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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/338165960 Analyses probabilistes de stabilité des pentes -Étude de cas Conference Paper · December 2019 CITATIONS 0 READS 610 4 authors: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: calcul fiabiliste et stochastique des ouvrages View project lateral resistance of confined masonry walls View project Bouhenniche Mohamedamine University of Science and Technology Houari Boumediene 1 PUBLICATION 0 CITATIONS SEE PROFILE Tahar Messafer University M'Hamed Bougara of Boumerdes 8 PUBLICATIONS 12 CITATIONS SEE PROFILE Mohamed Amine Touzout Dr. Yahia Fares University of Médéa 2 PUBLICATIONS 0 CITATIONS SEE PROFILE Nechnech Ammar University of Science and Technology Houari Boumediene, Algeirs; Algeria. Civil E… 87 PUBLICATIONS 106 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Mohamed Amine Touzout on 25 December 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. Rencontres Nationales de Génie Civil et d’Hydraulique. Skikda, les 13 et 14novembre 2019 1 Analyses probabilistes de stabilité des pentes - Étude de cas Mohamed Amine Bouhenniche1, Tahar Messafer2, Mohamed Amine Touzout3, Ammar Nechnech1 1. Laboratoire Environnement Eau Géomécanique et Ouvrages LEEGO, USTHB, Alger 16111, Algérie 2. Unité de recherche Matériaux, Procédés et Environnement, UMBB, Boumerdes, 35000, Algérie 3. Laboratoire de recherche en génie civil LRGC BP 145 RP, Biskra07000, Algérie Résumé : Dans cet article, nous allons étudier la probabilité de rupture d’un talus de 30 m de hauteur par des techniques traditionnels et aussi par des techniques probabilistes. Ces techniques seront appliquées sur un talus composé de marne recouverte par une couche d’argile plastique. L'effet de l'eau souterraine ainsi que les variations des propriétés de résistance au cisaillement du sol ont été pris en compte dans l'analyse. A partir d’une analyse déterministe, le facteur de sécurité d’une section du talus pour une condition d’eau souterraine la plus défavorable était marginal nécessitant une solution de confortement couteuse. Cependant, une étude probabiliste basée sur une loi de variation de paramètres géotechniques a permis d’aboutir à une solution économique consistant en un système de drainage. Celui-ci a été installé afin de réduire le niveau de la nappe phréatique et d’évacuer les eaux pluviales de façon permanente. L'analyse probabiliste a permis l’obtention d’une solution optimale garantissant une sécurité satisfaisante comparée aux méthodes déterministes. Mots clés : stabilité des talus, analyse déterministe, analyse probabiliste, simulation Monte-Carlo 1. Introduction Jusqu’à l’heure actuelle les notes de calcul et les fiches techniques des travaux de stabilisation des talus et glissement de terrain au niveau des bureaux d’études en Algérie sont réalisées par des méthodes déterministes classiques. Celles ci se basent sur des lois de comportement du sol qui ne tiennent pas compte de la variabilité des paramètres du sol telle que la cohésion, l’angle de frottement interne et la masse volumique. Ces méthodes génèrent des difficultés sur le choix des paramètres précédemment mentionnés et ils sont généralement choisis sur la base de la situation la plus défavorable. Les ingénieurs sont parfois poussés a modifiés les paramètres géotechniques d’une façon qui leur permettent de produire des cas assurant une marge de sécurité exagérer et produisant des valeurs minimales du facteur de sécurité (FS). Cela donne par la suite des solutions de confortement pour les talus étudiés qui sont dans la plupart couteux. Dans notre cas nous allons comparer les résultats obtenus par les méthodes déterministes faite par le bureau d’étude (BE) avec les résultats d’un calcul probabiliste basé sur la simulation de Monte Carlo moyennant le logiciel SLOPE/W de GEO/ studio (SLOPE/W, 2018) en utilisant les méthodes d’équilibre limite de Morgenstern –Price et Bishop. L’analyse probabiliste de stabilité des pentes nécessite en premier lieu l’existence de plusieurs mesures sur les paramètres géotechniques. Ceci est nécessaire afin de pouvoir estimer une moyenne et un écart-type qui permettra de choisir le modèle de la fonction probabiliste décrivant le mieux ces variables aléatoires. Une analyse probabiliste basée sur des paramètres géotechniques prélevés des essais in situ et essais de laboratoires comme la résistance au cisaillement (cohésion) fournit l’estimation de la limite inférieure du coefficient de sécurité et pas la probabilité de rupture absolue (Christian et. al. 1994). Par contre dans le cas où une série de donnée suffisante pour l’estimation de la variabilité n’existe pas, les paramètres du sol sont pris dans un domaine de 3 écart-type de la moyenne comme le centre de la fonction de distribution probabiliste (Duncan 2000). Le logiciel SLOPE/W utilise la simulation de Monte-Carlo (MCS) pour le calcul de la probabilité de rupture et l’estimation du facteur de sécurité minimum. Cette méthode utilise les paramètres géotechniques décrits par des fonctions de densité de probabilité comme la loi normale dans notre cas. Après des milliers de simulation paramétrique des combinaisons de 3 principaux paramètres (cohésion, masse volumique, angle de frottement interne), la combinaison avec la plus grande valeur de probabilité de rupture sera choisi pour calculer le facteur de sécurité. Rencontres Nationales de Génie Civil et d’Hydraulique. Skikda, les 13 et 14novembre 2019 2 2. Description du site Le tracé de la section autoroutière Chiffa-Berrouaghia représente le principal axe autoroutier Algérien en direction de sud de pays. Construit en parallèle à la RN01, il fait partie du grand projet de la route transsaharienne. Les conditions orographiques des zones traversées par ce tracé nécessitent la réalisation de nombreux terrassement dont certains ont cédé pendant ou immédiatement après la fin des travaux. Le glissement de talus du (PK21+025~ PK21+090) à Médéa, région de GHEZAGHZA (Figure 1) est l’une des instabilités enregistrées le long de cette section autoroutière qui passe par l’aile avant du glissement. La localité de Médéa est connue par une morphologie très accidenté avec des pentes raides de (15 à 30 %). Les analyses géotechniques effectuées sur les déblais creusés ont montré des caractéristiques physiques et mécaniques médiocres de classes A2 et A3 du GTR, de plasticité élevée, à comportement très sensible à l’eau tout en prenant en considération les conditions climatiques très contrastés de cette région. Ainsi, pour stabiliser les glissements des talus récemment construits, une multitude de parade et de dispositifs de drainage ont été nécessaires. Ces mesures ont pratiquement élevé énormément le cout de la construction de la route. Figure 1. Vue d’ensemble du site de glissement de GHEZAGHZA 3. Lithologie du site Trois sondages carottés, trois essais SPT et un sondage préssiométrique ont été réalisés sur le site pour déterminer la lithologie des formations de ce talus. Les résultats indiquent que le site est composé essentiellement de trois couches de sol comprenant une argile brunâtre très plastique (Atp) de deux à cinq mètres d’épaisseur, suivi par une couche d’argile plastique grise brunâtre (Ap) d’une épaisseur d’environ cinq mètres reposant sur une couche de marne grisâtre (MR) illustrés ci-après dans la figure 2. Figure 2. Lithologie du site Rencontres Nationales de Génie Civil et d’Hydraulique. Skikda, les 13 et 14novembre 2019 3 4. Calcul déterministe 4.1. Problématique Les résultats d’essais sont résumés dans le tableau suivant : Tableau 1. Variabilité des paramètres géotechnique et valeur utilisée par le BE Couches Valeurs d’essais Valeur utilisée par BE Min Moyenne Max Cohésion (kPa) Couche 1 (Atp) 22 41,94 79 15 Couche 2 (Ap) 79 108,5 140 36 Couche 3 (MR) 179 211,2 244 69 Angle de frottement (°) Couche 1 (Atp) 5,2 14,13 27,2 5 Couche 2 (Ap) 10 10,62 12 10 Couche 3 (MR) - 19,6 - 22 Masse volumique (kg/m3) Couche 1 (Atp) 20 20,1 20,3 19.5 Couche 2 (Ap) 20,2 20,5 20,7 20.5 Couche 3 (MR) 20,1 20,4 20,8 21 D’après le tableau 1 ci-dessus on remarque que les valeurs de cohésions utilisées par le BE sont conservatives et peuvent être souvent inferieur aux valeurs trouvées par les essais de laboratoire. Cela illustre clairement la philosophie de travail existante aujourd’hui qui tend vers un dimensionnement conservative des stabilisations des talus. Ceci résulte en une augmentation du cout du projet non justifiée de point de vue économique. 4.2. Résultat de calcul Le bureau d’étude (BE) a utilisé le logiciel Talren (Terrasol 2005) avec la méthode d’équilibre limite de Bishop. La figure ci-dessous donne la forme du glissement optimale avec la valeur du facteur de sécurité minimum (=1). Ce qui a conduit le BE par la suite à choisir les pieux anti-glissements comme solution de confortement. Figure 3. Cercle de glissement optimal 5. Calcul probabiliste - Monte-Carlo simulation (MCS) 5.1. Méthodologie L’analyse de la stabilité de talus doit confronter plusieurs incertitudes relatives au manque de paramètres géotechniques précis, à la variabilité spatiale inhérente des géo-propriétés, aux mécanismes de défaillance imprévisibles, aux simplifications et approximations utilisées dans les modèles géotechniques. L'analyse probabiliste prend en compte la Rencontres Nationales de Génie Civil et d’Hydraulique. Skikda, les 13 et 14novembre 2019 4 variabilité et les incertitudes inhérentes aux paramètres d'analyse ce qui explique le manque de confiance dans les analyses déterministes (Kaur et Sharma 2016). Une analyse probabiliste produit une distribution de résultats plutôt qu'une seule valeur fixe. Ainsi, une analyse probabiliste produit une estimation directe de la distribution du facteur de sécurité. Le principe de MCS est d’établir en uploads/Management/bouhenniche-rngch-2019.pdf