CaDORoc. Caractérisation et Dimensionnement des Ouvrages au Rocher. Présentation de l opération de recherche Journée d échanges Toulouse 28/10/2015

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1 CaDORoc Caractérisation et Dimensionnement des Ouvrages au Rocher Présentation de l opération de recherche Journée d échanges Toulouse 28/10/2015 Auteurs : Muriel Gasc Jean-Pierre Rajot Avec le soutien du Date : 28 octobre 2015

2 Ordre du jour 1. Fiche signalétique 2. Présentation générale de l opération 3. Synthèse et conclusion : livrables phares

3 Fiche signalétique 1. Durée de l opération : Contributeurs Cerema et Ifsttar Ifsttar : Départements GERS et MAST Cerema : DTer CE, Med, Sud-Ouest, Ouest, NP 3. Moyens humains Cerema : 80 Homme.mois/an Ifsttar : 35 Homme.mois/an 4. Autres ressources Quelques crédits des organismes pour l animation Contrats partenariaux (sur certains sujets)

4 Présentation générale de l opération Une opération structurée en quatre sujets : 1. Caractérisation de l évolution des massifs rocheux et de l aléa rocheux 2. Caractérisation de l altération des interfaces entre roche et ouvrages (ou parties d ouvrages) 3. Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher 4. Durabilité des ouvrages au rocher

5 Sujet 1 : Caractérisation de l évolution des massifs rocheux et de l aléa rocheux Deux sous-sujets et benchmark PN C2ROP 1.1 Caractérisation et évolution des massifs rocheux et de leurs discontinuités naturelles Cerema (Lyon, Toulouse, Aix) et Ifsttar (Département GERS) 1 thèse Cerema, publications / communications scientifiques 1.2 Caractérisation de l aléa rocheux et de la vulnérabilité Cerema (Lyon, Toulouse, Aix, Nice, Clermont, Rouen, Angers, Bordeaux) et Ifsttar (Département GERS) «Recommandations», publications / communications scientifiques

6 Sujet 1 : Caractérisation de l évolution des massifs rocheux et de l aléa rocheux 1.1 Caractérisation et évolution des massifs rocheux et de leurs discontinuités naturelles Effets mécaniques de la décompression des versants due aux retraits glaciaires (Essais triaxiaux matrice rocheuse Séchilienne, influence évolution du confinement) Méthodologie pour la création d'un MNT par photogrammétrie Signes précurseurs de rupture rocheuse: Synthèse sur les modèles de divergence Signes précurseurs de rupture rocheuse: Développement d un nouveau radar ULB pour la surveillance des versants (FUI) Analyse des outils existants de description des massifs rocheux Influence de l'eau sur le comportement des discontinuités rocheuses Thèse Influence des cycles thermiques sur les instabilités rocheuses

7 Sujet 1 : Caractérisation de l évolution des massifs rocheux et de l aléa rocheux 1.2 Caractérisation de l aléa rocheux et de la vulnérabilité Outils de prédiction de l'aléa rocheux bloc isolé : les fondements de PROPAG Outils de caractérisation de l'aléa éboulement en masse (STTAR3D et épandage) Investigation numérique pour le dimensionnement des pièges à cailloux Modélisation numérique d'essais d'impacts: Exploitation campagne d'essais sur ballast Essais sur modèles réduits au CER Méthodologie d'étude d'aléa adaptée à l'objectif (PPR, itinéraire ou localisé)

8 Sujet 2 : Caractérisation de l altération des interfaces entre roche et ouvrages Etude en laboratoire des mécanismes d évolution des interfaces entre matériaux acier / coulis résine / roche Cerema (Aix, Autun, Toulouse) 2014 : identification des phénomènes 2015 : proposition de plan d expérience 2016 : réalisation (?) Difficultés pour rassembler des ressources sur ce sujet relativement amont et novateur

9 Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher Quatre sous-sujets : 3.1 Ancrages Cerema (Lyon, Toulouse, Aix, Nice, Rouen, Ile-de-France) et Ifsttar (Dépt. GERS) 1 guide technique, recommandations pour ancrages dans SIRT 1 thèse Ifsttar-SNCF-GTS, publications / communications scientifiques 3.2 Ouvrages de protection Cerema (Lyon) et Ifsttar (Département GERS) 1 thèse Cerema, 1 thèse Ifsttar, Contrats R&D, publications / communications scientifiques 3.3 Étude de stabilité des talus rocheux de déblais Cerema ( Lyon, Toulouse, Aix, Nice) Recommandations ou note méthodologique 3.4 Fondations au rocher Cerema (Ile de France, Toulouse, Lyon) et Ifsttar (Département GERS) Reprise du guide LCPC-SETRA ou note technique 1 thèse Ifsttar-EDF

10 Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher 3.1 Ancrages Guide de dimensionnement des ancrages passifs au rocher Essais de conformité et de contrôle des ancrages passifs dans les roches tendres Étude expérimentale et modélisation du cisaillement d'un ancrage en roche tendre Auscultation non destructive des ancrages passifs au rocher par ondes guidées Thèse sur le comportement des ancrages passifs scellés au rocher sollicités en tête en traction-cisaillement

11 Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher 3.2 Ouvrages de protection Décélération maximale d un bloc freiné par écrans de filets (publication) Etude exploratoire en vraie grandeur de la résistance au choc de merlons en sol renforcé Résistance et endommagement au choc d'un mur en béton banché conventionnel Thèse sur la modélisation des écrans pare-blocs Thèse sur le comportement des sables sous sollicitation d'impact à haute énergie

12 Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher 3.3 Etude de stabilité des talus rocheux de déblais Recommandations ou guide technique: Dimensionnement et exécution des talus rocheux de déblais non renforcés Bibliographie et analyse : Outils numériques pour la modélisation des massifs rocheux fortement jointés ou dégradés

13 Sujet 3 : Dimensionnement et modélisation des ouvrages au rocher 3.4 Fondations au rocher Introduction de l approche Eurocodes dans le guide SETRA «Fondations au rocher» (2009) Thèse sur la caractérisation de la résistance et du comportement au cisaillement des interfaces entre béton et roche de fondation des structures hydrauliques

14 Sujet 4 : Durabilité des ouvrages au rocher Deux sous-sujets : 4.1 Utilisation de valeurs caractéristiques pour le dimensionnement (calcul aux Eurocodes) Cerema (Toulouse, Ile-de-France) Format livrable à définir Publications / Communications scientifiques 4.2 Retour d expérience et entretien des dispositifs de protection Cerema (Nice, Aix, Lyon, Toulouse, Clermont-Ferrand, Rouen, Angers, Bordeaux) 2014: Fiches d inspection d ouvrages de protection (écrans) 2015: Test des fiches sur le territoire national, mise au point du référentiel 2016: Synthèse et recommandations

15 Synthèse et conclusion 1/3 Rappel de quelques livrables opérationnels phares Guide de dimensionnement des ancrages passifs au rocher Exécution et contrôle des ancrages passifs dans les roches tendres Diagnostic et suivi des ouvrages de protection contre l aléa rocheux Durabilité Méthodologie pour la caractérisation de l aléa rocheux suivant l objectif d étude (PPR, itinéraire, localisé) Dimensionnement et exécution des talus rocheux Introduction de l approche Eurocodes dans le guide SETRA «Fondations au rocher»

16 Synthèse et conclusion 2/3 Travaux exploratoires : Thèses Sujet Doctorant Partenaires Analyse des variations thermiques sur les instabilités rocheuses Claudia J. Villarraga Diaz Cerema UPC Univ. Toulouse Comportement des ancrages passifs scellés au rocher sollicités en tête en traction-cisaillement Duc An Ho Ifsttar SNCF GTS Modélisation des écrans de filets Jibril Coulibaly Cerema Irstea Comportement des sables sous sollicitation d impact Tarik Oussalah Ifsttar Cerema Caractérisation de la résistance et du comportement au cisaillement des interfaces entre béton et roche de fondation des structures hydrauliques Hussein Mouzannar Ifsttar EDF Cerema

17 Synthèse et conclusion 3/3 Autres travaux exploratoires Développement d un nouveau radar (ULB) pour l observation de faibles déplacements en versant rocheux (signes précurseurs) Auscultation non destructive des ancrages passifs au rocher par ondes guidées Influence de l eau sur la résistance mécanique des joints rocheux Dimensionnement et résilience des merlons en sol renforcé à double parements verticaux Endommagement du bâti en béton banché sous sollicitation d impact (avec INSA Lyon)

18 Merci de votre attention