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Soutenance de thèse de Hussein OSMAN le 25/11/2025 : Dimensionnement des murs de soutènement en pierre sèche

Rendez-vous le mardi 25 novembre 2025 à 14h00

Lieu : 36 avenue Guy de Collongue –Bâtiment W1 – 69134 Ecully – salle 203

Dimensionnement des murs de soutènement en pierre sèche : cas des soutènements de talus

Dimensioning dry stone retaining walls: slope retaining wall

 

 

Composition du jury proposé :

  • M. Eric VINCENS - Professeur des universités - École Centrale de Lyon - Directeur de thèse
  • Mme Sylvie YOTTE - Professeur des universités - Université Limoges - Rapporteur
  • M. Fabrice EMERIAULT - Professeur des universités - Grenoble Alpes - Rapporteur
  • M. Frédéric DUBOIS - Ingénieur docteur - Université de Montpellier - Examinateur
  • Mme Anne-Sophie COLAS - Chargée de recherche - Université Gustave Eiffel - Examinateure
  • M. Fernando LOPEZ-CABALLERO - Professeur des universités - CentraleSupélec - Examinateur
  • M. Nathanael SAVALLE - Maître de conférence - Université Clermont-Ferrand - Co-encadrant de thèse
  • M. Stéphane HANS - Chargé de recherche - École Nationale des Travaux Publics de l'Etat - Co-encadrant de thèse

Résumé

La pierre sèche est une technique constructive pluri-millénaire présente dans le monde entier. Elle se fonde sur l'utilisation de moellons de pierre peu retaillés. L'ouvrage est érigé par un arrangement savant de ces moellons, et ce sans l'aide de mortier. Les murs de soutènement sont les ouvrages les plus représentés dans le patrimoine en pierre sèche. Actuellement, des milliers de kilomètres sont identifiés en France dont de nombreux toujours en service. En plus de leur valeur culturelle, ces murs ont toujours joué un rôle économique, en permettant le développement de l’agriculture et le transport dans les régions montagneuses. De nos jours, même si leur rôle économique est moindre, l'intérêt qu'ils suscitent va grandissant car ils répondent aux enjeux posés par le Développement Durable. L’absence de connaissances théoriques complètes et de normes de conception demeure ainsi un défi majeur pour l'affirmation de la pierre sèche comme solution d'ingénierie pertinente pour le XXIème siècle. En France, au cours des trois dernières décennies, des études expérimentales, analytiques et numériques ont été menées afin d’améliorer la compréhension de leur comportement mécanique et prouver leur valeur technique. Plus récemment, certaines études se sont concentrées sur leur comportement au séisme et ont proposé des recommandations préliminaires pour la conception sismique. Sur la base de ces avancées, le présent travail vise à approfondir l’étude de la réponse sismique des Murs de Soutènement en Pierre Sèche (MSPS). Cette étude s'appuie sur une approche numérique utilisant une modélisation 3D mixte discrète–continue (MDC). Le modèle numérique 3D est validé à partir d’expériences à échelle réduite issues de la littérature. Une fois validé, le modèle est utilisé pour étudier le comportement mécanique des MSPS dans le cadre d'une approche simplifiée du comportement dynamique puis dans le cadre d'une approche dynamique vraie. La réponse dynamique est d’abord examinée en utilisant des signaux harmoniques artificiels pour identifier des tendances premières et comprendre leur pouvoir endommageant. Ensuite, la réponse des MSPS est étudiée sous l’action d’enregistrements sismiques réels (approximativement M = 6) afin de mieux cerner le comportement réel des MSPS sous séisme. De ces études, nous avons pu mettre en évidence qu'un coefficient de comportement égal à 2, proposé par l'Eurocode 8 pour les murs de soutènement en béton armé, reste généralement valide pour les MSPS. Fort de ce résultat, les recommandations pour le dimensionnement sismique des MSPS sur le territoire français métropolitain ont été révisitées et élargies aux cas de remblais frottants et cohésifs.

Abstract

Dry stone construction is a millennia-old building technique found throughout the world. It is based on the use of roughly dressed stone blocks. The structure is erected by a skillful arrangement of these blocks, without the use of mortar. Retaining walls are the most common dry-stone structures within this heritage. Today, thousands of kilometers of such walls have been identified in France, many of which are still in service. In addition to their cultural value, these walls have always played an economic role, by enabling the development of agriculture and transportation in mountainous regions. Nowadays, although their economic role is less significant, their appeal continues to grow as they address the challenges posed by Sustainable Development. The absence of comprehensive theoretical knowledge and design standards remains a major challenge for the recognition of dry stone as a relevant engineering solution for the 21st century. In France, over the past three decades, experimental, analytical, and numerical studies have been carried out to improve the understanding of their mechanical behavior and to demonstrate their technical value. More recently, some studies have focused on their seismic behavior and have proposed preliminary recommendations for seismic design. Building on these advances, the present work aims to further investigate the seismic response of Dry-Stone Retaining Walls (DSRWs). This study is based on a numerical approach using a 3D mixed discrete--continuum (MDC) model. The 3D numerical model is validated against scaled experiments reported in the literature. Once validated, the model is used to study the mechanical behavior of DSRWs first within a simplified dynamic framework, and then within a fully dynamic framework. The dynamic response is first examined using artificial harmonic signals to identify initial trends and to assess their damaging potential. Then, the response of DSRWs is investigated under real seismic records (approximately M = 6) in order to better capture their actual seismic behavior. From these studies, we were able to highlight that a behavior factor equal to 2, as proposed by Eurocode 8 for reinforced concrete retaining walls, generally remains valid for DSRWs. Based on this result, the recommendations for the seismic design of DSRWs in metropolitan France have been revisited and extended to the cases of both frictional and cohesive backfills.

Mots clés

Patrimoine, Maçonnerie, Approche discrète–continue, Géotechnique, Méthode analytique, Séisme

Keywords

Heritage,Masonry,Discrete-continuum approach,Geotechnical,Analytical method,Earthquake    
Date de publication : 08/10/2025

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