Comportement mécanique de géocellules - application aux constituants de merlons pare-blocs cellulaires

This study deals with the mechanical behaviour of geocells as possible components of rock fall protection dykes. These structures aiming at stopping falling rocks are placed across their probable trajectory. Geocells are metric structures associating a manufactured envelop together with a granular material. Cells of concern are cubic and made of an hexagonal wire mesh and a geotextile and are filled with coarse granular material, sand or a mixture of sand and scrapped tyres. The behaviour of individual cells was investigated experimentally under quasi-static and dynamic loadings. For low strain levels, The cell response under uni-axial compression appears to mainly depend on the filling material characteristics. The envelop influence the high strain level response. Under impact, by a 250kg spherical boulder, the capacity of a cell to restrict the stress on its support depends on the cell boundary conditions and, to a smaller extent, on the filling material. The optimum configuration consists of a laterally free to deform cell filled with the coarse granular material.Numerical models of the materials and of the cells were calibrated and validated thanks to the experimental results.The results were extrapolated to the structure scale with the aim of turning the choice for structural solutions for dykes to be submitted to impact experiments.Cette thèse s'intéresse au comportement mécanique de géocellules constitutives de merlons pare-blocs. Ces ouvrages sont des digues placées sur la trajectoire potentielle des blocs rocheux et visant leur arrêt. Les géocellules sont des structures métriques associant enveloppe préfabriquée et matériau granulaire. Les cellules étudiées sont cubiques et constituées de grillage à maille hexagonale et de géotextile, et remplies de matériau granulaire grossier, de sable ou de mélange sable-pneus déchiquetés.Le comportement de cellules individuelles a été étudié expérimentalement pour des chargements pseudo-statique et dynamique. Il apparaît que la réponse de la cellule à faible déformation, sous compression pseudo-statique, dépend principalement des caractéristiques du matériau de remplissage. Celles de l'enveloppe interviennent en grandes déformations. Sous impact, par une sphère de 250kg, la capacité d'une cellule à limiter les contraintes transmises à son support dépend des conditions aux limites de la cellule et, dans une moindre mesure, du matériau de remplissage. La configuration optimale est une cellule remplie du matériau granulaire grossier libre de se déformer latéralement.Les modèles numériques de comportement mécanique des matériaux et des cellules, de type éléments discrets, ont été calés et validés grâce aux résultats de ces expérimentations.Les résultats ont été extrapolés à l'échelle de l'ouvrage dans le but d'orienter les choix structurels en vue d'expérimentations sur ouvrage vraie grandeur