Modelisation du contact tridimensionnel avec frottement en grandes transformations et son application a l'etude des dispositifs d'ancrage multitorons (French text)

Au fil des années, l'utilisation de la précontrainte externe est devenue très populaire comme moyen permettant d'éviter le remplacement d'un ouvrage existant, pour des raisons de capacité portante insuffisante ou encore pour la conception de nouveaux ouvrages. Cependant, la grande complexité des dispositifs d'ancrage nécessaires à la mise en tension des câbles, rend d'une extrême délicatesse la détermination de son comportement déformationnel. La nature tridimensionnelle du problème, jumelée au suivi de l'évolution des conditions de contact et de frottement aux diverses interfaces ainsi qu'à l'apparition de déformations permanentes dans le bloc d'ancrage au cours de la mise en tension des câbles en font un problème de grande taille fortement non linéaire. Cette thèse présente la mise au point d'un modèle permettant la bonne représentation du problème de contact tridimensionnel avec frottement en grandes transformations et l'application de ce dernier dans le cadre d'une étude du comportement déformationnel des dispositifs d'ancrage multitorons. Une spécialisation du modèle a également été considérée afin de permettre une représentation adéquate du comportement à l'interface toron-mors d'ancrage. Inhérent à l'ensemble des difficultés relatives à la résolution d'un tel problème, on propose, en particulier, la résolution du système linéarisé à l'aide de méthodes itératives ainsi qu'une reconstruction systématique de la matrice tangente globale basée sur la modification de la définition d'un élément de contact. L'ensemble des développements ont été effectués dans le cadre d'une mise en oeuvre informatique orientée objet, permettant ainsi l'encapsulation de la gestion du problème de contact avec frottement. Plusieurs exemples de validation ont été présentés afin d'illustrer les performances du modèle. Finalement ce dernier a été utilisé dans le cadre d'une étude comparative de trois dispositifs d'ancrage multitorons ainsi que pour la détermination des paramètres associés à la loi de comportement spécialisée à l'interface toron-mors d'ancrage à l'aide d'une technique de calage par réseaux neuromimétiques en utilisant des résultats expérimentaux obtenus sur un dispositif monotoron.