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26 novembre 2015Infrastructures de transport confrontées au risque hydraulique
Jeudi 26 novembre 2015Jeudi 26 novembre 2015 Journée technique sous l’égide de la CoTITA
INFRASTRUCTURES DE TRANSPORTINFRASTRUCTURES DE TRANSPORTCONFRONTCONFRONTÉEÉES AU RISQUE HYDRAULIQUES AU RISQUE HYDRAULIQUE
Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvrages
Le cas des ponts
Denis Davi - Direction territoriale Méditerranée du Cerema
3Journée technique « Infrastructures de transport confrontées au risque hydraulique »
Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
26/11/2015Aix-en-Provence
Plan de l'exposé
Référentiels techniques et normatifs
Modélisation des phénomènes
Configurations de calcul et combinaisons d’actions
Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
4Journée technique « Infrastructures de transport confrontées au risque hydraulique »
Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
26/11/2015Aix-en-Provence
Plan de l'exposé
Référentiels techniques et normatifs
Modélisation des phénomènes
Configurations de calcul et combinaisons d’actions
Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
5Journée technique « Infrastructures de transport confrontées au risque hydraulique »
Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
26/11/2015Aix-en-Provence
Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1990 (EC0) « Bases de calculs des structures »
Amendement n°1 (NF EN 1990/A1) de juillet 2006 regroupant les spécifications particulières aux ponts routiers, passerelles et ponts ferroviaires - cf. Clauses A2.2.1(2) ; A2.2.6(1) NOTE 3 ; A2.3.1(7) ; Tab A2.4(A)(B)(C)
Principes généraux de stabilité
Combinaisons d’actions et coefficients de corrélations
ELU : Poussée hydrostatiquePoussée hydrodynamiqueAffouillement
+ ELS associés (limitations contraintes/déformations)+ ELU accidentels (le cas échéant)
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
26/11/2015Aix-en-Provence
Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1990 (EC0) « Bases de calculs des structures »
Amendement n°1 (NF EN 1990/A1) de juillet 2006 regroupant les spécifications particulières aux ponts routiers, passerelles et ponts ferroviaires - cf. Clauses A2.2.1(2) ; A2.2.6(1) NOTE 3 ; A2.3.1(7) ; Tab A2.4(A)(B)(C)
« Aiguillage » vers les autres EC pour les aspects spécifiques :
NF EN 1990/A1/NA (EC0/A1 NA) - Prescriptions nationales
NF EN 1991-1-6 (EC1-1-6) - Actions en cours d’exécution
NF EN 1997 (EC7) - Calculs géotechniques
Conditions définies au projet individuel, si spécificités non couvertes par EC...
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1990 (EC0) « Bases de calculs des structures »
NF EN 1990/A1/NA (Annexe nationale) de décembre 2007
Définition des différents niveaux d’eau à considérer - cf. Clause A2.2.6(1) NOTE3
Quasi-permanent (ou niveau EB des « basses eaux »)
Fréquent (ou niveau EF)
Caractéristique (ou niveau EH des « hautes eaux »)
Accidentel (ou niveau EE des « eaux exceptionnelles »)
Précisions sur les combinaisons d’actions et coefficients associés - cf. Clauses A2.2.1(2) NOTE1 ; A2.3.1(5) ; Tableau A2.4(A)(B) ; A2.3.2(1) Tableau A2.5 NOTE
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1991 (EC1) « Actions sur les structures »
NF EN 1991-1-6 « Actions en cours d’exécution »
NF EN 1991-1-7 « Actions accidentelles »
Modèle de poussée hydrodynamique - cf. Clause 4.9 « Actions dues à l’eau »
Chocs de bateaux - cf. Clause 4.6 « Actions accidentelles causées par le trafic fluvial ou maritime »
Non abordé dans le cadre de la journée...
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1997 (EC7) « Calcul géotechnique »
NF EN 1997-1 et NF EN 1997-1 NA « Règles générales »
Définitions ruptures d’origine hydraulique et critères de vérification - cf. Clauses 2.4.7.4 ; 2.4.7.5 et section 10
Définition des configurations de calcul (niveaux d’eau et combinaisons) - cf. AN 4
(conformes à NF EN 1990/A1 NA)
Rupture par soulèvement hydraulique dû à la poussée d’Archimède
Rupture par annulation des contraintes effectives verticales
Érosion interne
Rupture par érosion régressive
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Référentiels techniques et normatifs
EurocodesNF EN 1997 (EC7) « Calcul géotechnique »
NF P 94-262 de Juillet 2012 « Justification des ouvrages géotechniques - Normes d’application nationale de l’Eurocode 7 – Fondations profondes »
Définition des modèles de poussées hydrauliques - cf. Clauses 5.1.5
(conformes à NF EN 1991-1-6)
Prise en compte des niveaux d’affouillement (principes) - cf. clauses 7.1.2(3) et 7.1.3(4)
Définition des niveaux d’eau - cf. Clauses 5.2.3
(conformes à NF EN 1990/A1 NA et NF EN 1997-1 NA)
Règles de justification des fondations profondes - cf. §8 à 15
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Référentiels techniques et normatifs
Guides techniques et méthodologiques (Sétra / Cerema)
Application des Eurocodes par le maître d’ouvrage - Le programme d’un ouvrage d’art aux Eurocodes (Sétra, 2010) - cf. §2.2.5
(Inventaire des données de projet relatives aux franchissements de cours d’eau)
Guide Eurocodes 0 et 1 – Application aux ponts routes et passerelles (Sétra, 2009) - cf. §4.1.4 et 4.2.4
Cours d’eau et ponts (Sétra, 2007)
(description des phénomènes et des enjeux, recommandations sur la réalisation des études hydrauliques)
Eurocode 7 – Application aux fondations profondes (NF P94-262) (Cerema, 2014) - cf. Chapitre 11 - §1.1 et 1.4
Analyse des risques des ouvrages en site affouillable (Cerema, en cours de rédaction)
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
26/11/2015Aix-en-Provence
Plan de l'exposé
Référentiels techniques et normatifs
Modélisation des phénomènes
Configurations de calcul et combinaisons d’actions
Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
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Modélisation des phénomènes
Nature des phénomènes considérésEffets hydrostatiques
Poussée d’Archimède
Poussée latérale de l’eau contenue dans le sol sur murs de culées et piédroits
Effets hydrodynamiquesPoussée hydrodynamique du courant
Efforts dus à la houle, au courant de marée, au batillage
Efforts engendrés par un séisme (tsunamis...)
Chocs de corps flottants ou charriés, embâcles, laves torrentielles...
Affouillements
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Modélisation des phénomènes
Effets hydrostatiquesPoussée d’Archimède
Peut être critique en particulier pour :● ouvrages creux enterrés (batardeaux, puits marocains...) ● soulèvement de tabliers (notamment précontraints) si cote sous-poutre sous dimensionnée,● remplissage des tabliers caisson si vitesse de vidange inférieure à la décrue...
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Modélisation des phénomènes
Effets hydrostatiquesPoussée sur murs de culées et piédroits
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Modélisation des phénomènes
Poussée hydrodynamique du courant et affouillements(cas usuels)
ρw = 1000 kg/m3
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Modélisation des phénomènes
Poussée hydrodynamique du courant et affouillements
cf. EC1-1-6 §4.9
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Plan de l'exposé
Référentiels techniques et normatifs
Modélisation des phénomènes
Configurations de calcul et combinaisons d’actions
Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Configurations de calculs et combinaisons d’actions
Niveaux d’eau Quasi-permanent (EB) : susceptible d’être dépassé pdt 50 % du tps de référence
Fréquent (EF) : susceptible d’être dépassé pdt 1% du tps de référence
Caractéristique (EH) : période de retour 50 ans (probabilité de dépassement = 2 % par an)
Accidentel (EE) : niveau le plus élevé ou le plus bas qui ne peut pas être physiquement dépassé (étude hydraulique locale)
Phase exécution : niveau à définir selon contexte projet individuel
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Configurations de calculs et combinaisons d’actions
Affouillements
Affouillement local pouvant atteindre jusqu’à 2 ou 3 fois la largeur de l’ « obstacle »
Niveau d’affouillement général (charriage et redéposition) à déterminer :● À partir d’un niveau de fond de lit mineur● En tenant compte de son évolution prévisible (abaissement général le cas
échéant - résultats d’études hydrogéologiques)
Calcul en fourchette recommandé en fonction du caractère favorable ou défavorable de l’action considérée (séisme, variation T°C, vent...)
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Configurations de calculs et combinaisons d’actions
Coefficients de corrélationELS QP, Freq, Cara et ELU Acc :
- Actions dues à l’eau traitées comme des actions permanentes,
- Caractère variable pris en compte par l’intermédiaire des différentes situations de projet définies précédemment (choix des niveaux d'eau)
ELU Fond :- Effets hydrostatiques traités comme des actions permanentes, avec γ
G,sup = 1,2 et γ
G,inf = 1
- Classification effets hydrodynamiques (action permanente ou variable γQ = 1,5) à définir
pour le projet individuel, en tenant compte des conditions environnementales spécifiques
- Coefficients partiels de sécurité appliqués aux effets des actions et non aux niveaux d'eau
- Cumul avec autres actions QP uniquement, sauf si phénomène lié (vent cyclonique)
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Plan de l'exposé
Référentiels techniques et normatifs
Modélisation des phénomènes
Configurations de calcul et combinaisons d’actions
Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Extrait du guide Sétra « Application des Eurocodes par le maître d’ouvrage - Le programme d’un ouvrage d’art aux Eurocodes »
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Données de projet et exemples de clauses de CCTP « types »
Exemples de clauses spécifiques extraites du CCPT de la reconstruction du pont sur la rivière St-Etienne (La Réunion)
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Prise en compte et modélisation des effets hydrauliques sur les ouvragesLe cas des ponts – D. Davi, Direction territoriale Méditerranée du Cerema
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Merci de votre attentionDenis DAVI
Cerema / Direction territoriale Méditerranée
Adjoint au responsable du PCI « Vulnérabilité des ouvrages de Génie Civil aux aléas sismiques et hydrauliques »
04 42 24 76 81 ou 04 67 20 95 83