Résumé
The design of protection measures against mud flows is usually justified by the vulnerability of a given building due to a possible event. Empirical approaches, hard to quantify, are often used. A new tool prototype is therefore developed, which allows quantifying the vulnerability based on three consecutive 2D finite element models. A first mode!, taking into account the topology, stratigraphy and hydrogeological conditions is used to identify the rupture mechanism and therefore the size and shape of the resulting mudflow. Afterwards, the triggered volume is propagated along the slope using a second mode! and the impact force is quantified. Finally, this force is applied on a third nonlinear structural mode!. The vulnerability of the building is then estimated based on the resulting force-displacement curve. The propagation of the triggered volume and the calculation of the impact force is validated on a granular flow laboratory experiment. Then a real-life case study, an event in Wenjia Gully (China) is simulated. The identification of the failure mechanism compared to existing models of this event. Finally, vulnerability to this event of different fictitious buildings is evaluated.
La conception de mesures de protection contre les coulées de boue est généralement justifiée par la vulnérabilité d'un bâtiment donné soumis à un événement possible. Souvent des approches empiriques, difficiles à quantifier, sont utilisées. Un nouveau prototype d'outil est donc développé, qui permet de quantifier la vulnérabilité sur la base de trois modèles d'éléments finis 2D consécutifs. Un premier modèle, tenant compte de la topologie, de la stratigraphie et des conditions hydrogéologiques, est utilisé pour identifier le mécanisme de rupture et donc la taille et la forme de la coulée de boue résultante. Le volume déclenché est propagé à l'aide d'un deuxième modèle et la force d'impact est quantifiée. Enfin, cette force est appliquée sur un troisième modèle structurel non linéaire. La vulnérabilité du bâtiment est alors estimée sur la base de la courbe force-déplacement résultante. La propagation du volume déclenché et le calcul de la force d'impact sont validés sur une expérience de laboratoire d'écoulement granulaire. Ensuite, on simule un évènement au ravin de Wenjia (Chine). L'identification du mécanisme de rupture est comparée aux modèles existants de cet événement. Enfin, la vulnérabilité de différents bâtiments fictifs à cet événement est évaluée.
La conception de mesures de protection contre les coulées de boue est généralement justifiée par la vulnérabilité d'un bâtiment donné soumis à un événement possible. Souvent des approches empiriques, difficiles à quantifier, sont utilisées. Un nouveau prototype d'outil est donc développé, qui permet de quantifier la vulnérabilité sur la base de trois modèles d'éléments finis 2D consécutifs. Un premier modèle, tenant compte de la topologie, de la stratigraphie et des conditions hydrogéologiques, est utilisé pour identifier le mécanisme de rupture et donc la taille et la forme de la coulée de boue résultante. Le volume déclenché est propagé à l'aide d'un deuxième modèle et la force d'impact est quantifiée. Enfin, cette force est appliquée sur un troisième modèle structurel non linéaire. La vulnérabilité du bâtiment est alors estimée sur la base de la courbe force-déplacement résultante. La propagation du volume déclenché et le calcul de la force d'impact sont validés sur une expérience de laboratoire d'écoulement granulaire. Ensuite, on simule un évènement au ravin de Wenjia (Chine). L'identification du mécanisme de rupture est comparée aux modèles existants de cet événement. Enfin, la vulnérabilité de différents bâtiments fictifs à cet événement est évaluée.