Probability approach to the behavior of brick masonry wall

Approche probabiliste du comportement des murs en maçonnerie de briques Les structures en maçonnerie, en particulier celles qui ont une importance historique, sont souvent construites avec peu ou pas de réglementations, ce qui entraîne une variabilité considérable des propriétés des matériaux. Malgré cela, les méthodes d'évaluation conventionnelles s'appuient généralement sur des concepts de sécurité déterministes ou basés sur l'expérience. Des études analytiques récentes ont mis en évidence l'importance de tenir compte de la variabilité spatiale des propriétés mécaniques des éléments de maçonnerie et des joints de mortier, en particulier lors de l'évaluation du comportement structurel des panneaux muraux sous charge dans le plan.Cette thèse vise à améliorer la compréhension du comportement de la maçonnerie en briques en étudiant comment les incertitudes spatiales dans les propriétés des matériaux influencent la réponse dans le plan des murs en maçonnerie non renforcée (URM). Les principaux objectifs consistent à quantifier les incertitudes dans les propriétés mécaniques des composants de maçonnerie, à propager ces incertitudes à travers des modèles numériques, à développer des modèles de substitution pour la réponse structurelle et à évaluer les implications pour les pratiques de conception et d'évaluation.Tout d'abord, une étude expérimentale non destructive est menée afin d'évaluer les propriétés spatiales et globales du champ dynamique de briques d'argile isolées, ainsi que la distribution spatiale et globale de ces propriétés dans le mortier et les briques d'argile d'un échantillon de mur représentatif, à l'aide de la vitesse d'impulsion ultrasonique (UPV) et de la technique d'excitation par impact (IET). Ensuite, le cadre de détection compressive bayésienne (BCS) est utilisé comme outil de reconstruction haute résolution pour les données expérimentales clairsemées. Ceci est complété par un schéma de validation croisée Monte Carlo (MCCV), qui quantifie rigoureusement la fidélité de la reconstruction. Ensemble, ces méthodes permettent une caractérisation statistique robuste et fondée sur les données des paramètres clés nécessaires à une description complète des champs aléatoires du module dynamique des briques, en particulier les paramètres de leur distribution marginale (fonction de distribution de probabilité, PDF) et leur structure spatiale telle que capturée par la fonction d'autocovariance (ACF).Ensuite, ce modèle ACF a guidé la construction d'un nouveau cadre de modélisation probabiliste qui intègre un modèle d'éléments finis tridimensionnel optimisé (FEM) dans CAST3M avec des propriétés de matériaux de champ aléatoire définies par un script Python générées à l'aide de l'expansion de Karhunen-Loève (KLE). Ce cadre permet de simuler des propriétés de matériaux corrélées et non corrélées spatialement et d'évaluer leurs effets sur le comportement stochastique non linéaire des murs en maçonnerie non armée sous une charge dans le plan.Enfin, un modèle de substitution à double branche et à entrées multiples (ANN) a été entraîné pour prédire rapidement le comportement des murs à travers des réalisations de champs aléatoires. Des analyses de sensibilité ont révélé l'influence de la variabilité spatiale sur la capacité de cisaillement, et des comparaisons avec l'Eurocode 6 ont mis en évidence un conservatisme potentiel dans ses dispositions déterministes en matière de cisaillement.En intégrant la cartographie expérimentale haute résolution, la caractérisation des propriétés des matériaux, la modélisation probabiliste des champs aléatoires et les substituts d'apprentissage automatique, cette thèse fournit un cadre robuste pour des évaluations fiables et rentables des structures en maçonnerie soumises à des propriétés spatiales des matériaux.