Modélisation du comportement mécanique d'une structure cellulaire soumise à une sollicitation dynamique localisée. Application aux structures de protection contre les éboulements rocheux - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Thèse Année : 2006

(trad auto)Modeling the mechanical behaviour of a cellular structure subjected to localized dynamic stress. Application to rockfall protection structures

Modélisation du comportement mécanique d'une structure cellulaire soumise à une sollicitation dynamique localisée. Application aux structures de protection contre les éboulements rocheux

Résumé

(trad auto)This thesis focuses on the modelling and mechanical characterization under dynamic impact loading of a protection structure against boulder falls. The structure is a merlon built from an assembly of parallelepipedic mesh cages filled with granular material (or cells). A multi-scale approach is used to study the behaviour of the structure. The separate element method is used for numerical modelling of the structure and its components. The hexagonal mesh grid of the cells is modelled from a discrete description of the slick. The elasto-plastic behaviour of the metal is described until failure. After coupling the mesh with the granular medium under the same computing environment, the mechanical behaviour of a cell is studied according to different stress paths in quasi-static and then dynamic conditions. From these tests, a constitutive model representative of the macroscopic behaviour of a cell is proposed allowing the transition to the scale of the structure. The latter is modelled from discrete elements whose interactions are described by the constitutive model. The study of the structure's behaviour in the face of localized dynamic stress is carried out in order to identify the influence of structural parameters and the influence of impact conditions.
Cette thèse porte sur la modélisation et la caractérisation mécanique sous sollicitation dynamique d'impact d'une structure de protection contre les chutes de blocs rocheux. L'ouvrage est un merlon construit à partir d'un assemblage de cages grillagées parallélépipédiques remplies d'un matériau granulaire (ou cellules). Une approche multi-échelles est utilisée pour l'étude du comportement de l'ouvrage. La méthode aux éléments distincts est employée pour la modélisation numérique de la structure et de ses composants. Le grillage à maille hexagonale des cellules est modélisé à partir d'une description discrète de la nappe. Le comportement élasto-plastique du métal est décrit jusqu'à la rupture. Après le couplage du grillage avec le milieu granulaire effectué sous le même environnement de calcul, le comportement mécanique d'une cellule est étudié suivant différents chemins de sollicitation en conditions quasi-statiques puis dynamiques. De ces essais, un modèle constitutif représentatif du comportement macroscopique d'une cellule est proposé permettant le passage à l'échelle de la structure. Cette dernière est modélisée à partir d'éléments discrets dont les interactions sont décrites par le modèle constitutif. L'étude du comportement de l'ouvrage face à une sollicitation dynamique localisée est effectuée dans le but d'identifier l'influence des paramètres structurels et l'influence des conditions d'impact.

Mots clés

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Dates et versions

tel-02588377 , version 1 (15-05-2020)

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Citer

D. Bertrand. Modélisation du comportement mécanique d'une structure cellulaire soumise à une sollicitation dynamique localisée. Application aux structures de protection contre les éboulements rocheux. Sciences de l'environnement. Doctorat en Mécanique et Génie Civil, Université Joseph Fourier, Grenoble 1, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02588377⟩
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