Modélisation du couplage hydraulique mécanique dans les sols non saturés : application aux barrages en terre

Modelling of the hydraulic mechanical coupling in insaturated soils: application to earthdams

• Auteur / Autrice : Lamia Guellouz
• Direction : Olivier Debordes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Barrages en terre

Sols -- Porosité

Éléments finis, Méthode des

Résumé

Ce memoire presente une modelisation numerique du couplage hydraulique mecanique dans les sols non satures. Le modele, tout en negligeant les variations de pression de l'air, tient compte de l'influence des deformations volumiques sur l'ecoulement de l'eau. Quand le sol est sature, les effets des pressions interstitielles sur le comportement mecanique du sol sont modelises par le principe des contraintes effectives. Dans le cas d'un sol partiellement sature, le modele suit, dans les limites de son domaine de validite, le principe des contraintes effectives elargi aux sols non satures. On modelise aussi le couplage, pour les sols partiellement satures, par une loi deduite de la notion de surface d'etat. Dans le choix de la loi a utiliser, nous sommes guides par l'etat de saturation du sol, les conditions de chargement, et les resultats experimentaux dont nous disposons pour identifier les parametres du modele. Pour resoudre le probleme, nous l'avons formule sous forme de deux problemes: un hydraulique et un mecanique, fortement couples. La resolution se fait par la methode des elements finis. Le code utilise est sic3 (systeme interactif de conception) de l'universite de technologie de compiegne. L'algorithme de couplage comporte deux niveaux d'iteration imbriques pour un meme pas de temps: une premiere resolution iterative des systemes d'equations non lineaires de chaque probleme, et une boucle externe iterant sur l'ensemble des deux systemes. Les grandeurs de couplage sont echangees entre les deux au cours du calcul. La simulation de la construction d'un barrage en terre homogene: le barrage de la ganne (14. 5m de hauteur), nous a amene a developper des methodes numeriques pour modeliser la construction par couches, et le calcul des pressions interstitielles dans le cas ou le sol est suppose non draine. La participation au troisieme atelier international sur l'analyse numerique des barrages, nous a offert l'opportunite de confronter les resultats de notre modele a ceux d'autres participants et aux mesures effectuees sur le barrage. Il s'agit de simuler la construction, la consolidation et le remplissage du barrage d'el infiernillo (145m de hauteur)