il s’agit des combinaisons d’un appui à faible amortissement avec un élément de Maxwell (isolateur de relaxation) ou avec un amortisseur hydraulique semi-actif (système d’isolation mixte). L’élément de Maxwell se comportant comme un amortisseur à basse fréquence et un ressort de faible rigidité à haute fréquence permet de satisfaire l’objectif souhaité. En ce qui concerne les systèmes d’isolation mixtes, trois techniques de contrôle semi-actif sont proposées. Afin d’améliorer la performance du contrôle, une attention particulière a été donné à la prise en compte de l’excitation sismique et des caractéristiques de l’amortisseur lors de la conception du contrôleur est focalisée. Les analyses numériques confirment l'efficacité de ces systèmes. En vue de l’utilisation de ces méthodes pour de structures réelles, certains aspects pratiques comme, par exemple, l’observation du système, les effets de la réduction du modèle utilisé par le contrôleur ou du temps de retard sur la performance du contrôle, ainsi que le contrôle d’un ensemble de plusieurs dispositifs semi-actifs redondant, sont, également, abordés. / This thesis is motivated by various questions that arise regarding the use of base isolation in the nuclear industry. Unlike the majority of previous work on base isolation in general and mixed isolation in particular, which focus mainly on the response of the isolated structure (interstorey drifts, maximum accelerations of floors, etc.), this work focuses on the behavior of equipment, through the study of floor response spectra. The main objective is to reduce the deformation of the isolators without amplification of the response of the higher modes, which may appear under certain conditions and which can be a source of equipment solicitation. To this end, alternatives to the commonly used base isolators are explored. These are combinations of a low damping rubber bearing with a Maxwell element (relaxation isolator) or a semi-active hydraulic damper (mixed base isolation system).Maxwell element behaves like a damper in low frequency and as a low stiffness spring in high frequency. Hence it meets the above objectives. . Regarding isolation systems, three semi-active control techniques are proposed. In order to improve the performance of the control, the seismic excitation and the characteristics of the damper are taken into account in the design of the controller. Numerical analyzes confirm the effectiveness of these systems. Having in mind implementation of these methods to real structures, some practical aspects such as, observation of the system, effects of model reduction, considered by the controller, or time delay on the control performance, as well as the control of a set of redundant semi-active devices, are also studied.

Nous nous intéressons aux méthodes de contrôle de vibrations de modèles réduits de structures à n degrés de liberté, sismiquement isolées au niveau de la base par des systèmes d'isolation mixte.Le mouvement provoqué par une sollicitation sismique horizontale a lieu dans le plan vertical.Nous avons construit un problème de contrôle semi-actif de systèmes incertains soumis à des perturbations inconnues, mais bornées. Dans le langage de l'automatique, il s'agit d'un problème d'atténuation de perturbations.Le résultat principal de cette thèse porte sur la construction d'une version modifiée des résultats de Leitmann et de ses collaborateurs sur la stabilisation de systèmes non linéaires incertains. Le théorème proposé repose sur une loi de commande par retour d'état qui assure en boucle fermée les propriétés de "uniform boundedness" et "uniform ultimate boundedness".En particulier, il peut être appliqué à la résolution de problèmes de contrôle semi-actif, qui sont actuellement traités en génie parasismique.L'objectif du contrôle est d'améliorer le comportement (i.e. la réponse) de structures isolées pour faire face aux perturbations externes, c'est-à-dire les séismes. Plusieurs points différencient notre problème de la majorité que l'on trouve dans la littérature: (i) on ne s'intéresse pas seulement à la protection de la structure isolée, mais aussi aux équipements situés à l'intérieur de la structure, et (ii) au lieu d'utiliser des indicateurs de performance habituels exprimés en termes de déplacement relatif de la base versus des accélérations absolues des planchers, nous utilisons uniquement le spectre de plancher en pseudo-accélération, comme il a été proposé dans des travaux précédents par Politopoulos et Pham. Ce travail est une tentative d'utiliser explicitement les spectres de plancher comme critère de performance.Concernant la procédure d'application, plusieurs étapes intermédiaires ont été détaillées:(i) modélisation de signaux sismiques;(ii) réglage des paramètres de la loi de commande utilisant la théorie des vibrations;(iii) validation et test du comportement en boucle fermée à travers des simulations numériques: pour des raisons de simplicité, on se limite au cas n=2.Cette procédure peut être utilisée sur des structures en industrie nucléaire, mais aussi en génie civil.D'autres sujets traités incluent une tentative d'utiliser les outils temps-fréquence, et en particulier la distribution de Wigner-Ville, pour la synthèse de lois de commande, en espérant pouvoir mieux contrôler les composants transitoires des signaux de perturbation (les entrées) et des variables d'état (les sorties). / Vibration attenuation control designs are proposed for reduced plant models consisting of n-degree-of-freedom base seismically-isolated structures (i.e., a specific type of earthquake-resistant design), modeled by uncertain nonlinear systems and subjected to one-dimensional horizontal ground acceleration (i.e. the earthquake signal), treated as unknown disturbance but assumed to be bounded.In control systems literature, this is a perturbation attenuation problem.The main result of this PhD is the development of a modified version of Leitmann and co-authors' classical result on the stabilization of uncertain nonlinear systems. The proposed theorem consists of a bounded nonlinear feedback control law that is capable of ensuring uniform boundedness and uniform ultimate boundedness in closed-loop. In particular, it can be applied to solving semi-active control design problems, which are currently dealt with in earthquake engineering.The control objective is to improve the behavior (i.e. response) of mixed base-isolated structures to external disturbance, namely earthquakes. What differentiates our problem from the majority to be found in the literature is that: (i) attention is being paid to the protection of equipment placed inside the structure an not only to the structure itself; (ii) instead of using regular performance indicators expressed in terms of relative base displacement versus floors accelerations, we use solely the pseudo-acceleration floor response spectra, as it was proposed in previous recent works by Politopoulos and Pham.Actually, this work is an attempt to explicitly use floor response spectra as performance criterion.Concerning the application procedure, some of the topics that were detailed are:(i) modeling of earthquake signals;(ii) tuning of control law parameters based on vibration theory;(iii) validation and testing of the closed-loop behavior using numerical simulations: for simplicity reasons, we take n=2.This procedure can be used on structures of both nuclear industry as well as civil engineering.Other topics include an attempt to using time-frequency concepts and in particular the Wigner-Ville distribution to the control law design procedure, in order to better control transitory components of both perturbation (the input) and state variables signals (the output).