Dynamique des Structures & Parasismique Avancé

Ce cours de Master 2 (S3, 4 crédits) approfondit le comportement des structures de génie civil soumises à des actions variables dans le temps : séisme, vent, trafic, machines tournantes. Il part de l’oscillateur à un degré de liberté pour aller jusqu’à l’analyse modale spectrale des bâtiments, l’analyse sismique non linéaire (pushover, time-history) et le contrôle passif des vibrations (amortisseurs, isolation à la base, amortisseurs à masse accordée). Le contexte nigérien est pris en compte : sismicité faible à modérée mais non nulle, prédominance des ossatures en béton armé R+n à Niamey et Maradi, château d’eau et réservoirs surélevés, passerelles et ponts sur le fleuve Niger, bâtiments stratégiques (hôpitaux, centres de secours) pour lesquels une vérification dynamique rigoureuse est justifiée.

Objectifs d’apprentissage

• Maîtriser les équations de la dynamique des structures en régime libre et forcé.
• Réaliser l’analyse spectrale et l’analyse temporelle des structures sous séisme.
• Dimensionner les structures de génie civil aux charges dynamiques : vent, séisme, trafic.
• Évaluer et améliorer la réponse dynamique des structures par contrôle passif.

Prérequis

Construction Parasismique (CPR1GC9) — Master GCI S1 ; Modélisation Numérique des Structures (MNS2GC6) — Master GCI S2. Sont également supposés acquis : résistance des matériaux, calcul matriciel des structures (méthode des déplacements), algèbre linéaire (valeurs propres), équations différentielles linéaires.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Dynamique des Systèmes à un Degré de Liberté
2. Leçon 2 — Dynamique des Systèmes à Plusieurs Degrés de Liberté
3. Leçon 3 — Analyse Sismique Non Linéaire
4. Leçon 4 — Contrôle Passif des Vibrations

Travaux pratiques

• TP guidé 1 : analyse modale spectrale d’un bâtiment R+5 sous SAP2000 selon l’EC8 (leçon 2).
• TP guidé 2 : évaluation parasismique d’un bâtiment existant à Niamey par pushover (méthode N2) et lecture des niveaux de performance IO/LS/CP (leçon 3).
• TP guidé 3 : pré-dimensionnement d’un système d’isolation sismique pour un bâtiment hospitalier au Niger (leçon 4).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 8 h, travail personnel (TPE) 42 h, soit 80 h au total — 4 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD notés, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit + rendu de TP sur logiciel).

Bibliographie

• A. K. Chopra, Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, Pearson.
• NF EN 1998-1 (Eurocode 8) : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes — Partie 1 ; ASCE/SEI 41-17 : Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings.
• R. W. Clough & J. Penzien, Dynamics of Structures, McGraw-Hill (ouvrage classique complémentaire).
• V. Davidovici, La construction en zone sismique, Le Moniteur (complément en français).