207 - Vers des infrastructures résilientes face aux catastrophes naturelles et événements extrêmes

Session d’affiches

• Communication par affiche 08 h 01
  Ductilité des assemblages en tiges collées dans les structures en bois massif
  Jean Proulx (UdeS - Université de Sherbrooke), Simon Veilleux (UdeS - Université de Sherbrooke)
• Communication par affiche 08 h 02
  Étude numérique sur l'interaction sol-structure appliquée aux fondations profondes lors d'excitation sismique
  Charles Darwin Annan (Université Laval), Gabriel Lambert (Université Laval), Miad Saberi (Université Laval)
• Communication par affiche 08 h 03
  Stabilité Structurale des Barrages sous sollicitations Extrêmes : Apport des clés de cisaillement
  Najib Bouaanani (Polytechnique Montréal), Mario Freitas, Pierre Léger (Polytechnique Montréal)
• Communication par affiche 08 h 04
  Investigation numérique des diagonales ductiles confinées incorporant plusieurs noyaux dans le but d'atténuer la réponse sismique des structures
  Charles Darwin Annan (Université Laval), Pampa Dey (Université Laval), Pierre Thibault (Université Laval)
• Communication par affiche 08 h 05
  Effets du vent et des séismes sur les bâtiments de grande hauteur
  Mohamad Dakour (Université Concordia), Ted Stathopoulos (Université Concordia), Lucia Tirca (Université Concordia)
• Communication par affiche 08 h 06
  Évaluation de la résilience d'un réseau de distribution d'eau potable aux séismes
  Françoise Bichai (Polytechnique Montréal), Simon Dufort (Polytechnique Montréal), Samuel Yniesta (Polytechnique Montréal)
• Communication par affiche 08 h 07
  Comportement sismique d’un cadre en bois massif soumis à des essais cycliques
  Félix Bouffard (UdeS - Université de Sherbrooke), Jean Proulx (UdeS - Université de Sherbrooke)
• Communication par affiche 08 h 08
  Nouvelle connexion intermodulaire pour bâtiments modulaires multiétagés en acier
  Ehsan Bazarchi (UdeS - Université de Sherbrooke), Ali Davaran (UdeS - Université de Sherbrooke), Hassan Fatemi (UdeS - Université de Sherbrooke), Charles-Philippe Lamarche (UdeS - Université de Sherbrooke), Serge Parent (UdeS - Université de Sherbrooke), Nathalie Roy (UdeS - Université de Sherbrooke)
• Communication par affiche 08 h 09
  Étude numérique et expérimentale de tabliers profonds en acier
  Ali Davaran (UdeS - Université de Sherbrooke), Milad Keshvari Ilkhechi (UdeS - Université de Sherbrooke), Charles-Philippe Lamarche (UdeS - Université de Sherbrooke), Robert Tremblay (Polytechnique Montréal)
• Communication par affiche 08 h 10
  Estimation des accélérations de plancher dans un bâtiment en béton armé avec des murs de refend - Approche basée sur la performance
  Amine Abouda (ÉTS - École de technologie supérieure), Rola Assi (ÉTS - École de technologie supérieure)
• Communication par affiche 08 h 11
  Comportement des structures hybrides en acier composées de cadres à contreventements concentrique avec amortisseurs à friction et cadres résistants aux moments
  Derek Millichamp (Université Concordia), Lucia Tirca (Université Concordia)

Présentations orales (Partie 1/3)

• Communication orale 08 h 45
  Prise en compte des incertitudes dans l'évaluation de la sécurité des barrages poids: Une approche probabiliste avec optimisation de l'échantillonnage
  Benjamin Miquel (Hydro-Québec), Jamie E. Padgett (Rice University), Patrick Paultre (UdeS - Université de Sherbrooke), Rocio Segura (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Des progrès importants ont été réalisés dans les méthodologies d'évaluation de la sécurité des barrages, ce qui a entraîné la révision et la modification des directives de conception. De nombreux barrages existants ne répondent pas à ces critères révisés, et la réhabilitation structurelle pour atteindre les normes actualisées peut être coûteuse et difficile. À cette fin, les méthodes probabilistes sont apparues comme une alternative prometteuse et constituent la base de procédures de conception et d'évaluation plus adéquates. Cependant, ces méthodes, en plus d'être coûteuses en termes de calcul, peuvent produire des solutions très différentes, en fonction des paramètres d'entrée, ce qui peut grandement influencer les résultats finaux. En réponse aux défis existants de ces procédures pour analyser la stabilité des barrages poids, cette étude propose une méthodologie basée sur le calcul probabiliste pour évaluer la sécurité des barrages dans des conditions de chargement habituelles, inhabituelles et extrêmes. La procédure proposée permet de mettre à jour l'analyse tout en évitant les simulations inutiles en classant les cas de charge selon la probabilité annuelle de dépassement et en utilisant une stratégie efficace d'échantillonnage progressif. En outre, une analyse de sensibilité globale basée sur la variance est réalisée pour identifier les paramètres qui affectent le plus la stabilité du barrage pour établir les plages de paramètres qui répondent aux directives de sécurité.

• Communication orale 09 h 15
  Une application web interactive pour l'évaluation des dommages post-séisme du réseau de ponts
  Ahmad Abo-El-Ezz (ÉTS - École de technologie supérieure), Azarm Farzam (ÉTS - École de technologie supérieure), Hamza Fezai (ÉTS - École de technologie supérieure), Marie-José Nollet (École de Technologie Supérieure)

  Les outils de prédiction des impacts négatifs potentiels après un séisme sont essentiels à la planification de la mitigation, des urgences et du rétablissement des installations de transport. La capacité après un séisme d'un réseau de ponts routiers à maintenir la circulation dépend du degré de dommage attendu et des coûts de réparation ainsi que des temps d'arrêt correspondants. Cette présentation donne un aperçu du développement et de la mise en œuvre d'une application Web pour l'évaluation basée sur des scénarios de dommages causés par les tremblements de terre au réseau des ponts routiers. Il se compose de quatre modèles consécutifs: scénarios d'aléa sismique compatibles avec la sismicité du Québec, inventaire des types de ponts, évaluation des dommages à l'aide des fonctions de fragilité et estimation des impacts des coûts de réparation prévus et priorité d'inspection. Pour démontrer la capacité de l'outil, une étude de cas d'évaluation des dommages d'un réseau de ponts à la ville de Québec est présentée à l’aide de multiples scénarios sismiques basés sur des données en libre accès.

• Communication orale 09 h 45
  Statistiques et modèle de prédiction des collisions véhicule-pont au Québec
  Édouard Berton (UdeS - Université de Sherbrooke), Najib Bouaanani (Polytechnique Montréal), Charles-Philippe Lamarche (UdeS - Université de Sherbrooke), Nathalie Roy (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Les collisions de véhicules lourds, tels que les camions-bennes et les convois exceptionnels, avec les ponts peuvent compromettre la sécurité des usagers de la route et provoquer des pertes économiques importantes. Des solutions de réduction du risque ont été proposées pour diminuer la probabilité d’occurrence de ces événements (piédestaux en acier, signalisation statique ou système de détection des collisions). Cependant, les ponts sont fréquemment heurtés par des véhicules lourds. Les collisions véhicules-ponts sont en effet la première cause d’effondrement des ouvrages à travers le monde. Bien que les normes proposent des règles pour le dimensionnement et l’évaluation des composants structuraux tels que les parapets, les glissières de sécurité, et les piles sujettes aux collisions de véhicules, les effets des chocs sur les tabliers de ponts et les superstructures ont été peu étudiées. Une comparaison des prescriptions relatives aux collisions véhicule-pont des normes européenne et nord-américaine est réalisée. Des données significatives ont été récoltées et combinées pour obtenir une base de données globale des collisions véhicules-ponts qui se sont produites dans la province québécoise entre 2000 et 2016. La base de données obtenue a permis de conduire une analyse statistique mettant en lumière les caractéristiques des collisions véhicules-ponts, tels que le type de véhicule impliqué, les dimensions de l'ouvrage heurté, la vitesse limite, la configuration de la route, l'état de la surface de la chaussée et les conditions d'éclairage. L'ensemble des événements de la base de données ont été géoréférencés au sein d'une carte évolutive qui permet de visualiser efficacement la distribution et l'évolution des collisions véhicules-ponts au sein d'une région du Québec. Un modèle de régression pour prédire ces événements a été développé à partir d’une méthode de validation croisée à plusieurs couches. Le modèle obtenu peut être mis à jour régulièrement pour inclure les nouvelles collisions véhicules-ponts compilées dans la base de données, et ainsi identifier les ouvrages les plus sujets aux collisions de véhicules, ou prioriser la mise en place d'actions de réduction des risques.

Présentations orales (Partie 2/3)

• Communication orale 10 h 30
  Cadres contreventés à diagonales intentionnellement excentrées
  Andrés González Ureña (Université McGill), Colin Rogers (McGill University), Robert Tremblay (Polytechnique Montréal)

  Les cadres à contreventements concentriques (CCC) avec des profilés tubulaires HSS pour diagonales sont l’un des Systèmes de Reprise des Charges Latérales (SRCL) en acier les plus populaires, amplement utilisés dans des bâtiments de faible et moyenne hauteur. Cependant, ils possèdent d’importantes faiblesses qui posent limite à leur potentiel. Celles-ci sont issues principalement de leur rigidité élastique invariablement haute, de leur rigidité post-plastification presque nulle, de la susceptibilité des profilés HSS au voilement local et à la fracture par fatigue à bas cyclage qui en suit, et de la sur-résistance qui découle du respect des limites imposées par les codes de conception à l’élancement des diagonales et de ses parois.

  Un moyen de contourner ces inconvénients des CCC, est de décaler l’axe de la membrure para rapport à la ligne d’action des charges, obtenant ainsi des Diagonales à Excentricité Intentionnelles (DEI). Soumises simultanément à des efforts axiaux et de flexion, les DEI sont d’emblée moins rigides que leurs homologues concentriques et bénéficient d’une rigidité post-plastification considérable en tension. En compression, leur réponse flexionnelle n’est pas marquée par le flambement, et la distribution plus uniforme des demandes en déformation au long de la membrure retarde l’apparition du voilement local. En outre, la résistance et la rigidité des DEI peuvent être réglées en modifiant l’excentricité, ce qui concède au concepteur un meilleur contrôle sur la réponse dynamique de la structure et réduit la sur-résistance involontaire. Cependant, ces propriétés des DEI les rendent incompatibles avec les démarches de conception traditionnelles basées sur la résistance et requièrent donc d’une approche alternative.

  Ce travail présente les résultats de l’emploi d’une procédure basée sur les déplacements à la conception parasismique de cadres contreventés à diagonales intentionnellement excentrées de plusieurs étages, dans deux emplacements au Canada à différent aléa sismique. Il est montré que la performance de ce type de cadre satisfait les exigences du Code National du Bâtiment du Canada et que le système peut procurer des avantages économiques.

• Communication orale 11 h 00
  Méthodes numériques pour prédire les risques et les impacts d’inondations avec et sans présence de glace
  Najib Bouaanani (Polytechnique Montréal), Guillaume Knuchel (Polytechnique Montréal), Andrea Mellado-Cusicahua (Polytechnique Montréal), Ahmad Shakibaeinia (Polytechnique Montréal), Saeed Tavakoli (Polytechnique Montréal), Jianguo Wang (Polytechnique Montréal)

  L’interaction dynamique des infrastructures critiques, incluant les barrages, les digues et les ponts, avec les écoulements à haut débit, les débris et les glaces, peut affecter de manière significative leur intégrité structurelle, conduire à leur endommagement excessif, et parfois même leur effondrement. Les dévastations catastrophiques associées à de tels phénomènes (crues printanières, embâcles, etc.) ont été particulièrement sévères ces dernières années, avec des conséquences néfastes sur les populations, directes (pertes humaines et dommages corporels) ou indirectes (pertes économiques, dommages matériels et dégâts écologiques). Plusieurs exemples récents peuvent être cités à cet effet, eg. Saguenay (1996), Katrina (2005), Montérégie (2011), Sandy (2012), Sud de l’Alberta (2013), Oroville (2017), Harvey (2017), Irma (2017), Gatineau, Montréal, Mauricie, etc. (2017 à 2019), etc. Les inondations sont, en effet, actuellement le risque naturel qui survient le plus fréquemment au Québec et au Canada. Par ailleurs, les méthodes numériques d’interaction dynamique fluide-structure peuvent être classées en deux grandes familles selon leurs formulations, eulérienne ou lagrangienne. Cependant, même si les logiciels de simulation avancée sont de plus en plus accessibles à l’ingénieur praticien, il n’en demeure pas moins qu’il maîtrise souvent peu ou mal la portée des hypothèses de modélisation sous-jacentes aux formulations programmées dans ces logiciels, leur utilisation adéquate et l’interprétation rigoureuse des résultats obtenus. Cette présentation abordera l’état de l’art des simulations numériques à base d’éléments ou de volumes finis et des méthodes de particules sans maillage (Meshless Smoothed Particle Hydrodynamics – SPH) pouvant servir à évaluer la vulnérabilité des structures critiques aux effets des crues et des glaces. Le développement et la vérification des outils numériques utilisés seront illustrés par des applications à des cas exemples.

• Communication orale 11 h 30
  Évaluation de la vulnérabilité sismique des églises en maçonneries non renforcées au québec : la typologie conefroy
  Roxanne Carrier (ÉTS - École de technologie supérieure), Azarm Farzam (École de technologie supérieure), Marie-José Nollet (École de technologie supérieure), Maria Adelaide Parisi (Politecnico di Milano), Gessica Sferrazza Papa (Politecnico di Milano)

  La région de l’Est du Canada se caractérise par un aléa sismique modéré qui peut entraîner des dommages importants pour les bâtiments historiques. Comme le confirme un inventaire de 108 églises pour l'île de Montréal, la province de Québec comporte une forte densité d'églises historiques en maçonnerie non renforcée (URM). Les églises en général se sont avérées particulièrement vulnérables aux actions sismiques en raison de leurs caractéristiques géométriques, qui comprennent de hauts murs minces et de grandes ouvertures, ainsi que du type de matériaux utilisés et de leurs techniques de construction. Afin de préserver ce patrimoine historique, un premier examen de l'inventaire a conduit à regrouper les églises en fonction de la configuration de leurs façades. Les principales typologies identifiées sont le type Conefroy, le type Néo-Romain, le type Baroque italien et le type Baillargé. Dans le cadre d'un programme de recherche plus général, l'objectif de cet article est d'étudier la vulnérabilité sismique de la typologie Conefroy qui est largement présente au Québec. L'église Sainte-Famille de Boucherville fait l’objet d’une étude approfondie. Cette église est construite selon le "Plan Conefroy" typique qui consiste en un plan en croix latine avec une seule nef. Un autre aspect particulier de cette typologie est le clocher qui est placé derrière la façade et qui est indépendant de celle-ci. Cette étude est réalisée en appliquant au contexte québécois la méthodologie italienne pour l'évaluation de la vulnérabilité sismique des églises. La méthode s'appuie sur une base de données étendue d'observations de dommages et identifie les mécanismes de dommages possibles qui peuvent être associés aux caractéristiques typologiques et de construction. Cette méthodologie est adaptée au contexte québécois, où la structure principale en maçonnerie est accompagnée d'importantes parties en bois. Dans un premier temps, le contexte historique de l’église Sainte-Famille est étudié afin de recueillir des informations sur ces phases de construction et des possibles réfections. Ensuite, une étude détaillée sur place est réalisée afin d'élaborer un modèle géométrique 3D complet et un modèle numérique adapté aux analyses structurelles. Enfin, les premiers résultats obtenus suite aux analyses modales sur la partie de la maçonnerie seront présentés et discutés.

Repas et session d’affiches

Présentations orales (Partie 3/3)

• Communication orale 13 h 00
  Modélisation multi-échelle des interfaces barrage-fondation rugueuses pour l'évaluation de la stabilité au glissement des barrages-poids
  Najib Bouaanani (Polytechnique Montréal), Benjamin Miquel (Hydro-Québec), Sylvain Renaud (Polytechnique Montréal), Tarik Saichi (Polytechnique Montréal)

  Les barrages hydro-électriques produisent près de 97% de l’électricité consommée au Québec. Ces aménagements d’importance vitale peuvent subir divers types de charges extrêmes : poussée des glaces, séismes, crues, etc. C’est pourquoi, ces dernières décennies, nombre de travaux d’ingénierie et de recherche se sont intéressés au développement et à l’amélioration de méthodes d’évaluation de la sécurité de ces ouvrages. Cependant, dans le cas des barrages-poids en béton, la sélection des valeurs des propriétés mécaniques le long des interfaces barrage-fondation est toujours associée à d’importantes incertitudes, notamment vis-à-vis de l'influence de la rugosité. Dans ce travail, une procédure originale est développée pour modéliser, au moyen d’éléments-finis non-linéaires, à différentes échelles, des contacts roc-béton rugueux non-liés, afin de mieux comprendre le comportement en cisaillement des interfaces barrage-fondation.

  Dans un premier temps, cette procédure est appliquée pour reproduire des essais de cisaillement menés sur des contacts roc-béton de petite et moyenne échelles, c’est à dire : (i) des carottes forées de barrages existants de diamètre d’environ 10 cm; (ii) des échantillons rectangulaires de longueur d’environ 50 cm. Les prédictions des modèles 3D d’éléments finis non-linéaires résultants sont alors comparées vis-à-vis des données expérimentales correspondantes, validant ainsi la procédure. En outre, les résultats démontrent les effets majeurs des propriétés de rugosité et des conditions d’emboitement des contacts roc-béton sur leur résistance au cisaillement, quelle que soit l’échelle considérée.

  Dans un second temps, la procédure proposée est utilisée pour modéliser des contacts roc-béton rugueux de grande échelle, i.e. des interfaces barrage-fondation considérées dans leur ensemble. Pour ce faire, des relevés bathymétriques et LiDAR de surfaces de fondation rocheuses proches de barrages existants sont traités pour obtenir des géométries rugueuses d’interfaces barrage-fondation réalistes. Ces profils sont alors implémentés au sein de modèles d’éléments finis pour évaluer la stabilité au glissement de deux barrage-poids de hauteurs différentes. La réponse non-linéaire des interfaces barrage-fondation est analysée de manière détaillée par le biais d’angles de friction limites, de facteurs de sécurité au glissement, et de distributions des contraintes de cisaillement. Ce travail permet alors d’illustrer les possibles effets de plusieurs propriétés des systèmes barrage-fondation sur la stabilité de l’ouvrage, telles que : les irrégularités géométriques, les clés de cisaillement, les sous-pressions, la taille du barrage, le module d’élasticité et la résistance mécanique du roc.

  Au final, les résultats confirment la contribution majeure des propriétés de rugosité sur la stabilité au glissement des barrages-poids en béton. Ce projet est le résultat d’une collaboration de longue date entre les mondes de l’académique (Polytechnique Montréal) et de l’industrie en ingénierie des barrages (Hydro-Québec).

• Communication orale 13 h 30
  Évaluation de la vie en fatigue des conducteurs de lignes de transport d’énergie en utilisant des modèles éléments finis et des critères de fatigue multiaxiale
  Pedro Henrique Correa Rocha (UdeS - Université de Sherbrooke), Sébastien Lalonde (ÉTS - École de technologie supérieure), Sébastien Langlois (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Les dommages causés par la fatigue des brins sont l’une de formes les plus courantes de défaillance des câbles de lignes de transport d’énergie et peuvent menacer le fonctionnement sécuritaire et stable des lignes. Les ruptures par fatigue sont causées par les vibrations des lignes dues au vent et sont généralement observées sur les brins dans les régions proches des pinces de suspension. Traditionnellement, l'étude du comportement en fatigue des conducteurs se fait à travers des essais expérimentaux de l'ensemble câble-pince de suspension réalisés sur des bancs d'essais qui émulent les conditions de charge et de vibration du câble. Dans ces essais, l'objectif est d'associer le nombre de cycles avant l'apparition de la rupture du brins au niveau de traction et de vibration du conducteur. En fait, la rupture par fatigue des conducteurs est un problème qui se produit à l'échelle locale par accumulation de dommages à la surface des fils, en raison du phénomène de fatigue associée au contact entre les fils ou entre les fils et la pince de suspension. Par conséquent, la compréhension du phénomène de la fatigue des câbles à partir d'une perspective locale du problème de la fatigue de contact peut conduire à une meilleure évaluation de la performance en fatigue des lignes de transport d’énergie. Ce travail propose une stratégie de prévision de la durée de vie des câbles conducteurs d'électricité basée sur les forces locales causant des dommages par fatigue dans les régions critiques des câbles. Des simulations numériques de l'assemblage câble-pince de suspension sont utilisées pour déterminer la distribution des contraintes le long du câble pendant le chargement cyclique. Dans la méthodologie proposée, l'utilisation d'indicateurs de fatigue, par exemple l'indicateur Smith-Watson-Topper, devrait détecter la région la plus critique du câble du point de vue de la fatigue. Des modèles locaux de ces régions utilisant des techniques de sous-modélisation devraient fournir le champ de contrainte autour des points de contact situés dans ces régions. Pour tenir compte des dommages en fatigue, la combinaison de la méthode des distances critiques avec des modèles de fatigue multiaxiale devrait permettre de prédire le nombre de cycles pour la rupture des brins dans cette région et donc du câble conducteur. Les travaux sont en cours de développement pour le câble conducteur en aluminium renforcé d’acier (ACSR) et le conducteur en alliage d'aluminium (AAAC). Des essais de fatigue par fretting des fils utilisés dans ces conducteurs doivent être réalisés pour l'étalonnage du modèle de fatigue. Après l'étalonnage, le modèle de fatigue devrait être capable de prédire la durée de vie en fatigue des câbles sous différents niveaux de traction et de vibration. Des résultats partiels générés pour le câble conducteur AAAC 900 MCM montrent que le modèle des éléments de poutre est capable de prédire avec une bonne précision la distribution de la déformation du câble monté sur la pince de suspension par rapport aux résultats expérimentaux. On observe également que l'utilisation du modèle de fatigue de Smith-Watson-Topper comme indicateur de l'endommagement par fatigue permet de prédire que les défaillances des brins de ce câble sont localisées dans la portion supérieure, dans la dernière couche, jusqu'à 20 mm après le bord du sabot. Ces résultats montrent une bonne précision de la région de défaillance par fatigue du câble en comparaison avec des essais expérimentaux.

• Communication orale 14 h 00
  Comportement des structures hybrides en acier composées de contreventements concentriques avec amortisseurs à friction et cadres résistants aux moments
  Derek Millichamp (Université Concordia), Lucia Tirca (Université Concordia)

  Le développement des structures innovatives résistantes aux séismes a été l’objectif des chercheurs dans les dernières décennies. L’intérêt dans l’installation des appareils pour dissiper l’énergie en tant que fusible est fondée dans la possibilité de réduire la déformation interétage, la déformation résiduelle, et la réduction de dommage global sur la structure.

  Cette présentation démontre les problématiques concernant la conception des structures en acier avec amortisseurs à friction, et l’amélioration du système par l’ajout de rigidité. Deux bâtiments fictifs de 8 étages à Vancouver, Colombie-Britannique ont été conçue, un uniquement avec des contreventements concentriques et amortisseurs à friction, et l’autre avec l’ajout d’un cadre résistant aux moments conçu avec un cisaillement à la base de seulement 25%V. Un facteur de réduction pour la ductilité et la sur-résistance de 4, R_dR_o, est suggérer et présenter pour la structure ainsi que la marge de sécurité d’effondrement.

  Le système hybride est conçu avec l’intention que les contreventements concentriques avec amortisseur reprendront la majorité d’action inélastique et le cadre résistant aux moments est conçu pour l’auto-centrage du système. Cette présentation démontre qu’un système seulement contreventé avec amortisseur à friction ne résiste pas les charges de conception et n’est pas recommander dans les zones séismiques. Par contre, le comportement des structures hybrides en acier composées de contreventements concentriques avec amortisseurs à friction et cadres résistants aux moments, satisfait entièrement les critères de sécurité d’effondrement.

• Communication orale 14 h 45
  Modèle de mélange gaussien pour l'analyse de la fragilité sismique des ponts
  Pedro Alexandre Conde Bandini (UdeS - Université de Sherbrooke), Jamie E. Padgett (Rice University), Patrick Paultre (Université de Sherbrooke), Gustavo Henrique Siqueira (Universidade Estadual de Campinas)

  Les modèles probabilistes de la demande sismique et l'analyse de la fragilité sont des éléments clés du génie parasismique basé sur la performance. L'évaluation de la performance des systèmes structuraux à composants multiples, comme les ponts routiers, est facilitée par la prise en compte de l'interaction entre les composants. Les formulations analytiques classiques capables d'incorporer cette caractéristique et de gérer les incertitudes reposent sur des hypothèses communes : la demande sismique suit une loi log-normale et la dépendance linéaire entre les réponses des composantes structurelles. Néanmoins, ces hypothèses ne sont pas toujours valides. Une méthodologie est donc proposée pour la construction de modèles probabilistes de demande sismique basés sur l'analyse à bandes multiples (MSA) et sur des modèles de mélange gaussien (GM). Cette méthode s'appelle MSA-GM et est plus flexible que les autres stratégies classiques par rapport aux hypothèses généralement adoptées. Une étude de cas sur un pont au Québec est présentée pour analyser, dans un premier temps, la validité des hypothèses sur la demande sismique, et, plus tard, leur impact sur les courbes de fragilité. Les avantages de la méthodologie proposée sont mis en évidence tout au long de ces analyses.

• Communication orale 15 h 15
  L’utilisation des alliages d’aluminium dans les infrastructures de ponts résilientes
  Charles Darwin Annan (Université Laval), Mahmoud Trimech (Université Laval), Scott Walbridge (University of Waterloo)

  Le bulletin de rendement des infrastructures canadiennes de 2019 indique que « l'état de nos infrastructures est à risque ». Les ponts sont au cœur de cette problématique d'infrastructure vieillissante. Les tabliers des ponts construits avec les matériaux de construction traditionnels sont devenus plus vulnérables face à l’augmentation de la demande du trafic et aux conditions environnementales agressives. Plusieurs tabliers de ponts en Amérique du nord et notamment au Québec sont défectueux et devraient être réhabilités ou remplacés prochainement. Dans ce contexte, l'utilisation des alliages d'aluminium dans la conception et fabrication des platelages des ponts routiers offre des promesses considérables. Cependant, à ce jour, ce potentiel est largement sous-exploité, principalement en raison du manque de connaissances et de l’expérience insuffisante. La présente présentation résume les travaux de recherche élaborés à l’université Laval sur l’application des alliages d’aluminium dans la conception des platelages des ponts routiers en aluminium en considérant certaines conditions de chargement extrême et environnementales extrêmes. La récente conception du platelage innovante consiste à assembler des panneaux extrudés en aluminium et donc présente plusieurs connexions à concevoir adéquatement.

  D’abord, une connexion innovante a été proposée et vérifiée entre le platelage et les dispositifs de retenue. Des simulations numériques ont été menées pour valider les essais de collisions requis pour la conception des dispositifs de retenues.

  Ensuite, les connexions platelage en aluminium - poutres en acier sont investiguées sous des conditions thermiques extrêmes. D’ailleurs, la différence significative entre les coefficients de dilatation thermique de l’acier et l’aluminium représente un facteur critique à considérer dans la conception. Des connexions spécifiques ont été examinées afin de connecter les poutres en acier au platelage en aluminium dans l’optique de créer l’action composite.

  Finalement, le phénomène de fatigue compromettant les structures métalliques en général et bien évidemment les platelages en aluminium soudés sera investigué. Afin d’améliorer la résistance en fatigue des joints soudés dans le platelage, le soudage par friction malaxage a été proposé. Cependant, l’insuffisance des normes au niveau de la qualification de la résistance en fatigue des joins soudés par friction malaxage limite son exploitation. Ainsi, des essais de fatigue à grandes échelle permettront de standardiser la résistance en fatigue de ces joints dans les platelages des ponts routiers en aluminium.

• Communication orale 15 h 45
  Étude comparative de la vulnérabilité sismique des composants non-structuraux d’un bâtiment selon les méthodes du FEMA P58 et de la norme CSA S832-14
  Rola Assi (ÉTS - École de technologie supérieure), Rémi Rigail (ÉTS - École de technologie supérieure)

  La vulnérabilité sismique des composants non-structuraux (CNS) d’un bâtiment de 6 étages situé sur le campus de l’école de technologie supérieure à Montréal est évaluée selon la méthode paramétrique de la norme CSA S832-14-Réduction du risque sismique associé à la défaillance des composants fonctionnels et opérationnels des bâtiments (CFO) dans les bâtiments et selon l’approche probabiliste proposée dans le FEMA P-58-Seismic Performance Assessment of Buildings. Les CNS considérés dans cette étude sont les cloisons, les murs rideaux, les luminaires, les faux plafonds, le système de ventilation et l’équipement de protection contre l’incendie.

  Tout d’abord, un inventaire des CNS par étage a été établi et chaque CNS est décrit par sa quantité, sa position dans le bâtiment, le type de sa retenue et son raccordement. Le bâtiment a été défini par sa géométrie, la surface en plan de chaque étage, le type du système structural, sa période fondamentale de vibration, son occupation et le type de sol. L’aléa sismique uniforme de Montréal (site classe C) a été utilisé avec deux périodes de retour, soit 475 ans pour un séisme modéré (10% en 50 ans) et 2475 ans pour un séisme rare (2% en 50 ans) et l’intégrité structurale du bâtiment a été assumée intacte durant le séisme.

  Ensuite, le niveau du risque sismique de chaque CNS a été évalué suivant la méthode qualitative proposée dans la norme CSA S832-14. Cela comprend la détermination de l’indice de risque R calculé comme étant le produit de l’indice de vulnérabilité sismique, V, lié à la probabilité de défaillance du CNS lors d’un tremblement de terre de référence et l’indice de conséquence de sa défaillance ou de son dysfonctionnement, C. Finalement, la probabilité du degré de dommage de chaque CNS a été évaluée à partir des courbes de fragilités du FEMA P 58 et qui sont implémentées dans le l’outil PACT-Performance Assessment Calculation Tool.

  Finalement, les courbes de vulnérabilité disponibles dans l’outil PACT ont permis d’évaluer l’aspect économique associé au niveau de dommage attendu en cas d’un séisme d’une intensité donnée. Donc, le coût de réparation par rapport au prix original et le nombre de jours requis pour la réparation de chaque CNS ont été évalués pour chaque période de retour. D’autre part, le niveau de risque évalué avec la méthode du CSA S832 a permis de prioriser la mise en œuvre des stratégies d’atténuation des effets du séisme, sans pour autant donner des informations sur le degré de dommage attendu lors d’un séisme.