Variabilité des paramètres géologique et géotechnique et leur impact sur l'analyse de la stabilite de talus.

Abstract

Traditionnellement, l'analyse et la conception des ouvrages géotechniques sont basées sur des approches déterministes. Ces méthodes donnent souvent un seul coefficient de sécurité FOS, ce qui est jugé inadéquate pour tenir en compte efficacement l'effet de variabilité et autres sources d'incertitudes associées aux propriétés de sols. L'analyse probabiliste est considérée comme une approche plus raisonnable pour apprécier l’impact de ces incertitudes dans le traitement des problèmes géotechniques. Dans cette thèse une étude probabiliste de stabilité du talus est réalisée, les paramètres géotechniques incertains ont été modélisés comme des variables aléatoires. Actuellement, la méthode de Monte Carlo(MCS), est la méthode la plus utilisée grâce à sa simplicité de mise en œuvre et son efficacité. L’un des principaux obstacles pratiques de cette approche c’est le temps de calcul très important nécessaire pour une modélisation numérique. Une approche probabiliste efficace appelée la Méthode de Surfaces de Réponse Stochastique par Collocation (CSRSM), est développée. Cette méthode permet de substituer un méta-modèle analytique au modèle déterministe. Cela rend plus facile l’application de la simulation de MCS sur le méta-modèle sans besoin d'appeler le modèle numérique déterministe original, ce qui réduit considérablement le temps de calcul. De plus cette méthode permet d’évaluer rigoureusement l’impact de chaque variable aléatoire d’entrée sur la variabilité de réponse du système. Dans le cadre de ce travail, des études déterministes et probabilistes ont été effectuées pour analyser la stabilité d’un talus localisé le long du tronçon de l'autoroute Est-Ouest àAin Bouzian-El Harrouch dans le Nord-Est de l'Algérie. Pour performer le calcul les codes comme FLAC3D (basé sur la méthode des différences finies), Geo-Slope (Méthode d’équilibre limites) et le logiciel MATLAB (pour le traitement statistique des données) sont conjointement utilisés. Deux cas de condition hydrologiques sont considérés avec l’étude de la réponse du système, fiabilité de rupture du talus, et la sensitivité globale dues à lvariabilité dans les paramètres d’entrées du sol. Les résultats obtenus durant cette étude ont permis de mettre en évidence l'impact des différents paramètres géotechniques, la cohésion C et l’angle de frottement φ sur la réponse du système et de la probabilité de défaillance (PF). Pour les deux cas, on observe que la variable aléatoire φ a toujours une contribution majeure à la réponse du système. La présence de la nappe d’eau au sein du massif mène à une variabilité plus élevé dans le coefficient de sécurité (FOS) et une augmentation substantielle de la probabilité de défaillance (PF).