• Projet National C2ROP
Chutes de blocs, risques rocheux et ouvrages de protection

Ecrans souples : expérimentation et modélisation numérique

Un groupe de travail a été créé au sein du projet national C2ROP dans le but de développer et améliorer les performances des modèles numériques permettant de simuler le comportement des écrans souples. Un prototype d’écran souple a été spécialement conçu et testé dans des conditions de chargement variées. Dans un premier temps, les composants de ce prototype ont été testés et calibrés pour alimenter les modèles en données. Ensuite, des essais en vraie grandeur ont été effectués dans différentes conditions de chargement pour évaluer la pertinence des modèles.

Les actions de la tranche 1 ont consisté plus particulièrement :

  • à définir l’ouvrage de référence du projet C2ROP et la campagne d’essais auquel il serait soumis ;
  • à avancer sur les modélisations numériques pour être en capacité de simuler les essais réalisés.

Un écran d’une capacité d’arrêt estimée à 350 kJ a été spécifiquement conçu, avec les caractéristiques suivantes :

  • hauteur nominale d’environ 2,50 mètres,
  • longueur de module de 5 mètres, l’ouvrage objet de cette étude étant constitué de 3 modules.

Afin de réaliser l’essai quasi-statique sur la station d’essais CAN située à Rompon (07), les équipes chantier CAN – GTS ont œuvré pour adapter le site aux besoins spécifiques de l’essai. Une poutre HEB a été mise en place sur le site afin de pouvoir implanter les montants de l’écran sur un plan vertical avec possibilité de variation de la longueur des modules si besoin.

Le dispositif d’acquisition installé de manière coordonnée par INSA, GTS, CAN et Cerema a permis d’obtenir :

  • l’effort de traction du treuil à l’avancement de l’essai ;
  • les efforts répartis dans la structure (câbles de rives, haubans) ;
  • les données photos et vidéos permettant l’observation de la cinématique de comportement global de l’écran au cours de l’essai.
  • des données sur les haubans amont et latéraux, complétant les informations obtenues au cours de l’essai ;

L’effort maximal de traction atteint est d’environ 250kN avant rupture des anneaux de fixation du treuil au bloc. La rupture du filet n’a pas été atteinte mais sa déformation a été quasi-maximale (environ 5m) par rapport à la course disponible avant le sol.

L’analyse de ces résultats d’essai a permis :

  • de définir la stratégie d’instrumentation des essais en dynamique ;
  • de cibler le niveau d’énergie des essais en dynamique : l’objectif des essais est essentiellement de fournir des données pour caler et vérifier la pertinence des modélisations. Dans ce cadre, le niveau de sollicitation doit être suffisamment élevé pour solliciter les différentes non-linéarités et mécanismes, mais ne doit pas conduire à la ruine de l’ouvrage (destruction de certains éléments constitutifs) qui ne pourrait pas être modélisée.

Les essais en vrai grandeur sont l’outil de validation des performances des écrans souples de protection (ETAG 27, Cerema 2014). Les modélisations numériques se positionnent en amont des essais en vrai grandeur et ont plusieurs objectifs ou débouchés :

  • compréhension des phénomènes physiques et de leurs interactions (objectif scientifique) : accéder à une meilleure compréhension du comportement dynamique complexe des écrans de filets,
  • pertinence de la justification (objectif normatif) : définir des cas de chargements, des modes de rupture et des coefficients de sécurité (modélisation stochastique),
  • coût des essais (objectif opérationnel) : aider à la conception et au dimensionnement des écrans.

Gestion administrative et financière

IREX
9 rue de Berri
75008 PARIS
E-mail : contact@irex.asso.fr
Tel : +33 (0)1 44 13 32 79

Coordination Région Rhône-Alpes

INDURA
55 avenue Galline
69100 VILLEURBANNE
E-mail : indura@indura.fr
Tel : 04 82 53 51 33

Direction

Président : Roland MISTRAL (Département de la Savoie)
Directeur : Jacques MARTIN (Egis)
Directeur Scientifique : François NICOT (Irstea)
Directrice de la valorisation : Marianne CHAHINE (Cerema)

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