Abstract FR:

Cette thèse présente une modélisation par la méthode des éléments finis de la tenue au vent des ponts souples prenant en compte les interactions aeroelastiques entre l'écoulement d'air et le mouvement de la structure. Le vent au voisinage du sol est défini en termes de modèles probabilistes existants. Un soin particulier est apporté à la description de la turbulence du vent par des densités spectrales de puissance et des signaux temporels. Les modèles mathématiques des forces générées par un écoulement d'air turbulent sur un tablier de pont sont présentes dans les domaines fréquentiel et temporel. L’adoption d'un modèle linéaire permet d'exprimer ces efforts éoliens comme la superposition d'effets statiques, aeroelastiques et stationnaires. Les forces éoliennes sont alors exprimées dans le cadre d'un formalisme du type élément fini. L’équation de mouvement du système est établie, ainsi qu'un critère de stabilité vis-à-vis du phénomène de flottement. Une méthode numérique pour le calcul des vitesses critiques d'instabilité est fournie. Pour l'étude de la réponse a la turbulence, trois méthodes de calcul sont proposées. La première consiste à réaliser un calcul purement fréquentiel des équations modales du système aeroelastiquement couplées. La deuxième fait appel à la notion des modes propres complexes afin de pouvoir découpler les équations du système et réaliser un calcul en fréquence de chaque équation modale complexe. La troisième consiste à intégrer dans le temps les équations de mouvement du système fluide-structure. Les diverses méthodes sont validées sur les résultats expérimentaux des maquettes souples des ponts Vasco de Gama et de Normandie. La bonne corrélation entre les résultats numériques et expérimentaux met en évidence l'importance de la prise en compte de la modification des fréquences d'oscillation et des termes de couplage aeroelastique. Une analyse de stabilité et un calcul de la réponse à la turbulence sur des modèles par éléments finis complets de ces mêmes ouvrages sont également présentes.