Projet National Erinoh - Guide Ingénierie - Volume 3

Principaux concepts Guide ERINOH – Érosion interne dans les ouvrages hydrauliques 101 Il y a initiation, lorsque le gradient de sortie évoqué ci-dessus dépasse la résistance du sol, exprimée par le gradient d’initiation de l’érosion. Le gradient d’initiation de l’érosion (à comparer au gradient de sortie) dépend essentiellement de deux facteurs : – le sol : granulométrie des grains ; étalement granulométrique ; compacité, – la géométrie : si l’écoulement débouche sur une pente inclinée, le détachement se fait pour des gradients plus faibles que dans le cas du terrain horizontal. Non-filtration La parade habituelle est la filtration des écoulements. Il suffit, pour empêcher le développement de l’érosion, de placer une recharge filtrante et drainante. Mais cette recharge doit elle-même résister aux sollicitations : il faut qu’elle soit suffisamment confinée pour ne pas être claquée par fracturation hydraulique. Progression Le conduit ne peut progresser vers l’amont jusqu’à déboucher dans la retenue et déclencher la rupture, que si deux conditions sont en permanence réunies : (1) condition mécanique : le conduit ne s’effondre pas ; (2) condition hydraulique : la charge est suffisante pour entraîner les particules à l’aval. Condition mécanique Pour que le conduit ne s’effondre pas, il a besoin d’un « toit ». L’érosion régressive se développe dans des matériaux sans cohésion, mais à l’abri d’un toit cohésif. Condition hydraulique Le gradient critique ou gradient de progression est le gradient global pour lequel le conduit se développe jusqu’à l’amont. Hors cas particuliers, le gradient critique est supérieur (et même souvent largement supérieur) au gradient d’initiation. C’est ce gradient critique qui importe dans l’évaluation du risque d’érosion régressive. Le gradient critique est plus grand car, pour que l’écoulement en charge dans le conduit continue d’entraîner les particules à l’aval, il faut à la fois éroder les particules à l’extrémité amont du conduit (capacité d’érosion) et évacuer les particules érodées (capacité de transport). Ce qui se produit dans le conduit d’érosion régressive est observé sur matériaux modèles au laboratoire ; il se produit deux types d’érosion. 1.A la pointe amont du conduit, les grains sont chassés par le gradient qui s’y concentre et dont la forme varie peu dans la phase du développement du conduit. Soumis à une fluidisation par gradient vertical ascendant d’autant plus forte que la couche de sable est large et profonde, des paquets de grains sont détachés par le gradient vertical ascendant puis transportés par l’énergie cinétique dans le conduit. Hanses (1985) parle alors d’érosion primaire qui est à l’origine de l’allongement du conduit.