Dimensionnement parasismique des barrages: amélioration des schémas numériques et des mailleurs

Résumé : Alors que les besoins énergétiques au niveau mondial augmentent et que d’autres formes d’énergies s’avèrent très controversées (nucléaire et charbon en particulier), de nombreux barrages voûte sont en construction ou en projet dans des zones parmi les plus sismiques au monde (Chine, Iran, Turquie, Népal..). Plusieurs facteurs rendent le dimensionnement parasismique des ces ouvrages particulièrement délicat: phénomènes complexes d’interactions sol-fluide-structure, glissements non-linéaires entre les blocs de béton et entre le barrage et le sol, non-linéarité du comportement du barrage et de sa fondation, principalement liée à la présence d’eau. Numériquement, la simulation est généralement faite dans le domaine fréquentiel, ce qui empêche justement la prise en compte des nombreux phénomènes non-linéaires, fondamentaux dans le cas d’événements dimensionnants majeurs. Ce projet de recherches a pour objectif de développer les aspects théoriques et méthodologiques, ainsi que des outils concrets pour réaliser des analyses dynamiques appropriées de grands barrages en béton sous sollicitation sismique fortes, en tenant compte de leurs interactions avec leur fondation et avec leur réservoir. Une contrainte forte sera d’utiliser des schémas en temps plutôt qu’en fréquence, pour pouvoir prendre en compte les différentes non-linéarités. Par ailleurs, des solutions devront être proposés pour les problèmes liés aux fortes disparités de longueurs d’onde dans ces problèmes (impact sur la stabilité des schémas, sur les maillages, et sur les conditions aux limites absorbantes notamment).

Nom du directeur de thèse : Régis COTTEREAU / Tel : 04 84 52 42 49 / E-Mail : cottereau@lma.cnrs-mrs.fr
Ce projet sera co-dirigé par Prof. Frédéric Lebon.

Profil du candidat recherché :

Le candidat recherché a une formation en mécanique numérique ou théorique. Une expérience ou formation en mécanique stochastique serait un plus mais pas nécessaire.

Publications sur le sujet :
C. S. Tsai, G. C. Lee(1987). Arch dam–fluid interactions by FEM-BEM and substructure concept. Int. J. Numer. Meth. Eng. 24, pp.2367–2388.
M. Ghaemian, A. Noorzad, R. M. Moghaddam (2005). Foundation effect on seismic response of arch damsincluding dam reservoir interaction. Europ. Earthquake Eng. 3, pp. 49–57.
J.-F. Semblat, A. Pecker (2009). Waves and vibrations in soils : Earthquakes, traffic, shocks, construction works. IUSS Press.
A. K. Chopra (2012). Earthquake Analysis of Arch Dams: Factor To Be Considered," ASCE, J. Struct. Eng. 138, pp. 205–214.
D. Clouteau, R. Cottereau, G. Lombaert(2013). Dynamics of structures coupled with elastic media - a review of numerical models and methods. J. Sound Vib. 332, pp.2415–2436.

Insertion professionnelle après thèse : publique ou privée