Résumé

Les récentes défaillances d’ouvrages, parmis lesquelles l’effondrement du terminal 2E de l’aéroport Charles-de-Gaulle, le 23 mai 2004 (France), ou encore, celui du pont autoroutier de l’Interstate-35 ouest du Mississipi, le 1er août 2007 (USA), posent le problème du manque de robustesse structurale. Quantifier la robustesse des ouvrages constitue une préoccupation scientifique majeure. L’eurocode EN 1991-1-7 considère les actions accidentelles identifiables et non identifiables et définit la robustesse comme étant « l’aptitude d’une structure à résister à des événements tels que les incendies, les explosions, les chocs ou les conséquences d’une erreur humaine, sans présenter de dégâts disproportionnés par rapport à la cause d’origine ». La prise en compte des actions accidentelles identifiables ou non, prévisibles ou non, est donc déterminante dans la caractérisation de la robustesse structurale. Dans un contexte d’incertitudes sur les propriétés de résistance mécanique des structures et sur les actions sollicitantes, un cadre probabiliste est particulièrement adapté. Cette étude présente une approche fiabiliste pour la mesure de la robustesse des ouvrages. Dans la démarche proposée, la robustesse quantifie l’impact d’une défaillance localisée sur la défaillance globale de l’ouvrage. Dans le cas d’ouvrages hyperstatiques fortement redondants, la défaillance d’un élément n’entraîne pas nécessairement la défaillance globale de l’ouvrage. La prise en compte de tous les chemins de défaillance peut alors s’avérer délicate d’un point de vue numérique. La méthode des « branches et bornes » est utilisée dans cette étude pour déterminer le chemin de défaillance avec la plus grande probabilité d’occurrence (chemin de référence). L’indice de robustesse Ir est alors défini comme le rapport de la probabilité de défaillance du premier élément de défaillance dans le chemin de référence avec la probabilité d’occurrence du mécanisme de défaillance associé à ce chemin de référence. Des exemples numériques sont considérés pour illustrer les concepts introduits.