Consultation des offres

Contexte

Ce projet de thèse vise à améliorer notre compréhension du comportement des ancrages passifs scellés au rocher utilisés pour fixer les dispositifs de protection contre les aléas gravitaires dans un contexte d’évolution climatique [Allen, 2013]. En effet, en domaine montagneux, le réchauffement climatique a pour conséquence d’accélérer la fonte du pergélisol et l’altération des roches entrainant une augmentation des désordres liés à l’aléa « chute de blocs » [Ravanel, 2017], mais également d’augmenter la densité de la neige et les avalanches [Ballesteros, 2018]. Il ne se passe pas une année sans catastrophe enregistrée et, d’après les experts, ces phénomènes liés au dérèglement climatique devraient s’amplifier dans les années à venir [Duvillard, 2015]. Or, malgré l’application répandue de ce type d’arrimage pour les dispositifs par-blocs et paravalanche, les méthodes de dimensionnement actuellement utilisées sont simplificatrices [Durville, 2010]. En effet, le dimensionnement de ces dispositifs est basé sur une approche « ouvrage d’art » (calcul des armatures pour le béton armé) ne tenant pas compte de la spécificité des sollicitations liées aux risques naturels [Ho, 2017]. C’est pourquoi il est nécessaire d’améliorer notre compréhension des mécanismes en jeu (sollicitations et réponses) afin de proposer un dimensionnement optimisé limitant les ruptures récurrentes de ces ouvrages. Les récents travaux de recherche menés à l’Université Gustave Eiffel (UGE, anciennement IFSTTAR) sur des ancrages endommagés ont permis d’avancer considérablement sur la compréhension des mécanismes responsables de la rupture en tête des ancrages. Des avancées majeures d’un point de vue expérimental, avec la Fibre Optique pour l’identification in situ des sollicitations [Billon, 2015 ; Bost, 2019] OU numérique [Ho, 2017 & 2019] ont également permis d’avancer sur cette problématique complexe.

Objectif et Démarche

Pour répondre à cette problématique, nous proposons une approche en deux phases. Une première phase basée sur une instrumentation in situ permettant de quantifier les sollicitations et les mécanismes à l’origine des ruptures (travaux en cours menés en partenariat avec ONF/RTM). En seconde phase, des essais en laboratoire instrumentés seront réalisés. Des barres d’ancrages rainurées seront équipées de Fibre Optique pour obtenir les microdéformations longitudinales de la barre avec une résolution très fine (mm). Ces essais viseront à reproduire les mécanismes observés lors de la phase précédente en implémentant des sollicitations d’ancrages de plus en plus complexes en traction-cisaillement représentatives des sollicitations réelles. Pour tous ces essais, des analyses microstructurales par analyse métallurgique macroscopique et microscopique seront réalisées sur les barres sollicitées. Cette phase possède un triple objectif :

1) Identifier les signatures Fibre Optique et les associer aux mécanismes étudiés et observés,

2) Analyser le comportement microstructural par analyse métallurgique macroscopique et microscopique des barres sollicitées et corréler aux mécanismes et mesures Fibre Optiques observés,

3) Compléter et valider le modèle numérique développé par Duc An HO sur des essais contrôlés.

Dans ce contexte, cette démarche permettra d’améliorer notre compréhension des sollicitations des ouvrages, de définir des signatures propres aux mécanismes de rupture étudiés (FO et microstructurale) et de valider un modèle numérique aux éléments finis (utilisable pour l’optimisation au dimensionnement « risques naturels » des ouvrages). L’enjeu final est de pouvoir avancer vers une méthode de dimensionnement en adéquation avec les problématiques liées aux risques naturels.

Université Gustave Eiffel • Campus Descartes 5, Boulevard Descartes • Champs-sur-Marne • 77454 Marne-La-Vallée CEDEX 2 univ-gustave-eiffel.fr

Profil recherché

Des compétences en mécanique des sols & des roches et/ou en mécanique des milieux continus sont recherchées.

Le candidat devra présenter une motivation pour des problématiques liées à l’instrumentation des ouvrages et/ou aux techniques de traitement de l’information. Maîtrise modérée d’un langage de programmation scientifique (Python, Matlab, Fortran - ou autre). Une expérience dans la modélisation numérique (différences finies, éléments finis, ...) est recommandée.

Encadrement

FARGIER Yannick – PhD/HDR – Université Gustave Eiffel

BOST Marion – PhD/HDR – Université Gustave Eiffel

GAILLET Laurent – PhD/HDR – Université Gustave Eiffel

Date de démarrage & localisation

Le contrat démarrera au 01/10/2021 à l’Université Gustave Eiffel, sur le site de Bron (69). Rémunération 1858 € Brut les deux premières années / 2165 € Brut la troisième année

Comment postuler

Merci d’adresser une lettre de motivations accompagnée d’un CV par mail à l’adresse suivante : yannick.fargier@univ-eiffel.fr ET compléter la procédure de candidature en ligne.

Bibliographie

Allen, S., Huggel, C. (2013). Extremely warm temperatures as a potential cause of recent high mountain rockfall. Global Planet Change, 107, 59–69.

Ballesteros-Cánovas, J. A., Trappmann, D., Madrigal-González, J., Eckert, N., Stoffel, M. (2018). Climate warming enhances snow avalanche risk in the Western Himalayas. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(13), 3410-3415.

Billon, A., Hénault, J.-M., Quiertant, M., Taillade, F., Khadour, A., Martin, R.-P., Benzarti K. (2015). Qualification of a distributed optical fiber sensor bonded to the surface of a concrete structure: a methodology to obtain quantitative strain measurements. Smart Materials and Structures, 24(11). Doi:10.1088/0964-1726/24/11/115001.

Bost, M., Ho, D.-A., Khadour, A. (2019). Experimental investigation of the grout-bolt interface behaviour by optical fiber. 14th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering, ISRM, Iguassu, Brazil.

Durville, J.-L., Guillemin, P., Berthet-Rambaud, P., Subrin, D. (2010). Etat de l'art sur le dimensionnement des dispositifs de protection contre les chutes de blocs. Collection LCPC, Etudes et recherches des laboratoires des ponts et chaussées, 82 p.

Duvillard, P.-A., Ravanel, L., Deline, P. (2015). Risk assessment of infrastructure destabilization in context of permafrost in the French Alps. Engineering Geology for Society and Territory, 1, 297-300.

Ho, D.A. (2017). Comportement axial des ancrages passifs scellés au rocher : étude de l’interface barre scellement et modélisation. Thèse de doctorat de l’Université de Lyon 1.

Ho, D.A., Bost, M., Rajot, R.-P. (2019). Numerical study of the bolt-grout interface for fully grouted rockbolt under different confining conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 119, 168-179.

Ravanel, L., Magnin, F., Deline, P. (2017). Impacts of the 2003 and 2015 summer heatwaves on permafrost-affected rock-walls in the Mont Blanc massif. Science of the Total Environment, 609, 132-143.