On the Use of the Discrete Element Methods DEM in the Modeling of Masonry Structures Subjected to Seismic Loads : Towards a New Numerical Approach of the Evaluation of the Seismic Vulnerability.

L'évaluation des risques naturels et du risque sismique en particulier a pris une importance croissante pour les autorités publiques ces dernières années, entraînant une adaptation importante des outils utilisés jusqu'à présent dans l'étude de la vulnérabilité du bâti. Il est nécessaire de mieux évaluer ces risques afin de mieux y faire face. De nouvelles approches doivent être proposées pour répondre à ces objectifs dont les approches numériques font partie. Parmi les méthodes numériques développées pour tenir compte de la spécificité du bâti maçonné figurent les approches par éléments discrets comme la méthode NSCD (« Non Smooth Contact Dynamics »). Les travaux présentés dans cette thèse visent à mieux appréhender le comportement mécanique et dynamique des ouvrages maçonnés en utilisant ce type de méthode implémenté dans le code calcul LMGC90, afin d'affiner la compréhension et la caractérisation de la vulnérabilité sismique des édifices en maçonnerie. La méthodologie que nous cherchons à mettre en place vise à traiter la vulnérabilité sismique de bâtiments spécifiques ou au contraire d'ensembles de bâtiments de même typologie.The perception and the evaluation of natural risks and more particularly of the seismic hazard have never been so important and highlighted by the authorities. This phenomenon leads to a deep adjustment of tools used up to now in the assessment of the vulnerability of buildings. New approaches as numerical approaches have to be proposed so as to best estimate the risk. Among all the numeriacl methods developed to take into account specificities of masonry buildings, approaches by discrete elements methods as the NSCD method (“Non Smooth Contact Dynamics”) seem to be particularly well adapted. This PhD thesis aims to best understand the mechanical behaviour of masonry structures by using this discrete method implemented in the software LMGC90 so as to give an accurate estmation of the seismic vulnerability of buildings. The very purpose of this work is to develop a calculation tool able to deal with the vulnerabilityof both specific and common masonry buildings

Apport de la Méthode des Éléments Discrets à la Modélisation des Maçonneries en Contexte Sismique : Vers une Nouvelle Approche de la Vulnérabilité Sismique

The perception and the evaluation of natural risks and more particularly of the seismic hazard have never been so important and highlighted by the authorities. This phenomenon leads to a deep adjustment of tools used up to now in the assessment of the vulnerability of buildings. New approaches as numerical approaches have to be proposed so as to best estimate the risk. Among all the numeriacl methods developed to take into account specificities of masonry buildings, approaches by discrete elements methods as the NSCD method ("Non Smooth Contact Dynamics") seem to be particularly well adapted. This PhD thesis aims to best understand the mechanical behaviour of masonry structures by using this discrete method implemented in the software LMGC90 so as to give an accurate estmation of the seismic vulnerability of buildings. The very purpose of this work is to develop a calculation tool able to deal with the vulnerabilityof both specific and common masonry buildings.L'évaluation des risques naturels et du risque sismique en particulier a pris une importance croissante pour les autorités publiques ces dernières années, entraînant une adaptation importante des outils utilisés jusqu'à présent dans l'étude de la vulnérabilité du bâti. Il est nécessaire de mieux évaluer ces risques afin de mieux y faire face. De nouvelles approches doivent être proposées pour répondre à ces objectifs dont les approches numériques font partie. Parmi les méthodes numériques développées pour tenir compte de la spécificité du bâti maçonné figurent les approches par éléments discrets comme la méthode NSCD (" Non Smooth Contact Dynamics "). Les travaux présentés dans cette thèse visent à mieux appréhender le comportement mécanique et dynamique des ouvrages maçonnés en utilisant ce type de méthode implémenté dans le code de calcul LMGC90, afin d'affiner la compréhension et la caractérisation de la vulnérabilité sismique des édifices en maçonnerie. La méthodologie que nous cherchons à mettre en place vise à traiter la vulnérabilité sismique de bâtiments spécifiques ou au contraire d'ensembles de bâtiments de même typologie

Modélisation des maçonneries à joints de mortier par une approche discrète avec des blocs déformables

International audienceUne stratégie de modélisation des maçonneries basée sur une méthode par éléments discrets tenant compte de la déformabilité des éléments est proposée. Il s'agit du développement d'un modèle plus représentatif et qui reste performant en temps de calcul. Celui-ci est basé sur une formulation dynamique en repère flottant. Les résultats obtenus avec ce modèle sont comparés à des approches classiques : rigide, déformable en petite et grande transformation

Modélisation des maçonneries à joints de mortier par une approche discrète avec des blocs déformables

International audienceUne stratégie de modélisation des maçonneries basée sur une méthode par éléments discrets tenant compte de la déformabilité des éléments est proposée. Il s'agit du développement d'un modèle plus représentatif et qui reste performant en temps de calcul. Celui-ci est basé sur une formulation dynamique en repère flottant. Les résultats obtenus avec ce modèle sont comparés à des approches classiques : rigide, déformable en petite et grande transformation

Apport de la méthode des éléments discrets à la modélisation des maçonneries en contexte sismique (vers une nouvelle approche numérique de la vulnérabilité sismique.)

L'évaluation des risques naturels et du risque sismique en particulier a pris une importance croissante pour les autorités publiques ces dernières années, entraînant une adaptation importante des outils utilisés jusqu'à présent dans l'étude de la vulnérabilité du bâti. Il est nécessaire de mieux évaluer ces risques afin de mieux y faire face. De nouvelles approches doivent être proposées pour répondre à ces objectifs dont les approches numériques font partie. Parmi les méthodes numériques développées pour tenir compte de la spécificité du bâti maçonné figurent les approches par éléments discrets comme la méthode NSCD ( Non Smooth Contact Dynamics ). Les travaux présentés dans cette thèse visent à mieux appréhender le comportement mécanique et dynamique des ouvrages maçonnés en utilisant ce type de méthode implémenté dans le code calcul LMGC90, afin d'affiner la compréhension et la caractérisation de la vulnérabilité sismique des édifices en maçonnerie. La méthodologie que nous cherchons à mettre en place vise à traiter la vulnérabilité sismique de bâtiments spécifiques ou au contraire d'ensembles de bâtiments de même typologie.The perception and the evaluation of natural risks and more particularly of the seismic hazard have never been so important and highlighted by the authorities. This phenomenon leads to a deep adjustment of tools used up to now in the assessment of the vulnerability of buildings. New approaches as numerical approaches have to be proposed so as to best estimate the risk. Among all the numeriacl methods developed to take into account specificities of masonry buildings, approaches by discrete elements methods as the NSCD method ( Non Smooth Contact Dynamics ) seem to be particularly well adapted. This PhD thesis aims to best understand the mechanical behaviour of masonry structures by using this discrete method implemented in the software LMGC90 so as to give an accurate estmation of the seismic vulnerability of buildings. The very purpose of this work is to develop a calculation tool able to deal with the vulnerabilityof both specific and common masonry buildings.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Evaluation of numerical uncertainties on the modeling of dry masonry structures submitted to out-of-plane loading, using the NSCD method in comparison with experimental test

International audienceMasonry structures are one of the most common housing type built all around the world. Nonetheless computational methodologies implemented in classical engineering soft-ware seem not to be adapted to fine analysis of masonry structures. The Non-Smooth Contact Dynamics method developed by JJ Moreau and M Jean (the Dis-crete Element Method implemented in the software LMGC90) can perform the modeling of divided media and thus seem particularly well adapted to this type of computation. This work aims to better understand the behavior of the algorithm used in the LMGC90 soft-ware in the resolution of this kind of problems. The impact on the local and global behaviors of structures are considered and discussed. Both the notion of reliability of model and the no-tion of quality of the simulation are focused on. This work is particularly based on the comparison between experimental and numerical re-sults obtained with the LMGC90 software. The test consists in the modeling of a simple dry masonry structure placed on a tilting table. Three interaction laws are used to model the Sig-norini-Coulomb condition. The stability of the wall modeled with rigid bodies is studied re-garding with the influence of numerical parameters calibrating the Gauss-Seidel algorithm used to resolve such a multi-contact problem. Local behaviors are also considered as well as CPU effectiveness

Modelli di pannelli murari rinforzati con fibre naturali : analisi numerica e sperimentale

International audienceThe present work aims to check for the effectiveness of the shear reinforcement on masonry panels by using a composite made by the union of unidirectional hemp fibers with hydraulic mortar, specific for strengthening interventions on masonry. The study deals with the simulation of in-plane shear action on masonry walls through diagonal compression tests on externally reinforced masonry panels. The first experimental results have already shown a significant increase in shear strength and stiffness compared to the samples tested without reinforcement. The panels have been subsequently discretized in the computer code LMGC90. Particularly, the model proposed for the composite strips takes into account only the fibre tensile failure mode with the hypothesis of perfect adhesion between reinforcement and masonry support. The numerical analysis are in good agreement with experimental data, showing the validity of this first numerical modeling approach for the reinforcement

Développement de formulations dynamiques adaptées à la modélisation par éléments discrets de structures maçonnées sous chargements sismiques

National audienceL'évaluation des risques naturels, et du risque sismique en particulier, a pris une importance croissante pour les autorités publiques entraînant une adaptation importante des outils utilisés jusqu'à présent dans l'étude de la vulnérabilité du bâti. Parmi les méthodes développées pour tenir compte de la spécificité du bâti maçonné figurent les approches par éléments discrets comme la méthode NSCD [8, 9, 10]. Une adaptation de cette méthode a été développée pour la modélisation de ces structures

Décomposition de domaine pour le calcul des maçonneries

International audienceUne stratégie de décomposition de domaine appliquée à la méthode Non Smooth Contact Domain Decomposition est testée pour le calcul d’ouvrages maçonnés. Précédemment introduite et validée pour l’analyse des milieux granulaires denses, la méthode Non Smooth Contact Domain Decomposition est ici adaptée au contexte de la tenue mécanique des bâtiments. Une analyse de performance de cette méthode est mise en œuvre et comparée aux performances obtenues par parallélisation multitâches pour machines à mémoire partagée

De l'intérêt de la courbure dans les interfaces : application aux structures en pierre

National audienceGrâce à la convergence de plusieurs considérations (écologie, durabilité, technologie nu- mérique) le matériau pierre vise à être réhabilité comme matériau de construction dans sa fonction structurale. Toutefois, le manque d'outils prédictifs permettant à l'ingénierie de garantir la pérennité de telles structures en freine le développement. Dans cette étude, nous testons les potentialités du logiciel LMGC90 dans le cas de joints courbes et discutons les résultats en prévision d'une étude expérimentale en collaboration avec des compagnons tailleurs de pierre