Slope instability issues could cause severe damage and endanger the population, especially when dams are concerned. Over the past years, more and more refined numerical approaches have been proposed to evaluate the slope stability. However, a criterion based on the lack of numerical convergence is generally considered to compute the safety factor with this kind of approaches, which may result in a dramatic increase in the overall computation time for the probabilistic assessment of the safety factor (e.g., using Monte Carlo simulations that require the automation of a large number of simulations). This paper proposes an original approach coupling the shear strength reduction technique with the second-order work criterion. This approach is implemented in the open finite element software Cast3M, version 22.0. The relevance and efficiency of the developed approach is illustrated with two case studies: a heuristic slope and an existing earth dam. Safety factors similar to those calculated by classical approaches are obtained, but without pushing the calculation to the point of non-convergence. Among other advantages described in the paper, the proposed approach makes it possible to compute safety factors using a rational and physically based criterion, while facilitating probabilistic calculations.
L'article présente l'essai de cisaillement à la grande boîte de Casagrande à travers le banc expérimental développé par IRSTEA. Ce banc a été développé à l'origine pour l'étude des propriétés de résistance au cisaillement des sols grossiers. Il a connu au fil de ses perfectionnements des évolutions métrologiques et de pilotage qui permettent d'obtenir des lois de comportement et d'interfaces sous chemins de contraintes ou déformations contrôlés par ordinateur, la réalisation d'essais en conditions saturées, la détermination des contraintes résiduelles et la mise en œuvre d'essais cycliques. Des équipements particuliers ont été conçus pour répondre aux besoins spécifiques des essais d'interfaces géosynthétiques – géomatériaux et des dispositifs d'étanchéité par géosynthétiques. Par la suite, ce banc d'essai a été utilisé dans le cadre de projets de recherche et a permis des applications originales en géomécanique. L'article présente des travaux destinés à la caractérisation des propriétés de frottement de ballasts, à l'évaluation des conditions de stabilité sur pente des géosynthétiques, à la caractérisation de la résistance au cisaillement de bétons compactés au rouleau (BCR) et au renforcement des sols par la végétation.
Expert judgment plays an essential role in assessing the safety of levees, since these very long structures are generally old, few data are available for them, and they are subject to complex failure mechanisms. Expert judgement is required to assess the failure probabilities of levees when carrying out risk analysis studies. However, expert judgement is subject to biases that are highly likely to impair the quality of the probabilistic assessments obtained. This article presents a method for reducing biases in expert opinion, illustrated by its application to the case of an existing levee. Initially, the method comprises the calibration of the opinions of a panel of six experts based on the results of a quantitative analysis applied to 30 levee cross-sections for which numerical calculations were performed. It then proposes a procedure to debias expert assessments using bias correction coefficients. Regarding its application, the assessments made by the experts were debiased for 30 calibration variables. The correction coefficients obtained were then applied for the assessment of 10 variables of interest. The results show a significant reduction of biases, associated with a readjustment of the uncertainty intervals given by the experts.
Considering risk analysis in the industrial context we first present the main concepts dealing with risk and its analysis. Secondly we build up a synthesis of the different existing approaches: internal methods including physical and functional modelling, external methods including statistical approach and expertise. For each of them, we list the main applications in civil engineering and we develop their use in the peculiar case of dams.
In France, levees remain most of the time badly maintained; these long linear structures show signs of weaknesses on numerous occasions. Only incomplete information is usually available. The general lack of data describing the behavior of the infrastructure during unwanted events led to estimate their safety mainly from expert judgment. Thus the ability of the expert to predict the level of functioning of an infrastructure for a type of hazard and its intensity is crucial. An error of judgment can have very serious consequences and the production of reliable information requires the ability of the expert to report accurately the uncertainties in its estimations, as well as associated confidence. In order to meet this need, our research within Incertu project (French Ministry of Ecology funding) aims to produce relevant scientific approaches and tools for the collection and processing reliable experts' statements or combined with a confidence level in the context of uncertain information and input data.
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à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
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Levees are large alignment civil engineering works with a performance that is assessed with great difficulty due to its longitudinal variability. We hereby suggest that a decision-making support procedure should be identified, built and implemented so as to split levee alignments into homogeneous sections and identify them according to their performance level. Our work is focused on defining actions for the purpose of solving the decision-making problem with regard to large alignment works. In order to select a suitable decision-making method, we suggest a formulation and a comparison between two types of multi-criteria methods: the ELECTRE TRI outranking method and a unicriterion method. The relevance of building a unicriterion for the purpose of our study is investigated considering the existing operational interconnections between the levee evaluation criteria. Les digues sont des ouvrages de génie civil à grand linéaire dont la performance est difficile à évauler parce que très variable longitudinalement. Dans cet article, nous proposons l’identification, la construction et la mise en œuvre d’une démarche d’aide à la décision permettant le découpage des linéaires de digues en tronçons homogènes, et leur identification par niveau de performance. Notre travail examine avec attention la question de la définition des actions objets de l’aide à la décision pour des ouvrages à grands linéaires. Pour le choix d’une méthode d’aide à la décision, nous proposons une formulation et une comparaison de deux types de méthodes multicritères : la méthode surclassement ELECTRE TRI et une méthode du critère unique de synthèse. Nous examinons l’intérêt de la construction d’un critère unique de synthèse pour notre recherche du fait des liens fonctionnels existants entre les critères d’évaluation des digues.
Cette communication presente une synthese des differentes cotes et crues de reference habituellement utilisees pour l’evaluation de la securite d’un ouvrage hydraulique, y compris dans le cas d’un barrage ecreteur de crues ou d’une digue de protection contre les inondations. Les discussions au sein du groupe de travail du CFBR consacre a la justification de la stabilite des barrages et les travaux de recherche menes au Cemagref dans le domaine de l’analyse de risques appliquee aux ouvrages hydrauliques montrent les limites de ces definitions et ouvrent de nouvelles perspectives. Des propositions sont donc faites pour clarifier la terminologie. Cela aboutit a privilegier la determination des cotes atteintes dans la retenue pour differents scenarios de crues. Au final, il apparait possible d’associer des probabilites d’occurrence au depassement de la cote de surete ou de la cote de danger de rupture, et parallelement de proposer des valeurs minimales cibles pour ces probabilites, en fonction des types d’ouvrages et de leur classe.
