Projet National Erinoh - Guide Ingénierie - Volume 3

Guide ERINOH – Volume 3 76 Guide ERINOH – Érosion interne dans les ouvrages hydrauliques 3.5. Initiation, Non-filtration, Progression : généralités L’initiation L’initiation se produit lorsque les forces d’écoulement sont suffisantes pour arracher des particules de sol. Arracher une particule nécessite que les forces imposées par l’eau (forces motrices) soient supérieures aux forces de cohésion et d’imbrication des particules (forces résistantes). Les forces imposées par l’eau ont deux composantes : – une composante de pression, proportionnelle au gradient de pression, – une composante de traînée, proportionnelle à la vitesse d’écoulement. Une fois la particule détachée (par la somme des deux composantes de l’action de l’eau), la composante de traînée devient la principale responsable du transport (en turbulence, les gradients de pression des vortex augmentent la flottaison des particules). Mais la composante de traînée, dans un milieu poreux sans défaut et sous les chargements habituellement rencontrés sur les ouvrages, est très faible. Elle est insuffisante pour détacher et emporter des particules. – La composante de traînée génère des contraintes de cisaillement de l’ordre de quelques dixièmes de Pa à quelques centaines de Pa. – Lorsqu’une particule est confinée, dans un milieu qui exerce sur elle des contraintes de confinement, l’ordre de grandeur de ces contraintes de confinement s’exprime en dizaines de kPa à centaines de kPa. Les forces d’imbrication des particules sont du même ordre de grandeur que ces contraintes de confinement. Les forces motrices sont donc plusieurs ordres de grandeur plus faibles que ce qui est nécessaire pour arracher une particule normalement confinée par le milieu environnant. En pratique donc, il ne peut y avoir initiation de l’érosion interne que s’il y a disparition des contraintes de confinement. L’initiation de l’érosion interne nécessite une situation d’annulation des contraintes effectives. L’initiation ne peut donc concerner que : • des particules situées en surface (terrain aval, paroi de fissure, exutoire d’écoulement), • des particules libres dans un squelette granulaire offrant des vides dans lesquels elles reposent sans recevoir les contraintes de confinement, • des circonstances dans lesquelles les contraintes effectives sont annulées par une pression d’eau suffisamment forte (claquage hydraulique), avant de laisser pénétrer un écoulement concentré.