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Actions du vent sur les ouvrages souples dans le domaine temporel (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : The?odore Antoine

The?odore, Antoine

Nom

The?odore

Prénom

Antoine

Nationalité

Français

Date de soutenance : 04-02-2020

Directeur(s) de thèse : Hémon Pascal

Hémon, Pascal

Nom

Hémon

Prénom

Pascal

- Amandolese Xavier

Amandolese, Xavier

Nom

Amandolese

Prénom

Xavier

Etablissement de soutenance : Institut polytechnique de Paris

Institut polytechnique de Paris

Nom

Institut polytechnique de Paris

Laboratoire : Laboratoire d'Hydrodynamique de l'École polytechnique (Palaiseau ; 1990-....)

Laboratoire d'Hydrodynamique de l'École polytechnique (Palaiseau ; 1990-....)

Nom

Laboratoire d'Hydrodynamique de l'École polytechnique (Palaiseau ; 1990-....)

Ecole doctorale : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris

École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris

Nom

École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris

Informations générales

Discipline : Ingénierie, mécanique et énergétique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Ponts, Ingénierie du vent, Simulations temporelles, Aéroélasticité, Flottement, Rafales
Mots-clés :

Mécanique des fluides
Constructions, Théorie des
Ponts -- Construction
Résistance au vent

Résumé : Les structures flexibles telles que les ponts à haubans sont soumises aux effets dynamiques du vent. Ceux-ci sont habituellement divisés en deux catégories, les flottements qui induisent une réponse couplée avec le mouvement et l’excitation par la turbulence qui est généralement traitée comme découplée du mouvement. Lorsque ces deux phénomènes s’entremêlent, il devient délicat d'employer les méthodes spectrales usuelles. Les modèles temporels représentent alors une alternative intéressante, dont l’enjeu majeur consiste à simuler le flottement de décrochage en torsion par amortissement ajouté. Or ce phénomène, notamment mis en cause dans l’accident du pont de Tacoma, est encore aujourd’hui central lors de la conception des ouvrages d’art.La présente étude s’articule autour du développement d’une nouvelle formulation temporelle du moment de tangage induit par le mouvement, qui peut facilement être combinée avec les représentations usuelles des effets instationnaires du vent. L'approximation quasi-statique qui est habituellement utilisée pour modéliser le flottement en galop vertical des corps non profilés, conduit à négliger les effets de mémoire du fluide, qui sont particulièrement importants pour prédire le flottement de torsion. La clef de voute de la construction du nouveau modèle aéroélastique est l’introduction d’un temps de retard « ? » entre la position instantanée du tablier étudié et les efforts aérodynamiques. Cette stratégie permet ainsi de compenser en partie les limites de l’approche quasi-statique afin de simuler l’amortissement aérodynamique induit par le mouvement, tout en capturant de manière élégante la physique du phénomène.Dans un premier temps, une procédure d’identification des valeurs de « ? » mettant en œuvre les dérivées de flottement A_2^* et A_3^* de Scanlan est proposée, et le sens physique de ce paramètre est discuté. Enfin, un critère linéaire très simple de stabilité au flottement, basé uniquement sur la pente du coefficient de tangage C_M^', est établi et validé pour les tabliers de ponts. Le paramétrage du modèle ne requiert donc que les résultats expérimentaux classiques habituellement utilisés en ingénierie du vent et des structures, à savoir les dérivées du flottement et les coefficients aérodynamiques des sections.Le bon fonctionnement du modèle est validé en soufflerie avec des maquettes de tablier élastiquement supportées, soumises aux effets du vent stationnaire, d’une rafale, ainsi qu’à ceux d’un vent fortement turbulent. Trois sections types, stables ou instables, sont considérées : le pont de Millau, le pont de Tacoma et une aile NACA-4412. Les réponses en régimes transitoires et quasi-permanents sont prédites avec précision, et sont en bon accord avec les mesures expérimentales. Cette formulation temporelle à retard s’avère donc prometteuse et se positionne comme alternative crédible aux approches spectrales et hybrides, fondées sur les dérivées du flottement ou les fonctions indicielles, à ce jour plus répandues.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2020IPPAX009
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive