Contribution à l’étude de l’effet de l’interaction sol-structure sur le comportement des éoliennes sous chargement sismique

dc.contributor.authorMELLAS , Nesrine
dc.contributor.authorHEBBACHE , Kamel Encadrant
dc.contributor.authorMABROUKI , Abdelhak Co-Encadrant
dc.date.accessioned2026-06-18T08:47:38Z
dc.date.issued2026
dc.descriptionفي سياق التحول في الطاقة حيث الطاقات المتجددة ضرورية للحفاظ على البيئة ,تقيّم هذه الدراسة الأداء الزلزالي لهياكل دعم توربينات الرياح البحرية والبرية من خلال دراسة نهجين متكاملين. يحلل الجزء الأول تأثيرات قطر الأساسات ونوع التربة والتفاعل بين التربة والهيكل (ISS) باستخدام برنامج العناصر المحدودة SAP2000. يتم التحقق من صحة النماذج الهيكلية والجيوتقنية على التوالي من خلال اختبارات على طاولة اهتزازية وحلول تحليلية. تظهر النتائج أن الأعمدة ذات القطر الأكبر تحسن امتصاص الطاقة الزلزالية، في حين أن خصائص التربة (رملية فضفاضة أو كثيفة) تؤثر بشكل كبير على تبديد الطاقة والاستقرار. يقترح الجزء الثاني نهجًا مبتكرًا من خلال تطبيق عوازل زلزالية من المطاط المطلي بالرصاص (LRB) على قاعدة توربينات الرياح. تم تطوير نموذج لتوربينات الرياح بقدرة 8 ميجاوات على تربة طينية صلبة مع دمج SSI عبر نموذج Winkler. تشير النتائج إلى أن عوازل LRB تقلل بشكل كبير من التسارع والضغط على القاعدة، وتحسن الأداء الزلزالي وتقلل من أضرار الإجهاد، مما يطيل من عمر الهياكل. تسلط الدراسة الضوء أيضًا على أهمية تحسين نسبة التخميد لمختلف الظروف الزلزالية. تسلط هذه الدراسة الضوء على الأهمية الحاسمة للنمذجة الدقيقة لنظام SSI وتقدم العزل الزلزالي كحل واعد لتعزيز مرونة توربينات الرياح في المناطق المعرضة لخطر زلزالي مرتفع، مما يساهم في التنمية المستدامة للطاقة المتجددة
dc.description.abstractIn a context of energy transition where renewable energies are essential for preserving the environment ,This study evaluates the seismic performance of offshore and onshore wind turbine support structures by examining two complementary approaches. The first part analyses the effects of pile diameter, soil type and soil-structure interaction (ISS) using SAP2000 finite element software. The structural and geotechnical models are validated by vibrating table tests and analytical solutions, respectively. The results demonstrate that larger pile diameters improve seismic energy absorption, while soil characteristics (loose or dense sands) significantly influence energy dissipation and stability. The second part proposes an innovative approach using lead rubber bearings (LRBs) at the base of wind turbines. An 8 MW wind turbine model on stiff clay soil is developed with SSI integration via the Winkler model. The results indicate that LRB isolators significantly reduce accelerations and stresses at the base, improve seismic performance and reduce fatigue damage, thereby extending the service life of structures. The study also highlights the importance of optimizing the damping ratio for different seismic conditions. This research highlights the crucial importance of accurate SSI modelling and presents seismic isolation as a promising solution for enhancing the resilience of wind turbines in high seismic risk areas, thereby contributing to the sustainable development of renewable energy.
dc.description.sponsorshipDans un contexte de transition énergétique où les énergies renouvelables sont essentielles pour préserver l’environnement, Cette étude évalue la performance sismique des structures de support d'éoliennes terrestres en examinant deux approches complémentaires. La première partie analyse les effets du diamètre et longueur des pieux, du type de sol et de l'interaction sol-structure (ISS) à l'aide du logiciel éléments finis SAP2000. Les modèles structuraux et géotechniques sont validés respectivement par des essais sur table vibrante (Prowell, Veletzos et al. 2008) et des solutions analytiques (Demirci, Jalbi et al. 2022). Les résultats démontrent que les diamètres de pieux plus importants améliorent l'absorption de l'énergie sismique, tandis que les caractéristiques du sol (sables lâches ou denses) influencent significativement la dissipation d'énergie et la stabilité.La seconde partie propose une approche innovante par l'application d'isolateurs sismiques en caoutchouc plombé (LRB) à la base des éoliennes. Un modèle d'éolienne de 8 MW sur sol argileux raide est développé avec intégration de la SSI via le modèle de Winkler. Les résultats indiquent que les isolateurs LRB réduisent considérablement les accélérations et les efforts à la base, améliorent les performances sismiques et réduisent les dommages de fatigue, prolongeant ainsi la durée de vie des structures. L'étude souligne également l'importance de l'optimisation du ratio d'amortissement pour différentes conditions sismiques. Cette recherche met en évidence l'importance cruciale d'une modélisation précise de la SSI et présente l'isolation sismique comme une solution prometteuse pour renforcer la résilience des éoliennes dans les zones à haut risque sismique, contribuant ainsi au développement durable des énergies renouvelables.
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1060
dc.language.isofr
dc.publisherUniversité Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie
dc.subjectÉolienne
dc.subjectinteraction sol-structure
dc.subjectperformance sismique
dc.subjectisolation LRB
dc.subjectfondation Winkler
dc.subjectdiamètre des pieux
dc.subjectratio d'amortissement
dc.titleContribution à l’étude de l’effet de l’interaction sol-structure sur le comportement des éoliennes sous chargement sismique
dc.typeThesis

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ETH2601 Contribution à l’étude de l’effet de l’interaction sol-structure sur le comportement des éoliennes sous chargement sismique MELLAS , Nesrine.pdf
Size:
8.94 MB
Format:
Adobe Portable Document Format

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description: