Thèse en cours

Évaluation des trajectoires de chutes de blocs à l'aide des Smart Rocks et de la mesure en forage
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Auteur / Autrice : Bruma Morganna MENDONCA DE SOUZA
Direction : Marion Bost
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Genie civil
Date : Inscription en doctorat le 01/01/2022
Etablissement(s) : Vaulx-en-Velin, École nationale des travaux publics de l’État en cotutelle avec New Hampshire
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône ; 1975-....)

Résumé

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Pour dimensionner les structures de protection dans les régions montagneuses mais également pour cartographier l’aléa, les chutes de blocs rocheux sont simulées par modélisation numérique. Or l'incertitude liée au comportement des blocs lors de leur chute et aux paramètres d'entrée pour qualifier les terrains en place est encore très élevée. Les recherches menées à l'Université du New Hampshire (UNH, Durham, USA) au cours de la dernière décennie ont permis de mettre au point le capteur Smart Rock (SR) qui permet d'instrumenter les chutes de blocs lors d’expériences sur le terrain et en laboratoire. De premières expériences récemment menées sur le terrain dans les États du New Hampshire et du Vermont ont fourni des données sur les rebonds et la rotation de blocs rocheux au cours de leur chute. Ces premiers résultats confirment que les données ainsi enregistrées ne sont pas toujours compatibles avec les méthodes prédictives actuelles. En l’absence de théorie partagée sur le comportement au rebond d’un bloc rocheux sur un terrain en place, ces dernières font des hypothèses sur les coefficients de restitution et de frottement et négligent généralement le phénomène de rotation des blocs. Cela conduit à des résultats soient trop ou soient pas assez conservatifs. Face à la complexité des conditions in situ, pour comprendre les mécanismes en jeu lors du rebond d’un bloc rocheux sur une pente naturelle, une étude paramétrique sur les facteurs prépondérants mis en évidence par les campagnes d’essais in situ et pris indépendamment s’avère pertinente. A cette fin, l’Univ. Eiffel dispose d’un grand équipement qui permet de réaliser des chutes de blocs en conditions contrôlées (nature et géométrie du bloc, vitesse d’impact, angle d’impact, nature et géométrie du terrain impacté). Il parait également nécessaire d’établir une meilleure caractérisation des terrains en place dans le cas d’une sollicitation de type bloc rocheux. Cette caractérisation des terrains en place (résistance, rigidité, niveau d'altération) à l'aide de mesures en forage (Measuring While Drilling - MWD) est d’ores et déjà un sujet de recherche entre l'UNH et l'Univ. Eiffel depuis 2012. Grâce à l'utilisation des MWD, la caractérisation géotechnique du site devrait permettre d'obtenir des représentations complètes et précises des conditions de ces terrains. Dans ce contexte, il est donc proposé lors de ce travail de thèse d’étudier le comportement d’un bloc rocheux lors de sa chute, dont son interaction avec le sol en place, afin de résoudre le problème de qualification de la fiabilité des trajectoires modélisées de chutes de blocs.