Abstract FR:

L'interaction sol-structure a fait l'objet de nombreuses études aussi bien expérimentales, numériques que théoriques, mais en considérant généralement le problème à son échelle globale. Cette zone d'interface, lieu de cisaillement entre le sol et la structure, ne fait intervenir qu'une faible épaisseur de sol, mais est d'une grande importance pour la stabilité des ouvrages. D'autre part, la nature discrète du milieu granulaire qu'est le sol, est un facteur essentiel pour la compréhension du comportement d'interface. L'étude du comportement d'interface à l'échelle des grains est désormais envisageable du fait de l'essor des moyens informatiques qui a favorisé le développement de codes de calculs discrets de plus en plus performants. Dans ce mémoire sont étudiées les effets sur le comportement en cisaillement et d'interface des paramètres spécifiques au milieu granulaire et à l'inclusion. L'effet de la granularité (plus ou moins étalée) du matériau sur sa structure et son comportement est ainsi analysé. L'influence de la géométrie des particules est étudiée en considérant des grains elliptiques plus ou moins allongés. Enfin, l'influence de la loi de contact (élastique linéaire ou non linaire frottant) est considérée, sachant qu'une loi élastique non-linéaire est plus réaliste physiquement, surtout pour des contacts entre particules de dimensions différentes. Pour ce qui concerne l'influence sur le comportement d'interface de l'inclusion, cette dernière est ici caractérisée par une double rugosité : de surface (caractérisée par le coefficient de frottement) et géométrique (modélisée par des motifs triangulaires). L'ensemble de ces points est analysé dans un premier temps par des simulations numériques d'essais biaxiaux ou de cisaillement annulaire à l'aide du code de calcul discret PFC2D basé sur la Méthode des Éléments Distincts. Les techniques de passage micro-macro, ou approches par homogénéisation, se proposent de décrire la loi de comportement global de milieu granulaire par des considérations à l'échelle des particules. Ainsi les observations concernant les structures granulaires étudiées par le code de calcul discret, servent-elles de bases aux développements d'approches d'homogénéisation qui tiennent compte de la forme des particules, de la non-linéarité de la loi de contact, de la granularité du milieux, et de l'influence de la géométrie de l'inclusion. Les résultats de ces approches théoriques, en terme de caractéristiques globales sont confrontés pour validation aux résultats issus de simulations numériques discrètes d'essais de cisaillement annulaire et biaxiaux.