ANALYSE NUMERIQUE DES ESSAIS EN CENTRIFUQEUSE ET EN VRAIE QRANDEUR

La modélisation par éléments finis permet une analyse plus réaliste du comportement des massifs argileux, car elle permet de prendre en compte la nature bidimensionnelle ou tridimensionnelle des déformations et de l’écoulement de l’eau interstitielle dans le sol. Néanmoins, les calculs numériques restent encore un outil peu utilisé par l’ingénieur géotechnicien, en raison de leur coût et du manque fréquent de données sur les sols dans les projets, La réalisation de calculs au moyen du module CSNL de CESAR-LCPC suppose de maîtriser l’utilisation du pré-processeur MAX, du logiciel de calcul numérique CESAR et du post-processeur PEGGY, ainsi que de posséder quelques connaissances sur le contrôle de la convergence des résultats par un choix judicieux des tolérances. La réalisation d’un calcul nécessite aussi la définition des caractéristiques du modèle de calcul : maillage, nombre et type d’éléments, nature et position des conditions aux limites et loi de comportement. Avant d’effectuer les calculs avec le module « CSNL », nous avons adapté et intégré ce module dans le nouvel environnement de CESAR-LCPC (version 3). Pour valider l’intégration du module CSNL dans le nouvel environnement de CESAR- LCPC, nous avons reproduit le calcul du remblai C de Cubzac-les-Ponts qui avait été réalisé avec l’ancienne version de ce module (Kattan, 1990). Une description et une notice d’utilisation du module CSNL sont présentées dans l’annexe IV. Pour des raisons de symétrie, seule la moitié de l’ouvrage est modélisée. Le maillage du sol de fondation est constitué de 56 éléments quadrilatères à 8 noeuds, divisés en 8 couches de caractéristiques différentes. Le remblai est représenté par deux elemente quadrilatères à 8 noeuds et un élément triangulaire à 6 noeuds.

Les figures 4.3 et 4.4 comparent respectivement les mesures et les résultats des calculs effectués avec les deux versions de CSNL en termes de tassement de la surface du sol et de déplacements horizontaux au pied du remblai en fin de construction, au temps t = 5,5 jours. La figure 4.5 montre l’évolution des surpressions interstitielles mesurées et calculées avec les deux versions du module CSNL dans l’axe du remblai. Les résultats obtenus avec les deux versions du module CSNL sont identiques. Les calculs du remblai C de Cubzac-les-Ponts avec les deux versions de CSNL donnent des résultats similaires, ce qui permet de valider l’adaptation du module dans le nouvel environnement de CESAR-LCPC. Dans le chapitre m, les résultats des essais centrifugés ont été présentés à l’échelle du modèle. Par contre, la modélisation numérique de ces essais n’a pas été réalisée à la même échelle, pour ne pas devoir modifier l’accélération de la pesanteur dans le programme de calcul en éléments finis. Le passage de l’échelle du modèle à celle du prototype a été fait en utilisant les facteurs d’échelle exposés au paragraphe 2.3.1 du chapitre II pour les phénomènes de consolidation, dans le cas où la consolidation est régie par l’équation de Terzaghi (absence de fluage). A partir des essais de caractérisation de l’argile et du sable décrits dans le chapitre HI et dans les annexes III-B et HI-C, on a déterminé les caractéristiques mécaniques et hydrauliques des couches d’argile et des deux remblais. Les modules d’élasticité des différentes couches d’argile ont été déduits des paramètres oedométriques, au moyen de la relation : Pour effectuer le calcul de cette première variante correspondant à l’essai 5, nous avons utilisé le maillage et les conditions aux limites de la figure 4.6. Ce maülage comporte 1712 noeuds et 537 éléments quadrilatères à 8 noeuds. Les conditions aux limites prises en compte dans ce calcul sont les suivantes :  L’état initial est caractérisé par une distribution hydrostatique des pressions interstitielles, des déplacements horizontaux et verticaux nuls en tous les points du maillage et des contraintes initiales déterminées à partir du poids volumique et du coefficient de pression des terres au repos dans le domaine surconsoîidé, K°c. Les remblais possèdent un poids volumique nul initialement, qui varie par la suite conformément à la loi de chargement.