Residual subsidence analysis after the end of coalmine work. Example from Lorraine colliery, France

International audienceThis paper describes the residual movements associated with the deep coalmines. The studied case relates to works located into Lorraine coal basin. The paper is divided into two sections. The first one describes subsidence phenomena, especially the residual phase in terms of amplitude, duration and localization. The second one focus on Morsbach case: the total and residual subsidence measurements will be analyzed and compared to the state of the art as well as the currant knowledge. The results of the analysis show that the duration of residual movements does not exceed 24 months and their amplitude is about 5 % of total subsidence. We analyze also the declarations of the mining damage during and after the mining period. Damages occur, after this period are probably due to late observations.Cet article décrit les mouvements résiduels associés à l'exploitation des mines de charbon à grande profondeur. Le cas traité concerne le secteur de Morsbach, influencé par une exploitation de charbon en Lorraine. L'article se décompose en deux parties : la première partie décrit le phénomène d'affaissement, et particulièrement la phase résiduelle de l'affaissement (amplitude, durée, localisation), la deuxième partie est consacrée au cas de Morsbach, pour lequel nous analyserons les mesures d'affaissement (totales et résiduelles) par rapport à l'état de la connaissance. Les résultats de l'analyse montrent que la durée de l'affaissement résiduel ne dépasse pas 24 mois et que son amplitude est de l'ordre de 5 % de l'affaissement total. Nous avons également analysé les déclarations des dommages et des dégâts miniers pendant et après l'exploitation. Les dommages observés après l'arrêt des travaux sont probablement dus à des observations tardives

Evaluation environnementale et choix de stratégies durables de gestion des risques naturels

International audienceDevenus une référence suite à la Déclaration de Rio (1992), les principes du développement durable ont entrainé une modification des pratiques décisionnelles dans plusieurs domaines, dont celui de la gestion des risques naturels et des catastrophes induites. Aussi l'évaluation s'impose aujourd'hui comme une étape cruciale dans l'opérationnalisation de la durabilité. Dans le cadre du projet de recherche intitulé " Prise en compte des INCERTitudes pour des Décisions Durables " (INCERDD), financé par l'ANR1, qui vise à élaborer une démarche pour l'intégration des différentes incertitudes dans le processus de prise de décision, une méthodologie a été proposée pour évaluer la durabilité des stratégies de gestion. Cette méthodologie est basée sur une série de critères parmi lesquels la " durabilité environnementale " pour cerner les implications environnementales des stratégies. La présente communication se propose de démontrer l'adéquation de l'évaluation environnementale comme support de décision dans la gestion durable des risques et catastrophes naturels. Elle vise donc à apporter des éléments méthodologiques pour mesurer la qualité environnementale des stratégies de gestion des risques naturels en milieu urbain

Gestion durable des risques d'affaissement minier : choix de stratégies - cas de Moyeuvre-Grande

National audienceGround movement hazard is commonly associated with the collapse and the instability of abandoned underground cavities. The related risks can be handled through different strategies, which are made up of measures ranging from urbanization regulatory requirements to technical measures for reducing the hazard or the vulnerability. This paper aims to propose a methodology for evaluating these different strategies according to criteria relevant with sustainable development objectives. It focuses on two levels : identification of criteria on the one hand, and on the other, application in the Moyeuvre-Grande case study through a cost-benefit analysis.L'aléa " mouvement de terrain d'origine minière " est associé à l'évolution de la stabilité de cavités souterraines abandonnées. La gestion des risques qui en découle peut se faire selon différentes stratégies et conduire à un ensemble de mesures allant de prescriptions réglementaires en matière d'urbanisme à des mesures techniques de réduction de l'aléa ou de la vulnérabilité. L'objectif de cet article est de présenter une méthodologie d'évaluation de ces différentes stratégies selon des critères cohérents avec les objectifs d'un développement durable. Le travail porte d'une part sur l'identification de ces critères et d'autre part sur leur application à l'étude du cas de la commune de Moyeuvre-Grande (57) à travers une analyse coûts-avantages

Goa, India Collapses of Underground Cavities and Soil-Structure Interactions: Influences of the Position of the Structure Relative to the Cavity

ABSTRACT: This paper is focused on soil subsidence of small extend and amplitude caused by tunnel boring or the collapse of underground cavities, whether natural or man-made. The impact of the movements of the ground on existing structures is generally dramatic. It is therefore necessary to accurately predict these movements (settlements and horizontal extension or compression displacements). Even though it is obvious that the overall stiffness and weight of the structure influences the size and shape of the soil movement, the main features of this soil-structure interaction phenomenon are not well established. Caudron et al. (2006) developed an original smallscale physical model to take the soil-structure interaction into account. It is based on the use of the frictional Schneebeli material (assembly of small diameter rods) and a modified version including cohesion in order to reproduce a cohesive layer above a cavity. The displacements of the soil are obtained from digital images processing by particle image velocimetry (PIV). Interesting results were obtained, probing that the soil-structure interactions could be analysed by this experimental model. This article is focused in a first part on the influence of the position of the structure with respect to the cavity position. Consequences on the areas mainly concerned by horizontal compression or extension of the structure are determined. It appears that the stresses induced in the building are a superposition of several elementary loading (sum of the effects of the slope, the horizontal deformations and the curvature). The second part concerns the effect of the relative soil/structure stiffness on the ground movement during a cavity collapse by considering a second model of structure with similar dimensions but more flexible.

Modélisation numérique de l’interaction sol-structure lors du phénomène de fontis

Cet article présente une étude du phénomène d’interaction sol-structure durant la formation d’un fontis par une modélisation numérique. L’approche utilise un modèle numérique bidimensionnel associant un code de calcul aux différences finies avec un code de calcul utilisant les élémentséléments discrets distincts afin de tirer au mieux parti des performances des deux logiciels. Outre un important gain de temps de calcul par rapport à un modèle constitué uniquement d’éléments distincts, cette approche donne des résultats comparables à ceux observés expérimentalement auparavant

Le choix de la position d'un ouvrage souterrain par rapport à l'orientation des contraintes principales naturelles

Les observations récentes concernant les ruptures de roches autour des ouvrages souterrains de génie civil, minier ou pétrolier ont montré l'existence de plusieurs mécanismes de rupture. L'évaluation de la stabilité et la conception du renforcement et du soutènement de toutes les excavations passent par la connaissance des mécanismes et des modes de rupture. Dans cet article, nous développons des idées inspirées par des observations ; les observations sont confrontées à des calculs analytiques et numériques. Le tenseur final des contraintes (somme du tenseur initial et du tenseur induit) détermine le mode de rupture. Le tenseur des contraintes induites par l'excavation dépend à la fois de la géométrie de l'ouvrage (circulaire, quadrangulaire, vertical ou horizontal) et du tenseur des contraintes initiales. Une modification de l'un ou l'autre de ces deux facteurs déterminera donc en fin de compte le type de rupture. Dans les analyses de rupture en deux dimensions (problème de déformation plane, contraintes planes...), on considère que la troisième contrainte (contrainte axiale) est une contrainte intermédiaire. Nous montrerons que cette contrainte pourrait être une contrainte majeure ou mineure en fonction des deux éléments introduits ci- dessus. Ces analyses permettent donc de comprendre beaucoup d'observations. En retour, elles donnent des indications précieuses sur le champ des contraintes in situ, et permettent notamment de mieux interpréter les mesures des contraintes. Dans le cas où les contraintes sont connues, nous pouvons tenter de prédire le ou les types de ruptures qui pourront se produire et donc les mesures nécessaires à prendre pour les éviter

Influence de la déformation horizontale sur le bâti Rôle d'une tranchée péripérique

National audienceThe impact of the horizontal deformation of soil on a structure is stud-ied using the model of a wall, taking into account the interaction between soil and structure. For a horizontal deformation of 12 mm/m, horizontal stresses are 5 times greater than those induced in the virgin case. A device trench can reduce soil strain and horizontal stresses transmitted to the structureL'impact de la déformation horizontale du sol sur une structure (un mur) est étudié à l'aide de la modélisation numérique, en tenant compte de l'interaction sol-structure. Pour une déformation horizontale de 12 mm/m, les contraintes horizon-tales sont 5 fois plus importantes que celles induites en état vierge (sous l'effet du poids propre). Une tranchée périphérique permet de réduire les déformations du sol et les contraintes horizontales de compression transmises à la structur

A large 3D physical model: a tool to investigate the consequences of ground movements on the surface structures

Soil subsidence of various extend and amplitude can result from the failure of underground cavities, whether natural (for example caused by the dissolution of rocks by underground water flow) or man-made (such as mines). The impact of the ground movements on existing structures (houses, buildings, bridges, etc…) is generally dramatic. A large small-scale physical model is developed in order to improve our understanding of the behaviour of the building subjected to ground subsidence or the collapse of cavities. We focus on the soil-structure interaction and on the mitigation techniques allowing reducing the vulnerability of the buildings (structures)

Development of a damage simulator for the probabilistic assessment of building vulnerability in subsidence areas

International audienceThe extraction of ore and minerals by underground mining often causes ground subsidence phenomena and may result in severe damage to buildings. Risk analysis in subsidence regions requires the assessment of both the hazards to and vulnerability of nearby buildings. However, many uncertainties exist and this assessment and its representation as well are still a complex objective. For this purpose a damage simulation tool is developed to investigate hazard and vulnerability under several possible scenarios of mining subsidence in which a large number of buildings may be affected. Ground movements assessment is based on the influence function method, and building damage is estimated using vulnerability functions. A case study is presented to illustrate the different results given by the damage simulator. Uncertainties about the collapsed zone of the mine and influence angles lead to the definition of different possible scenarios. A relative occurrence probability is then defined to implement a probabilistic approach to the hazard and vulnerability assessments. Different results, more or less synthetics, can then be obtained to assess both hazard and vulnerability over the exposed city. These results are compared and the maximal horizontal ground strains and the mean damage appear to be the most effective and relevant way to address the question. A final ranking based on scoring is then provided

A decision-support methodology for assessing the sustainability of natural risk management strategies in urban areas

International audienceThis paper attempts to provide a decision support framework that can help risk managers in urban areas to improve their decision-making processes related to sustainable management. Currently, risk management strategies should no longer be selected based primarily on economic and technical insight. Managers must address the sustainability of risk management by assessing the impacts of their decisions on the sustainable development of a given territory. These assessments require tools that allow ex ante comparisons of the effectiveness and the likely economic, social and ecological impacts of the alternative management strategies. Therefore, this paper reports a methodological and operational framework, which aims to incorporate sustainability principles in a particular decision by taking all the dimensions that affect sustainability into account. This paper is divided into two main parts: one on the theoretical aspects of the proposed methodology and the other on its application to a flood risks management case in a municipality located in Meurthe-et-Moselle county (France). The results of the case study have shown how the methodology can be suitable for determining the most sustainable decision