Improving the design of rockfall protection fences using a reliability-based approach

National audienceThis study proposes a reliability-based approach for the design of rockfall protection fences. From rockfall simulations using the code Rockyfor3D is deduced the probabilistic modelling of the impact angle and impact velocity of rocks. A discrete element model represents a low energy fence (software Yade-dem). The probability for the failure of the fence is evaluated, on a real study case, using a collocation method, based on a limited number of impact simulations

Dry granular avalanche impact force on a rigid wall: Analytic shock solution versus discrete element simulations

The present paper investigates the mean impact force exerted by a granular mass flowing down an incline and impacting a rigid wall of semi-infinite height. First, this granular flow-wall interaction problem is modeled by numerical simulations based on the discrete element method (DEM). These DEM simulations allow computing the depth-averaged quantities—thickness, velocity, and density—of the incoming flow and the resulting mean force on the rigid wall. Second, that problem is described by a simple analytic solution based on a depth-averaged approach for a traveling compressible shock wave, whose volume is assumed to shrink into a singular surface, and which coexists with a dead zone. It is shown that the dead-zone dynamics and the mean force on the wall computed from DEM can be reproduced reasonably well by the analytic solution proposed over a wide range of slope angle of the incline. These results are obtained by feeding the analytic solution with the thickness, the depth-averaged velocity, and the density averaged over a certain distance along the incline rather than flow quantities taken at a singular section before the jump, thus showing that the assumption of a shock wave volume shrinking into a singular surface is questionable. The finite length of the traveling wave upstream of the grains piling against the wall must be considered. The sensitivity of the model prediction to that sampling length remains complicated, however, which highlights the need of further investigation about the properties and the internal structure of the propagating granular wave

Impact environnemental des pneumatiques déchiquetés utilisés pour la construction d’ouvrages en remblai

Les pneumatiques usagés sont employés comme matériau de construction pour des ouvrages de génie civil et de géotechnique depuis les années 80. S’agissant de déchets, leur impact sur l’environnement doit être évalué, au regard de l’application visée et de la réglementation en vigueur. Cet article porte sur l’impact environnemental de pneumatiques usagés déchiquetés, lorsqu'ils sont utilisés en mélange avec du sable, pour la construction d’ouvrages en remblai. Des essais de lixiviation, de percolation et au lysimètre ont été réalisés, sur le matériau vierge et sur son résidu après incendie. Les liquides collectés ont été l’objet d’analyses physico-chimiques, considérant deux cents composés, et écotoxicologiques sur une bactérie et un crustacé. Les mesures révèlent un impact très limité en contexte normal. Par contre, les résidus après incendie doivent être envoyés en installation de stockage pour déchets dangereux. / This article deals with the assessment of the environmental impact of shredded scrap tyres mixed with sand to built embankments. Tests of leaching, of percolation and in a lysimeter were performed on the raw material as well as on the tailing resulting from fire. The liquids were analysed looking for 200 compounds and their toxicity on a shellfish and a bacterium was assessed. Measurements confirm the limited consequences on the environment, except in the case of fire, where tailings must be considered as hazardous waste

Oisseau-le-Petit – Les Noiras

Dans le cadre des recherches menées sur l’ensemble de l’agglomération gallo-romaine d’Oisseau-le-Petit, une étude du potentiel archéologique a été réalisée sur une parcelle située en limite de la zone urbaine antique. Les prospections de surface n’ayant livré aucun indice d’occupation ancienne, neuf sondages ont permis de disposer d’un linéaire stratigraphique de 57 m (profondeur maximum : 1,60 m). Chaque sondage a révélé une succession de niveaux géologiques ou pédologiques avec absence de m..

Aubigné-Racan, Cherré – La Grande Pâture

Le site gallo-romain de Cherré, mentionné en 1896 par F. Liger, fait l’objet de fouilles programmées depuis 1977. Plusieurs monuments ont été mis au jour et étudiés : un théâtre (1977-1981) superposé à une nécropole du premier âge du Fer, un macellum (1982-1985), un temple (1986-1988) et un édifice thermal (1989-1991). Le programme réalisé en 1991 avait pour double objectif l’achèvement de la fouille des thermes et l’étude de la liaison entre cet édifice et le temple, situé à une centaine de ..

Quantitative 3D Characterization of Cellular Materials: Segmentation and Morphology of Foam

International audienceWood, trabecular bone, coral, liquid foams, grains in polycrystals, igneous rock, and even many types of food share many structural similarities and belong to the general class called cellular materials. The visualization of these materials in 3D has been made possible in the last decades through a variety of imaging techniques including magnetic resonance imaging (MRI), micro-computed X-ray tomography ($\mu$CT), and confocal microscopy. Recent advances in synchrotron-based ultra fast tomography have enabled measurements in liquid foams with thousands of bubbles and time resolutions down to 0.5 seconds. Post-processing techniques have, however, not kept pace and extracting useful physical metrics from such measurements is far from trivial. In this manuscript we present and validate a new, fully-automated method for segmenting and labeling the void space in cellular materials where the walls between cells are not visible or present. The individual cell labeling is based on a new tool, the Gradient Guided Watershed, which, while computationally simple, can be robustly scaled to large data-sets. Specifically we demonstrate the utility of this new method on several liquid foams (with varying liquid fraction and polydispersity) composed of thousands of bubbles, and the subsequent quantitative 3D structural characterization of those foams

Dry granular avalanche impact force on a rigid wall of semi-infinite height

The present paper tackles the problem of the impact of a dry granular avalanche-flow on a rigid wallof semi-infinite height. An analytic force model based on depth-averaged shock theory is proposed to describethe flow-wall interaction and the resulting impact force on the wall. Provided that the analytic force modelis fed with the incoming flow conditions regarding thickness, velocity and density, all averaged over a certaindistance downstream of the undisturbed incoming flow, it reproduces very well the time history of the impactforce actually measured by detailed discrete element simulations, for a wide range of slope angles

Modélisation numérique par éléments discrets de géo-cellules soumises à impact

Un développement innovant des structures de protection contre les éboulements rocheux soumises à un impact est de les concevoir à partir d'un assemblage cellulaire. Les géo-cellules sont des éléments géocomposites (géomatériau entouré de grillage). La modélisation de ces structures se fonde sur une approche multi-échelles. A l'échelle locale, la cellule est modélisée en trois dimensions grâce à la méthode numérique aux éléments discrets. La réponse mécanique à différentes sollicitations quasi-statique et dynamique permet de déterminer un modèle constitutif de la cellule. Les développements et le calibrage des paramètres numériques se basent sur des modèles physiques. Les résultats obtenus à l'échelle de la cellule sont utilisés pour la modélisation de l'ouvrage

Structures géocomposites cellulaires, modélisation de la réponse à un impact localisé

Dans le cadre de la protection des personnes et des enjeux exposés à des risques naturels de type chute de blocs, le développement de nouvelles technologies de structures protectrices est un sujet d'actualité. Il est aujourd'hui nécessaire d'apporter des réponses quant à l'optimisation de l'efficacité dissipative des structures dédiées à l'arrêt des blocs. Cet article s'intéresse à la modélisation numérique de structures de conception cellulaire. Les composants cellulaires étudiés sont constitués d'une enveloppe grillagée remplie par des matériaux généralement granulaires. La déformabilité du matériau et les déplacements relatifs des cellules confèrent à la structure une importante capacité de dissipation énergétique. L'approche de modélisation "multi-échelle" mise en oeuvre consiste à étudier localement le comportement mécanique de la cellule pour ensuite passer à l'échelle de l'ouvrage en intégrant les résultats obtenus à l'échelle de la cellule. On présente ici une modélisation de la structure et les résultats concernant son comportement mécanique sous sollicitation d'impact dynamique