Modélisation numérique de l`impact d`un bloc rocheux sur un éboulis. Analyse stochastique des coefficients de réflexion

National audienceAs rockfalls direct strong disasters, they stand as a major natural hazard. In order to manage this phenomenon, it is of great interest to predict as accurate as possible the trajectory of falling blocks. This allows the spatial extension of the risk to be assessed. But the modelling of the trajectory of a falling block requires to take into account the mechanical interaction that occurs between the boulder and natural obstacles, such as the ground or a forest stand. This paper deals with the analysis of the impact of a block onto a rocky ground; the purpose consists in expressing a reflecting law relating both incident and reflected velocities. Stochastic nature of the reflecting law was clearly established. In the case of an impact normal to the ground surface, simulations have shown that the relation between both incident and reflected velocities was quasi-linear; furthermore, it has appeared that the normal reflecting coefficient could be described by a Normal distribution, whereas a Beta distribution could be associated to the tangential reflecting coefficient. Designing protective structures requires to know the trajectory of the block, as well as the velocity of the block. Thus, the improving in the modelling of the contact between the block and the ground represents an actual challenge.De part les destructions et dégradations importantes qu`elles occasionnent, les chutes de blocs isolés dans les régions montagneuses constituent un risque naturel majeur. Sur le plan de la prévention, la simulation de la trajectoire de ces blocs en interaction avec les éventuels obstacles naturels du versant (terrain naturel, couverture forestière), à l`aide d`outils appropriés, constitue une étape essentielle permettant de présenter une cartographie d`intensité du phénomène redouté. Dans cette vaste problématique, l`article traite plus spécifiquement de l`étude de l`impact d`un bloc rocheux sur un sol composé d`éboulis, dans l`objectif d`établir une loi de réflexion qui sera intégrée à terme dans un code de trajectographie. Le caractère fortement stochastique de cette loi a été clairement établi. Dans le cas d`un impact normal à la surface du sol, une première analyse a permis de montrer qu`il existait une dépendance linéaire entre la vitesse incidente et les vitesses réfléchies normale, tangentielle, et de rotation ; de plus, il est apparu que le coefficient de réflexion normale suivait une distribution normale, alors que le coefficient de réflexion tangentielle était plutôt décrit par une loi Bêta. Une modélisation plus réaliste de la phase de contact entre le bloc et le sol contribue, en effet, à une évaluation plus judicieuse des vitesses du bloc ainsi que de ses hauteurs de passage. Ce sont ces paramètres qui permettent de définir les stratégies de protection les plus adaptées (localisation et dimensionnement)

Modélisation numérique de l’impact d’un bloc rocheux sur un éboulis. Analyse stochastique des coefficients de réflexion

De par les destructions et dégradations importantes qu’elles occasionnent, les chutes de blocs isolés dans les régions montagneuses constituent un risque naturel majeur. Sur le plan de la prévention, la simulation de la trajectoire de ces blocs en interaction avec les éventuels obstacles naturels du versant (terrain naturel, couverture forestière), à l’aide d’outils appropriés, constitue une étape essentielle permettant de présenter une cartographie d’intensité du phénomène redouté. Dans cette vaste problématique, l’article traite plus spécifiquement de l’étude de l’impact d’un bloc rocheux sur un sol composé d’éboulis, dans l’objectif d’établir une loi de réflexion qui sera intégrée à terme dans un code de trajectographie. Le caractère fortement stochastique de cette loi a été clairement établi. Dans le cas d’un impact normal à la surface du sol, une première analyse a permis de montrer qu’il existait une dépendance linéaire entre la vitesse incidente et les vitesses réfléchies normale, tangentielle, et de rotation ; de plus, il est apparu que le coefficient de réflexion normale suivait une distribution normale, alors que le coefficient de réflexion tangentielle était plutôt décrit par une loi Bêta. Une modélisation plus réaliste de la phase de contact entre le bloc et le sol contribue, en effet, à une évaluation plus judicieuse des vitesses du bloc ainsi que de ses hauteurs de passage. Ce sont ces paramètres qui permettent de définir les stratégies de protection les plus adaptées (localisation et dimensionnement)