Axe Parades

Les recommandations Conduite d’opération devront aborder les points suivants :

• Définition d’un glossaire
• Elaboration du processus d’opération
• Assistance à la maîtrise d’ouvrage
• Maîtrise d’œuvre
• Autres prestations
• Définition des besoins généraux en fonction des enjeux et des phénomènes
• Contraintes externes
• Organisation et planification générale des opérations
• Modes de financement
• Définition et gestion des risques naturels
• Définition des risques naturels résiduels acceptables
• Principes généraux de parades
• Définition des besoins spécifiques
• Exploitation des enjeux, exploitation des parades
• Information et concertation avec les parties prenantes extérieures
• Conception des parades
• Passation des marchés de travaux
• Suivi des travaux
• Réalisation des travaux
• Maintenance des ouvrages
• Inspection des ouvrages

La mise en place de filets déflecteurs n’est encadrée que par le respect des « règles de l’art », fruit du retour d’expérience sur les ouvrages similaires déjà sollicités. Suivant l’approche choisie par le maitre d’oeuvre et en fonction de son niveau d’expertise, les pratiques sont très différentes et peuvent dériver vers des usages discutables voir dangereux.
Pour autant, ce type d’ouvrage se développe car il permet de limiter la part aléatoire liée à la propagation de l’éboulement en couvrant l’ensemble de la zone de départ potentiel et peut réduire le coût d’exploitation. Les options de fonctionnement qu’offre ce type d’ouvrage (déflecteur, déviateur, avaloir, contrôle de sortie…) renforce l’intérêt de ces produits pour répondre au mieux aux diverses configurations rencontrées.
Aujourd’hui, il apparait important d’encadrer leur usage et de définir des principes communs, fruit de la confrontation des expériences des principaux acteurs qui sont tous regroupés au sein du projet national C2²OP. Les recommandations devront aborder les points suivants :

• Définition des divers types d’ouvrages de cette catégorie
• Définition d’un glossaire
• Détermination des cas d’emploi et des limites
• Principe de dimensionnement des ouvrages et de leur amarrage aux divers types de terrain
• Spécification techniques sur les éléments constitutifs et règles de mise en œuvre et de contrôle

La conception d’ouvrage de protection contre les éboulements rocheux de type merlon n’est encadrée que par le respect des « règles de l’art », fruit du retour d’expérience sur les opérations déjà réalisées.
Aujourd’hui, il apparait important d’encadrer les usages et de définir des principes communs, fruit de la confrontation des expériences des principaux acteurs qui sont tous regroupés au sein du projet national C²R²OP.
Les recommandations devront aborder les points suivants :

• Définition d’un glossaire
• Phénomènes naturels et sollicitations, définition, qualification, quantification
• Définition du résultat attendu, limites d’utilisations
• Contexte géologique, hydrogéologique, géotechnique, et hydrologique
• Contexte morphologique et environnemental
• Principes d’ouvrages
• Conception géométrique
• Conception structurelle
• Stabilité interne sous sollicitations statiques et dynamiques
• Stabilité externe sous sollicitations statiques et dynamiques
• Matériaux, matériels et spécifications
• Méthodes de réalisation des travaux
• Suivi, essais et contrôles en phase travaux
• Maintenance des ouvrages
• Inspection des ouvrages

La protection contre les éboulements rocheux par dispositifs de type auscultation ou surveillance instrumentale est et sera de plus en plus utilisée. De nombreuses publications et travaux scientifiques ont été réalisés.
Il apparait nécessaire d’actualiser et synthétiser des recommandations opérationnelles, à destination des gestionnaires d’infrastructures, maîtres d’ouvrages et maîtres d’œuvre.

Production d’un guide sur la maintenance et la réhabilitation des écrans pare-blocs anciens, établi sur la base des retours d’expérience des différents MOa (SNCF, différents CG, etc.) qui devront se fédérer pour la collecte des informations qui peuvent être confidentielles. La rédaction ne commencera qu’après production de certains travaux programmés dans le groupe risque.
Guide à l’usage des MOa pour la gestion de la maintenance de leur parc d’écrans pare-blocs. Présence d’experts en parades et de MOa gestionnaires de parcs d’ouvrages pare-blocs.

Nous proposons d’établir un programme d’essai afin de traiter les points suivants :

• Influence du type de filet sur la diffusion des contraintes internes
• Influence du mode de répartition des freins sur l’efficacité de l’ouvrage
• Influence de la géométrie sur les hauteurs résiduelles

Par ailleurs, les Maitres d’Ouvrages et Maîtres d’oeuvre se posent des questions légitimes sur le comportement des écrans pare-pierres dans les configurations réels d’emploi qui vont bien au-delà des conditions stéréotypées et très réductrices du protocole d’essais ETAG. De même, dans un contexte de vieillissement du parc d’écrans français, les gestionnaires d’infrastructure s’interrogent sur l’évolution dans le temps de l’efficacité de leurs ouvrages avec les conséquences sur la réhabilitation qui en découle. Dans cette optique, des essais en grandeur réel avec impact excentré et des essais sur ouvrage ancien seront réalisés à la station de Montagnole.

Résultats attendus

Aide à la conception : influence des options technologiques
Aide à la préconisation : comportement hors champs ETAG

Les expérimentations sur les ouvrages déflecteurs sont très rares. C’est d’autant plus dommageable que ces ouvrages, pourtant courants, sont dimensionnés de façon empirique. L’absence de donnée quantifiée mène à des conceptions qui évoluent au gré des pathologies rencontrées sans qu’il y ait de logique d’optimisation.
Dans l’optique de rédaction d’une recommandation sur le sujet, il est indispensable d’instrumenter des ouvrages types pour déterminer les contraintes internes subies mais aussi l’influence de l’ouvrage sur l’éboulement canalisé puis dévié vers un autre ouvrage d’interception situé à l’aval.

Résultats attendus

• Compréhension des mécanismes de fonctionnement
• Aide à la conception d’ouvrages
• Aide à la préconisation des ouvrages

Cette action a pour objectifs :

• de permettre l’utilisation de merlons à double parements raidis (faible emprise au sol), soumis à des impacts très énergétiques.
• d’optimiser les techniques de réparation après évènement
• d’identifier les techniques d’amélioration des capacités nominales d’un ouvrage existant

Résultats attendus

• Meilleure connaissance de la réponse des différents types de parements de merlons, notamment en termes de déformation, transfert d’efforts, dissipation d’énergie.
• Fourniture de données de calage et de validation des modèles numériques (données spécifiques à ce contexte)
• Optimisation des capacités de dissipation énergétique des parements de merlons

1. Essais sur le comportement des câbles utilisés comme ancrages en terrain meuble

Ce programme sera lancé après obtention des résultats du programme de recherche sur les ancrages par barres B500 et S670 (voir fiche correspondante). Le programme de travail propose des tests de traction flexion et des tests de corrosion accélérée afin de mettre en évidence les modes de corrosion et les effets de l’oxydation sur la durabilité des câbles utilisés comme ancrages en terrain meuble.
Résultats attendus : validation ou invalidation de l’utilisation des câbles pour l’amarrage d’ouvrages pare-blocs (ou pare-avalanches) en terrain meuble.

2. Essais comparatifs en vraie grandeur sur ancrages S670 et B500 travaillant à la flexion

Une première expertise a montré la défaillance des ancrages S670 lorsqu’ils sont utilisés pour l’amarrage d’ouvrages en terrain meuble du fait de la flexion de l’acier et de l’absence de protection contre la corrosion. Le programme de travail propose de compléter l’expertise des aciers S670 et de réaliser des essais comparatifs avec des barres B500. Les différentes barres plastifiées seront soumises à corrosion accélérée et analysées afin de mettre en évidence les modes de corrosion et les effets de l’oxydation sur la durabilité des différentes nuances.
Les résultats pourront être transposés aux barres utilisées pour les ancrages de confortement au rocher.
Résultats attendus : validation ou invalidation de l’utilisation de nuances d’acier spécifiques, pour l’amarrage d’ouvrages pare-blocs en terrain meuble et pour les confortements au rocher.

3. Tests de sollicitation dynamique sur ancrages au rocher

Objectif : mesure de la sollicitation d’un ancrage scellé au rocher soumis à une charge dynamique en vue d’en optimiser le dimensionnement. Les essais seront réalisés dans une station d’essai aménagée pour le largage de masses rocheuses qui solliciteront l’ancrage en traction pure. Les ancrages seront équipés de capteurs de force/déformation répartis sur leur longueur afin d’étudier la sollicitation de l’acier au moment de la charge dynamique.
En parallèle, étude du comportement de la tête d’ancrage au niveau du point d’amarrage de l’ouvrage et du contact plaque de répartition / barre d’ancrage. Des essais de sollicitation dynamique non axiale seront également réalisés à cet effet. L’aspect durabilité d’un ancrage sollicité sera abordé par ailleurs dans le programme d’étude comportementale des aciers S670 et B500 (voir fiche correspondante).
Résultats attendus : optimisation des ancrages soumis à charge dynamique. Adaptation / optimisation des méthodes de liaison ouvrage / ancrage en vue d’améliorer la durabilité.

4. Validation de la tenue de la protection par galvanisation sur ancrages soumis à flexion

Suite à l’expertise menée sur la défaillance d’ancrages S670 pour les ancrages en terrain meuble, réalisation d’essais sur barres d’ancrage galvanisées en vue de quantifier l’apport de la galvanisation pour la protection de barres plastifiées. Si besoin, des essais analogues seront menés en parallèle sur des barres B500.
Résultats attendus : validation ou invalidation de l’utilisation de barres galvanisées pour l’amarrage d’ouvrages pare-blocs en terrain meuble. Extrapolation au fonctionnement et à la durabilité des ancrages de confortement au rocher.

Objectif

L’objectif de cette action est d’évaluer l’efficacité et la durabilité de différents types d’ouvrages de protection de type génie biologique (ouvrages bois, filets ancrés sur des arbres…) à l’aide d’essais de laboratoire, de terrain et de modélisations.
Ce type d’ouvrages peut constituer une alternative voire un complément aux ouvrages de génie civil « classiques » et sont peu couteux, surtout dans le cadre de protections temporaires (situations d’urgence, protections de travaux…).

Résultats attendus

• Synthèse des résultats de recherche : rapport descriptif de l’efficacité de différents types d’ouvrages de génie biologique en fonction de leurs conditions d’utilisations.
• Recommandations ou guide de dimensionnement de mise en place et de dimensionnement d’ouvrages de génie biologique.

Exemple d’expérimentation en Génie Biologique

(Expérimentation antérieure au Projet National C2ROP – © IRSTEA)

Ouvrage d’arrêt (écran ETAG)

La modélisation du comportement des ouvrages sous sollicitation dynamique apparait comme un outil essentiel pour le développement des futurs écrans. Il est certes ambitieux d’envisager le développement d’un outil prédictif robuste tant le comportement de ces ouvrages en très grandes déformations est difficile à appréhender. Mais l’utilisation de la modélisation pour effectuer une analyse de l’influence paramétrique des différents phénomènes en jeu constituerait une aide précieuse permettant d’orienter les entreprises dans leurs choix technologiques et d’axer les développements des matériaux constitutifs.

Ouvrage déviateurs/déflecteurs

Dans le cadre de la recommandation prévue pour les ouvrages souples de contrôle de propagation (déviateurs et déflecteurs), il importe d’étudier l’efficacité des divers principes existants et de quantifier la variation d’énergie lors du passage des blocs rocheux dans l’ouvrage. Compte tenu des coûts d’expérimentation sur ces ouvrages de grande ampleur, leur modélisation est essentielle pour en étudier les comportements.
Ces travaux doivent permettre de répondre aux questions suivantes :

• Quelle est l’influence du dispositif sur la propagation de l’éboulement (dissipation d’énergie, répartition entre énergie de translation et de rotation, trajectoire de sortie…) ?
• Quelle est l’influence du terrain sur le fonctionnement de l’ouvrage (nature, irrégularité, inclinaison, couvert végétal…) ?
• Quelle est la sollicitation des constituants de l’ouvrage lors de son fonctionnement (amarrage, haubanage, poteau filet, contrôle de sortie…) ?

Le travail sera structuré en 3 parties :
1. Avancées et amélioration des outils et méthodes de dimensionnement des merlons.
Les points d’amélioration devront permettre de prendre en compte la mécanique des différentes phases de comportement des composants du parement, intégrer dans la modélisation des phénomènes non pris en compte actuellement relatifs aux renforcements interne, mettre en place une approche probabiliste du dimensionnement des merlons en lien avec les simulations trajectographiques.
2. Benchmark : comparaison des modélisations aux résultats d’essais réalisés dans le cadre de l’action 2.4 du thème Parades et d’essais antérieurs (Rempare).
3. Calages des modèles et recherche d’une convergence.

Résultats attendus

• Meilleure connaissance de la réponse des différents types de parements de merlons, notamment en termes de déformation, transfert d’efforts, dissipation d’énergie, afin d’optimisation des ouvrages.
• Calage et validation des modèles numériques.

Objectif

L’objectif de cette action est d’évaluer l’efficacité et la durabilité de différents types d’ouvrages de protection de type génie biologique (ouvrages bois, filets ancrés sur des arbres…) à l’aide d’essais de laboratoire, de terrain et de modélisations.
Ce type d’ouvrages peut constituer une alternative voire un complément aux ouvrages de génie civil « classiques » et sont peu couteux, surtout dans le cadre de protections temporaires (situations d’urgence, protections de travaux…).

Résultats attendus

• Synthèse des résultats de recherche : rapport descriptif de l’efficacité de différents types d’ouvrages de génie biologique en fonction de leurs conditions d’utilisations.
• Recommandations ou guide de dimensionnement de mise en place et de dimensionnement d’ouvrages de génie biologique.