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L’évaluation de l’aléa de chute de blocs constitue un défi majeur pour les territoires de montagne. Le changement climatique et l’évolution de l’urbanisation ne cessent de modifier profondément notre rapport à l’aléa rocheux et augmentent significativement le nombre d’enjeux exposés. Une quantification précise de cet aléa est donc nécessaire afin d’assurer une gestion adaptée du risque. Toutefois, la complexité du phénomène et la multiplicité des paramètres réels rendent la réalisation d’une telle quantification particulièrement délicate. Dans cet article, nous introduisons une approche quantitative originale s’appuyant sur une formalisation probabiliste et permettant de quantifier précisément l’aléa résultant en combinant plusieurs probabilités intermédiaires. Une application méthodologique en contexte opérationnel est proposée afin d’en montrer le potentiel d’utilisation. Les hypothèses, critères d’approximation et effets liés aux données utilisées font l’objet d’une discussion pour une mise en S100perspective avec les pratiques actuelles. Nous illustrons également l’approche à travers deux exemples, dont un appliqué au cas du Saint-Eynard dans les Alpes françaises.

AbstractBending moment–curvature relations (M-χ) are useful in many beam modelling approaches. It allows describing in a simple way the mechanical behaviour at the cross-section scale and can be used to model continuous beams as single degree of freedom systems dedicated to perform stochastic analysis. This paper focused on tree mechanical charaterisation and presents an identification method for obtaining bending moment–curvature relationships up to failure from Digital Image Correlation (DIC) and experimental three points bending tests. Due to wood intrinsic variability, the proposed identification method has been validated from a Finite Element (FE) model which aims at simulating precisely the bending response of a cylindrical stem. The refined FE model has been developed based on the geometry and the boundary conditions of the experimentally tested stems. M-χcurves are derived from the FE model and used within a Single Degree Of Freedom (SDOF) approach. At the stem scale, the prediction of the SDOF model (Force-Displacement) is compared to the FE model and lead to a good agreement. Then the approach is used to characterise fresh European beech samples allowing deriving their mechanical properties (longitudinal Young modulus, modulus of elasticity and modulus of rupture).

AbstractWooden structures made of felled trees are used in forested slopes as protection structures against rockfall. A model based on the Discrete Element Method is developed to analyse their response to normal impacts of blocks. The interaction between the blocks and the stems and the stem response are explicitly integrated. After the model calibration using impact tests, a wide range of impact scenarii representative of real configurations is explored. The influence of three parameters (stem diameter, impact velocity and block diameter) is analysed. Three impact types were identified for different ratios between the block and stem diameters. For small , the impact is limited to a brief contact. For intermediate , successive contacts of similar duration are observed. After the last contact, the block is sent back with a large velocity. For large , two contacts are observed. The second contact can be assimilated to a quasi-static loading of the stem. In addition, structure damage increases for increasing ranging from almost no damage for the first impact type to rupture of the stem for the third type. The largest associated with the first impact type is the target configuration that favours block energy decrease and limits structure damage.

Le zonage des risques en montagne reste pensé comme une procédure normative issue de la transposition du « modèle inondation ». Au cœur de ce schéma figure le phénomène centennal, référence probabiliste d'une définition problématique, inadaptée à des phénomènes destructeurs, et peu interprétable en termes d'exposition. Ces insuffisances sont sources d'incompréhensions, et elle rend nécessaire des raccourcis et des pratiques de terrain sécuritaires. Cet article propose un changement de paradigme. Le zonage y est envisagé comme la un compromis entre les pertes dues au phénomène dommageable et les restrictions que la société s'impose. L'état des connaissances scientifiques ne permet pour l'instant pas de définir une procédure directive complète qu'il ne revient de toute façon pas à la sphère technique d'énoncer. En revanche, cartographier le risque individuel en combinant modèle d'aléa et susceptibilité au dommages pour différents types d'enjeux puis définir le zonage sur la base de seuils d'acceptabilité permet d'ores et déjà d'intégrer le caractère multivarié de l'aléa, de prendre en compte les incertitudes et de tracer l'ensemble de la procédure de décision. Le choix des seuils de risque individuel constituant les limites de zones et l'affichage du risque résiduel après zonage matérialisent le compromis choisi, permettant une réappropriation de la question par la société. Le cadre générique proposé est compatible avec une large gamme de solutions techniques comme d'orientations institutionnelles. In fine des recommandations concrètes pour la pratique de même que des pistes de recherche futures sont formulées. L'ensemble est illustré par un cas d'étude détaillé issu du domaine des avalanches, mais la réflexion est transférable à l'ensemble des aléas gravitaires rapides récurrents.

Le zonage des risques en montagne reste pensé comme une procédure normative issue de la transposition du « modèle inondation ». Au cœur de ce schéma figure le phénomène centennal, référence probabiliste d'une définition problématique, inadaptée à des phénomènes destructeurs, et peu interprétable en termes d'exposition. Ces insuffisances sont sources d'incompréhensions, et elle rend nécessaire des raccourcis et des pratiques de terrain sécuritaires. Cet article propose un changement de paradigme. Le zonage y est envisagé comme la un compromis entre les pertes dues au phénomène dommageable et les restrictions que la société s'impose. L'état des connaissances scientifiques ne permet pour l'instant pas de définir une procédure directive complète qu'il ne revient de toute façon pas à la sphère technique d'énoncer. En revanche, cartographier le risque individuel en combinant modèle d'aléa et susceptibilité au dommages pour différents types d'enjeux puis définir le zonage sur la base de seuils d'acceptabilité permet d'ores et déjà d'intégrer le caractère multivarié de l'aléa, de prendre en compte les incertitudes et de tracer l'ensemble de la procédure de décision. Le choix des seuils de risque individuel constituant les limites de zones et l'affichage du risque résiduel après zonage matérialisent le compromis choisi, permettant une réappropriation de la question par la société. Le cadre générique proposé est compatible avec une large gamme de solutions techniques comme d'orientations institutionnelles. In fine des recommandations concrètes pour la pratique de même que des pistes de recherche futures sont formulées. L'ensemble est illustré par un cas d'étude détaillé issu du domaine des avalanches, mais la réflexion est transférable à l'ensemble des aléas gravitaires rapides récurrents.

Cable yarding systems constitute an adapted solution for steep-slope harvesting in mountain forests. However, it requires many specific skills for both forest managers and operators. The objectives of this research were to: (1) develop a CableHelpmodel for the set-up of cable yarding systems where inputs are operational field data and outputs are load path and tensile forces, and (2) to validate it with field experiments. The results show a high accuracy between the data predicted by the model and field measurements. Furthermore, this work stresses the importance of taking into account both the mainline effect and the friction between skyline and intermediate supports to properly calculate the skyline tension and load path. The CableHelpmodel shows great adaptability and ensures highly accurate predictions for any position on the line profile and for different configurations: single-span or multiple-span profiles, uphill or downhill yarding and for different kinds of carriage. A direct application of this research is to optimize the set-up of cable lines in order to reduce equipment wear, as well as operating cost, while respecting operator safety.

AbstractCable yarding systems constitute an adapted solution for steep-slope harvesting in mountain forests. However, it requires many specific skills for both forest managers and operators. The objectives of this research were to: (1) develop a CableHelpmodel for the set-up of cable yarding systems where inputs are operational field data and outputs are load path and tensile forces, and (2) to validate it with field experiments. The results show a high accuracy between the data predicted by the model and field measurements. Furthermore, this work stresses the importance of taking into account both the mainline effect and the friction between skyline and intermediate supports to properly calculate the skyline tension and load path. The CableHelpmodel shows great adaptability and ensures highly accurate predictions for any position on the line profile and for different configurations: single-span or multiple-span profiles, uphill or downhill yarding and for different kinds of carriage. A direct application of this research is to optimize the set-up of cable lines in order to reduce equipment wear, as well as operating cost, while respecting operator safety.

Depuis deux décennies, de nombreuses publications scientifiques ont mis en évidence les impacts du changement climatique sur la fréquence des chutes de pierres dans les parois englacées de haute altitude. À plus basse altitude, les inventaires rares et incomplets existants n’ont pas permis d’identifier un impact significatif de l’augmentation des températures. Dans ce travail, nous avons utilisé une approche dendrogéomorphologique, basée sur l’étude des perturbations dans les cernes de croissance des arbres, pour reconstituer l’activité passée des chutes de pierres sur deux versants forestiers des Préalpes françaises calcaires (massifs du Vercors et du Diois). Les incertitudes liées à la diminution du nombre d’arbres dans le temps ont été précisément quantifiées grâce à un inventaire forestier exhaustif et à une cartographie à haute résolution du peuplement forestier. En accord avec la littérature, la comparaison des reconstitutions dendrogéomorphologiques avec les réanalyses météorologiques SAFRAN montre que les précipitations estivales et les évènements pluvieux intenses sont les principaux facteurs qui conditionnent l’activité de l’aléa sur les deux sites. En revanche, aucun impact significatif des températures ou des cycles de gel–dégel n’a pu être détecté. À l’échelle décennale (60 dernières années), nous expliquons l’augmentation apparente de l’activité des chutes de pierres depuis 1959 dans le Vercors par la recolonisation forestière rapide de la parcelle étudiée au cours des dernières décennies et par une sur-représentation des jeunes arbres, plus sensibles aux impacts. Dans le massif du Diois, l’absence de tendance dans la reconstitution dendrogéomorphologique au cours des dernières décennies suggère que le réchauffement climatique n’a pas eu d’impact sur la fréquence de l’aléa à basse altitude. Cependant, le nombre réduit de sites et la robustesse limitée des analyses statistiques développées suggèrent que ces résultats doivent être interprétés avec prudence et devront nécessairement être répliqués dans le futur afin de conclure définitivement quant à l’absence de réponse au réchauffement de l’aléa rocheux dans les zones de basse altitude des préalpes calcaires.

Les chutes de blocs représentent un aléa majeur dans les zones montagneuses, menaçant infrastructures collectives, zones urbanisées et vies humaines. Les conséquences de ces événements peuvent être importantes pour les collectivités locales ainsi que les pouvoirs publics, qui restent démunis en matière de méthode de diagnostic et d’analyse du risque. Dans ce contexte, l’évaluation du risque rocheux par une approche de type QRA (quantitative risk assessment) est devenue incontournable pour l’aménagement des territoires de montagne et le choix des stratégies destinées à réduire le risque. Cependant, en pratique, la QRA reste peu utilisée et développée. À cet égard, cet article propose de renforcer les bases formelles du calcul du risque dans le domaine des chutes de blocs et démontre sa faisabilité sur des zones urbanisées/urbanisables. Les effets de la non-stationnarité du phénomène, et l’apport de nouvelles mesures de risque permettant les arbitrages court terme/long terme, sont également abordés. Le potentiel de l’approche est illustré par le cas d’étude réel de la commune de Crolles, dans les Alpes françaises.

Les bases de données événementielles recensant les chutes de blocs et leurs conséquences restent peu développées. Dans les Alpes françaises, un territoire pourtant propice et où les enjeux sont nombreux et diversifiés, l’information existante est dispersée et hétérogène. Dans le contexte du Projet National C2ROP, un premier effort de capitalisation, d’homogénéisation et d’exploitation de l’existant a été réalisé. La base de données C2ROP-INRAE construite couvre les six départements des Alpes françaises et rassemble d’ores et déjà plus de 8000 événements au sein d’un environnement commun géo-référencé incluant date et lieu d’occurrence et volume des événements. En outre, les informations textuelles disponibles au format numérique ont été dépouillées pour évaluer les dommages occasionnés de façon aussi complète que possible. Ce travail confirme la réalité de l’aléa et du risque pour les Alpes françaises. Les données rassemblées sont à présent disponibles pour des analyses plus poussées et/ou ciblées. Des pistes pour approfondir et étendre la base C2ROP-INRAE sont également proposées.

ABSTRACTThis paper proposes numerical investigations for the stochastic modeling of a boulder impacting a coarse granular soil. The soil is considered as a noncohesive granular medium using a discrete element method and the soil model is calibrated compared to results from half-scale experiments. Based on this numerical model, an extensive numerical simulation campaign is carried out. The statistical analysis of the numerical results allows the definition of a stochastic bouncing model that quantifies most of the variability of the numerical results. Comparisons with classical bouncing models in the field of trajectory analysis highlight that this model expands classical approaches. The comparison of results from real-scale experiments to trajectory simulations based on the stochastic model show the relevance of the proposed approach to modeling rockfall trajectories.