Forces et limites du logiciel par rapport au projet

Le logiciel Rockyfor3D a été choisi pour ses forces pour la réalisation des simulations sur de vastes territoires à haute résolution. Comme toute chose, il n’a cependant pas que des qualités. Son utilisation qui permet de couvrir les 260 km de chemin de fer se fait ainsi au détriment de certains aspects.

Parmi celles-ci, il a été observé précédemment que les énergies cinétiques sont plus élevées que celles obtenues avec RocFall. Cela est plus conservateur, mais est-ce réaliste ? Si elles sont excessives, évaluer localement la gravité de l’atteinte de l’infrastructure pourrait mener à une exagération du danger et à des dimensionnements excessifs des méthodes de mitigation éventuelles. Les conséquences suite à une atteinte, qui dépendent entre autres de l’énergie d’impact, ne sont cependant pas évaluées aux simulations préliminaires. Des énergies potentiellement trop élevées ne sont ainsi pas problématiques puisque ce sont les positions des trajectoires et les distances parcourues qui sont ici considérées, et celles-ci sont similaires à celles obtenues avec RocFall.

Aussi, l’atteinte de l’infrastructure n’est pas automatiquement détectée et il n’est pas possible de manipuler individuellement les trajectoires simulées. Il peut alors devenir difficile de repérer les parois qui engendrent des trajectoires problématiques lorsque les tracés se superposent. En effet, lorsque les trajectoires ne se recoupent pas, il n’est pas trop difficile d’identifier manuellement la position des sources potentiellement problématiques (figure 3.21 a). Cette analyse, qui ne peut être automatisée, peut cependant nécessiter un temps important si le territoire à couvrir est grand.

Lorsqu’en plus il y a superposition des trajectoires, l’identification de la position des sources potentiellement problématiques est très imprécise, voire impossible (figure 3.21 b). Le tri des parois qui ne causent pas de problème de celles potentiellement à surveiller peut ainsi être affecté par certaines imprécisions. La classification de celles potentiellement problématiques est encore plus limitée. L’évaluation du potentiel que l’infrastructure linéaire soit atteinte faite à partir du nombre de trajectoires présentes au niveau de la voie n’est cependant pas trop affectée.

Rockyfor3D fonctionnent à partir de modèles numériques de terrain matriciels. La compatibilité avec les systèmes à référence géospatiale (SIG) est facilitée. Il n’y a d’ailleurs pas beaucoup de perte d’information lors du passage des données LiDAR aéroportées vers les modèles numériques de terrain matriciels, puisque les deux ont moins de détails au niveau des pentes abruptes. Il est donc plutôt approprié d’utiliser le format matriciel lorsque les données d’élévation proviennent de levés LiDAR aéroportés, puisque cela simplifie les calculs trajectographiques et accélère les logiciels de simulations.

Le niveau de détail des terrains abrupts est cependant limité et cela peut grandement influencer la dispersion des trajectoires, comme l’ont montré Agliardi et Crosta (2003), Crosta et Agliardi (2004) et Crosta et al. (2014) avec la résolution des terrains rastérisés. Des terrains peu détaillés ont tendance à engendrer des trajectoires parcourant de plus grandes distances, atteignant des vitesses plus élevées et ne se dispersant pas autant que celles simulées sur des terrains détaillés. Cela peut rendre complexe la calibration des paramètres stochastiques des simulations, puisque le comportement variable des particules simulées est fonction de la définition des terrains, et que celle-ci n’est pas constante en fonction des pentes.

Aussi, répartir les sources au niveau des pixels des modèles matriciels (raster) peut engendrer des biais liés à la mauvaise représentation des surfaces 3D des terrains, tel que vu en 3.1.4.1. En effet, les parois abruptes sont sous-représentées par rapport aux autres terrains. Il est donc difficilement possible de répartir les sources en fonction de la surface occupée par les parois rocheuses. Ainsi, si les ruptures ont tendance à se produire aléatoirement sur l’ensemble de la surface d’une falaise, il n’est pas possible de les représenter correctement. Concernant les résultats du logiciel, il n’est pas possible d’obtenir la vitesse moyenne (en déplacement et en rotation) des particules le long de leurs trajectoires. Il est ainsi difficile d’évaluer la proportion de l’énergie cinétique moyenne qui provient de la rotation des particules.

Au niveau des forces de Rockyfor3D, il y a premièrement sa rapidité de calcul exceptionnelle. Testé sur un même ordinateur, il permet de faire 1800 simulations pendant que le logiciel Rockfall Analyst n’a le temps d’en faire qu’une. Il est ainsi possible de tester plusieurs scénarios et de bien ajuster les paramètres en réalisant plusieurs simulations.

Deuxièmement, le logiciel est stable tant que la mémoire vive de l’ordinateur n’est pas saturée et que les pixels du modèle numérique de terrain ne sont pas trop fins (idéalement au-delà de 50 cm de côté). On peut ainsi laisser un ordinateur traiter plusieurs simulations sans surveillance, et revenir une fois qu’elles sont réalisées pour analyser les résultats. L’utilisateur peut donc se concentrer à d’autres tâches du projet pendant la réalisation des simulations. La contrainte de temps, avec la rapidité et la stabilité du logiciel, est alors optimisée.

L’analyse des résultats est aussi facilitée, puisqu’il n’est pas nécessaire de trier d’éventuels résultats aberrants qui auraient pu être causés par des instabilités. Trier manuellement d’éventuelles trajectoires aberrantes parmi des millions de trajectoires simulées n’aurait pas fait de sens.

En plus de la rapidité et de la stabilité de Rockyfor3D, celui-ci peut couvrir un grand territoire par simulation (2000X2000 pixels) avec de nombreuses trajectoires simulées (plusieurs centaines de milliers si nécessaire).

Le territoire n’a donc pas à être découpé en un nombre trop élevé de sous-secteurs : par exemple 137 tuiles dans le cas du projet au lieu de plus de 10 000 tuiles si le logiciel CRSP 3D avait été utilisé avec le même niveau de détail des terrains.

Finalement, Rockyfor3D peut être automatisé via l’invite de commandes de Windows rendant ainsi possible son intégration aux outils d’automatisation développés. Les simulations peuvent ainsi être réalisées automatiquement les unes à la suite des autres par traitement en lot (batch processing). Un grand nombre de manipulations sont ainsi éliminées.

Les nombreuses forces de Rockyfor3D ont fait en sorte que c’est l’outil qui a été sélectionné pour réaliser les simulations de chutes de pierres en 3D préliminaires le long des 260 km de chemin de fer couvert par le projet. Des simulations pourraient éventuellement être réalisées ponctuellement avec d’autres logiciels, aux sites préoccupants observés plus tard au cours du projet, de manière à contourner les limites du logiciel Rockyfor3D.