Les courbes de fragilité sont utilisées pour évaluer la vulnérabilité sismique des ponts à travées multiples dans la province du Québec. Les courbes de fragilité sont un outil probabiliste pour évaluer la vulnérabilité d'une structure. Elles expriment la probabilité qu'un pont puisse atteindre un état d'endommagement spécifique produit par un événement sismique. En raison de leur aspect probabiliste, les courbes de fragilité permettent de tenir compte des incertitudes sur certaines propriétés des ponts ou sur l'excitation sismique. L'histoire de l'activité sismique dans la province du Québec démontre la nécessité de tenir compte des effets sismiques dans l'évaluation et la rénovation des ponts existants. Les dommages causés par les tremblements de terre au cours des dernières décennies ont montré que la vulnérabilité sismique d'un réseau de transport est principalement liée aux ponts. Le réseau de ponts au Québec est âgé de plus de 30 ans. Au moment où il a été conçu et construit, la technologie et les connaissances dans le domaine sismique étaient loin de leur état actuel. La méthode d'évaluation des risques sismiques utilisant les courbes de fragilité est d'abord utilisée pour estimer la vulnérabilité sismique d'un pont routier spécifique. Le pont étudié est le pont Chemin des Dalles situé à Trois-Rivières au Québec sur l'autoroute 55. Les données des essais dynamiques sur place sont utilisées pour calibrer un modèle tridimensionnel non linéaire par éléments finis avec le logiciel OpenSees. Une série de 180 accélérogrammes artificiels compatibles avec l'est du Canada est utilisée pour représenter les incertitudes liées à l'aléa sismique. Des analyses temporelles sont effectuées avec ces accélérogrammes et leurs résultats ont été utilisés pour effectuer une régression linéaire dans l'espace log-normal afin de définir les modèles probabilistes de demande sismique des composantes du pont. Les états limites des composantes du pont, par exemple les culées, les appareils d'appui ou les poteaux sont choisis en fonction des types d'endommagements observés sur les ponts qui ont subi des tremblements de terre passés. Des informations ont également été trouvées dans la littérature pour définir les états limites pour les culées et les appuis élastomériques. En plus de ces données, des analyses de mécanique d'endommagement ont permis de définir les états limites pour les poteaux. Finalement, un ensemble de courbes de fragilité pour le pont tel que construit est développé par combinaison de la demande et des modèles de capacité en utilisant la méthode d'échantillonnage de Monte Carlo. Même si l'évaluation d'un pont spécifique est une source précieuse d'information, celle-ci est limitée à la singularité de la structure. Pour permettre l'évaluation de l'ensemble du réseau routier au Québec, pas uniquement un mais l'ensemble des ponts doit être pris en compte. Les ponts au Québec ont été construits pendant 300 ans. En utilisant la base de données de Transports Québec, 2672 ponts à travées multiples ont été identifiés. La population des ponts à travées multiples du réseau est présentée, et un pont moyen de référence est défini. Ensuite, avec quatre accélérogrammes différents de la série, des analyses déterministes temporelles sont effectuées sur ce pont, illustrant la variabilité de l'aléa sismique. En utilisant le pont de référence moyen et l'accélérogramme qui a le plus d'effets, trois types de piliers de pont sont testés afin de vérifier l'importance de ce paramètre sur la réponse du pont. Deux types de culée seat-type sont également examinés, un type avec des fondations superficielles et l'autre avec des fondations profondes avec pieux. Deux types de fondation des piliers sont examinés : une fondation superficielle avec semelles et une fondation profonde avec pieux. Conformément à la classification des sols dans le CAN/CSA-S6-06, relative à la classification figurant dans le CNBC 2005, quatre types de sols sont utilisés pour évaluer leur influence sur le comportement du pont de référence. La description de la totalité des ponts du réseau se poursuit avec leur classement et la détermination des paramètres importants pour une analyse sismique. Pour classer les ponts dans des classes ou portefeuilles, les ponts à travées multiples sont séparés selon le type de système structural et le type de matériau. D'autres paramètres liés à la géométrie, au matériau et à certaines de leurs variantes sont évalués afin de mieux décrire chaque classe de pont. Une analyse de variance, ANOVA, est réalisée pour déterminer les paramètres importants définissant les incertitudes pour chaque classe de pont typique. Un modèle numérique tridimensionnel non linéaire par éléments finis est développé pour chaque classe de ponts, et ces modèles sont ensuite soumis à une série d'accélérogrammes. Les réponses de certains éléments du pont sont analysées et une régression linéaire est effectuée afin de développer les modèles probabilistes de demande sismique (PSDM). L'ensemble des PSDM est comparé aux états limites prédéfinis des composantes du pont, qui définissent les modèles probabilistes de capacité sismiques (PSCM), afin de développer les courbes de fragilité de la totalité du pont.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/6143 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Tavares, Danusa Haick |
| Contributors | Paultre, Patrick |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse |
| Rights | © Danusa Haick Tavares |
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