Évolution de l'érosion interne dans un barrage en remblai suite au franchissement de noyau

Résumé

La sécurité des digues et barrages est un enjeu important. En cas d’évènements météorologiques exceptionnels, il est possible que le niveau d’eau du réservoir s’élève au-dessus du niveau d’opération maximal de conception. Si le niveau d’eau dépasse la crête du noyau et si les matériaux en contact à la crête du barrage ont des granulométries incompatibles, le phénomène d’érosion interne peut être observé. Ce projet de maîtrise a comme objectif d’étudier l’évolution dans le temps de l’érosion interne suivant le franchissement de noyau, en tenant compte des forces d'écoulement et des conditions non saturées. L’hypothèse principale est qu’en présence de matériaux granulaires sensible à l’érosion interne d’un point de vue granulométrique, l’érosion interne sera initiée là où les forces d’écoulement sont plus grandes. Afin de vérifier cette hypothèse, une modélisation numérique ainsi que deux essais ont été effectués dans une cuve. Pour chaque essai, un noyau de forme trapézoïdale entouré d’un matériau granulaire grossier ne respectant pas les critères de filtres ont été mis en place. Les niveaux d’eau ainsi que les succions ont été suivis à l’intérieur du noyau à l’aide de piézomètres et de capteurs de pression. Les essais ont été filmés et les sédiments ont été recueillis dans une colonne de sédimentation. En présence d’érosion, le prélèvement d’échantillons pour l’analyse des solides totaux dans le temps a également été effectué. Ensuite, le logiciel d’éléments finis COMSOL a été utilisé afin de modéliser l’écoulement d’eau en régime transitoire en considérant des conditions non saturées. Les essais en cuves filmés combinés à la modélisation numérique permettent d’effectuer le lien entre les niveaux d’eau, les gradients hydrauliques, les vitesses d’écoulement, le taux d’érosion ainsi que l’évolution de la géométrie du noyau dans le temps. Finalement, les mécanismes d’initiation de l’érosion interne, soit dans le cas présent l’érosion de contact ainsi que l’érosion régressive, ont été évalués. Il est recommandé de pousser plus loin l’analyse des séquences d’images combinée à la modélisation numérique.

Date	10 janv. 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Duhaime (Directeur(-trice)) & Yannic A. Éthier (Codirecteur(-trice))