Directives sur la sécurisation des talus

Les filets et les grillages sont souvent installés sur les pentes rocheuses afin d’empêcher les petites chutes de pierres provenant de zones d’approvisionnement instables parfois étendues. La solution la plus simple consiste à suspendre des filets ou des grillages à un câble porteur supérieur, tendu le long du bord supérieur de la zone d’approvisionnement. Cela permet aux matériaux rocheux qui se détachent sur la pente de tomber de manière contrôlée derrière le filet ou le grillage. Dans la plupart des cas, une zone de réception existe ou est créée au pied du talus, dans laquelle les matériaux se déposent. Ceux-ci sont souvent appelés « rideaux de roche ».

Il existe de nombreuses directives d’application qui décrivent la manière dont ces systèmes doivent être construits ; certaines d’entre elles mentionnent les matériaux de prédilection. Les directives sont généralement publiées par les autorités responsables de l’entretien des voies de circulation (voir les références ci-dessous).

Les systèmes de sécurisation des talus constituent une autre possibilité. Ces systèmes utilisent un ancrage grillagé sur lequel les filets ou les grillages sont fixés sur la pente. D’une part, la combinaison de filets ou de grillages et de clous fixés au sol ou sur la roche augmente la stabilité globale du talus. D’autre part, on évite que des blocs de roche ne tombent entre les clous ou que des glissements de terrain peu profonds ne se produisent.

Actuellement, il n’existe pas de directives largement reconnues pour le calcul et l’utilisation des systèmes de sécurisation des talus. Tant pour les rideaux de roche que pour les systèmes de protection de talus cloués en grille, le concepteur du projet établit le design pour les conditions données sur le site d’installation et définit les exigences relatives aux matériaux. Dans ce contexte, il existe quatre exigences décisives pour les systèmes qui influencent leur conception : résistance à la traction, résistance au poinçonnement, unité de masse et ouverture de maille.

Depuis mars 2016, l’EOTA a publié des documents d’évaluation européens (EAD) pour différents systèmes de sécurisation des talus. Comme l’ETAG 27, ces documents décrivent les méthodes d’essai ainsi que les exigences relatives aux produits et précisent la documentation nécessaire à l’évaluation et au processus de certification au niveau européen.

Les EAD suivants sont publiés sur la page d’accueil de l’EOTA pour le domaine des systèmes de sécurisation des talus (https://www.eota.eu/en-GB/content/eads/56/) :

EAD 230004-00-106 « Wire ring mesh panels »
EAD 230005-00-106 « Wire rope net panels »
EAD 230008-00-106 « Double twisted steel wire mesh reinforced or not with ropes »
EAD 230025-00-106 « Flexible facings systems for slope stabilization and rock protection »

La résistance à la traction d’un filet ou d’un grillage est exprimée en force par unité de longueur (normalement kN/m), à la fois parallèlement et perpendiculairement au sens du tissage. La valeur de la résistance à la traction correspond à la force de rupture maximale du filet ou du grillage d’un échantillon. La résistance à la traction est le paramètre le plus utilisé pour le calcul car les montages expérimentaux sont bien documentés et acceptés. De plus, les résultats des essais de traction sont faciles à comparer, par exemple en cas de maillage différent des systèmes de sécurisation des talus. Par conséquent, le test de résistance à la traction peut être considéré comme un test d’indice.

Il existe quelques directives pour les filets et les grillages qui décrivent les méthodes de test acceptées, comme par exemple EN 10223-3, ISO 17746, ASTM A975. Pour tous les EAD susmentionnés, différentes méthodes d’essai sont également utilisées comme base d’évaluation, par exemple également pour la détermination de la résistance à la traction.

Une erreur très répandue consiste à confondre la résistance à la traction d’un seul câble avec la résistance à la traction du filet ou du grillage.. Un grillage avec une résistance à la traction des câbles plus faible et plus de câbles individuels (maillage plus petit) peut avoir une résistance à la traction du filet bien plus élevée qu’un grillage composé de câbles à haute résistance. En outre, la forme des mailles et le type de tissage des filets et des grillages jouent un rôle important dans la résistance à la traction. Il convient ainsi de distinguer les filets / grillages isotropes, dans lesquels les résistances à la traction sont identiques dans les deux sens, des filets / grillages orthotropes, dans lesquels la résistance à la traction dans le sens transversal n’est souvent qu’une fraction de la résistance à la traction dans le sens longitudinal.

La résistance au poinçonnement d’un filet ou d’un grillage est exprimée en force (généralement en kN), mesurée perpendiculairement au plan du filet. Lors de la détermination de la résistance au poinçonnement, une force est appliquée par une plaque ou un autre objet poinçonné jusqu’à la rupture du filet ou du grillage. La valeur de la force de poinçonnement maximale à la rupture est mesurée. Dans ce type de test, la taille, la forme et l’emplacement de la plaque ont un impact important sur le résultat. Si le test est effectué pour un système de sécurisation des talus, il est important d’utiliser des plaques de tête d’ancrage standard, par exemple des plaques dentées du fabricant du système.

Pour compliquer encore les choses, il existe d’énormes différences entre les différentes méthodes de test des fabricants. Par exemple, l’ASTM A975 ou l’EN 10223-3 utilisent des objets circulaires à poinçonner d’un rayon de 30 cm, alors que l’ISO 17746 utilise un rayon de 1 m ; d’autres normes utilisent des bords biseautés, d’autres non et d’autres encore utilisent des plaques dont toute la surface est courbée (ISO 17746) ; certains tests utilisent un milieu déformable (par exemple du sable) sous le filet, d’autres testent sans ce milieu.

En bref, il n’existe actuellement aucun test de poinçonnement généralement reconnu utilisé pour comparer différents produits pour une même application. L’EAD 230025-00-0106 décrit un test de poinçonnement et un test de cisaillement dont le résultat sert de base au calcul.

La résistance au poinçonnement, en tant que paramètre de calcul des rideaux de roche, peut être négligée au profit de la résistance à la traction, sauf en présence d’actions à grande vitesse ou de charges ponctuelles élevées. En revanche, la résistance au poinçonnement et au cisaillement des filets et des grillages sont les paramètres déterminants pour le calcul des systèmes de sécurisation des talus. Dans ce cas, comme indiqué précédemment, les tests pertinents doivent être effectués avec des plaques d’ancrage standard conformes au fabricant, avec ou sans butée. Les résultats des différents montages expérimentaux sont nécessaires pour une conception judicieuse.

Il existe divers autres paramètres à prendre en compte lors de la spécification des filets. Les plus connues sont la taille des mailles, le poids unitaire, le diamètre minimal du câble et le type de revêtement. Bien qu’il n’y ait pour l’instant pas de directives uniformes pour ces paramètres, il est important de les spécifier de manière impartiale. Assurez-vous que la caractéristique spécifiée soit pertinente pour la conception et qu’elle ne crée pas de biais techniquement incorrect, comme par exemple la spécification de la force de traction d’un seul câble. Cette caractéristique n’indique pas la résistance à la traction ou au poinçonnement du filet.

Exemple : un filet d’une résistance à la traction de 1770 N/mm² et d’un maillage de 83 mm x 143 mm aura une force de traction du filet (force portante) inférieure à celle d’un produit d’une résistance à la traction du câble de 900 N/mm ² et un maillage de 50 mm x 50 mm. Pour certains paramètres, tels que les paramètres de câble ou la protection contre la corrosion, des spécifications peuvent être trouvées dans des normes internationales établies pour les matériaux.