Les structures intelligentes en génie civil : Modélisation, analyse et contrôle

Abstract

Les structures intelligentes, un domaine actuellement captivant, englobent à la fois les matériaux et les structures. Des progrès significatifs sont constamment réalisés dans la modélisation, l'ana-lyse et le contrôle. Elles se sont développées sur le marché du bâtiment et des travaux publics à partir des années 70, où les systèmes passifs ont vu le jour. Par la suite, la recherche a permis de créer des systèmes encore plus innovants, incluant les systèmes actifs, semi-actifs et passifs. Dans le contexte du Génie Civil, la conception d'infrastructures fait face à une préoccupation majeure : les mouvements induits par les catastrophes naturelles, notamment les séismes. Ainsi, la réussite réside dans la minimisation de ces mouvements. Pour répondre à ces défis, des sys-tèmes de contrôle ont été développés pour réduire les déplacements dynamiques ainsi que les contraintes. La maîtrise de ces systèmes ouvre la voie à la conception de structures modernes de plus en plus élancées. Ces systèmes intègrent généralement des capteurs et des actionneurs liés à un calculateur, capables de réagir de manière proactive aux excitations extérieures. L'intégration de ces systèmes de contrôle aux structures peut varier en fonction de leur disposition, leur nombre et leur emplacement. Le projet de recherche se fixe comme objectif principal d'explorer ces di-verses variables afin d'améliorer le comportement des structures en Génie Civil. En se penchant sur ces aléas, le projet aspire à contribuer significativement à l'évolution des pratiques dans la conception et la réalisation d'infrastructures résilientes face aux aléas naturels comme les trem-blements de terre. Ce travail retrace les progrès significatifs des types de contrôle les plus utilisés dans le génie civil et les résultats se divisent en parties. Lors du travail, une analyse dynamique du minaret d'une ancienne église transformée en une mosquée dans la wilaya de Mostaganem a été réalisée. Une analyse modale et une analyse transitoire ont été élaborées. Ensuite, ce minaret a été équipé d'alliages à mémoire de forme, des matériaux intelligents donnant lieu à une structure intelligente, en utilisant un système de contrôle passif. Ceci a été fait afin d'observer comment ces alliages agissent pour réduire les contraintes dans la structure. Les alliages à base de fer, de cuivre et de nickel, notamment le Ttinae NiTi,. Les NiTi ont été étudiés et utilisés avec une augmentation progressive de leur nombre, passant de 4 à 6, et à des positions différentes. Initia-lement, 4 ont été placés à la base, puis 6 ont été placés à la base, et enfin, 4 ont été placés à la base et 2 au sommet. Il a été constaté qu'effectivement ces alliages réduisent les contraintes et les déplacements. Cependant, le taux de réduction ne varie pas significativement lorsqu'on passe de 4 alliages à 6. En deuxième lieu, une analyse non linéaire a été réalisée sur un mur en maçonnerie susceptible de subir des dégâts très dangereux pour la structure. Bien que certains ingénieurs ne prennent pas en considération ce danger à sa juste mesure, cet élément a été étudié d'abord sans alliage, puis en utilisant des alliages avec un chargement progressivement croissant. Il a été con-firmé que les alliages à mémoire de forme réduisent les déplacements et les contraintes, que ce soit pour les éléments en maçonnerie ou en béton armé