|
Titre
du projet |
Ouvrage
de protection passive contre les avalanches : analyse du fonctionnement
et retours d'expériences
[
rapport pdf
] |
| Type
d'aléa |
Glace,
neige et avalanches |
| Mots-clés |
Risque
d’avalanches - Ouvrages de protection - Méthode
de dimensionnement |
| Champs
disciplinaires |
Nivologie,
mécanique des avalanches, mécanique des structures |
1) Organismes et auteurs
| Organisme
pilote |
Laboratoire
3S |
| Organisme(s)
associé(s) |
Cemagref
ETNA, CETE-LRPC Lyon |
| Coordonnateur |
Jacky
Mazars |
| Participants |
Ph.
BERTHET-RAMBAUD, L. DAUDEVILLE, J.-M. TACNET |
2) Contexte du projet
| Site(s)
d'étude |
Couloir
du Taconnaz (communes des Houches et de Chamonix) |
|
Contexte
de l'étude |
La
connaissance des avalanches, qui en nombre de victimes est un
des principaux « phénomènes à risques
» en France métropolitaine, constitue un problème
dont l’importance augmente avec l’étendue
des zones habitées et la fréquentation en montagne.
En parallèle, les éléments de prévision
et de gestion de ces phénomènes et de leurs conséquences
doivent donc être développées pour répondre
à la fois à des questions d’aménagement
du territoire et d’amélioration des niveaux de
sécurité. Outre la protection « réglementaire
» et les mesures temporaires (déclenchement préventif
principalement), on distingue ainsi sur le terrain les moyens
permanents de défense active et passive. (…)
Un exemple intéressant de dispositif de défense
passive est celui du couloir de Taconnaz. Ce couloir situé
à la limite des communes des Houches et de Chamonix sous
le glacier du même nom produit régulièrement
des avalanches dont certaines peuvent figurer parmi les plus
importantes des Alpes françaises. La particularité
de ces avalanches est de pouvoir se développer sur un
dénivelé très important (3000 mètres
environ) et d’être initiées en général
par une chute de sérac. La volonté de mieux maîtriser
la sécurité de ce secteur a décidé
les communes des Houches et de Chamonix à entreprendre
la construction d’un imposant dispositif paravalanche
achevée en 1991.
Ce dispositif combine les différents types d’action
: dents déflectrices pour dévier et étaler
l’avalanche, digue latérale pour contenir l’écoulement,
rangées de tas pour freiner, plages de dépôt
pour stocker et digue frontale d’arrêt à
l’aval. Or au cours du mois de février 1999, ce
dispositif a subi une avalanche exceptionnelle qui a notamment
débordé des limites du dispositif mais a surtout
causé un certain nombre de dommages, principalement au
niveau de deux dents déflectrices. Ces dents sont des
murs en béton armé fondés sur une semelle
horizontale. Le ferraillage se compose d’une couche importante
d’armatures verticales et horizontales en face amont et
d’une couche beaucoup plus faible en face aval.
En revanche, comme pour beaucoup d’ouvrages de protection,
aucun ferraillage transversal n’a été mis
en place. Vu la forme relativement analogue de la rupture observée
sur les deux dents les plus endommagées, il paraît
également clair que le massif en roches maçonnées
mis en œuvre à l’arrière des dents
comme lest a aussi joué un rôle d’appui et
de renfort pour le mur lors de l’avalanche destructrice.
Cependant, ces dégâts posent la question du comment
: comment des ouvrages aussi imposants et normalement dimensionnés
ont-ils pu être autant endommagés ? S’agit-il
clairement d’une avalanche exceptionnelle dont les caractéristiques
ont dépassé les hypothèses de conception
? Au contraire, la méthode habituelle de dimensionnement
directement liée à l’application du règlement
BAEL reste-t-elle applicable pour une sollicitation aussi dynamique
?
Cette étude n’a pas pour prétention d’apporter
une réponse définitive à ces questions.
Cependant, elle apporte quelques premiers éléments
sur ces différents points. En premier lieu, une recherche
bibliographique souligne ainsi la relative méconnaissance
des caractéristiques principales de la sollicitation
avalancheuse sur un obstacle. Ensuite, la présentation
des outils basés sur l’utilisation des modèles
d’endommagement couplés à des codes éléments
finis montre les possibilités de ces approches et leurs
avantages par rapport au BAEL pour les sollicitations dynamiques
sur des géométries complexes 3D. Enfin, l’application
aux dents déflectrices du Taconnaz fournit des résultats
qualitatifs et quantitatifs pour essayer de mieux comprendre
l’événement de 1999 tout en fournissant
les futures directions de recherche à creuser. |
|
Programme
plus vaste |
PRANE
: « ouvrages de PRotection soumis à l’Action
de la NEige » [Liens Web : sur CAT.INIST.FR
; Revue
Européenne de Génie Civil]
Ministère de l'Equipement + Ministère de la Recherche
dans le cadre du RGCU (Réseau génie Civil et Urbain)
et de RNVO. |
|
Initiation
du projet |
Participation
du PGRN |
| Montant
du financement
(k€) |
70
k€ |
Part
du CG38 - PGRN |
environ
25 % |
| (Co)-Financements |
PRANE
- Budget total du projet : 250 à 300 kF |
| Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Complément
au soutien apporté par PRANE sur la partie protection
contre le risque avalanche de la thèse de Philippe Berthet-Rambaud,
ce qui a permis d’aborder l’analyse numérique
des ouvrages de protection de Taconnaz (acquisition de logiciels). |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
| Objectifs |
Améliorer
la connaissance des effets de la sollicitation avalancheuse
sur un obstacle.
Présenter des outils basés sur l’utilisation
des modèles d’endommagement couplés à
des codes éléments finis.
Application aux dents déflectrices de Taconnaz. |
| Méthodologie |
1)
Inventaire bibliographique de la connaissance de l’action
engendrée par une avalanche sur un obstacle :
Plan : Génie paravalanche ; caractéristiques générales
de la sollicitation ; généralités théoriques
(intensité de la pression, direction de la sollicitation,
expérimentations en vraie grandeur et simulations à
échelle réduite, effets observé et ordres
de grandeurs, précision des formules théoriques)
; caractéristiques spatio-temporelles de la sollicitation.
2) Simulation du fonctionnement d’ouvrages de
béton en situation particulière :
Plan : BAEL : une réponse incomplète ; modèles
de comportement avancés : les modèles d’endommagement
; les outils éléments finis : simplifiés
et complets (approche plane EFICOS, approche 3D ABAQUS).
3) Modélisation des dents déflectrices
de Taconnaz et diagnostic de l’épisode de 1999
:
Plan : Modélisation du problème (maillage, ferraillage)
; chargement de nature « statique uniforme » jusqu’à
rupture (comportement global, endommagement) ; chargement de
nature dynamique - influence de l’évolution temporelle
sur le comportement. |
| Résultats |
-
Synthèse
théorique et expérimentale.
- Diagnostic des pratiques actuelles de conception des ouvrages
et mise en évidence des « verrous scientifiques
».
- Initiation d’un diagnostic sur l’événement
de 1999. |
4)
Débouchés du projet
| Utilisateurs
finaux potentiels |
Concepteurs
d’ouvrage de protection (intégration de la sollicitation
avalancheuse dans le calcul des structures) ; SIVOM de la Haute
Vallée de l’Arve |
|
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances théoriques
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
|
Partenariats |
-
Préexistant
- Qui se poursuit |
| Retombées
du projet |
-
Développement de méthodes et outils simplifiés
sur la base du logiciel Eficos et, à terme, transfert
vers l’ingénierie ?
- Nouvelle campagne de mesure basée sur l’analyse
en retour du comportement de structures métalliques sur
le site du Cemagref au Col du Lautaret (hiver 2002-2003).
- Diagnostic complet de l’événement de 1999
à Taconnaz et participation à la réhabilitation
des ouvrages.
- Collaboration avec l’Institut Fédéral
de la Neige et des Avalanches (IFENA, organisme suisse) pour
réaliser des mesures sur des avalanches déclenchées
artificiellement en Suisse - avec des appareils français
- dans un site avalancheux « extraordinairement puissant
» (par rapport au site du Lautaret). |
5)
Valorisation du projet
| Publications
et communications |
-
Berthet-Rambaud , P., Richard, D., Mazars, J., 2004, Ouvrages
de protection soumis à l’action de la neige ,
Revue Française de Génie Civil , vol8
– N° 1, pp. 81-88.
- Ph. Berthet-Rambaud, J-M Taillandier, A. Limam, J. Mazars,
L. Daudeville, Characterising the action of a snow avalanche
through the analysis of metal target’s behaviour. International
symposium on snow and avalanches, Davos, Switzerland, 2-6
June 2003.
-
Ph. Berthet-Rambaud*, A. Limam, P. Roenelle, L. Daudeville,
J. Mazars, 2004, Back-analysis of the collapse of Taconnaz
reinforced concrete deflective walls by february 11th 1999
avalanche. International Snow Science Workshop (ISSW),
september 19-24, 2004.[pdf] |
| Pages
Web |
Info
médias N°72 - Janvier 2006 : Vers
une meilleure conception des ouvrages de protection contre les
avalanches (Cemagref - presse) |
|
