Les cadres contreventés concentriques faits de cornières simples ou doubles sont couramment utilisés comme système de reprise des charges latérales. Dans la plupart des codes de dimensionnement parasismique modernes, une approche basée sur une application rigoureuse des principes du dimensionnement à la capacité est utilisée pour effectuer le détaillage des systèmes de reprise des charges sismiques. Pour des cadres contreventés concentriques, des déformations inélastiques sont anticipées sur les membrures diagonales pour développer un mécanisme ductile de dissipation d'énergie alors que les éléments adjacents (poutres, colonnes, connexions, ...) doivent demeurer dans le domaine élastique pour assurer une réponse stable de la structure. Dans le cas de bâtiment d’acier de faible hauteur, les cadres contreventés sont souvent dimensionnés en traction/compression. Dans cette situation, la résistance en traction des membrures diagonales, qui découle d'exigences minimales de détaillage, est généralement supérieure à la sollicitation anticipée et l’application des principes du dimensionnement à la capacité conduit à une demande sismique importante sur les éléments adjacents. Pour cette raison, lorsque des connexions boulonnées sont utilisées, celles-ci doivent habituellement être renforcées pour éviter d'obtenir des modes de rupture fragiles qui pourraient limiter la ductilité globale du bâtiment. Des études récentes ont permis de démontrer qu’il est possible d'utiliser des fusibles ductiles en vue de limiter la demande sismique dans les cadres contreventés. Les fusibles consistent en des entailles placées de façon stratégique sur les contreventements. Ce mémoire présente les résultats d'une vaste campagne expérimentale (en deux volets) visant à caractériser le comportement des cornières en acier équipées de fusibles ductiles. Les résultats démontrent qu’il est possible de limiter l’impact des entailles sur le dimensionnement des cadres lorsque celles-ci sont dimensionnées puis utilisées judicieusement. Des simulations numériques sont réalisées pour valider les comportements expérimentaux observés puis pour étendre, par la suite, la plage d'étude considérée lors de la phase expérimentale. Depuis l’ensemble de ces résultats, des équations sont proposées pour évaluer les résistances en compression, la résistance post-flambement et la résistance en traction des cornières équipées des fusibles proposés. Ces équations pourraient être utilisées pour encadrer le dimensionnement des cadres contreventés.

Le dimensionnement des ponts et viaducs au Canada se base sur la norme CAN/CSA S6-14. Pour le calcul de ces structures sous des charges extrêmes, des cartes d'aléa sismique sont produites par la Commission géologique du Canada selon un taux d'amortissement de 5 %. La norme propose des taux d'amortissement visqueux élastique de 2 % pour le béton et de 1 % pour l'acier. Un nouveau facteur de correction selon l'amortissement est mentionné dans cette norme pour modifier les spectres de réponse provenant des cartes sismiques. Plusieurs études sur des ouvrages d'art quantifient les taux d'amortissement visqueux élastique entre 1 % et 2 %, confirmant ainsi qu'il est nécessaire d'utiliser un facteur de correction des spectres pour éviter une sous-évaluation des déplacements au niveau du tablier. Le projet de recherche consiste à quantifier le taux d'amortissement visqueux élastique des ponts routiers grâce à des essais in situ sur des ouvrages du Québec. Les essais débutent avec l'acquisition de données à l'aide d'accéléromètres alors que le pont est sous vibrations ambiantes. Une fois les propriétés modales extraites, un essai sous vibrations forcées par balayage des fréquences est effectué, en ciblant les fréquences propres. L'interprétation de la réponse de la structure à ce dernier essai permet de trouver précisément l'amortissement. Une étude paramétrique sur le logiciel OpenSees est aussi effectuée pour évaluer l'impact de la variation du taux d'amortissement utilisé sur les déplacements du tablier lors d'un séisme. Les résultats démontrent que le taux d'amortissement visqueux élastique peut être aussi bas que 1 %, ce qui peut doubler la réponse en déplacements aux joints d'un pont par rapport à une analyse avec 5 % d'amortissement. Le mémoire cherche à clarifier l'utilisation de la norme S6-14, à démontrer l'importance d'utiliser un bon taux d'amortissement et à encourager l'utilisation d'un facteur de correction des spectres adéquat pour calculer la réponse sismique des ponts routiers québécois et canadiens. Des recommandations sont proposées dans ce sens.

Après la donnée de quelques définitions et éléments chiffrés sur le risque sismique, la première partie traite de la sismicité en France et des règles parasismiques en vigueur et se termine par une étude bibliographique sur les divers types de ruptures observés sur les ouvrages en terre pendant les séismes. La seconde partie présente les différentes méthodes d'analyse de stabilité des pentes et les diverses hypothèses menant au calcul du coefficient sismique. Le calcul du facteur de sécurité pseudostatique est réalisé avec des adaptations des méthodes de Taylor et des perturbations. Les abaques tracés permettent de déterminer le facteur de sécurité pseudostatique ou l'accélération critique d'un talus de caractéristiques données, alors que pour les barrages à noyau incliné on étudie l'influence de l'inclinaison du noyau sur la résistance aux séismes. Le calcul du déplacement permanent est abordé dans la dernière partie où, après une synthèse des méthodes présentées dans la littérature, on détaille le calcul du déplacement d'un talus homogène en rupture circulaire et d'un barrage à noyau incliné. Le comportement du sol est supposé rigide-plastique et le bloc en glissement est soumis à un accéléroramme équivalent déterminé en fonction de la magnitude, de la distance à l'épicentre et de la période prédominante de l'accélérogramme réel.