Caractérisation et dimensionnement des ouvrages au rocher

Porteurs

Muriel Gasc (CETE du Sud-Ouest, DALETT) et Jean-Pierre Rajot (Ifsttar/GERS/RRO)

Etat de l'art

À l’analyse des ouvrages et parades aujourd’hui en œuvre en France et dans le monde depuis plusieurs décades et des données acquises lors des précédentes actions de recherches il est utile de s’attacher à évaluer la pérennité des structures rocheuses et les conditions de dimensionnement des ouvrages associés. Lors des dimensionnements d’ouvrages au rocher dans le cadrer du génie civil, on considère très régulièrement que le massif rocheux n’évoluera pas durant la durée de vie de l’ouvrage. Or il n’en est rien. Que ce soit le massif lui-même (vieillissement des discontinuités du fait des variations climatiques par exemple), ou bien les dispositifs ajoutés pour sa stabilisation (fondations, en béton, ancrages, scellement, etc…), le système « massif + renforcement / ouvrage » évolue constamment.

Une première analyse des besoins et des préoccupations exprimées par les maîtres d’ouvrages, les gestionnaires d’infrastructures routières et ferroviaires, ou par les responsables de la sécurité, conduit à classer les attentes sur cette thématique en trois catégories :

  • Caractérisation des matériaux et des massifs rocheux (caractérisation de l’aléa, caractérisation des discontinuités naturelles, caractérisation physico-chimique des interfaces roche / acier /coulis / béton, etc… ;)
  • Dimensionnement et modélisation des structures au rocher (ancrages, interfaces, ouvrages de protection, valeurs caractéristiques, fondations au rocher, etc…) ;
  • Analyse et retour d’expérience sur des sites instrumentés depuis plusieurs années : rapport coût / sécurité / efficacité des protections mise en place et analyse du vieillissement des ouvrages

Enjeux et objectifs

Les travaux envisagés visent à mieux appréhender le comportement des ouvrages au rocher (ouvrages de protections, ancrages, fondations au rocher, etc…) dans le temps. Cette ORSi prendrait la suite de l’opération « chute de bloc » qui se termine en 2013, tout en élargissant son champ d’application.

Ceci se ferait à la fois du point de vue recherche scientifique « amont » : caractérisation en laboratoire, identification des phénomènes, proposition de loi de comportement de l’altération des matériaux, avancée en terme des modèles et méthodes de dimensionnement, mais aussi du coté recherche appliquée – méthodologie, avec un volet prévu pour la proposition d’un guide présentant une démarche commune aux différents LR pour la caractérisation de l’aléa « mouvement de terrain » (demande de la DGPR), un retour d’expérience sur des sites déjà instrumentés depuis plusieurs années pour pouvoir mettre en perspective le rapport coût / risque / sécurité/ efficacité

Structuration de l’opération de recherche

Sujet 1 Caractérisation de l’évolution des massifs et du risque rocheux (Eric Dimnet – Ifsttar Marne la Vallée)

  • 1.1 Caractérisation et évolution des massifs rocheux et de leurs discontinuités naturelles (Muriel Gasc – CETE SO / DALETT)
  • 1.2 Caractérisation de l’aléa rocheux et de la vulnérabilité (rupture, propagation, impact) (Eric Dimnet – Ifsttar Marne la Vallée)
    • 1.2.1. Moderniser et développer les outils actuels de quantification de l’aléa
    • 1.2.2.  Unifier les pratiques au sein du RST

Sujet 2 Caractérisation de l’altération des interfaces ouvrages-roche (Myriam Mori et Jean-François Serratrice – ERA2 Aix)

Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des structures de protection au rocher (Marion Bost – Ifsttar Lyon)

  • 3-1 les ancrages et clouages  (Marion Bost – Ifsttar-Bron)
  • 3-2 les écrans de filet (Laurent Dubois – CETE Lyon / DLL)
  • 3-3 Les talus rocheux (Samuel Dauphin – CETE Lyon/DLL)
  • 3-4 Les fondations au rocher (Didier Virely – CETE-SO/DALETT)

    Sujet 4 Pour une meilleure prise en compte de la durabilité des structures (Patrice Maurin – CETE Med /LR Nice)

      • 4-1 Utilisation de valeurs caractéristiques (Didier Virely  – CETE-SO/DALETT)
      • 4-2 Retour d’expérience et entretien des dispositifs de protection (Marie Malascrabes – CETE Med / LR Nice)

      Produits principaux

      • Guide ERLPC décrivant la méthodologie à suivre pour la réalisations des PPR
      • Guide ERLPC sur les ancrages, déjà commencé dans le cadre de l’opération RPR2S09005
      • Développement du logiciel ECRANS
      • Synthèse sur la résistance des bâtiments aux impacts (avec retours d’expérience et faisant le lien avec les mesures de protection contre les avalanches préconisées dans les zones de montagne où les deux risques coexistent).

      Partenariats

      En plus des partenaires pressentis pour le projet national, quelques partenaires extérieurs au réseau ont été contactés et ont manifesté leur intérêt de principe :

      • Inéris
      • GdF-Suez, par l’intermédiaire de sa filiale Coyne et Bellier
      • Hydro-Quebec et l’université de Sherbrooke
      • EDF : contrat en cours avec IFSTTAR/GERS
      Ancrage rouillé ne jouant plus son rôle de stabilisation du dièdre rocheux
      Eboulement sur une maison (Salles la source, 2005)

      Résultats attendus en 2014

      2014 sera l’année de démarrage. Les principaux résultats seront donc présentés sont forme d’état des lieux de la connaissance

      • inventaire des méthodes classiquement utilisées pour la reconnaissance des familles de massif rocheux et de discontinuités ;
      • synthèse sur l’apport des méthodes hydrogéophysiques visant à mieux localiser les écoulements d’eau en profondeur ;
      • retours d’expérience sur les quelques instabilités rocheuses suivies jusqu’à la rupture par une surveillance en continu multi-paramètres (validation et optimisation des modèles de divergence disponibles) ; cet aspect sera réalisé en lien avec la partie 4.
      • Finalisation du guide sur les ancrages