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Titre
du projet |
Ouvrages
de protection contre les risques naturels et ouvrages en sites
instables -
Utilisation de matériaux grossiers - renforcement par
géosynthétiques - ouvrages de référence
[ rapport
de synthèse pdf ] [ rapport
final pdf ] |
| Type
d'aléa |
Erosion
- crues et laves torrentielles |
| Mots-clés |
Risques
naturels en montagne - Sites instables - Chutes de blocs - Correction
torrentielle - Ouvrages en remblai - Raidissement des pentes
- Utilisation de matériaux grossiers - Renforcement par
géosynthétiques - Conception - Dimensionnement
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| Champs
disciplinaires |
Géotechnique,
géomécanique |
1) Organismes et auteurs
| Organisme
pilote |
Cemagref
ETNA |
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Organisme(s)
associé(s) |
LIRIGM |
| Coordonnateur |
Jean-Marc
TACNET |
| Participants |
Philippe
GOTTELAND |
2) Contexte du projet
| Site(s)
d'étude |
Glissement
affectant le talus aval de la RD 30 (reliant Saint-Pancrasse
à Saint-Hilaire-du-Touvet, à proximité
des plages de dépôt du ruisseau de la Gorgette
et du torrent des Bressons) ; Merlon pare-blocs à Crolles |
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Contexte
de l'étude |
Chaque
année, les services techniques de l’Etat et
des collectivités territoriales conçoivent
et réalisent des équipements de protection
contre les risques naturels en montagne. Ils sont également
amenés à reconstruire des équipements
publics (routes, ouvrages d’art) endommagés
par ces phénomènes parce qu’ils étaient
construits dans des zones exposées ou dans des contextes
d’implantation difficiles.
Ces réalisations impliquent souvent la réalisation
d’ouvrages en remblai : digues de protection contre
les crues torrentielles (protection des berges, plages de
dépôt), contre les avalanches, contre les chutes
de blocs ; remblais de plate-forme routière construits
dans des zones instables. La conception de ces ouvrages
répond à deux contraintes :
1)
La recherche d’un raidissement des pentes des talus
pour une plus grande efficacité du dispositif de
protection (arrêt des masses solides en mouvement,
augmentation de la capacité de stockage, diminution
de l’emprise au sol, absorption des déformations
liées aux instabilités de versant…)
;
2)
Les difficultés d’accès aux sites, qui
conduisent à rechercher des matériaux de remblai
sur le site (sols grossiers issus des formations de pente
: éboulis, moraines, dépôts torrentiels),
dont les caractéristiques mécaniques, indispensables
au dimensionnement des ouvrages géotechniques, sont
mal connues (leur caractérisation nécessite
alors l’utilisation d’appareillages et de méthodologies
non classiques).
Pour ces deux raisons, les techniques de renforcement de
sols par géosynthétiques peuvent être
une solution intéressante. Le projet étudie
la faisabilité et les conditions de mise en œuvre
de ces techniques.
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Initiation
du projet |
Projet
initié par le PGRN |
| Montant
du financement
(k€) |
9,147
k€ (60 kF) |
Part
du CG38 - PGRN |
~
50 % |
| (Co)-Financements |
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| Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Apport
décisif et essentiel dans un projet très lourd
au niveau expérimental.
Soutien à une initiative de recherche en application
directe avec le contexte de mise en place d’ouvrages
de protection en montagne (utilisation de sols grossiers pour
la réalisation d’ouvrages concrétisée
par une application sur des cas réels…). |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
| Objectifs |
Objectif
opérationnel :
Analyser
la faisabilité et les conditions de mise en œuvre
de la technique de renforcement de sols par géosynthétiques
avec utilisation de sols hétérogènes
à forte granulométrie prélevés
sur le site, dans 2 contextes :
- réalisation d’une digue pare-blocs
avec réutilisation du matériau (grossier) du
site ;
- réalisation d’un remblai routier sur
versant instable avec utilisation de matériaux grossiers
extraits d’une plage de dépôt torrentielle.
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| Méthodologie |
-
Analyse des techniques et procédés existants
utilisables dans le cadre d’ouvrages géotechniques
de protection contre les risques naturels (intérêt
de la technique, conditions particulières de mise en
œuvre et limites actuelles) ;
- Etude des aspects spécifiques liés
à l’utilisation des sols grossiers (torrents,
formations de pente) dans la réalisation d’ouvrages
en sols renforcés (hypothèses courantes caractéristiques
mécaniques de frottement sol/sol, sol/interface, démarche
de dimensionnement) ;
- Etudes paramétriques réalisées
sur deux cas réels afin de comparer la faisabilité
de solutions utilisant des sols à forte granulométrie
et tester l’influence des variations de paramètres
mécaniques sur le dimensionnement. |
| Résultats |
-
Description des ouvrages ciblés (merlons
de protection, digues paravalanches, digues de plages de dépôt),
des critères de conception (tableaux
regroupant pour chaque type d’ouvrage les critères
de formes, conditions de mise en œuvre, nature des sollicitations,
contraintes particulières) et des problèmes
liés à leur conception ;
- Synthèse des différentes techniques
de renforcement des sols (description des procédés
de renforcement par inclusion de nappes ou de lamelles de
renforcement et conditions d’utilisation des différentes
méthodes) ;
- Etudes paramétriques (cas réels)
:
1) calculs de stabilité globale et de stabilité
interne du remblai routier (RD 30), proposition de solutions
techniques et estimation des coûts ;
2) estimation pour le merlon pare-blocs (Crolles) de la tension
maximale nécessaire à l’obtention de la
sécurité souhaitée (pour un indice maximal
de déformabilité fixé), à partir
d’un balayage à l’aide de cercles potentiellement
critiques (modélisation Cartage). Les résultats
permettent de confirmer que les propriétés retenues
pour le sol grossier peuvent avoir une grande influence sur
le dimensionnement des géosynthétiques de renforcement.
- Conclusion générale : Dans
un contexte de stabilisation des routes implantées
en sites instables, les solutions basées sur l’utilisation
de sols à forte granulométrie renforcés
par géosynthétiques ne peuvent être mises
en œuvre que dans des pentes relativement faibles.
Dans le contexte d’ouvrages de protection contre les
aléas naturels gravitaires rapides, le choix d’une
technique de renforcement dépend de plusieurs facteurs
: possibilité de réutiliser les matériaux
et capacité à résister aux impacts. Sur
le premier point, constat d’une méconnaissance
du fonctionnement géomécanique d’inclusions
géosynthétiques au contact de sols grossiers…
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4)
Débouchés du projet
| Utilisateurs
finaux potentiels |
Concepteurs
d’ouvrages géotechniques ; services opérationnels
chargés de la maîtrise d’œuvre d’ouvrages
en remblai en sites difficiles en montagne (Service des Routes
du Conseil Général de l’Isère, Service
RTM) |
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Production
scientifique |
-
Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
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Produits
délivrables |
-
Boîte de cisaillement (cf. Ph. Gotteland).
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Partenariats |
-
Préexistant
- Qui se poursuit |
|
Retombées
du projet |
-
Confirmation de l’intérêt des problématiques
abordées (Etude et caractérisation des mécanismes
d’interfaces entre inclusions et sols à forte granularité.
- Modélisation des sollicitations dynamiques pour le
dimensionnement d’ouvrages en sols renforcés).
- Mise en œuvre de cette technique par le RTM pour la conception
d’ouvrages réels (ex. : Torrent du Riffol).
- Initiation d’un projet de recherche national sur le
même thème (non abouti). |
5)
Valorisation du projet
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Publications
et communications |
- P.
Gotteland, J.M. Tacnet et A. Abourra : Caractérisation
des sols grossiers. Application aux sols de torrent. Rev.
Fr. Génie Civil.[pdf]
- Tacnet,
JM., Gotteland, Ph., Aboura, A.(1999): Sols
grossiers renforcés pour ouvrages en site instable
(exemple des ouvrages de protection contre les risques naturels).
Présentation au 4ème
Congrès sur les Géosynthétiques "Rencontres
99" [pdf]
- Tacnet, J.M., Gotteland, P., Bernard,
A. : Mesures des caractéristiques géotechniques
des sols grossiers application aux sols de torrent. Poster
SolGroInterpraeventV3 [pdf]
- Tacnet, J.M., Gotteland, P., Bernard,
A. : Geotechnical characterizing of coarse grained soils :
application to torrent soils. Poster SolGroInterpraeventV3GB
[pdf] |
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Pages
Web |
Lien
avec le projet 1996-97 : "Amélioration
de la connaissance des caractéristiques géotechniques
des sols grossiers : application aux sols des torrents" |
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