Structures rigides soumises aux avalanches et chutes de blocs : modélisation du comportement mécanique et caractérisation de l'interaction "phénomène-ouvrage"

Rigid structures subjected to snow-avalanches and rock falls : mechanical behaviour modelling and characterisation "obstacle-phenomenon" interactions

• Auteur / Autrice : Philippe Berthet-Rambaud
• Direction : Jacky Mazars, Laurent Daudeville
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique. Génie mécanique. Génie civil
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

Cette thèse aborde les phénomènes gravitaires rapides, avalanches et chutes de blocs, sous l'angle du génie-civil: des moyens existent désormais pour simuler le comportement de structures complexes soumises à des sollicitations dynamiques. Ainsi, la chute de blocs sur une dalle est modélisée grâce à un modèle d'endommagement pour le béton dans un code "éléments finis" selon un schéma d'intégration temporel explicite. Ce même outil est ensuite utilisé pour mener l'expertise numérique de la destruction de dents déflectrices paravalanches. Les résultats confirment le potentiel de cette approche numérique pour le domaine des risques naturels. Pourtant et avant une application opérationnelle, des méthodes simplifiées doivent être encore développées et la sollicitation mieux connue. Ainsi, l'interaction "phénomène-ouvrage" est finalement étudiée grâce à de nouvelles expérimentations qui caractérisent l'avalanche par analyse en retour du comportement de microstructures métalliques.

This thesis considers natural hazards such as snow avalanches and rock falls from a civil engineering point of view. Computational tools henceforth exist to simulate adequately the behaviour of complex structures subjected to dynamic loadings. In this context, impacts on a rock shed are modelled by means of a damage model for concrete coupled with an explicit time integration "finite element" tool. This approach is then used to analyse damages induced by an avalanche on deflective walls. Its relevance is clearly highlighted for natural hazards. However and prior to apply these powerful tools to engineering practices, simplified methods have still to be developed, as well as a better understanding of the phenomenon action is required. This last topic is studied through new experiments aiming at characterizing action of avalanche through the back-analysis of metallic microstructures behaviour