# Rugosités de terrain et matériaux

- Rugosités de terrain inclues

  - Ajuster l'échelle

- Rugosités de terrain customs

- Matériaux de terrain

## Rugosités de terrain inclues

L’ajout de rugosités n’est nécessaire que si le terrain utilisé ne comporte pas un haut niveau de détail. Les modèles d’impacts sont sensibles à l’angle du terrain impacté perçu en fonction de la taille des blocs simulés. Si le terrain est de mauvaise qualité, il risque de ne pas avoir les rugosités qui normalement seraient impactées par les petits blocs et les ralentiraient. Cela risque d’engendrer de plus grandes distances de parcours pour ces petits blocs et de réduire la déviation latérale. Il est alors possible d’ajouter le niveau de détail manquant en attribuant au terrain la rugosité provenant d’échantillons de terrain détaillés.

Le niveau de détail du terrain perçu par rapport à la taille des blocs a une influence importante sur la propagation.

L’outil simule alors près de 20 000 000 impacts (détection du contact seulement, sans le calcul pour le rebond) contre l’échantillon de terrain pour la taille de bloc définie. Cela permet d’évaluer la variation d’orientation du terrain qui devrait être perçu par le bloc. Celle-ci est ensuite ajoutée au terrain peu détaillé lors de la détection des impacts pendant les simulations. Pour plus de détail concernant les rugosités inclues, voir Noël et Jaboyedoff (2020).

### Ajuster l'échelle

Ces rugosités peuvent être chargées dans CloudCompare pour y être visualisées (voir section « Terrain / Autres sources / Grille d’élévation (raster) ». Leur échelle peut y être modifiée afin de générer de nouvelles rugosités personnalisées à partir de celles existantes avec l’outil Multiply/Scale de CloudCompare. Ces nouvelles rugosités doivent être exportées sous forme de grille d’élévation (raster), idéalement en utilisant le même nombre de lignes et colonnes que la rugosité chargée (de 500x500 à 1500x1500 environ), l’outil Rasterize peut être utilisé pour se faire avec l’option cell height réglée à average height.

## Rugosités de terrain customs

De nouvelles rugosités peuvent aussi être créées pour le projet, par exemple à partir de données détaillées SfM ou LiDAR terrestre mobile. Pour se faire, il faut découper localement le secteur à la rugosité souhaitée en se gardant un peu de marge autour. Il faut aussi découper le terrain peu détaillé pour le même secteur, et les orienter par rotation autour de l’axe vertical (Z) (ex. avec les outils Interactive Transformation Tool ou Apply Transformation) pour que leurs pentes fassent face au sud (slope aspect = 180°).

Ensuite, la densité de point du segment de terrain peu détaillé peut être localement augmentée à une densité similaire à celle du terrain détaillé en utilisant la même technique que celle pour combler les trous lors de la préparation des terrains (voir section « Terrain / Combler les trous »). Les deux segments de terrains peuvent ensuite être découpés sous forme de tuile (ex. avec l’outil Interactive Segmentation Tool et l’option Rectangle edition mode).

Il ne reste qu’à générer le modèle d’élévation de la différence entre les deux grilles (DEM of Difference - DoD). Cela pourrait être fait dans un logiciel SIG avec une calculatrice de rasters, mais c’est aussi possible de le faire dans CloudCompare. L’outil CloudCompare 2.5D Volume peut être utilisé à partir des deux segments de terrain sous forme de nuage de points pour calculer la différence entre les deux couches. Il faut choisir les options d’interpolation pour les cellules vides, et utiliser la moyenne des élévations pour évaluer la hauteur des cellules. Il faut choisir une taille de cellule (step) permettant d’obtenir un nombre de lignes et colonnes près de 1000x1000. La grille des différences peut être exportée dans l’environnement de travail de CloudCompare et nettoyée manuellement si elle comporte des valeurs extrêmes. Il ne reste qu’à la convertir en raster,en utilisant la même taille de cellule, pour être utilisée comme rugosité dans stnParabel (voir l’outil Rasterize).

## Matériaux de terrain

Concernant les matériaux, il n’est nécessaire de les définir que si le « scarring model » est utilisé. Si aucun matériau n’est défini ou si le « rolling friction model » est utilisé, un φ’ de 28° et une cohésion de 30 kPa sont attribuées par défaut. La masse volumique du sol est fixée à 2000 kg/m3. Les propriétés des sols impactés peuvent être définies lors de l’ajout des rugosités de surfaces par classes de pentes. Si aucune rugosité ne doit être ajoutée, il est possible d’utiliser la rugosité de terrain inclue nommée « dod_no_roughness.tif ».

Le choix des propriétés doit être fait en considérant ces aspects :

- L’état d’altération des matériaux à la surface (de la surface jusqu’à légèrement au-delà de la profondeur estimée de pénétration des blocs);

- Le degré de saturation des matériaux à la surface et leur perméabilité, car les impacts correspondent à des chargements brusques. Cela peut engendrer une baisse importante de résistance du milieu si la pression d’eau des pores reprend l’ensemble de la charge;

- Les propriétés du milieu par rapport à la taille de l’impactant : pour un petit impactant sur un talus d’éboulis composé de larges blocs, les propriétés du talus devraient se rapprocher à celles des blocs individuels composant le talus.

stnParabel Docs March 2021

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