Ce mémoire porte sur l'étude de l'interaction sol-structure appliquée aux fondations profondes du pont de la lagune de Porto-Novo, au Bénin, en analysant le comportement des pieux sous l'effet des charges verticales et latérales. Réalisée dans un environnement géotechnique complexe, cette étude met en lumière les défis posés par les sols mous et saturés caractéristiques des zones lagunaires. Les analyses, effectuées à l'aide du logiciel PLAXIS 3D, ont permis de modéliser les sollicitations subies par les pieux et de simuler leurs comportements vis-à-vis de ces sollicitations en mettant en lumière les différents mouvements des pieux (les tassements et déplacements horizontaux) et les concentrations de contraintes. Les résultats montrent des tassements significatifs, atteignant 95,30 mm sous charges combinées, et des déplacements horizontaux importants de 121,8 mm, particulièrement marqués dans la direction latérale dominante. Ces phénomènes traduisent une interaction complexe entre les pieux et le sol environnant, nécessitant des ajustements techniques pour garantir la stabilité de l'ouvrage. Pour répondre à ces enjeux, des solutions techniques adaptées ont été proposées, incluant l'augmentation des dimensions des pieux, leur ancrage dans des couches de sol plus rigides, et l'utilisation de pieux inclinés pour mieux résister aux charges latérales. Des mesures de renforcement du sol, telles que les injections de coulis cimentaires et les colonnes ballastées, ont également été recommandées pour améliorer la capacité portante. Cette étude fournit une base solide pour optimiser le dimensionnement des fondations profondes dans des contextes similaires. Elle souligne par ailleurs l'importance d'un suivi continu en phase d'exploitation pour prévenir les défaillances potentielles et garantir la durabilité des infrastructures.

 Abstract : This thesis deals with the study of soil-structure interaction applied to the deep foundations of the Porto-Novo lagoon bridge in Benin, by analysing the behaviour of piles under the effect of vertical and lateral loads. Carried out in a complex geotechnical environment, this study highlights the challenges posed by the soft, saturated soils characteristic of lagoon areas. The analyses, carried out using PLAXIS 3D software, were used to model the stresses experienced by the piles and to simulate their behaviour in relation to these stresses, highlighting the various movements of the piles (horizontal settlements and displacements) and stress concentrations. The results show significant settlements, reaching 95.30 mm under combined loads, and significant horizontal displacements of 121.8 mm, particularly marked in the dominant lateral direction. These phenomena reflect a complex interaction between the piles and the surrounding soil, requiring technical adjustments to guarantee the stability of the structure. To meet these challenges, appropriate technical solutions were proposed, including increasing the size of the piles, anchoring them in more rigid soil layers, and using inclined piles to better resist lateral loads. Soil reinforcement measures, such as cement grouting and ballasted columns, were also recommended to improve bearing capacity. This study provides a solid basis for optimising the design of deep foundations in similar contexts. It also highlights the importance of continuous monitoring during the operational phase to prevent potential failures and ensure the durability of the infrastructure.

Ce mémoire porte sur l'étude de l'interaction sol-structure appliquée aux fondations profondes du pont de la lagune de Porto-Novo, au Bénin, en analysant le comportement des pieux sous l'effet des charges verticales et latérales. Réalisée dans un environnement géotechnique complexe, cette étude met en lumière les défis posés par les sols mous et saturés caractéristiques des zones lagunaires. Les analyses, effectuées à l'aide du logiciel PLAXIS 3D, ont permis de modéliser les sollicitations subies par les pieux et de simuler leurs comportements vis-à-vis de ces sollicitations en mettant en lumière les différents mouvements des pieux (les tassements et déplacements horizontaux) et les concentrations de contraintes. Les résultats montrent des tassements significatifs, atteignant 95,30 mm sous charges combinées, et des déplacements horizontaux importants de 121,8 mm, particulièrement marqués dans la direction latérale dominante. Ces phénomènes traduisent une interaction complexe entre les pieux et le sol environnant, nécessitant des ajustements techniques pour garantir la stabilité de l'ouvrage. Pour répondre à ces enjeux, des solutions techniques adaptées ont été proposées, incluant l'augmentation des dimensions des pieux, leur ancrage dans des couches de sol plus rigides, et l'utilisation de pieux inclinés pour mieux résister aux charges latérales. Des mesures de renforcement du sol, telles que les injections de coulis cimentaires et les colonnes ballastées, ont également été recommandées pour améliorer la capacité portante. Cette étude fournit une base solide pour optimiser le dimensionnement des fondations profondes dans des contextes similaires. Elle souligne par ailleurs l'importance d'un suivi continu en phase d'exploitation pour prévenir les défaillances potentielles et garantir la durabilité des infrastructures.

 Abstract : This thesis deals with the study of soil-structure interaction applied to the deep foundations of the Porto-Novo lagoon bridge in Benin, by analysing the behaviour of piles under the effect of vertical and lateral loads. Carried out in a complex geotechnical environment, this study highlights the challenges posed by the soft, saturated soils characteristic of lagoon areas. The analyses, carried out using PLAXIS 3D software, were used to model the stresses experienced by the piles and to simulate their behaviour in relation to these stresses, highlighting the various movements of the piles (horizontal settlements and displacements) and stress concentrations. The results show significant settlements, reaching 95.30 mm under combined loads, and significant horizontal displacements of 121.8 mm, particularly marked in the dominant lateral direction. These phenomena reflect a complex interaction between the piles and the surrounding soil, requiring technical adjustments to guarantee the stability of the structure. To meet these challenges, appropriate technical solutions were proposed, including increasing the size of the piles, anchoring them in more rigid soil layers, and using inclined piles to better resist lateral loads. Soil reinforcement measures, such as cement grouting and ballasted columns, were also recommended to improve bearing capacity. This study provides a solid basis for optimising the design of deep foundations in similar contexts. It also highlights the importance of continuous monitoring during the operational phase to prevent potential failures and ensure the durability of the infrastructure.