Infodoc : Sciences, Techniques et Culture

L'étude des mécanismes de rupture de digues en remblais est un domaine vaste et compliqué. En raison de la complexité du phénomène, et du nombre important de paramètres entrant en jeu, la formation d'une brèche dans une digue est souvent modélisée de manière simplifiée, en se basant sur des modèles empiriques d'évolution de la forme de la brèche. Or, dans le cas d'une rupture par débordement - mode de rupture le plus fréquent - la formation de la brèche peut être modélisée grâce à des modèles physiques, basés sur les concepts d'hydrodynamique, de transport de sédiments, et de stabilité géotechnique. Cet article présente un modèle numérique de formation de brèche dans une digue en matériau non cohésif. Le modèle se base sur les équations bidimensionnelles de Saint-Venant - Exner, coupl[...]

L'étude des mécanismes de rupture de digues en remblais est un domaine vaste et compliqué. En raison de la complexité du phénomène, et du nombre important de paramètres entrant en jeu, la formation d'une brèche dans une digue est souvent modélisée de manière simplifiée, en se basant sur des modèles empiriques d'évolution de la forme de la brèche. Or, dans le cas d'une rupture par débordement - mode de rupture le plus fréquent - la formation de la brèche peut être modélisée grâce à des modèles physiques, basés sur les concepts d'hydrodynamique, de transport de sédiments, et de stabilité géotechnique. Cet article présente un modèle numérique de formation de brèche dans une digue en matériau non cohésif. Le modèle se base sur les équations bidimensionnelles de Saint-Venant - Exner, couplées à une équation de transport de sédiments. Ces équations bidimensionnelles sont résolues par volumes finis, avec un schéma HLLC pour l'évaluation des flux. Une attention particulière est portée sur la modélisation du transport de sédiment, et différentes formulations empiriques sont testées et comparées. Un opérateur de rupture de pente est couplé au modèle d'écoulement afin de simuler l'élargissement de la brèche qui se produit par écroulements successifs de massifs de sols. Le modèle numérique est ensuite validé sur un cas test expérimental, représentant la formation d'une brèche dans un modèle réduit de digue en sable. Les résultats montrent que le modèle numérique reproduit correctement le processus global de formation de brèche. Ces résultats sont néanmoins très sensibles au choix de la formule de transport de sédiments.