Interaction sol/structure avec ANSYS et MISS3D
Résumé
Dans le domaine de la dynamique des structures, il est courant de modéliser des structures sur l'ordinateur avec des éléments finis. Or, il arrive parfois que les ingénieurs doivent modéliser le sol qui supporte les structures, en plus des structures elles-mêmes. Par exemple, lorsqu'il s'agit de quantifier l'impact d'un passage de métro sur un bâtiment à proximité, il faut non seulement modéliser le bâtiment récepteur, mais aussi le sol dans lequel les ondes vont se propager avant d'atteindre le bâtiment. Ces préoccupations sont connues sous le nom " d'interaction entre le sol et les structures ". Une question se pose alors : comment prendre en compte le sol dans le modèle numérique ? On pourrait d'abord songer à modéliser un grand volume de sol en-dessous des structures, toujours avec des éléments finis. Mais cette solution ne marche pas bien. Car, dans la réalité le sol est un milieu non borné et les ondes qui s'y propagent emportent de l'énergie à l'infini, alors que dans un modèle éléments finis, les ondes se réfléchissent sur les bords du maillage et l'énergie reste concentrée dans le volume modélisé. Une solution plus adaptée consiste à traiter séparément les structures d'une part, avec un logiciel éléments finis comme ANSYS, et le sol d'autre part, avec un code de calcul développé par l'école Centrale de Paris : MISS3D. Ce dernier logiciel exploitant les éléments finis de frontière, il devient alors possible de modéliser un sol infini avec un modèle dont la complexité reste raisonnable. La présentation a pour objet : 1) de sensibiliser le public aux difficultés inhérentes à la modélisation en interaction sol structure ; 2) de montrer comment on peut les contourner en couplant ANSYS et MISS3D (avec un peu de théorie); 3) de présenter quelques problèmes d'interaction sol/structure qui ont été résolus de cette façon.