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L'ESSAI HET POUR LA SÉCURITÉ DES DIGUES ET DES BARRAGES
01/04/2015

L'ESSAI HET POUR LA SÉCURITÉ DES DIGUES ET DES BARRAGES


Résultats de l’essai d’érosion interne.
Dispositif HET dulaboratoire deSol Solution.
Préparation de l’échantillon avant l’essai.

Rupture d’ouvrage par érosion interne au barrage de Teton (États-Unis), crues du Rhône de septembre et d’octobre 1993, puis de décembre 2003, engendrant des blessés, des
morts, avec des dégâts estimés à plusieurs centaines de millions d’euros… Les faits sont là : l’augmentation de l’imperméabilisation des sols, due à l’urbanisation du littoral et des vallées, a fait croître la fréquence, l’intensité des inondations catastrophiques et le coût de l’impact des inondations. Retour sur ces cas concrets et détails du Hole Erosion Test (HET).

Le 3 juin 1976, un filet d’eau est observé sur le parement aval du plus grand barrage en terre jamais construit : le barrage de Teton dans l’Idaho (États-Unis), un géant de 93 m de haut, pour un stockage de 356 millions de m3 sur la rivière Snake. Son remplissage a débuté le 3 octobre 1975. Le 5 juin 1976, le filet d’eau est devenu un trou béant. Le barrage s’effondre. Une onde de submersion catastrophique s’abat sur la vallée. Le bilan est de 4 morts, 50 blessés, 30 000 personnes déplacées et des centaines de millions de dollars de dégâts matériels et économiques. Le barrage ne fut pas reconstruit. Le cas de ce barrage est typique d’une rupture d’ouvrage par érosion interne.

 

  • Et en France...

 

La crue du Rhône en septembre et en octobre 1993 a submergé plusieurs dizaines de milliers d’hectares (coût des dégâts : 124 M ). Si la plupart des dégâts sont imputables au débordement du fleuve, la rupture de la digue de Figarès, le long du petit Rhône, est à l’origine de l’inondation de la Camargue.
En décembre 2003, une nouvelle crue du Rhône fait 7 victimes et provoque 27 000 évacuations. En plusieurs lieux, des brèches s’ouvrent sur les digues entre Tarascon et Arles (coût estimé des dégâts :
entre 150 et 200 M ).

 

  • Augmentation des inondations

 

Les faits sont là : l’augmentation de l’imperméabilisation des sols, due à l’urbanisation du littoral et
des vallées, a fait croître la fréquence, l’intensité des inondations catastrophiques, et le coût de l’impact des inondations. La prise de conscience des populations et des pouvoirs publics est grandissante face aux événements extrêmes de ces dernières décennies. Avec environ 9 000 km de digues sur le territoire français, la maîtrise de la sécurité des ouvrages de protection contre les inondations est une préoccupation de plus en plus importante pour les propriétaires et gestionnaires de ces ouvrages.

 

  • Diagnostic des ouvrages hydrauliques

 

Selon le décret n° 2007-1735 du 11 décembre 2007, un contrôle systématique et durable des ouvrages hydrauliques est imposé aux propriétaires et gestionnaires des digues et des barrages. Une
des principales causes identifiées de rupture des ouvrages en remblai est l’érosion interne de conduits, parfois appelée « renard hydraulique ». Des années de recherches ont permis d’explorer
des méthodes de test d’érosion du sol, d’abord en Australie puis en France, avec des projets nationaux qui ont contribué, ces derniers temps, à faire avancer les connaissances dans ce domaine.

 

  • Hole Erosion Test (HET)

 

Aujourd’hui, le laboratoire de Sol Solution est équipé du dispositif et des codes de calcul permettant de réaliser le Hole Erosion Test (HET) développé par l’Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture (licence IRSTEA).
Le test HET permet de connaître la sensibilité d’un sol en place dans une digue à l’érosion interne, et
de déterminer sa vitesse d’érosion. Ces données consolident la connaissance d’un ouvrage en remblai par une meilleure maîtrise du matériau le constituant. La formation d’un conduit à l’intérieur d’un ouvrage est la dernière étape avant l’ouverture d’une brèche destructrice. L’initiation du processus d’érosion peut trouver sa source dans des fissures causées par tassement avant et après construction suivant des conduits ou des murs, des galeries percées par des animaux fouisseurs tels que les blaireaux, ou la présence de racines d’arbres morts qui, en se décomposant, forment un conduit reliant l’amont et l’aval d’une digue en terre.

Il est également possible d’étudier le comportement d’un sol d’emprunt compacté dédié à la construction d’un nouvel ouvrage. L’essai va ainsi orienter le maître d’ouvrage dans le choix du matériau pour obtenir le niveau de résistance souhaité face au risque d’érosion interne et va éventuellement l’amener à modifier sa mise en oeuvre, si nécessaire. Par exemple l’amélioration de la résistance à l’érosion d’un sol traité à la chaux a été mise en évidence grâce à l’essai HET. L’essai HET est conçu pour compléter la théorie de l’érosion interne

en reproduisant ce phénomène en laboratoire sur un échantillon de sol intact (prélèvement par
carottage) ou remanié. Il consiste à mesurer la pression, le débit et la turbidité d’un écoulement d’eau traversant un échantillon de sol transpercé par un conduit qui s’élargit sous l’action de l’eau sous pression, tout en faisant varier le gradient hydraulique appliqué entre l’amont et l’aval de l’échantillon
testé. Pour chaque contrainte de cisaillement, il est possible de calculer la vitesse d’agrandissement du conduit et de déterminer le caractère érosif du matériau. Les deux résultats du HET sont la contrainte critique de cisaillement qui traduit la force nécessaire pour initier l’érosion et l’indice d’érosion qui traduit la vitesse du phénomène. Le croisement des deux paramètres caractérise le matériau. Cet essai dédié au diagnostic des ouvrages hydrauliques complète l’expertise de Sol Solution en techniques de laboratoire (essais d’identification de sols, Proctor, CBR, IPI, essais de cisaillement, essais oedométriques,…). Sol Solution est aussi en mesure de réaliser les
prélèvements in situ à la demande du client grâce à ses propres moyens de carottage. Cette
démarche optimise la traçabilité de l’échantillon de sol pour garantir un bon conditionnement et un transport de qualité.

 

Charly Peyre
Chargé d’affaires
Sol Solution

 

 

 

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