27 mai   |   14 h 00 (HNE)
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Présenté en français

May 27  |   2:00 pm (EST)
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Presented in French

Les barrages sont soumis, tout au long de leur durée de vie, à des sollicitations extrêmes susceptibles d’engendrer des mécanismes complexes de déformation, de fissuration, d’endommagement progressif ou de rupture : séismes, crues rapides, variations hydrauliques transitoires, vieillissement des matériaux ou sollicitations dynamiques exceptionnelles. La prévision du comportement de ces ouvrages constitue un enjeu majeur pour la sûreté des infrastructures hydrauliques, dans un contexte marqué par l’augmentation des exigences de sécurité, le vieillissement du parc existant et l’intensification des aléas naturels.

La compréhension de ces mécanismes nécessite aujourd’hui des approches numériques capables de relier les phénomènes physiques observés à l’échelle microscopique — interactions entre grains, anisotropie de la microstructure, endommagement localisé, effets capillaires ou couplages hydro-mécaniques — jusqu’au comportement global de l’ouvrage et de ses fondations. L’enjeu scientifique réside notamment dans la capacité des modèles à représenter de manière cohérente les transitions d’échelles, l’émergence de mécanismes collectifs tels que la localisation des déformations ou les instabilités matérielles (liquéfaction), ainsi que les interactions entre comportement des matériaux, interaction fluide-structure, effets inertiels.

Cette conférence présentera une synthèse de travaux de recherche consacrés à la modélisation multi-échelles du comportement des barrages, avec un accent particulier sur les barrages poids et les barrages en remblais soumis à des sollicitations sismiques et hydrauliques extrêmes. Les développements présentés reposent sur des approches micromécaniques et multi-physiques permettant d’intégrer explicitement les mécanismes élémentaires gouvernant la réponse des matériaux granulaires. Les modèles développés s’appuient sur des formulations issues de la micromécanique des milieux granulaires, enrichies pour prendre en compte les effets de capillarité, les couplages hydro-mécaniques, les grandes déformations et les phénomènes de propagation de fissuration.

Les applications présentées illustreront l’apport de ces approches pour l’analyse de la stabilité et de la performance des ouvrages hydrauliques soumis à des chargements extrêmes, depuis la simulation d’essais de laboratoire jusqu’à la modélisation numérique à l’échelle de l’ouvrage. Une attention particulière sera portée aux enjeux liés à l’évaluation de la sécurité sismique des barrages, à la prise en compte des mécanismes de rupture progressive et à l’utilisation de modèles avancés dans les études de sûreté et d’expertise des infrastructures hydrauliques.

Dams are exposed throughout their service life to extreme loadings that can induce complex mechanisms of deformation, cracking, progressive damage, or failure: earthquakes, rapid floods, transient hydraulic variations, material aging, or exceptional dynamic loadings. Predicting the behavior of these structures is a major challenge for the safety of hydraulic infrastructures, in a context marked by increasing safety requirements, the aging of existing assets, and the intensification of natural hazards.

Understanding these mechanisms now requires numerical approaches capable of linking physical phenomena observed at the microscopic scale—such as inter-particle interactions, microstructural anisotropy, localized damage, capillary effects, and hydro-mechanical couplings—to the global behavior of the structure and its foundations. A key scientific challenge lies in the ability of models to consistently represent scale transitions, the emergence of collective mechanisms such as strain localization or material instabilities (e.g., liquefaction), and the interactions among material behavior, fluid–structure interaction, and inertial effects.

This presentation provides a synthesis of research work devoted to multi-scale modeling of dam behavior, with particular emphasis on gravity dams and embankment dams subjected to extreme seismic and hydraulic loadings. The developments presented are based on micromechanical and multiphysical approaches that explicitly incorporate the elementary mechanisms governing the response of granular materials. The proposed models rely on formulations derived from the micromechanics of granular media, enhanced to account for capillary effects, hydro-mechanical couplings, large deformations, and crack propagation phenomena.

The applications presented will illustrate the contribution of these approaches to the analysis of the stability and performance of hydraulic structures under extreme loading conditions, ranging from the simulation of laboratory tests to numerical modeling at the scale of the structure. Particular attention will be paid to issues related to the seismic safety assessment of dams, the consideration of progressive failure mechanisms, and the use of advanced models in safety studies and expert assessments of hydraulic infrastructures.

FR

Guillaume Veylon est ingénieur-chercheur en géomécanique et génie civil, spécialiste de la modélisation numérique du comportement des ouvrages géotechniques et hydrauliques soumis à des chargements extrêmes, notamment sismiques et hydrauliques. Directeur de recherche à Université Gustave Eiffel et auparavant ingénieur-chercheur à INRAE pendant plus de dix ans, il développe des approches numériques avancées pour l’analyse multi-échelles et multi-physiques des sols et des structures : interaction sol-structure, couplages hydro-mécaniques, propagation de fissuration et comportement cyclique des géomatériaux.

Ses activités se situent à l’interface entre recherche académique, expertise opérationnelle et animation scientifique internationale. Il intervient depuis plus de vingt ans sur des problématiques de conception, de sûreté et d’évaluation de performance des barrages, digues et infrastructures géotechniques exposés aux séismes, aux crues et à d’autres sollicitations extrêmes. Ses travaux intègrent également l’exploitation de données d’auscultation et les méthodes d’apprentissage automatique appliquées au suivi du comportement des ouvrages."

Auteur de nombreuses publications scientifiques en géotechnique et génie civil (https://orcid.org/0000-0001-9977-4572), Guillaume Veylon pilote et contribue à plusieurs projets de recherche nationaux et internationaux dans le domaine de la sécurité des infrastructures. Depuis 2020, il préside le groupe de travail européen « Dams and Earthquakes » de International Commission on Large Dams, dédié à l’évaluation du comportement sismique des barrages et ouvrages hydrauliques.

EN​​​​​​​

Guillaume Veylon is a research engineer in geomechanics and civil engineering, specializing in the numerical modeling of the behavior of geotechnical and hydraulic structures subjected to extreme loadings, particularly seismic and hydraulic actions. A Research Director at Université Gustave Eiffel, and previously a research engineer at INRAE for more than ten years, he develops advanced numerical approaches for the multi-scale and multi-physical analysis of soils and structures, including soil–structure interaction, hydro-mechanical couplings, crack propagation, and the cyclic behavior of geomaterials.

His work lies at the interface between academic research, operational expertise, and international scientific coordination. For more than twenty years, he has been involved in issues related to the design, safety, and performance assessment of dams, levees, and geotechnical infrastructures exposed to earthquakes, floods, and other extreme loadings. His research also incorporates the use of monitoring data and machine learning methods applied to the observation and analysis of structural behavior.

Author of numerous scientific publications in geotechnical engineering and civil engineering (https://orcid.org/0000-0001-9977-4572), Guillaume Veylon leads and contributes to several national and international research projects in the field of infrastructure safety. Since 2020, he has chaired the European Working Group “Dams and Earthquakes” of the International Commission on Large Dams (ICOLD), dedicated to the assessment of the seismic behavior of dams and hydraulic structures.