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N° d’ordre 98SAL0010 Année 2000 THESE CONTRIBUTION A LA COMPREHENSION DU FONCTI

N° d’ordre 98SAL0010 Année 2000 THESE CONTRIBUTION A LA COMPREHENSION DU FONCTIONNEMENT DES VOILES EN BETON ARME SOUS SOLLICITATION SISMIQUE: APPORT DE L’EXPERIMENTATION ET DE LA MODELISATION A LA CONCEPTION Présentée devant L’INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Pour obtenir LE GRADE DE DOCTEUR Spécialité: Génie Civil – Sols, Matériaux, Structures, Physique du bâtiment ÉCOLE DOCTORALE MEGA (Mécanique, Energétique, Génie civil et Acoustique) par Nicolae ILE Ingénieur Génie Civil de l’Institut Polytechnique de Cluj-Napoca Soutenue le 18 décembre 2000 devant la Commission d’examen Jury MM. Michael N. FARDIS Rapporteur Jacky MAZARS Rapporteur Philippe BISCH Examinateur Gian Michele CALVI Examinateur Didier COMBESCURE Examinateur Claude DUVAL Examinateur Pierre PEGON Examinateur Jean-Marie REYNOUARD Directeur de Thèse 3 FEVRIER 2000 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Directeur : J.ROCHAT Professeurs : AUDISIO S. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE BABOUX J.C. GEMPPM* BALLAND B. PHYSIQUE DE LA MATIERE BARBIER D. PHYSIQUE DE LA MATIERE BASTIDE J.P. THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE BAYADA G. MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE BERGER C. (Melle) PHYSIQUE DE LA MATIERE BETEMPS M. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE BLANCHARD J.M. LAEPSI*** BOISSON C. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE BOIVIN M. MECANIQUE DES SOLIDES BOTTA H. Equipe DEVELOPPEMENT URBAIN BOTTA-ZIMMERMANN M. (Mme) Equipe DEVELOPPEMENT URBAIN BOULAYE G. (Prof. émérite) INFORMATIQUE BRAU J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Thermique du bâtiment BRISSAU M. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE BRUNET M. MECANIQUE DES SOLIDES BRUNIE L. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION BUREAU J.C. THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE CAVAILLE J.Y. GEMPPM* CHANTE J.P. CEGELY**** - Composants de puissance et applications CHOCAT B. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine COUSIN M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures DOUTHEAU A. CHIMIE ORGANIQUE DUFOUR R. MECANIQUE DES STRUCTURES DUPUY J.C. PHYSIQUE DE LA MATIERE EMPTOZ H. RECONNAISSANCE DES FORMES ET VISION ESNOUF C. GEMPPM* EYRAUD L. (Prof. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE FANTOZZI G. GEMPPM* FAVREL J. PRISMa - PRoductique et Informatique des Systèmes Manufacturiers FAYARD J.M. BIOLOGIE APPLIQUEE FAYET M. MECANIQUE DES SOLIDES FERRARIS-BESSO G. MECANIQUE DES STRUCTURES FLAMAND L. MECANIQUE DES CONTACTS FLEISCHMANN P. GEMPPM* FLORY A. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION FOUGERES R. GEMPPM* FOUQUET F. GEMPPM* FRECON L. INFORMATIQUE GERARD J.F. MATERIAUX MACROMOLECULAIRES GIMENEZ G. CREATIS** GONNARD P. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GONTRAND M. CEGELY**** - Composants de puissance et applications GOUTTE R. (Prof. émérite) CREATIS** GRANGE G. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GUENIN G. GEMPPM* GUICHARDANT M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE GUILLOT G. PHYSIQUE DE LA MATIERE GUINET A. PRISMa - PRoductique et Informatique des Systèmes Manufacturiers GUYADER J.L. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE GUYOMAR D. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE JACQUET RICHARDET G. MECANIQUE DES STRUCTURES JOLION J.M. RECONNAISSANCE DES FORMES ET VISION JULLIEN J.F. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures JUTARD A. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE KASTNER R. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique KOULOUMDJIAN J. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION LAGARDE M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LALANNE M. (Prof. émérite) MECANIQUE DES STRUCTURES LALLEMAND A. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LALLEMAND M. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LAREAL P. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique LAUGIER A. PHYSIQUE DE LA MATIERE LAUGIER C. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LEJEUNE P. GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES LUBRECHT A. MECANIQUE DES CONTACTS 4 FEVRIER 2000 MARTINEZ Y. INGENIERIE INFORMATIQUE INDUSTRIELLE MAZILLE H. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MERLE P. GEMPPM* MERLIN J. GEMPPM* MILLET J.P. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MIRAMOND M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine MOREL R. MECANIQUE DES FLUIDES MOSZKOWICZ P. LAEPSI*** NARDON P. (Prof. émérite) BIOLOGIE APPLIQUEE NAVARRO A. LAEPSI*** NOURI A. (Mme) MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE ODET C. CREATIS** OTTERBEIN M. (Prof. émérite) LAEPSI*** PASCAULT J.P. MATERIAUX MACROMOLECULAIRES PAVIC G. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE PELLETIER J.M. GEMPPM* PERA J. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Matériaux PERACHON G. THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE PERRIAT P. GEMPPM* J. PERRIN J. ESCHIL – Equipe SCiences Humaines de l’Insa de Lyon PINARD P. (Prof. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE PINON J.M. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION PLAY D. CONCEPTION ET ANALYSE DES SYSTEMES MECANIQUES POUSIN J. MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE PREVOT P. GRACIMP – Groupe de Recherche en Apprentissage, Coopération et Interfaces Multimodales pour la Productique PROST R. CREATIS** RAYNAUD M. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux REDARCE H. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE REYNOUARD J.M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures RIGAL J.F. CONCEPTION ET ANALYSE DES SYSTEMES MECANIQUES RIEUTORD E. (Prof. émérite) MECANIQUE DES FLUIDES ROBERT-BAUDOUY J. (Mme) (Prof. émérite) GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES ROUBY D. GEMPPM* ROUX J.J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON RUBEL P. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION RUMELHART C. MECANIQUE DES SOLIDES SACADURA J.F. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux SAUTEREAU H. MATERIAUX MACROMOLECULAIRES SCAVARDA S. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE THOMASSET D. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE TROCCAZ M. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE UNTERREINER R. CREATIS** VELEX P. MECANIQUE DES CONTACTS VIGIER G. GEMPPM* VINCENT A. GEMPPM* VUILLERMOZ P.L. (Prof. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE Directeurs de recherche C.N.R.S. : Y.BERTHIER MECANIQUE DES CONTACTS N.COTTE-PATAT (Mme) UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE P.FRANCIOSI GEMPPM* M.A. MANDRAND (Mme) UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE J.F.QUINSON GEMPPM* A.ROCHE MATERIAUX MACROMOLECULAIRES A. SEGUELA GEMPPM* Directeurs de recherche I.N.R.A. : G.FEBVAY BIOLOGIE APPLIQUEE S.GRENIER BIOLOGIE APPLIQUEE Directeurs de recherche I.N.S.E.R.M. : A-F.PRIGENT (Mme) BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE I.MAGNIN (Mme) CREATIS** * GEMPPM GROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX ** CREATIS CENTRE DE RECHERCHE ET D’APPLICATIONS ENTRAITEMENT DE L’IMAGE ET DU SIGNAL *** LAEPSI LABORATOIRE D’ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DESPROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS **** CEGELY CENTRE DE GENIE ELECTRIQUE DE LYON INSA DE LYON DPARTEMENT DES ETUDES DOCTORALES SEPTEMBRE 2000 ECOLES DOCTORALES ET DIPLOMES D’ETUDES APPROFONDIES HABILITES POUR LA PERIODE 1999-2003 ECOLES DOCTORALES N° code national RESPONSABLE PRINCIPAL CORRESPONDANT INSA DEA INSA N° code national RESPONSABLE DEA INSA CHIMIE DE LYON (Chimie, Procédés, Environnement) EDA206 M.D. SINOU UCBL1 04.72.44.62.63 sec. 04.72.44.62.64 Fax 04.72.44.81.60 M.P. MOSZKOWICZ 83.45 Sec. 84.30 Fax. 87.17 Chimie Inorganique 910643 Sciences et Stratégies Analytiques 910634 Sciences et Techniques du Déchet 910675 M.J.F.QUINSON Tél 83.51 Fax 85.28 M. P.MOSZKOWICZ Tél. 83.45 Fax 87.17 ECONOMIE ESPACE ET MODELISATION DES COMPORTEMENTS (E2MC) EDA417 M A.BONNAFOUS LYON 2 04.72.72.64.38 Sec 04.72.72.64.03 Fax 04.72.72.64.48 Mme M.ZIMMERMANN 84.71 Fax 87.96 Ville et Sociétés 911218 Dimensions Cognitives et Modélisation 992678 Mme M.ZIMMERMANN Tél. 84.71 Fax 87.96 M. L.FRECON Tél. 82.39 Fax 85.18 ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE (E.E.A.) EDA160 M. G.GIMENEZ INSA de LYON 83.32 Fax 85.26. Automatique Industrielle 910676 Dispositifs de l’Electronique Intégrée 910696 Génie Electrique de Lyon 910065 Images et Systèmes 992254 M. M. BETEMPS Tél. 85.59 Fax 85.35 M. D.BARBIER Tél. 85.47 Fax 60.81 M. J.P.CHANTE Tél. 87.26 Fax 85.30 Mme I.MAGNIN Tél. 85.63 Fax 85.26 EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION (E2M2) EDA403 M. J.P.FLANDROIS UCBL1 04.78.86.31.50 Sec 04.78.86.31.52 Fax 04.78.86.31.49 M. S.GRENIER 79.88 Fax 85.34 Analyse et Modélisation des Systèmes Biologiques 910509 M. S.GRENIER Tél. 79.88 Fax 85.34 INFORMATIQUE ET INFORMATION POUR LA SOCIETE EDA 407 M. J.M.JOLION INSA de LYON 87.59 Fax 80.97 Documents Multimédia, Images et Systèmes D’Information Communicants 910509 Extraction des Connaissances à partir des Données 992099 Informatique et Systèmes coopératifs pour l’Entreprise 950131 M. A.FLORY Tél. 84.66 Fax 85.97 M. J.F.BOULICAUT Tél. 89.05 Fax 87.13 M. A.GUINET Tél. 85.94 Fax 85.38 INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES- SANTE (EDISS) EDA205 M. A.J.COZZONE UCBL1 04.72.72.26.72 Sec 04.72.72.26.75 Fax 04.72.72.26.01 M. M.LAGARDE 82.40 Fax 85.24 Biochimie 930032 M. M.LAGARDE Tél. 82.40 Fax 85.24 MATERIAUX DE LYON UNIVERSITE LYON 1 EDA 034 M. J.JOSEPH ECL 04.72.18.62.44 Sec 04.72.18.62.51 Fax 04.72.18.60.90 M. J.M.PELLETIER 83.18 Fax 84.29 Génie des Matériaux : Microstructure, Comportement Mécanique, Durabilité 910527 Matériaux Polymères et Composites 910607 Matière Condensée, Surfaces et Interfaces 910577 M. R.FOUGERES Tél. 83.85 Fax 88.30 M. H.SAUTEREAU Tél. 81.78 Fax 85.27 M. G.GUILLOT Tél. 81.61 Fax 85.31 MATHEMATIQUES ET INFORMATION FONDAMENTALE (Math IF) EDA 409 M. NICOLAS UCBL1 04.72.44.83.11 Fax 04.72.43.00.35 M. J.POUSIN 88.36 Fax 85.29 Analyse Numérique, Equations aux dérivées partielles et Calcul Scientifique 910281 M. G.BAYADA Tél. 83.12 Fax 85.29 MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL, ACOUSTIQUE (MEGA) EDA162 M. J.BATAILLE ECL 04.72.18.61.56 Sec 04.72.18.61.60 Fax 04.78.64.71.45 M. M.MIRAMOND 82.16 Fax 87.10 Acoustique 910016 Génie Civil 992610 Génie Mécanique 992111 Thermique et Energétique 910018 M. J.L.GUYADER Tél. 80.80 Fax 87.12 M. M.MIRAMOND Tél. 82.16 Fax 87.10 M. G.DALMAZ Tél. 83.03 Fax 04.78.89.09.80 Mme M.LALLEMAND Tél. 81.54 Fax 60.10 En grisé : /HV (FROHV GRFWRUDOHV HW '($ GRQW O¶,16$ HVW pWDEOLVVHPHQW SULQFLSDO 7 à mon épouse Rozaura à mon fils Mihai à la mémoire de mon père Vasile 9 REMERCIEMENTS Cette thèse s’est déroulée au laboratoire URGC - Structures de l’INSA de Lyon dans le cadre du programme de recherche en génie parasismique français (CASSBA, CAMUS), européen (PREC8, ICONS) et EDF (SAFE). J’exprime toute ma gratitude à Jean-Marie Reynouard, Professeur à l’INSA de Lyon, directeur de ce travail, pour son encadrement exceptionnel. Je lui suis particulièrement reconnaissant de m’avoir offert la possibilité de travailler dans le contexte de ces programmes de recherches. L’aboutissement de ce travail doit beaucoup à sa confiance, à son soutien incessant aussi bien moral que matériel et à ses encouragements permanents. Je suis en particulier reconnaissant à Messieurs Michael N. Fardis et Jacky Mazars, d’avoir accepté de rapporter ce travail et pour les discussions fructueuses que nous avons eues dans le cadre des différentes programmes uploads/Science et Technologie/ these-voile-sous-action-sismique.pdf