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The slope failure in the east wall of the open pit LAB Chrysotile near the city of Black Lake (Chaudière-Appalaches, Canada) was analyzed with the limit equilibrium analysis (LEA), the finite element (FE) and the reduction shear Stress (SSR-FE). The modeling part is based on models of slopes extracted from digital elevation models (DEM) produced from point clouds of airborne (ALS) and terrestrial (TLS) LiDAR. The numerical analysis confirms that the slope failure is circular whose the volume is estimated to 22.106 m³. In addition, a back-analysis clarifies the rock’s geomechanical parameters. From these data, a preliminary prospective analysis predicts an instability of the area beyond the limits of the current slope failure, and the volume of this area is estimated at 107 m³.; La rupture du mur est de la mine à ciel ouvert LAB Chrysotile à proximité de la ville de Black Lake (Chaudière-Appalaches, Canada), a été analysée avec la méthode des équilibres limites (LEA), des éléments finis (FE) et de la réduction des contraintes de cisaillement (SSR-FE). La partie modélisation s’appuie sur un suivi des pentes, dont les profils sont extraits de modèles numériques de terrain (MNT) réalisés à partir des nuages de points de LiDAR terrestre (TLS) et aéroporté (ALS). L’analyse numérique du glissement permet de confirmer que la rupture est de type circulaire dont le volume est estimé à 22.106 m³. De plus, la technique de rétro-analyse permet de préciser les paramètres géomécaniques du massif. À partir de ces données, une analyse prospective préliminaire permet de prévoir une instabilité de la zone au-delà des limites actuelles du glissement, ainsi que le volume de cette zone estimé à 107 m³.

Citation : Leone F. (2007) - Caractérisation des vulnérabilités aux catastrophes " naturelles " : contribution à une évaluation géographique multirisque (mouvements de terrain, séismes, tsunamis, éruptions volcaniques, cyclones) - Mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches (HDR), Section 23 (Géographie), Université Paul Valéry - Montpellier III, Laboratoire GESTER, Montpellier, 245 p. + Annexes; Ce mémoire présente à la fois un état des lieux de la recherche scientifique sur le sujet, en réponse à une certaine demande sociale, une synthèse de notre propre activité, et un positionnement scientifique dans le champ de la géographie des risques. Il est alimenté par des réflexions théoriques et méthodologiques plus ou moins abouties, mais illustrées par des résultats concrets issus de nos recherches. Il laisse le champ à des questionnements scientifiques à portée opérationnelle et à des perspectives de recherche visant à mieux caractériser les systèmes de vulnérabilité aux catastrophes naturelles et faciliter ainsi les modes d'évaluation intégrée et spatialisée des risques naturels. Evaluation intégrée, car la vulnérabilité y est appréhendée selon des approches multi-critères propres à caractériser les multiples facettes et facteurs qui la déterminent. Evaluation spatialisée, car le risque est mis en carte, de différentes façons et à différentes échelles, toujours selon une démarche intégrée où se combinent, critères de vulnérabilité, enjeux et aléas.

Due to growing urbanization of mountainous areas, rock falls constitute a growing danger for people and facilities. The evaluation of their occurrence probability (hazard), which is mainly based on the expert judgment, is then subjective and qualitative. The scope of the present work is to contribute to the quantification of rock fall hazard, using both local (geomechanical) and regional (historical and geodynamical) approaches., Du fait de l'urbanisation croissante des zones de montagne, les éboulements rocheux représentent un risque de plus en plus important pour les personnes et les infrastructures. L'évaluation de leur probabilité d'occurrence (aléa), qui s'appuie essentiellement sur l'expérience et le jugement des experts, est relativement subjective et de nature qualitative. L'objectif du travail présenté est de contribuer à la quantification de cet aléa, en combinant l'approche traditionnelle locale d'inspiration géomécanique à une approche régionale historique et géodynamique.

Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et des mécanismes d'endommagement d'un composite cimentaire fibré multi-échelles soumis à des sollicitations sévères. Les sollicitations mécaniques retenues sont : la fatigue, le choc et le fluage en ambiance agressive.A partir de l'analyse des mécanismes de fissuration des matrices cimentaires, le principe de renfort multi-échelles conduit à l'utilisation de trois dimensions de fibres métalliques afin d'intervenir à chaque étape du processus de fissuration. La matrice cimentaire est ultra-compacte et résistante (résistance en compression > 200 MPa) et la fraction volumique du renfort atteint 11 %. Le composite formulé est mis en uvre dans des dalles minces qui se veulent représentatives des applications structurelles envisagées. Les dalles constituent les corps d'épreuve pour les trois études.La caractérisation mécanique du composite sous chargement statique (compression, traction et flexion) montre que le renfort multi-échelles se caractérise par la mise en action graduelle et continue des différentes échelles de fibres, et ce jusqu'au pic d'effort. Une détermination de la résistance en traction uniaxiale (> 20 MPa) à partir d'essais de flexion 4 points sur dalles minces en utilisant une approche inverse est validée. Il est montré que le matériau étudié est élasto-plastique avec écrouissage positif en traction.Les essais dynamiques mettent en lumière une grande sensibilité du composite aux effets de vitesses. Le renfort multi-échelles, et tout particulièrement les micro-fibres, amplifient les phénomènes visqueux dans la matrice cimentaire en y améliorant le transfert des efforts. Le gain absolu de résistance en traction est estimé par approche inverse à 1.5 MPa/u.log. Ces résultats sont retrouvés lors de simulations avec un modèle élasto-visco-plastique.Le comportement en fatigue est limité par le faible élancement des méso-fibres. Leur déchaussement rapide empêche l'arrêt de la coalescence des micro-fissures. Une corrélation forte existe entre la durée de vie en fatigue et l'état d'endommagement initial (lors d'un premier chargement statique). Une courbe de Wöhler corrigée est reconstruite connaissant le comportement statique caractéristique et l'état initial de déformation des corps d'épreuve.Sous sollicitation de service, la fissuration fine et diffuse induite par l'efficacité du renfort multi-échelles n'est pas préjudiciable en environnement agressif. Une cicatrisation presque totale est observée en présence d'eau sur des corps d'épreuve pré-endommagés par fatigue et maintenus chargés en solution saline.

Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et des mécanismes d'endommagement d'un composite cimentaire fibré multi-échelles soumis à des sollicitations sévères. Les sollicitations mécaniques retenues sont : la fatigue, le choc et le fluage en ambiance agressive.A partir de l'analyse des mécanismes de fissuration des matrices cimentaires, le principe de renfort multi-échelles conduit à l'utilisation de trois dimensions de fibres métalliques afin d'intervenir à chaque étape du processus de fissuration. La matrice cimentaire est ultra-compacte et résistante (résistance en compression > 200 MPa) et la fraction volumique du renfort atteint 11 %. Le composite formulé est mis en uvre dans des dalles minces qui se veulent représentatives des applications structurelles envisagées. Les dalles constituent les corps d'épreuve pour les trois études.La caractérisation mécanique du composite sous chargement statique (compression, traction et flexion) montre que le renfort multi-échelles se caractérise par la mise en action graduelle et continue des différentes échelles de fibres, et ce jusqu'au pic d'effort. Une détermination de la résistance en traction uniaxiale (> 20 MPa) à partir d'essais de flexion 4 points sur dalles minces en utilisant une approche inverse est validée. Il est montré que le matériau étudié est élasto-plastique avec écrouissage positif en traction.Les essais dynamiques mettent en lumière une grande sensibilité du composite aux effets de vitesses. Le renfort multi-échelles, et tout particulièrement les micro-fibres, amplifient les phénomènes visqueux dans la matrice cimentaire en y améliorant le transfert des efforts. Le gain absolu de résistance en traction est estimé par approche inverse à 1.5 MPa/u.log. Ces résultats sont retrouvés lors de simulations avec un modèle élasto-visco-plastique.Le comportement en fatigue est limité par le faible élancement des méso-fibres. Leur déchaussement rapide empêche l'arrêt de la coalescence des micro-fissures. Une corrélation forte existe entre la durée de vie en fatigue et l'état d'endommagement initial (lors d'un premier chargement statique). Une courbe de Wöhler corrigée est reconstruite connaissant le comportement statique caractéristique et l'état initial de déformation des corps d'épreuve.Sous sollicitation de service, la fissuration fine et diffuse induite par l'efficacité du renfort multi-échelles n'est pas préjudiciable en environnement agressif. Une cicatrisation presque totale est observée en présence d'eau sur des corps d'épreuve pré-endommagés par fatigue et maintenus chargés en solution saline.

An extensive program of centrifuge tests was undertaken to study the effect of slope on P-Y curves in sand. The paper concerns the method developed in a previous series of centrifuge tests to experimentally determine P-Y curves. Bending moment curves are fitted by local quintic spline functions through a crossed validation method and then twice differentiated. These experimental P-Y curves are validated by back analysis. The program of tests on piles near slopes is given. It includes studies of the effect of distance to the slope, slope angle, soil properties. Sample preparation method, model piles, and the lateral loading device are described. Deflection-vs- load curves, bending moment curves and derived P-Y curves for piles close to slopes are compared with horizontal soil response. The coefficients that can apply to P-Y reaction curves of the reference piles (single pile in horizontal ground) are proposed for being used in practice.

Thèse réalisée à l'Institut de Géographie Alpine de Grenoble (université Grenoble 1) et financée par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM, projet Risques Naturels, Marseille). Reçue avec la mention très honorable et les félicitations du jury.; This thesis is in keeping with a global outlook on the perception help of the risk induced by ground failures phenomena. The approach privileged in this work is the analysis of vulnerability concept, a fundamental but not very explored component of risk appraisal. In a first time, the application of this concept to ground failures phenomena requires to structure its different components and to define it in accordance with a theoretical definition of risk and taking of decisions compatible with a quantitative assessment approach. In a second time, different back analyses are carried out on recent cases. The aim is first to stress the importance and diversity of the damage generated by ground failures, and then to obtain various information necessary to elaborate such assessment methodology. This methodology is then developed and afterwards illustrated through two applications. It's based on the notions of exposed elements and phenomena solicitation intensity. It's structured by means of matrices of damage. Such matrices contribute to give a homogeneous framework of the quantification of elements-phenomena interaction. Finally, the aim of this methodology is to confront risk managers to scenarios resulting from phenomenon manifestation. This methodology can be reproduced and its principle transposed to other types of natural phenomena.; Le présent travail s'inscrit dans une démarche globale d'aide à la perception du risque généré par les phénomènes de mouvements de terrain. L'approche privilégiée est l'analyse du concept de vulnérabilité, composante fondamentale et peu explorée de l'appréciation du risque. Pour développer ce concept dans le domaine spécifique des phénomènes de mouvements de terrain, il faut d'abord en structurer les différentes composantes de telle façon qu'au moment de l'évaluation du risque et de la prise de décision, il permette une approche quantitative. On mène ensuite une série d'analyses en retour sur des événements récents pour d'une part démontrer l'importance et la diversité des dommages imputables à des mouvements de terrain et d'autre part exploiter l'expérience correspondante pour bâtir une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité. Cette méthodologie est ensuite développée puis illustrée à travers deux applications. Elle repose sur les notions d'éléments exposés et d'intensité des sollicitations apportées par les phénomènes. Elle se structure autour de matrices d'endommagement qui offrent un cadre homogène de quantification de l'interaction entre ces éléments exposés et les phénomènes impliqués. Cette méthodologie a pour objectif de confronter les acteurs de la gestion du risque à des scénarios de ce qui peut les attendre en cas de manifestation de phénomènes pressentis. Elle reste reproductible et son principe peut être transposable à d'autres types de phénomènes naturels.

This thesis is in keeping with a global outlook on the perception help of the risk induced by ground failures phenomena. The approach privileged in this work is the analysis of vulnerability concept, a fundamental but not very explored component of risk appraisal. In a first time, the application of this concept to ground failures phenomena requires to structure its different components and to define it in accordance with a theoretical definition of risk and taking of decisions compatible with a quantitative assessment approach. In a second time, different back analyses are carried out on recent cases. The aim is first to stress the importance and diversity of the damage generated by ground failures, and then to obtain various information necessary to elaborate such assessment methodology. This methodology is then developed and afterwards illustrated through two applications. It's based on the notions of exposed elements and phenomena solicitation intensity. It's structured by means of matrices of damage. Such matrices contribute to give a homogeneous framework of the quantification of elements-phenomena interaction. Finally, the aim of this methodology is to confront risk managers to scenarios resulting from phenomenon manifestation. This methodology can be reproduced and its principle transposed to other types of natural phenomena., Le présent travail s'inscrit dans une démarche globale d'aide à la perception du risque généré par les phénomènes de mouvements de terrain. L'approche privilégiée est l'analyse du concept de vulnérabilité, composante fondamentale et peu explorée de l'appréciation du risque. Pour développer ce concept dans le domaine spécifique des phénomènes de mouvements de terrain, il faut d'abord en structurer les différentes composantes de telle façon qu'au moment de l'évaluation du risque et de la prise de décision, il permette une approche quantitative. On mène ensuite une série d'analyses en retour sur des événements récents pour d'une part démontrer l'importance et la diversité des dommages imputables à des mouvements de terrain et d'autre part exploiter l'expérience correspondante pour bâtir une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité. Cette méthodologie est ensuite développée puis illustrée à travers deux applications. Elle repose sur les notions d'éléments exposés et d'intensité des sollicitations apportées par les phénomènes. Elle se structure autour de matrices d'endommagement qui offrent un cadre homogène de quantification de l'interaction entre ces éléments exposés et les phénomènes impliqués. Cette méthodologie a pour objectif de confronter les acteurs de la gestion du risque à des scénarios de ce qui peut les attendre en cas de manifestation de phénomènes pressentis. Elle reste reproductible et son principe peut être transposable à d'autres types de phénomènes naturels.