Les nouveaux paravalanches en acier protègent aussi des chutes de pierres

« Une solution consiste à installer des filets à pierres au-dessus des paravalanches, mais c’est compliqué et coûteux. Nous avons plutôt opté pour le développement de paravalanches en acier capables d'absorber l’énergie des chutes de pierres. Les coûts de réparation restent ainsi raisonnables et on est paré pour le futur ». En collaboration avec l’ISI (Institut pour le développement de l'habitat et des infrastructures de la HES de Berne), Innosuisse (agence suisse pour la promotion de l'innovation) et le bureau d'ingénieurs IBR Ingenieurbüro GmbH, Krummenacher AG a mis au point un paravalanche en acier capable d'absorber des impacts de 500 kJ - l’énergie d’une voiture de 900 kg lancée à 120 km/h.

Une grille et des amortisseurs absorbent l’énergie

Les composants de la structure supérieure du paravalanche fonctionnent en tant qu’ensemble solidaire. En cas d’impact de pierre, les pics d'énergie sont absorbés par les amortisseurs équipant les piliers. Le reste de l’énergie se transmet à la grille et se dissipe par déformation élastique ou plastique. Cette technologie permet d'absorber les impacts de pierres sans dégât jusqu’à un seuil d’énergie donné. Après quatre ans de développement et des essais approfondis chez Krummenacher AG à Naters et au DTC Dynamic Test Center AG à Bienne, les nouveaux paravalanches ont enfin pu être déployés en montagne.

Performances inédites et remplacement aisé

Les nouveaux paravalanches en acier brevetés peuvent retenir des blocs de 1,1 t dévalant à plus de 100 km/h. « Un tel rocher traverse très facilement un paravalanche traditionnel », assure Roger Krummenacher. Un autre avantage des nouveaux paravalanches en acier est la compatibilité de leur partie supérieure avec les ancrages existants, qui permet de réparer les installations endommagées à moindre coût, tout en les optimisant pour les impacts de pierres. En général, seules les rangées supérieures doivent résister aux chutes de pierres : elles protègent les paravalanches traditionnels situés en contrebas. Le nouveau modèle de paravalanche en acier SS-4-2 figure dans la « liste des types d'ouvrages paravalanches » de l'Office fédéral de l'environnement. Seuls les ouvrages répertoriés dans cette liste sont autorisés à être installés.

Forces statiques et dynamiques

Le défi, lors du développement, était la nécessité que la structure soit capable de reprendre deux forces totalement différentes. « La pression de la neige est une force statique », explique Roger Krummenacher, « tandis qu’un impact de pierre est une force dynamique ». Les amortisseurs subissent une sollicitation maximale chaque année en hiver, sous le poids de la neige. En été, ils doivent cependant être parfaitement fonctionnels pour absorber l'énergie des chutes de pierres. Les structures rigides traditionnelles en sont incapables.

Application possible en terrain difficile

Le premier site à bénéficier des nouveaux paravalanches SS-4-2 a été le Triftgrat, près de Saas, en Valais. Entre fin juillet et fin octobre 2020, Opal Fels- & Steinschlagssicherung AG y a installé 41 de ces paravalanches en acier de nouvelle génération. En raison de son exposition aux chutes de pierres, ce site n’avait encore jamais pu être équipé d’ouvrages de protection . Les nouveaux paravalanches, avec leur montage simplifié, sont adaptés à des zones difficiles de ce type. La mise en place reste cependant complexe, et parfois risquée.

Étude du site en hélicoptère

Afin de déterminer le positionnement exact des éléments, Angelo Werlen, responsable du chantier chez Opal Fels- & Steinschlagssicherung AG, et l'ingénieur se sont rendus sur le Triftgrat en hélicoptère. Une demi-heure d’ascension à pied (à renouveler chaque jour) était ensuite nécessaire pour atteindre le site. L’équipe de montage passait les nuits dans un conteneur de chantier aménagé à cet effet. Les composants arrivaient sur le site (2100 m d’altitude) par camion, avant d’être assemblés et préparés pour la dernière partie du voyage : le transport des éléments 600 m plus haut dans la montagne par hélicoptère. Chaque paravalanche nécessitait trois rotations - les transporter entièrement assemblés aurait nécessité un hélicoptère spécial. « 125 rotations ont été nécessaires pour acheminer les paravalanches à leur emplacement définitif », précise Angelo Werlen.

Travailler en cordée

Le terrain étant escarpé et exposé, le responsable du chantier et ses collaborateurs - trois en moyenne - effectuaient le travail encordés. D'autres mesures de sécurité avaient été prises : des cordes fixes permettant la traversée et un filet à pierres provisoire protégeant les chemins de randonnée en contrebas de la zone de travail. Le positionnement exact et l'orientation des ouvrages avaient été fixés au préalable. Il s'agissait maintenant de creuser les fouilles des fondations, de percer les trous d'ancrage des tirants et des barres de compression et d’ajuster la longueur des poteaux en fonction du terrain et de la déclivité. Cela fait, l’équipe a procédé au montage des ouvrages. Le béton a été acheminé par camion sur le site d’assemblage, puis transporté par hélicoptère sur le lieu de montage. L’installation des 41 paravalanches a nécessité 4 mois de travail. « Nous avons l'habitude de poser des paravalanches normaux », déclare Angelo Werlen, « Installer ces nouveaux paravalanches en acier pour la première fois, de plus dans un terrain aussi exposé, représentait un défi. Heureusement, grâce à l'excellente planification de l'ingénieur et de Krummenacher AG, tout s'est déroulé sans accroc ».

Capacité de stockage et disponibilité rapide : des atouts

Debrunner Acifer AG a livré en 2021 quelque 140 t de poutrelles HEA, UPE et IPE, ainsi que 35 t de piliers tubulaires en acier. Sur demande de Krummenacher AG, Debrunner Acifer a stocké l'ensemble du matériel pour les piliers dans ses entrepôts. Le client débloquait les quantités sur appel. En 2-3 jours, les piliers tubulaires étaient sciés sur mesure et livrés à Naters. « Debrunner Acifer était le seul fournisseur prêt à stocker 35 t de tubes et disposant de la capacité de stockage nécessaire », explique Roger Krummenacher. Les poutrelles, elles aussi commandées sur appel, arrivaient chez Krummenacher AG dans le même délai. Elles servaient de traverses pour les paravalanches en acier. Les piliers tubulaires - fournis exclusivement par Debrunner Acifer depuis des années - supportent la partie supérieure des paravalanches. Krummenacher AG compte commercialiser ses nouveaux paravalanches principalement au niveau régional car, selon Roger Krummenacher : « Transporter des centaines de tonnes de paravalanches sur de longues distances serait un non-sens écologique. Il y a suffisamment de fournisseurs dans chaque région ».

« Il y a un besoin de protection contre les chutes de pierres »

Roger Krummenacher, directeur et chef de projet chez Krummenacher AG

Selon votre site Internet, vos compétences clés sont la construction de halles et d'installations. Comment en êtes-vous venus aux paravalanches ?

Vers 1980, notre prédécesseur Werner Krummenacher a eu l'occasion de reprendre le système paravalanche « Giovanola ». En collaboration avec un bureau d'ingénieurs, il a transformé ce système, qui a rapidement été considéré comme le paravalanche le plus facile à installer du marché. Lorsque nous avons repris l'entreprise en 2000, il était clair que nous voulions continuer à commercialiser ce système.

Et vous l’avez fait évoluer à votre tour.

C'est vrai. L'impulsion a été donnée par le travail de master de Daniel Bumann, directeur de IBR Ingenieurbüro GmbH à Naters, consacré à l'impact des chutes de pierres sur les paravalanches traditionnels. Nous avons assisté à la présentation de ce travail et le besoin de paravalanches résistants aux chutes de pierres nous a paru évident.

Quels étaient les critères décisifs pour le développement du système ?

Nos paravalanches - nous les appelons « râteliers » - devaient être faciles à installer, économiques et ne nécessiter aucun entretien. Le montage devait être compatible avec le transport par hélicoptère d’éléments de 800 à 900 kg. Un râtelier devait pouvoir être monté en trois rotations maximum. Transporter des râteliers complets avec un hélicoptère plus puissant est aussi possible, le rapport coûts-utilité correspondant est à examiner pour chaque chantier.

Ces nouveaux paravalanches sont-ils importants pour vous et votre entreprise ?

C'est un investissement pour le futur. Beaucoup de secteurs étant d’ores et déjà équipés de paravalanches, les ventes sont en baisse - et ce n’est qu’un début. Dans ce contexte, les nouveaux râteliers paravalanches et pare-pierres nous amènent des commandes supplémentaires. Pour les communes, c’est une alternative intéressante aux filets à pierres traditionnels.

Que retenez-vous des premières utilisations des nouveaux paravalanches en acier ?

Jusqu’à présent, nous en sommes très satisfaits. Nous avons démarré le développement en 2015 et mis en service les premiers éléments en 2018 à Zermatt/Schweifinen. Une vérification menée en août 2019 a montré que le système fonctionne. L’hiver, les râteliers ont résisté à la neige à pleine charge. Lorsque cette charge a diminué vers l'été, les amortisseurs ont retrouvé leur géométrie initiale comme prévu.

Vous collaborez avec Debrunner Acifer depuis 21 ans, pourquoi une telle fidélité ?

Pour les piliers tubulaires de nos râteliers, les conditions offertes se démarquent clairement de la concurrence : Debrunner Acifer est le seul fournisseur prêt à prendre en stock la totalité de nos besoins annuels estimés. Pour nous, c’est essentiel. Sans cela, nous ne pourrions pas respecter les délais serrés qu’exigent nos clients. Au fil des ans, une étroite collaboration s'est instaurée entre nous et Debrunner Acifer, et c’est tout bénéfice pour les deux entreprise.

Quelles étaient vos exigences au niveau du matériel ?

Nous produisons selon la norme EN 1090 et demandons donc que le matériel soit conforme aux directives et normes EN en vigueur.

Quels sont les points forts de Debrunner Acifer ?

En tant que grande entreprise, ils ont accès à des matériaux de base de qualité à de bonnes conditions. Debrunner Acifer dispose aussi d’un parc de machines performant pour les services de parachèvement - même si nous n’y avons pas souvent recours. Leur assortiment d'outils, de matériel de fixation et d'acier est également important.