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Développement d’un élément poutre incorporé pour les sols renforcés

Hussein MROUEH
Laboratoire de Mécanique de Lille (LML), Villeneuve d'Ascq

Le calcul des ouvrages de géotechnique renforcés par micropieux avec la méthode des éléments finis pose des difficultés majeures notamment pour la construction des maillages. En effet, les programmes d’éléments finis classiques permettent la modélisation des renforcements par des éléments poutres qui passent par les noeuds du maillage, ce qui nécessite pour le calcul des micropieux inclinés de réaliser des maillages complexes avec des noeuds alignés le long des micropieux (figure 1). Cette opération devient très délicate dans le calcul d’un massif de sol renforcé par un réseau de micropieux disposés d’une manière inclinée avec éventuellement des intersections (figure 2).
Dans cette communication, on présente la formulation d’un élément poutre appelé «Élément Poutre Incorporé (EPI)». Cet élément permet de modéliser le renforcement dans une configuration tridimensionnelle. Il est incorporé dans un élément massif sans passer obligatoirement par ses noeuds. Il offre un grand intérêt pour le calcul des sols renforcés, car on peut l’utiliser avec des maillages simples en y ajoutant des éléments représentants le renforcement(figure 3).
On présente d’abord la formulation de cet élément en adoptant l’hypothèse d’un contact parfait entre le sol et l’élément poutre. Ensuite, on introduit des éléments d’interface pour modéliser la possibilité de glissement entre le sol et le renforcement. La vérification de l’EPI est réalisée par confrontation des calculs menés à l’aide de cet élément aux calculs effectués avec l’élément poutre classique. Une application à l’étude d’un réseau de micropieux sera également proposée, incluant une étude paramétrique sur l’influence de l’inclinaison des inclusions.
Figure 1 : Maillage conventionnel avec micropieux inclinés Figure 2 : Réseau de micropieux

Figure 3 : Modélisation des réseaux de micropieux à l'aide de l'élément poutre incorporé (EPI)



Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC