Thèse de Hosseini Sadrabadi

L’identification des sols liquéfiables et le comportement de sols face aux sollicitations cycliques représentent des défis important en géotechnique. Différents essais, en laboratoire ou in-situ, sont utilisés pour évaluer ce phénomène. Le groupe Equaterre, en particulier, développe un pénétromètre statique à pointe cyclique qui permet d’imposer une variation cyclique de la force sur la pointe, par le biais de tiges centrales coulissantes, et de mesurer les déformations qui en résultent. Ceci permet d’accéder directement à la réponse du sol en place, et potentiellement de mettre en évidence une tendance à la liquéfaction ou à la mobilité cyclique. Cette thèse comporte deux parties principales: modélisation physique en chambre de calibration et modélisation numérique. La modélisation physique consiste à réaliser des tests de faisabilité de la méthode développée par Equaterre en chambre de calibration au sein de laboratoire 3SR Grenoble. Les tests en chambre de calibration ont été réalisés sur du sable de Fontainebleau, avec deux états de densité moyennement dense et lâche. Des tests CPTU et pénétromètre cyclique Equaterre ont été réalisés dans ces deux situations. Les résultats ont montré le bon potentiel de cette méthode pour identifier le risque de la liquéfaction. La modélisation numérique repose sur un couplage entre la méthode des éléments discrets (DEM) pour la phase solide et une méthode de volumes finis définis à l’échelle des pores (méthode PFV) pour l’écoulement interne. La géométrie de révolution est exploitée pour réduire le domaine modélisé à un quart du problème, et une gradation des tailles de particules en fonction de la distance à la pointe est également mise en œuvre pour réduire le nombre totale de particules (et donc les temps de calcul) tout en maintenant une discrétisation fine au voisinage immédiat de la pointe. Deux types de matériaux, dense et lâche, sont simulés et pour chacun on analyse la réponse mécanique pour le cas sec et pour le cas saturé, sous chargement monotone et cyclique. L’analyse des réponses en terme de force et de pression interstitielle montre un bon accord qualitatif avec les résultats en en chambre de calibration.
 

Jury