Applying ISO 31000 to an Avalanche Mitigation Project

Applying ISO 31000 to an Avalanche Mitigation Project

International Snow Science Workshop Grenoble – Chamonix Mont-Blanc - 2013
Retour d'expérience sur le chantier de claies paravalanches de Oz-en-Oisans
Feedback on the site snow racks Oz-en-Oisans
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Robit P. GTS and Villard N. GTS
Géotechnique et Travaux de Sécurisation
RESUME : En 2012, GTS a réalisé 550m de claies paravalanches sur la commune de Oz-en-Oisans
pour le compte du RTM (Restauration des Terrains de Montagne) et du Conseil Général de l’Isère.
Pour ce marché, GTS a proposé une variante au râtelier acier classique qui permet une forte diminution du bilan carbone, une préservation du site par suppression des terrassements traditionnels et une
meilleure intégration paysagère en supprimant la galvanisation trop visible. La réalisation du chantier
a été fortement perturbée par un terrain dont l’hétérogénéité n’a pas été décelée par les investigations
géotechniques préalables. Des adaptations de l’ouvrage ont été proposées afin de répartir les descentes de charge. Ce problème soulève la difficulté du dimensionnement des fondations des ouvrages
implantés sur des zones d’accès difficile qui ne permettent pas la réalisation d’essais géotechniques
standards. Ce chantier a aussi été l’occasion de mettre en place un nouveau type de claie. Composé
à 85% de bois, cet ouvrage peut être monté en intégralité sur une zone de préparation facile d’accès.
Il est ensuite mis en place par héliportage sur un ancrage unique. A titre expérimental, des capteurs
de force ont été intercalés entre ces ouvrages et leurs ancrages afin de confronter les cas de charge
de la norme avec la réalité de terrain.
MOTS-CLEFS : paravalanche, bilan carbone, chantier expérimental.
ABSTRACT : In 2010 GTS realized 550m of Snow bridges (Avalanche supporting structures) in the
town of Oz-en-Oisans that was asked for by RTM and the General council of Isere. For this Contract
GTS proposed a variant to the standard snow rakes (avalanche supporting structures), which would
reduce the carbon impact, a better integration on to the site by using crude steel rather than using
Galvanized steel which is more visible. Given the fact of the heterogeneity of the site the geotechnical
study had not been complete, So once we were on site we had to adapt some of the snow Bridges to
dissipate the charge on the snow bridges, the main problem was dimensioning & building the foundations on a steep and high slope. This job site was also a good occasion to use a new type of snow
bridge which is composed of 85% wood and the rest is steel. These snow bridges were assembled on
the parts where access was easy and helicoptered with a single anchor to the installation spot. For our
personal feedback we installed captors between the snow bridge and the anchor to compare the pressure indicated in the Norms and the pressure in real applications.
KEYWORDS: Avalanche supporting structures, carbon impact, experimental site.
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CONTEXTE DU CHANTIER
Dans le massif de l’Oisans, la Combe de la
Voute a nécessité la pose de 550m de claies
paravalanches de type C46 (hauteur de neige :
4m suivant la norme française) pour la protection des infrastructures de la commune de Oz
en Oisans. Le marché lancé par le RTM était
initialement basé sur une solution traditionnelle
composée de râteliers en acier enfouis dans le
sol par terrassement de tranchée à la pelle mécanique.
Figure 1. Vue hivernale du site
______________________
Adresse de l’auteur correspondant :
Robit P. / Villard N.
Géotechnique et Travaux de Sécurisation
29 rue des Tâches – 69800 St Priest - FRANCE
tel: +33 (0)4 78 40 62 58
fax: +33 (0)4 38 37 28 88
email: [email protected] - [email protected]
Cette solution de base avait le triple désavantage de consommer beaucoup d’acier, fort
émetteur de CO², d’impacter visuellement ce
site touristique et de dégrader les plantations de
résineux déjà mises en place par les services du
RTM.
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UNE VARIANTE ENVIRONNEMENTALE
LA GESTION DE L’ALEA DU SOL EN
TRAVAUX DE MONTAGNE
Le chantier a été confronté à un substratum
rocheux aux capacités mécaniques très disparates qui n’ont pas pu être identifiées préalablement: cette formation géologique de la base
du Lias est composée d’une alternance de
bancs calcaires sains et de bancs argileux de
qualité très médiocres ; le tout avec un pendage
perpendiculaire à la pente du site.
Le dimensionnement initial des ancrages
s’est appuyé sur une campagne d’essais préalables sur les substratums affleurant du site. Les
coefficients de frottement qs obtenus étaient de
bonne qualité ne laissant pas présager
l’hétérogénéïté du sol. Lors des forages, la géologie particulière du site est apparue, des ancrages de plusieurs mètres en rocher sain pouvant côtoyer des ancrages intégralement en terrain meuble. Sur certains forages, des zones de
plus d’un mètre d’argile très plastique ont été
atteintes après avoir traversé 2m de calcaire
sain.
Figure 2. Claies mixtes bois/acier de GTS
GTS a proposé une variante valorisant une
plus-value environnementale à coût équivalent.
En complément des directives de la norme NF P
95-303 régissant ces ouvrages, trois principes
ont été ajoutés au cahier des charges du produit :
1. Afin de réduire les émissions de CO²,
l’utilisation du bois a été privilégiée pour les
pièces structurelles sans contact avec le sol.
Le bois étant un puits de carbone, le bilan
sur la matière première établi suivant la méthode de l’ADEME montre que ces claies
sont neutres en émission de carbone.
2. Afin de préserver les plantations existantes,
les fondations de l’ouvrage utilisent des ancrages forés plutôt que des terrassements
de tranchées. Les ancrages offrent un autre
avantage technique : leur capacité réelle
peut être contrôlée par essai non destructif
contrairement au terrassement contrôlé uniquement de façon qualitative.
Figure 3. Forage d’ancrage
Les essais de contrôle de résistance ont été
sans appel : certains ancrages ont rompu à
moins de 20kN alors que leurs voisins répondent parfaitement à l’objectif de résistance de
190kN.
3. La galvanisation était trop brillante donc trop
visible, la justification des pièces d’acier visà-vis de leur tenue dans le temps utilise une
épaisseur sacrifiée à la corrosion. La durabilité est établie à partir des valeurs de vitesse
de corrosion données par la norme ISO
9224
en
fonction
des
catégories
d’environnement données par la norme EN
14713.
Des mesures de correction ont été définies
conjointement avec le RTM afin de solutionner
cette situation inédite :
- une campagne de test systématique des
ancrages a été réalisée dans les zones déjà
forées.
- les moyens de forage ont été changés afin
de s’ancrer à 6m de profondeur (contre 2m à
l’origine) dans les zones restantes à réaliser.
- une modification de la structure des claies
a été étudiée et réalisée afin de désolidariser les
poteaux aval des ancrages amont. Les efforts
transmis étaient ainsi répartis sur un nombre
plus important de points de connexion au sol.
4. GTS étant concepteur, fabriquant en plus
d’être poseur, l’ouvrage a pu être ajusté sur
mesure à la configuration particulière du
site. Conformément à la volonté du client,
les platines d’assise des poutres principales
ont été dessinées pour épouser les banquettes déjà présentes sur le site.
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A noter que cette action corrective a été
grandement facilitée par l’absence de sous traitance sur ce chantier, GTS assurant la conception, la fabrication (via son groupe NGE), le forage et la mise en œuvre entièrement en interne.
et ce n’est que quelques années plus tard, lorsque la sollicitation de la neige est importante,
que les désordres apparaissent au dessus des
infrastructures en cours d’exploitation. Le regard
porté sur les hypothèses de sol établis lors du
chantier ne sera plus le même.
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OUVRAGE EXPERIMENTAL
GTS a profité de ce chantier pour expérimenter un nouveau type de claies et le confronter à la réalité du terrain.
Cette claie mono-ancrage est composée à
85% de bois ce qui renforce encore son bilan
carbone. Chaque module peut être assemblé
avant héliportage sur une zone facile d’accès où
l’ergonomie de travail permet de gagner en rentabilité et surtout, en sécurité et pénibilité pour le
personnel.
Fig. 4. Essai d’ancrage par bureau d’étude
Il est instructif d’analyser la genèse de cette
problématique d’aléa géologique. Sur ce type de
chantier de haute altitude en condition d’accès
difficile, les moyens d’investigations du sol classique sont difficiles à mettre en place et leur réalisation devient souvent disproportionnée au
regard de la taille modeste des chantiers. En
contrepartie, ces terrains de montagne sont
souvent de bonne qualité mécanique et les affleurements courants permettent d’éviter les
mauvaises surprises. Dans ce contexte, il est
couramment utilisé des méthodes de dimensionnement empiriques ou encore des caractéristiques de sol choisies contradictoirement
entre l’entreprise et le client sans autre forme
d’investigation. Lorsque la nature des sols se
fait plus capricieuse qu’à son habitude, les désordres peuvent donc être au rendez-vous.
Face à cette difficulté spécifique, l’utilisation
d’ancrages forés comme fondation offre certains
remparts face à ces aléas car ils ont l’avantage
de pouvoir être contrôlés avec des moyens relativement légers. Ainsi, bien que le chantier de
Oz-en-Oisans ait été fortement perturbé par cet
imprévu, le sinistre a été évité car la cause des
désordres potentiels a été identifiée en cours de
réalisation et les mesures correctives ont pu être
mises en place immédiatement.
On peut imaginer un scénario différent en
cas d’emploi de méthode empirique dans une
configuration géologique compliquée. Par
exemple, sur la base d’une capacité de portance
du sol définie arbitrairement, l’ouvrage est mis
en place par terrassement sans autre contrôle
possible que le respect des « règles de l’art ».
En absence d’indicateur de dérive quantifié et
factuel, le chantier ne peut que bien se passer
Figure 5. CAO du prototype
A noter qu’il n’y a pas nécessité de réglage
en fonction des irrégularités de terrain car
chaque module n’a que trois points d’appuis qui
reposent donc au sol dans toutes les configurations. Ce point est plus important qu’il n’y parait
car les réglages in situ (obligatoires en filet paravalanche par exemple) sont sources d’erreurs
de montage ou, tout au moins, de dérive de la
géométrie finale par rapport aux hypothèses
prise dans le dimensionnement.
Figure 6. Ouvrage expérimental
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Les ouvrages mono-ancrage concentrant les
efforts de reptation de chaque module sur un
seul ancrage, il est possible de mesurer la résultante de la pression de la neige en intercalant
un capteur d’effort au niveau de l’ancrage. En
collaboration avec le laboratoire LGCIE de
l’INSA de Lyon, quatre capteurs à double jauges
de déformation ont été mis en place.
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CONCLUSION
Le chantier de paravalanche de Oz en Oisans a eu le mérite de valoriser une solution
mieux disante du point de vue des émissions de
CO². Cette démarche doit être généralisée, notamment chez les acteurs de l’économie de l’or
blanc mise particulièrement en péril par les conséquences des gaz à effet de serre.
Ce chantier a subi un aléa géologique fort
qui a pu être surmonté, d’une part par la capacité de réaction induite par le multimétier présent
dans le groupe NGE mais aussi par la qualité du
dialogue entre le client et l’entreprise.
Figure 7.Capteur d’effort intercalé
Cette opération a été l’occasion de tester en
grandeur réelle de futurs produits plus économes, moins polluants et plus faciles à mettre
en œuvre. Ils complètent la palette de solutions
que GTS offre à ses clients pour répondre à
leurs besoins spécifiques.
Le premier relevé effectué en condition printanière (ouvrage rempli entièrement) et densité
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moyenne de neige de 390kg/m donne des efforts sur ancrage de 100kN en ouvrage courant
et 140kN en ouvrage d’extrémité. Ces valeurs
sont à mettre en regard des efforts de dimensionnement des ancrages de 190kN pour les
ouvrages courants et 260kN pour les ouvrages
d’extrémité.
Figure 8.Relevé d’efforts au printemps
Bien qu’il faille rester prudent dans
l’interprétation de ces quelques données obtenues en conditions In Situ difficiles, ces résultats
n’en demeurent pas moins rassurants pour ce
type d’ouvrage de sécurisation dans la mesure
où ils concluent à un coefficient de pondération
réel des charges voisin de 2.
Figure 9. Claies en fonction
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