> Actions d avalanches sur les galeries de protection (Directive suisse)

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1 Project DynAval / workshop / interazione flusso valanghivo infrastrutture 1-2 dicembre 2011, Gressoney La Trinité (AO) > Actions d avalanches sur les galeries de protection (Directive suisse) > Principes de dimensionnement pour des objets / installations / bâtiments menacés par des avalanches André Burkard CH-3900 Brigue

2 CONTENUE 1. Directives 2. Etudes de cas concrets: > (A) Nouveau Téléphérique, Plan Francey Moléson (FR) > (B) Pylône à treillis, Zwischbergen (VS) > (C) Galerie de protection contre les avalanches, In den Böschen (UR) > (D) Pont du Spinatobel (GR) > (E) Cabanne d Anen, Lötschental (VS) 3. Discussion

3 Directives à réspecter en Suisse (2006) (2007) (2005) > Installations touristique > Galeries >Protections bâtiments

4 (A) Nouveau Téléphérique, Plan Francey Moléson (FR) 1 km

5 Pylône à treillis

6 Protection prévu du pylône Tôle métallique (obstacle étroit) D: 0.4 m 1.1 m H: 3 m Actions > Poussée de la neige > Petites avalanches

7 Calculs avalanches: Données de base Principes (2006) > Périodes de retour: Catégorie d Objet Installation de liaison Installation d exploitations Installation de liaison et d exploitations Période de retour (T) pour des installations stations X X stations X X pylônes X X > Pousée de la neige sur des pentes > 25 (T 30 ans) Directive: Bundesamt für Verkehr (BAV) und Eidg. Institut für Schnee und Lawinenforschung (SLF): Leitfaden Berücksichtigung der Lawinen- und Schneedruckgefährdung bei touristischen Transportanlagen, Entwurf, Stand 30. August 2006.

8 Poussée de la neige sur les pieds du pylône q g = ρ g h A2 0.5 K N η D/d A [kn/m ]

9 Action avalanches coulantes sur le pieds du pylône P = 0.5 c F ρ v 2 [N] q F = 0.5 c ρ v 2 [N/m 2 ] c: coefficient de résistance

10 Directive à respecter pour les installations touristiques

11 Protections plus souples.

12 Scénarios spéciales pour des pylônes situés dans des zones de dépot d avalanches Modèle de l action

13 Modèle de l action dépôt d avalanche

14 Modèle de l action de la 2ième avalanches sur un dépôt d avalanches

15 (B) Pylône à treillis, Zwischbergen (VS) 1 km Avant l avalanche de décembre 2008

16 Pylône à treillis, Zwischbergen (VS) Avalanche de décembre 2008 Foto Marc Schaer, SLF

17 Pylône à treillis, Zwischbergen (VS) Après l avalanche de décembre 2008 emporté et plié par l avalanche

18 Mur déflecteur

19 Dimensionnement du mur déflecteur Q e v α Hindernis v' qp q F q F =ρ v 2 sin 2 α [N/m 2 ] q p = µ q n [N/m2 ] µ: Coefficient de frottement [-] ( ) Q e = Pression statique de remplacement

20 Protections déflecteures

21 Protections déflecteures Val Madris (GR)

22 (C) Galerie de protection contre les avalanches, In den Böschen (UR)

23 Zones de déclenchement 0.5 km

24 Simulations RAMMS 2D (avalanches coulantes) Vitesses avalanches coulantes

25 Directive Actions d avalanches sur les galeries de protection (OFROU, 2007) Fotomontage Fellmann Geotechnik, 2011 > «Les situations typiques d'actions dues à la neige et aux avalanches sont à décrire.«> «[ ] L'expert en avalanches définit les situations dans lesquelles ces actions peuvent se présenter et donne les valeurs des actions ainsi que les périodes de retour: > Cas normal: T =30 ans (facteur de charge: γ F = 1.5) > Cas accidentelle: T = 300 ans (facteur de charge: γ F = 1.0) > «[ ] Il incombe au maître d ouvrage de décider, sur la base d un évaluation des risques, s il y a lieu de tenir en compte et dans quelle proportions des actions d une avalanche accidentelle > «Toutes les actions dues aux avalanches en mouvement, soit les effet des charges verticales, ceux du frottement et des forces de déviation sont ensemble et simultanément actions prépondérantes ou actions concomitantes. «

26 Cas 1: Avalanche coulante sur terrain nu

27 Cas 2: Avalanche coulante sur toit enneigé

28 Cas 3: Avalanche coulante par dessus un dépôt d avalanches

29 Cas 4: Dépôt d avalanches au repos

30 Autres cas 5 8 (moins fréquents) Cas 5: Pression statique de neige contre la parroi avale del la galerie Cas 6: Pousée d avalanche contre la paroi avale de la galerie Cas 7: Pression de rampement sur le toit de la galerie Cas 8: Impact d avalanche sur un toit de galerie

31 Evaluation des actions d avalanches Expert avalanches: > Etude du danger, données d entrée ingénieur civil: > Evalutions des actions et dimensionnement de la sécurité structurale :

32 (D) Spinatobelbrücke (GR) Fotomontage cours d eau/neige/avalanche, 2008

33 Evénements Foto Kt. GR Foto Gemeindekanzlei Malix Foto TBA Kt. GR

34 Situations d actions Avalanche coulante Avalanche poudreuse

35 Modèle d'action pour les pylônes en béton

36 (E) Cabanne d Anen, Lötschental (VS) ivs-gis.ch, km

37 Cabanne d Anen, Lötschental (VS) Avant l avalanche du 2 mars 2007 Après l avalanche du 2 mars 2007

38 Analyse du danger d avalanches E 0.5 km D 146 C B A Legende Untersuchungsgebiet Anrisszonen Anrisszonen Trockene Fliesslawine x x X X x Sehr trockene Fliesslaw. Feuchte Fliesslawine Staublawine

39 N Parois exposées aux avalanches > Presssion aval fenêtres: 12.5 [kn/m 2 ] > Epaisseur fenêtres: d = 70 mm

40 Modèle de l action pour des parois exposées à des avalanches Mur fortifiée h g [m]: h n [m]: h f [m]: h stau [m]: Hauteur du bâtiment Epaisseur de la neige Hauteur d écoulement de l avalanche coulante Hauteur de retenue de l avalanche coulante q e [kn/m 2 ]: Pression statique de remplacement due à une charge concentrée (choc) q f [kn/m 2 ]: Pression exercée par l avalanche coulante q r [kn/m 2 ]: Frottement spécifique v f [m/s]: Vitesse de l avalanche coulante Modèle de l action pour des parois exposées à des avalanches. D après la Richtlinie Objektschutz gegen Naturgefahren de 1999, Gebäudeversicherung des Kantons St. Gallen, CH-9001 St. Gallen.

41 Modèle de l action q nf = 20 kn/m 2 q nf = 0 kn/m 2 q nf = 0 kn/m 2 Westansicht Südansicht q nf = 12.5 kn/m 2 q nf = ρ v 2 [N/m 2 ] q pf = µ q nf [N/m 2 ] ρ = [300 kg/m 3 ] v = [m/s] Nordansicht Ostansicht

42 Protection contre des glissement

43 Comment protèger? Merci pour votre attention Une rupture douce, ou le mazot de béton Lamunière I., 2006

44 Discussion

45 Pylône sans protection: petites distances des barres Petites distances des barres métaliques (< 1m)

46 Pylône sans protection: grandes distances des barres

47 Pylône sans protection: éléments métalliques