Soutenance de thèse de Rosy Milane «Étude du comportement des pieux d’une tour de grande hauteur: Instrumentation et modélisation numérique» le 27 mai à 14h

Rosy soutiendra sa thèse intitulée «Étude du comportement des pieux d’une tour de grande hauteur:Instrumentation et modélisation numérique» («Deep foundations of a high-rise building: an in-situ testing and numerical study») le 27 mai à 14h.La construction de tours de grande hauteur dans les grandes villes fortement urbanisées peut être sujet à plusieurs contraintes. Dans ce type de constructions, on a en général recours à des fondations profondes pour transférer les charges à des couches de sol plus profondes ou pour réduire le tassement. Un bon dimensionnement de la structure et des fondations et par conséquent une optimisation des coûts exige alors une bonne compréhension du comportement du sol, des pieux ainsi que l’interface sol-pieu. Cette analyse se base sur une évaluation de la capacité portante et du tassement des pieux qui devient plus délicate quand l’effet de groupe est à considérer.Dans le cadre du projet « Fondasilex », cette thèse propose l’étude des fondations de la tour silex2 qui est construite dans le quartier de la Part-Dieu à Lyon. Celle-ci est fondée sur 20 pieux de 1.22 m de diamètre et 15.5 m de long et qui traversent trois couches d’alluvions du Rhône pour s’ancrer dans une couche de molasse du Miocène. L’absence de caractérisation précise des sols rencontrés dans la littérature peut entraîner un surdimensionnement des fondations et par conséquent une augmentation des coûts de construction.Cette thèse essaie d’apporter des éléments pour améliorer le dimensionnement de ce type de fondations ; elle présente l’auscultation géotechnique et la modélisation numérique réalisées au sein de ce projet dans le but de mieux comprendre le mécanisme de transfert des charges dans le cas de pieux. Il permet ainsi de caractériser le sol lyonnais et l’interaction pieux-sol, de prédire le comportement à long terme de la structure, des fondations et du sol et par la suite constituer une base de données pour les autres tours prévues sur le site de la Part-Dieu. Ce travail a été accompagné d’essais de laboratoire sur les échantillons d’alluvions et de molasse prélevés du site.En première partie, une instrumentation des fondations et du sol a été mise en place afin de suivre leur comportement pendant la construction de l’ouvrage et lors de sa mise en service. Elle est constituée d’un extensomètre multipoint pour mesurer le tassement des alluvions et de la molasse à six profondeurs, de capteurs de pression totale, des capteurs de déformation (électriques ou à corde vibrante) qui ont mesuré respectivement la contrainte sur la tête des pieux et la déformation qui en résulte sur toute la longueur du pieu. Cette dernière a été en même temps mesurée à l’aide de fibres optiques interrogées par la centrale ODiSI 6100 qui utilise la réflectométrie fréquentielle avec diffusion de Rayleigh. Les mesures effectuées par ces capteurs ont été analysées à la lumière de l’avancement de la construction de la charpente métallique.En deuxième partie, des modèles numériques ont été réalisés sur FLAC3D, basés sur la méthode des différences finies. Une étude paramétrique sur un modèle de pieu isolé a permis d’analyser l’influence de chacun des paramètres du sol sur la réponse du pieu. Dans le but d’évaluer et analyser l’effet degroupe qui pourra avoir lieu dans le projet, des modèles qui comportent deux pieux ou plus ont été établis. Tous ces modèles ont permis de comprendre le comportement de la structure, du sol et de l’interface sol-structure. Une loi élastique parfaitement plastique avec un critère de Mohr-Coulomb et le Plastic-Hardening Model ont été jugés bien adéquats aux alluvions et à la molasse respectivement. Ces modèles ont été calibrés et validés à l’aide de l’instrumentation et des essais de laboratoire (triaxiaux, oedométriques et à la boîte de cisaillement) qui ont été réalisés sur des échantillons d’alluvions et de molasse, en raison de l’absence d’un essai de chargement statique.Ces deux études menées en parallèles ont permis d'établir une méthodologie pour optimiser la conception dans les futurs projets et l'évaluation de la réponse des fondations et du sol sur le site de la Part Dieu.