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.

Ces travaux permettront:

  • l’amélioration connaissance phénomène physique d’impact
  • l’amélioration efficacité des ouvrages
  • la réduction des couts de développement (essais) des produits français

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.

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.

 

Essais quasi-statiques

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’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.

Essais dynamiques

Essais réalisés :

  • 2 essais MEL (Energie maximale) distincts: 270kJ
  • 3 essais SEL (Energie de service) : ESEL=EMEL/3= 90kJ

Instrumentation et mesures :

  • Accéléromètre sur Bloc
  • Efforts sur composants (11 capteurs de Force)
  • Déplacement du bloc (Camera rapide)
  • Images complémentaires
  • Mesures d’allongement Freins

Modélisation

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.