Analyse limite d’arcs en maçonnerie par la ligne des poussées : étude expérimentale et validation numérique des hypothèses de résistance infinie et de non-glissement

L’approche graphique de la ligne des poussées appliquée dans le cadre de la théorie plastique est une méthode couramment utilisée afin d’évaluer la sécurité structurale d’arcs en maçonnerie. En accord avec le théorème statique, la stabilité d’un arc est assurée s’il est possible de trouver une ligne des poussées entièrement inscrite dans l’enveloppe de la maçonnerie et respectant les conditions d’équilibre. La ligne des poussées est donc un puissant outil permettant d’attester de la stabilité d’un arc. Néanmoins, son application à des structures maçonnées nécessite d’émettre trois hypothèses fondamentales : résistance infinie en compression, nulle en traction et non-glissement. L’arc en maçonnerie est un système constructif omniprésent dans notre patrimoine. Or, au sein de ces structures maçonnées anciennes, il est commun d’observer une dégradation des joints sous l’action du temps. Dès lors, l’évaluation de la sécurité structurale de ces arcs par l’approche de la ligne des poussées est-elle pertinente au vu des hypothèses requises ? Ce document présente une étude expérimentale visant à vérifier la pertinence des hypothèses de résistance infinie et de non-glissement eu égard à la détermination de la charge de ruine par perte d’équilibre d’un arc en maçonnerie. Les tests sont effectués sur des arcs en maçonnerie dont les voussoirs et les joints présentent des caractéristiques diverses. Les résultats de ces expériences sont confrontés à ceux fournis par un modèle numérique paramétrique basé sur une construction graphique de la ligne des poussées, et tendent à confirmer le bien-fondé des hypothèses étudiées.