36X-I---C0,-1 0,2 o,~ D,L, aD 0,1 0)- 0,:-' O,L.-1Co{x;"'p...................-----0,1 q2 0, ....... 0,1.., ~D o~ 0,2 o,~ o.L. aD-1 _ X-l Co{-(1(-1kçir,i0,2--,---.---------....O;f 0,2 0,...' D,L ;;0 D,1 0,'2. D,:!> QL. aDk ~20,1 0,2 q~ 0)., dO 0,-1 0,2 O,"!> 0,1., aoFig. 6. -Variation de l'impédance d'un pieuavec la fréquence.CfA. PECKER- détermination du mouvement d'une fondationrigide et sans masse soumise à la même sollicitation sismiqueque la structure. C'est la détermination du mouvementd'interaction cinématique;- détermination de l'impédance de la fondationrigide;- calcul de la réponse de la structure liée à cetteimpédance et soumise à la base des impédances aurnouvement d'interaction cinématique.La dernière étape, en particulier dans <strong>le</strong> cas où <strong>le</strong>simpédances peuvent être choisies constantes (indépendantesde la fréquence) se ramène à un calcul de structureclassique. Il est important de noter que si <strong>le</strong>s deuxpremières étapes ont été traitées correctement, la solutionde la dernière étape constitue la solution exacte duproblème global et ce, bien que la modélisation du solde fondation ait été réduite à de simp<strong>le</strong>s «ressorts etamortisseurs» .Le caractère exact et rigoureux de la solution n'a pastoujours été bien perçu et contribue parfois à discréditerces méthodes par rapport à des méthodes globa<strong>le</strong>s dutype éléments finis.Les mêmes principes s'appliquent dans <strong>le</strong> cas de structuressur pieux, l'impédance de la fondation étant définieen tête des pieux. Il convient cependant de noterque <strong>le</strong> problème est plus comp<strong>le</strong>xe car la déterminationde l'impédance d'un groupe de pieux est une tâche diffici<strong>le</strong>et peu de solutions sont publiées dans la littératurecontrairement au cas des fondations superficiel<strong>le</strong>s.Par ail<strong>le</strong>urs, pour <strong>le</strong>s fondations sur pieux, il convientde vérifier <strong>le</strong>s efforts induits dans ces derniers. On peutprocéder en appliquant en tête du pieu l'effort dynamiquecalculé au niveau de l'impédance, <strong>le</strong> pieu étantreprésenté par une poudre connectée à des impédanceslatéra<strong>le</strong>s (WALTER, 1985). Une autre approcheconsiste à évaluer la déformation du pieu en admettantqu'il suit <strong>le</strong> mouvement du sol (SOULOUMIAC,1986).3.4. Utilisation des impédancespour l'évaluation de la réponse sismiquedes bâtimentsPour l'évaluation de la réponse sismique d'un bâtimentdans <strong>le</strong> cas où on ne s'intéresse qu'à des phénomèneslinéaires, il est largement fait appel à des méthodes desuperposition. Ces méthodes, dites méthodes de sousstructures,ont pour objectif de scinder <strong>le</strong> problème globa<strong>le</strong>n plusieurs étapes successives; chacune des étapesest réputée plus faci<strong>le</strong> à résoudre du point de vuede la modélisation ou du traitement que <strong>le</strong> problèmeglobal. Pour un traitement rigoureux et mathématiquede ces méthodes, on pourra se reporter à AUBRY etal., 1985 ou à la communication de AUBRY à cesjournées. On se bornera dans ce papier à énoncer <strong>le</strong>srésultats (fig. 7) sur <strong>le</strong>squels sont basées <strong>le</strong>s méthodespratiques de calcul d'interaction sol-structure (WALTER, 1985).On montre que la réponse globa<strong>le</strong> de la structure soumiseà une onde sismique incidente s'obtient par réso-'lution des trois étapes suivantes :3.5. Comparaison entre impédances calculéeset impédances mesuréesDiverses comparaisons ont été effectuées entre résultatsexpérimentaux, soit sur modè<strong>le</strong>s réduits, soit envraie grandeur et impédances théoriques (DOBRY etal., 1986, Crepel, communication à ces journées).On observe généra<strong>le</strong>ment un bon accord si <strong>le</strong>s conditionsexpérimenta<strong>le</strong>s sont correctement modéliséesdans <strong>le</strong> calcul de l'impédance. Il convient de prêter uneattention toute particulière à la stratification des solsnaturels qui modifient <strong>le</strong> schéma de propagation desondes par rapport à celui du milieu homogène; l'utilisationsans discernement des formu<strong>le</strong>s du semi-espaceconduit dans ces cas à une surévaluation de l'amortissementradiatif qui est souvent cause de désaccordentre va<strong>le</strong>urs théoriques et expérimenta<strong>le</strong>s.
COMPORTEMENT DES FONDATIONS SOUS SOLLICITATION SISMIQUE 37INTERACTIONIMPEDANCECINEMATIQUE DU SOL•/ / /Y GY G~ 1SOLUTION TOTALE8 CD • 0)Fig. 7. -Théorème de superposition de Kause/.4. PROBLÈMES NON LINÉAIRESAutant l'état des connaissances relatif au comportementdynamique élastique des fondations est biendéveloppé, avec passage dans la pratique courante desrésultats théoriques importants obtenus, autant <strong>le</strong>s problèmestraitant du comportement non linéaire, irréversib<strong>le</strong>des fondations, ont été peu abordés en théorie. I<strong>le</strong>n résulte une lacune certaine pour <strong>le</strong>s praticiensconfrontés à ces problèmes. Dans la pratique, la justificationdes fondations sous chargement sismique estsouvent effectuée par des calculs approximatifs et sansfondement théorique valab<strong>le</strong>; ces justifications ont peude va<strong>le</strong>ur et il faut <strong>le</strong>ur préférer <strong>le</strong>s justifications tiréesdes <strong>le</strong>çons du comportement passé de fondations lorsde secousses sismiques. L'observation de ce comportementpeut conduire à prendre des dispositions constructives,non justifiab<strong>le</strong>s par <strong>le</strong> calcul, dont <strong>le</strong> méritefondamental est d'avoir reçu la sanction de l'expérience.C'est l'approche souvent suivie dans <strong>le</strong>s règ<strong>le</strong>mentsparasismiques.Parmi <strong>le</strong>s causes de non-linéarités affectant <strong>le</strong> comportementd'une fondation sous sollicitations dynamique,on peut distinguer cel<strong>le</strong>s ayant trait à l'interface solfondationet cel<strong>le</strong>s se rapportant au comportement dusol.4.1. Non-linéarités liées à l'interfaceLors de la sollicitation sismique, un ouvrage est soumisà des forces d'inertie essentiel<strong>le</strong>ment horizonta<strong>le</strong>s quise traduisent au niveau de la fondation par un efforthorizontal et un moment de renversement. Ces effortspeuvent induire un glissement ou un bascu<strong>le</strong>ment de lafondation.Il est bien évident que <strong>le</strong>s approches pseudostatiques,consistant à vérifier <strong>le</strong> non-glissement ou <strong>le</strong> nonrenversementde l'ouvrage sur sa fondation en appliquantde façon statique <strong>le</strong>s efforts dynamiques maximauxcalculés, ne sont d'aucun secours pour évaluer<strong>le</strong>s déplacements irréversib<strong>le</strong>s engendrés. Ces approchesignorent la notion de variabilité dans <strong>le</strong> temps etdans l'espace des forces d'inertie.Des méthodes de calcul simplifiées mais cependantrationnel<strong>le</strong>s ont été développées pour aborder ces problèmes.NEWMARK a développé une approche permettantd'évaluer <strong>le</strong> déplacement horizontal irréversib<strong>le</strong>d'un bloc rigide dont <strong>le</strong> support est animé d'unmouvement sismique. Cette méthode a été appliquéeà l'évaluation des déformations des barrages (SEED,1979) ou au dimensionnement des murs de soutènement(CORTE et al., 1985). El<strong>le</strong> est immédiatementtransposab<strong>le</strong> à l'évaluation du glissement d'un ouvragesur sa fondation.Le cas de décol<strong>le</strong>ment de radiers sous l'effet demoment de renversement peut éga<strong>le</strong>ment être abordéde façon rationnel<strong>le</strong> mais encore relativement simp<strong>le</strong>.BETBEDER (1985) a développé une méthode d'évaluationdu renversement d'un bâtiment basée sur unereprésentation du sol de fondation par des ressorts deWink<strong>le</strong>r non linéaires.Que ce soit la méthode de NEWMARK ou cel<strong>le</strong> deBETBEDER, <strong>le</strong>s efforts appliqués, variab<strong>le</strong>s dans <strong>le</strong>temps, sont évalués par un calcul purement linéaire, en