Base 'Projets' - Résultats des programmes de recherche sur les risques naturels

Accueil   |   La 'Base Projets'   |   Catalogue des programmes   |   Catalogue des projets


PGRN 2006 - Gotteland et al.
Programme départemental CG38/PGRN
Merlons pare-blocs à structure cellulaire - capacité dissipative des cellules composites constitutives (2006-2007)
Fiche 'Projet' complète
Types de risques Mouvements de terrain (éboulements, chutes de blocs)
Mots-clés Chutes de blocs - Merlons de protection - Structure cellulaire - Sollicitation dynamique – Etude expérimentale - Dimensionnement
Objectifs Contribuer à améliorer le dimensionnement des merlons pare-blocs par une meilleure prise en compte des sollicitations et par une adaptation innovante de leur conception en utilisant la technique des parements cellulaires.

Les expérimentations réalisées visaient à :
- quantifier la dissipation d’énergie propre à chaque type de cellule, et donc évaluer l’influence des conditions aux limites sur la réponse de la cellule ; comparaison avec les essais antérieurement réalisés sur cellule confinées rigide (conditions CR), et cellules libre non confinées (conditions NC) ;
- améliorer le modèle numérique par prise en compte des données expérimentales dans des conditions de confinement proche du réel (confinement matériaux CM) ;
- compléter la préparation de la campagne expérimentale à l’échelle de l’ouvrage.
Résultats Mise en œuvre d'une expérimentation originale consistant à appliquer une sollicitation dynamique d'impact par largage en chute libre d'une sphère sur une cellule, en examinant trois types de conditions aux limites (NC, CR et CM respectivement pour non confiné, confinement rigide et confinement matériau), la condition aux limites CM ayant fait l’objet de développements spécifiques. La réponse de la cellule est évaluée à travers la force d'impact sur la cellule et la force transmise par la cellule.

Les expérimentations ont montré que, quelles que soient les conditions aux limites, les cellules remplies de granulats permettent une plus grande réduction des efforts transmis au support rigide. La fracturation des granulats en est la raison. Les matériaux fins transmettent un effort plus élevé et l'impact conduit à l'augmentation de leur raideur apparente. Le mélange pneu-sable à 30% en masse de pneus, défini comme optimum sous sollicitations pseudo-statiques, conduit à une force transmise supérieure au sable. Cet effet matériau reste toutefois moins important que l'effet des conditions aux limites: la force transmise par une cellule non confinée est toujours moindre que celle transmise par une cellule en confinement matériau. Il semble donc que l'objectif de réduction des efforts transmis au sein de l'ouvrage puisse être atteint en agissant sur les matériaux de remplissage et aussi sur les conditions aux limites des cellules (création de vides).

Le modèle numérique, calé et validé sous sollicitations pseudo-statiques, a bien reproduit la réponse de la cellule sous sollicitations dynamiques en terme de force d'impact, en conditions CR et NC. Des développements spécifiques montrent ses potentialités pour la modélisation en CM. Toutefois le confinement matériau CM ne reproduit pas idéalement les conditions aux limites sur les faces latérales de la cellule dans l'ouvrage (les dimensions du socle et donc du massif de confinement restant limitées avec une surface carrée de 1,2m de côté).
Livrables Méthodologie d’expérimentation pour la conception et le dimensionnement de merlons pare-blocs à structure cellulaire (étude de la capacité dissipative des cellules composites constitutives)

Rapport final (nov. 2007) au PGRN
Retombées Perspective :

La recherche menée dans le cadre de ce projet doit aboutir à des recommandations de dimensionnement de telles structures cellulaires protectrices. Ceci constitue un objectif du programme élargi soutenu par l’ANR (projet REMPARe). Une validation expérimentale des concepts à l’échelle d’un ouvrage test, avec justification de modélisation numérique permettra une mise en œuvre opérationnelle de ce type de structures, notamment en agissant sur les matériaux de remplissage et sur les conditions aux limites des cellules (création de vides) dans l’'objectif de réduire les efforts transmis au sein de l'ouvrage.
Contacts Philippe GOTTELAND (Laboratoire 3SR) : Tél. +33 4 56 52 86 30 - philippe.gotteland@hmg.inpg.fr

| Accueil 'Base Projets' |