Bases de l'interaction sol-structure sous séisme - Principes généraux et effets inertiels

Le sujet traité dans cet article est l’interaction entre le sol support des ouvrages, les fondations et la superstructure en situation de sollicitation sismique : l’interaction sol-structure (ISS).

Les enjeux sont importants d’un point de vue technique et économique. Une caractérisation réaliste de cette interaction peut s’avérer, soit bénéfique comme la diminution des efforts internes dans la structure, soit préventive en cas d’effets indésirables identifiés.

L’avènement des textes du référentiel « Eurocode » et, en particulier les Eurocodes 7 et 8 (normes EN 1997 et 1998), ont accéléré la révision généralisée des documents en lien avec le sol et les fondations des ouvrages. Notamment, la dernière génération de code de dimensionnement des ouvrages en zone sismique, comme l’Eurocode 8, incite au développement des dimensionnements faisant appel à l’interaction sol-structure en condition statique et dynamique.

Plutôt spécifique au savoir-faire d’un nombre restreint de spécialistes sachant composer à la fois avec les données sismologiques, la dynamique des sols et de structures, ainsi qu’avec la géotechnique, le concept d’interaction sol-structure se répand en ingénierie, mais se heurte parfois aux frontières existantes entre les disciplines.

L’approche proposée dans cet article est de rassembler les principes de l’ISS afin de donner à l’ingénieur les étapes clés, ainsi que les niveaux successifs de raffinement qu’il peut porter à son analyse.

Les bases de l’interaction sol-structure sous séisme se déclinent en deux articles dont l’objectif global est une présentation des enjeux spécifiques de l’interaction sol-structure et des outils adaptés pour l’ingénieur à l’étude des problématiques de fondation.

Dans cet article les méthodes d’analyse sont rappelées avec l’introduction aux modèles rhéologiques et aux modèles numériques. Les principes de la caractérisation de la réponse des structures sous séismes par modèle analogique et la représentation analogique de l’interaction inertielle sont développés, avant de détailler l’effet de masse et l’amortissement radiatif du sol.

L’autre composante déterminante de l’interaction sol-structure, relative aux effets cinématiques, est présentée dans la suite de cet article intitulée [ C253...