doi_cfbr_colloque2019_a12

Propositions d’approche probabiliste dans un logiciel de calcul de stabilité

Anne BERGERE (TERRASOL), Xiangfeng GUO (3SR), Daniel DIAS (ANTEA GROUP), Olivier BORY, Jean-Jacques FRY, Pierre TACHKER (EDF CIH)

Éditeur : Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-09-9

Colloque : Justification des barrages : état de l’art et perspectives - Chambéry, France
Année d’édition 2019

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Title : Proposals of probabilist approach in a stability analysis software

Résumé
En vue d’intégrer une approche probabiliste dans le logiciel Talren, deux approches du calcul fiabiliste de la stabilité au glissement des barrages en remblai ont été testées en parallèle et appliquées à une étude de cas réel. 1) La première méthode modélise le remblai par un empilement de macro-éléments dont les caractéristiques mécaniques sont des variables aléatoires indépendantes d’un élément à l’autre et dont les dimensions sont comparables aux distances de corrélation de ces caractéristiques. L’espérance et l’écart-type des variables aléatoires de chaque macro-élément sont évalués à partir d’un krigeage des données qui intègre leur position dans l’espace au sein du calcul. Ensuite, la méthode probabiliste des surfaces de réponse (RSM), détermine un indice de fiabilité  pour l’ouvrage à partir des variables aléatoires modélisées et d’un nombre limité de calculs de stabilité de pente. 2) La seconde méthode fiabiliste combine le SPCE (Sparse Polynomial Chaos Expansion) avec le GSA (global sensitivity analysis) pour obtenir la distribution de la réponse du système et sa probabilité de défaillance. Deux études ont été réalisées avec cette méthode SPCE-GSA. La première utilise des essais in situ (MASW et pressiométres) pour estimer les paramètres du champ aléatoire des paramètres caractérisant la résistance au cisaillement des sols et les résultats probabilistes. La seconde étude exploite les essais de laboratoire complétés par les paramètres déduits de la littérature. Les résultats des deux études sont encourageants. Le niveau de fiabilité est augmenté par rapport à l’utilisation de méthodes déterministes ou probabilistes classiques, grâce à la précision de la localisation des zones critiques du sol. Les perspectives sont la validation, le choix et l’intégration d’une méthode dans le logiciel Talren, rendue ainsi opérationnelle à la profession.

Abstract
In order to integrate a probabilistic approach into the Talren software, two approaches to the reliability stability analysis of embankment dams were tested in parallel and applied to a real case study. 1) The first method models the fill by a stack of macro-elements whose mechanical characteristics are random variables independent of one macro-element to another and whose dimensions are comparable to the correlation distances of these characteristics. The mean and standard deviation of the random variables of each macro-element are evaluated from a data kriging that integrates their position in space within the calculation. Then, the probabilistic response surface method (RSM) determines a reliability index  for the dam from the modelled random variables and a limited number of slope stability calculations. 2) The second reliability method combines SPCE (Sparse Polynomial Chaos Expansion) with GSA (Global Sensitivity Analysis) to obtain the distribution of the system response and its failure probability. Two studies were conducted using this SPCE-GSA method. The first uses in situ tests (MASW and pressuremeter) to estimate the parameters of the random field of the parameters characterizing the soils shear strengths and the probabilistic results. The second study uses laboratory tests supplemented by parameters deduced from the literature. The results of both studies are encouraging. The level of reliability is increased compared to the use of conventional deterministic or probabilistic methods, thanks to the precision of the location of critical areas of the soil. The perspectives are the validation, choice and integration of one of these methods in the Talren software, made operational to the profession.

Citation
BERGERE, GUO & Al. Propositions d’approche probabiliste dans un logiciel de calcul de stabilité. In Colloque Justification des barrages : Etat de l’art et Perspectives. Chambéry : CFBR - 27,28 novembre 2019. ISBN 979-10-96371-09-9. doi : 10.24346/cfbr_colloque2019_a12

Voir aussi : Colloque Justification des barrages : état de l’art et perspectives

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