Evaluation du comportement sismique non linéaire des réservoirs surélevés

Abstract

Les réservoirs d’eaux surélevés sont des grands containers construits afin d’assurer l’approvisionnement en eau tout en satisfaisant les exigences en pressions du système de distribution. Ce type de réservoirs est considéré comme structure lourde dont la plus grande portion du poids est concentrée à une élévation au-dessus de la base. Les effets des interactions conjuguées fluide-structure et sol-structure sur le comportement dynamique et la réponse sismique de ces structures sont très importants. Dans la première partie de ce travail, une analyse du comportement dynamique des réservoirs surélevés en béton armé a été réalisée en tenant compte de ces interactions ainsi que du ballottement du liquide stocké. Des modèles mécaniques simplifiés (masse-ressort) à un degré de liberté et à deux degrés de liberté ainsi qu’un modèle 3D en éléments finis ont été examinés et comparés entre eux. Dans les modèles simplifiés, les caractéristiques mécaniques considérant le ballottement sont obtenues en utilisant les expressions suggérées par Housner ainsi que celles de l’Eurocode 8. L’interaction sol structure est prise en compte en modélisant le sol par un système de deux ressorts l’un agissant à la translation et l’autre à la rotation. Dans le modèle tridimensionnel, la structure est discrétisé en éléments finis et le fluide est représenté par des masses ajoutées. L’importance des interactions fluidestructure et sol-structure est mise en évidence en étudiant les variations des périodes propres, la réponse fréquentielle et la réponse sismique. La deuxième partie de ce travail est consacrée à l’évaluation de la demande sismique des réservoirs surélevés en procédant par une analyse statique non linéaire (pushover) selon la méthode N2.