CONTRIBUTION A L’ETUDE DES MONOPIEUX DE GRAND DIAMETRE-PROPOSITION D’UNE NOUVELLE COURBE P-Y POUR LES SITES SABLEUX

Abstract

L’extension de l’usage des courbes p-y incluse dans les codes de régulations des éoliennes offshores OWTs (Offshore Wind Turbines) tels que l’API (American Petroleum Institute) et le DNV (Det Norske Veritas) pour concevoir les monopieux de grand diamètre a échoué car il en résulte une estimation inexacte du comportement des monopieux. Cela avait incité de nombreux chercheurs en géotechnique à proposer des courbes p-y pour améliorer les performances du modèle de Winkler. Dans ce mémoire, les propositions récentes ainsi que celles du code de régulation ont été implémentées dans un code informatique appelé WILDPOWER 1.0 et évaluées par rapport à la FEA (Finite Element Analysis : Analyse par Eléments Finis) Il en est ressorti que seule la méthode de Sorensen et al.(2010) parvient à décrire assez bien la forme des profils de déplacements et à donner une valeur du déplacement en tête assez précise, cependant la principale lacune présentée par cette méthode est la surestimation du déplacement en pointe des monopieux. Après l’évaluation des courbes p-y existantes, les mécanismes de rupture des monopieux de grand diamètre sont exposés avec les différentes formulations de la résistance ultime. Ensuite ces différentes formulations ont été examiné, et il est apparu que l’expression de Reese et al.(1974) est celle qui donne les valeurs les plus raisonnables pour des profondeurs inférieure à deux fois le diamètre du monopieu. Au-delà de cette profondeur les résultats fournis par cette méthode ne sont plus fiable. Afin de déterminer une nouvelle expression de la résistance ultime permettant de modéliser le comportement du sol lorsqu'il s'écoule latéralement autour d'un segment de monopieu, nous avons pris avantage de la géométrie du problème de monopieu qui est axisymétrique soumise à un chargement non axisymétrique, pour établir une expression donnant la réaction du sol contre un disque rigide et mobile en utilisant l'approche semi-analytique FE. En étendant la formule obtenue à la rupture à des notions fondamentales de la mécanique des sols, la résistance ultime pour des profondeurs supérieures à un diamètre a été rigoureusement quantifiée. Cette nouvelle expression a été combinée avec la première de Reese et al. (1974) afin de pouvoir quantifier la résistance ultime pour l'ensemble du processus de déformation du monopieu, comme valeur minimale entre les deux expressions. Enfin une nouvelle formulation de courbe p-y regroupant une nouvelle forme p-y qui a été jugée par plusieurs auteurs comme apte à décrire le comportement des monopieux de grand diamètre, une nouvelle rigidité initiale prenant en compte le diamètre des monopieux et la densité du sol, ainsi que la résistance ultime précédemment établies a été proposée et mises implémenté dans le programme WILDPOWER. Des applications ont été réalisées avec la nouvelle formulation sur plusieurs pieux de diamètre enfoncés dans des sables de densité différente et il est apparu que les paramètres de conception évoluent normalement et décrivent correctement le comportement des monopieux de grand diamètre