Analyse dynamique d'un bâtiment de grande hauteur à Montréal par mesures des vibrations ambiantes et modélisation numérique

Seymaux, Cyrielle (2026). Analyse dynamique d'un bâtiment de grande hauteur à Montréal par mesures des vibrations ambiantes et modélisation numérique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire présente une analyse dynamique, à la fois expérimentale et numérique, d’un bâtiment de grande hauteur situé au centre-ville de Montréal. Une campagne de mesures de vibrations ambiantes (MVA). L’objectif est de quantifier in situ les propriétés modales, dont l’amortissement, et de vérifier la pertinence des coefficients de réduction de rigidité du béton fissuré utilisés en modélisation pour les bâtiments de grande hauteur flexibles, les cadres normatifs CSA A23.3 et CNB 2020 étant encore peu adaptés. Ainsi, à partir d’une campagne de MVA, couvrant les 58 étages du bâtiment étudié et menée au moyen de capteurs TROMINO®, les paramètres modaux (fréquences, amortissement, déformées modales) sont extraits à l’aide des méthodes de décomposition du domaine fréquentiel améliorée (DDFA) et d’identification stochastique en sous-espace (ISS). Ces données expérimentales sont ensuite comparées aux résultats d’un modèle éléments finis (MÉF) développé sous le logiciel ETABS, puis calibré à l’aide d’une analyse de sensibilité globale et d’une procédure d’ajustement incrémental. L’étude met en évidence des écarts significatifs entre les hypothèses normatives et les valeurs mesurées in situ, ce qui justifie l’ajustement de ces paramètres dans les analyses dynamiques. Cette recherche constitue la première étude de ce type à Montréal sur une tour instrumentée de cette envergure. Elle renforce la fiabilité des modèles numériques de conception en déterminant l’amortissement et les formes modales in situ, généralement difficiles à quantifier pour ces structures, et en évaluant l’écart de rigidité entre le modèle numérique et la réponse mesurée.

Titre traduit

Dynamic analysis of a tall building in Montreal using ambient vibration measurements and numerical modeling

Résumé traduit

This thesis presents a dynamic analysis, both experimental and numerical, of a tall building located in downtown Montreal. The objective is to quantify the in-situ modal properties, including damping, and to assess the relevance of the cracked concrete stiffness reduction factors used in numerical models of flexible high-rise buildings, as the current CSA A23.3 and NBCC 2020 provisions remain poorly suited to such structures. Based on ambient vibration testing (AVT) covering all 58 floors and conducted using TROMINO® sensors installed throughout the structure, modal parameters (frequencies, damping ratios, and mode shapes) were extracted using the Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) and Stochastic Subspace Identification (SSI) methods. These experimental data were then compared with the results of a finite element model (FEM) developed in ETABS, which was calibrated using a global sensitivity analysis and an incremental updating procedure. The study highlights significant discrepancies between code-based assumptions and the in-situ measurements, justifying the adjustment of these parameters in dynamic analyses. This research represents the first study of its kind in Montreal on an instrumented high-rise of this scale. It enhances the reliability of design-stage numerical models by quantifying in-situ damping and mode shapes, typically difficult to assess for such structures, and by evaluating the stiffness gap between the numerical model and the measured structural response.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire par articles présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 297-301).
Mots-clés libres:	vibrations ambiantes, DDFA, ISS, amortissement, section fissurée, analyse de sensibilité, calibration MÉF, bâtiment de grande hauteur
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Assi, Rola
Codirecteur:	Codirecteur Abo El Ezz, Ahmad
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	04 mars 2026 20:07
Dernière modification:	04 mars 2026 20:07
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3834

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