> Actions d‘avalanches sur les galeries de protection

(Directive suisse)

> Principes de dimensionnement pour des objets /

installations / bâtiments menacés par des avalanches

André BurkardCH-3900 Brigue

Project DynAval / workshop / interazione flusso valanghivo – infrastrutture 1-2 dicembre 2011, Gressoney La Trinité (AO)

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

Directives à réspecter en Suisse

(2006) (2007) (2005)

> Installations touristique > Galeries >Protections bâtiments

(A) Nouveau Téléphérique, Plan Francey – Moléson (FR)

1 km

Pylône à treillis

Protection prévu du pylône

Actions

> Poussée de la neige

> Petites avalanches

Tôle métallique (obstacle

étroit)

D: 0.4 m – 1.1 m

H: 3 m

Calculs avalanches: Données de base

Principes (2006)

> Périodes de retour:

> Pousée de la neige sur des

pentes > 25° (T ≈ 30 ans)

Catégorie d’Objet Période de retour (T) pour

des installations

10 30 100 300

Installation de

liaison

stations X X

Installation

d’exploitations

stations X X

Installation de

liaison et

d’exploitations

pylônes X X

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.

Poussée de la neige sur les pieds du pylône

qg = ρ g hA2 0.5 K N η D/dA [kN/m‘]

P = 0.5 c F ρ v2 [N]

qF = 0.5 c ρ v2 [N/m2]

c: coefficient de résistance

Action avalanches coulantes sur le pieds du pylône

Directive à respecter pour les installations

touristiques

Protections plus souples….

Scénarios spéciales pour des pylônes situés dans des

zones de dépot d‘avalanches

Modèle de l‘action

Modèle de l‘action dépôt d‘avalanche

Modèle de l‘action de la 2ième

avalanches sur un dépôt d‘avalanches

(B) Pylône à treillis, Zwischbergen (VS)

Avant l‘avalanche de décembre

2008

1 km

Pylône à treillis, Zwischbergen (VS)

Foto © Marc Schaer, SLF

Avalanche de décembre 2008

Pylône à treillis, Zwischbergen (VS)

Après l‘avalanche de décembre 2008

… emporté et plié par l‘avalanche …

Mur déflecteur

Dimensionnement du mur déflecteur

qF = ρ v2 sin2 α [N/m2]

qp = µ qn [N/m2]

µ: Coefficient de frottement [-] (0.25 … 0.4)

Qe = Pression statique de remplacement

Qe

α

v

v' qFqp

Hindernis

Protections déflecteures …

…Protections déflecteures

� Val Madris (GR)

(C) Galerie de protection contre les avalanches, In

den

Böschen (UR)

Zones de déclenchement

0.5

km

Simulations RAMMS – 2D (avalanches coulantes)

Vitesses avalanches coulantes

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 àdécrire.«

> « […] 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: γF= 1.5)> Cas accidentelle: T = 300 ans (facteur de charge: γF= 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. «

Cas 1: Avalanche coulante sur terrain nu

Cas 2: Avalanche coulante sur toit enneigé

Cas 3: Avalanche coulante par dessus un dépôt

d‘avalanches

Cas 4: Dépôt d‘avalanches au repos

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

Evaluation des actions d‘avalanches

Expert avalanches:

> Etude du danger, données d‘entrée

ingénieur civil:

> Evalutions des actions et dimensionnement de la sécurité

structurale …:

(D) Spinatobelbrücke (GR)

Fotomontage © cours d‘eau/neige/avalanche, 2008

Evénements…

Foto © Kt. GR

01.03.1896 21.04.1975 21.04.1975

Foto © TBA Kt. GRFoto © Gemeindekanzlei Malix

Situations d‘actions

Avalanche poudreuseAvalanche coulante

Modèle d'action pour les pylônes en béton

ivs-gis.ch, 29.11.2011

(E) Cabanne d‘Anen, Lötschental (VS)

1 km

Cabanne d‘Anen, Lötschental (VS)

Avant l‘avalanche du 2 mars 2007

Après l‘avalanche du 2 mars 2007

Analyse du danger d‘avalanches

0.5

km

Legende

Anrisszonen 28 - 45°

Anrisszonen 45 - 60°

Trockene Fliesslawine

Sehr trockene

Fliesslaw.

Feuchte Fliesslawine

Staublawine

B

C

E

D

x

x

Xx

X

A

146

Untersuchungsgebiet

0.5

km

Parois exposées aux avalanches

N

> Presssion aval fenêtres: 12.5 [kN/m2]

> Epaisseur fenêtres: d = 70 mm

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.

Modèle de l‘action pour des parois exposées à des

avalanches

hg [m]: Hauteur du bâtiment

hn [m]: Epaisseur de la neige

hf [m]: Hauteur d’écoulement de l’avalanche coulante

hstau [m]: Hauteur de retenue de l’avalanche coulante

qe [kN/m2]: Pression statique de remplacement due à une charge concentrée (choc)

qf [kN/m2]: Pression exercée par l’avalanche coulante

qr [kN/m2]: Frottement spécifique

vf [m/s]: Vitesse de l’avalanche coulante

Mur fortifiée

Modèle de l‘action

qnF = ρ v2 [N/m2]

qpF = µ qnF [N/m2]

ρ = [300 kg/m3]

v = [m/s]

qnF = 20 kN/m2

qnF = 0 kN/m2

qnF = 0 kN/m2

qnF = 12.5 kN/m2

Westansicht Südansicht

Nordansicht Ostansicht

Protection contre des glissement…

Comment protèger?Merci pour votre attention

Lamunière I., 2006

Une rupture douce, ou le mazot de béton…

Discussion

Pylône sans protection: petites distances des barres

Petites distances des barres métaliques

(< 1m)

Pylône sans protection: grandes distances des barres

Pylône sans protection: éléments métalliques