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Wikibardig:Erosion par surverse

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Sommaire

Surverse

La rupture par surverse a représenté environ 40 % des ruptures des barrages en remblai entre 1950 et 1986, en excluant les ruptures pendant la construction (Foster et al., 2000). Le mode de rupture par surverse est provoqué par des tassements de la crête du remblai dus eux-mêmes à des déformations du remblai ou de la fondation ce qui entraîne une diminution de la revanche ou par un dimensionnement inadapté de l’évacuateur de crues. Cette situation génère un affaiblissement de la sécurité du barrage vis-à-vis de la submersion en cas de crue : elle est très dangereuse car la rupture par submersion peut se produire pour un déversement très faible par dessus la crête dans le cas des barrages en terre.

Couragade surverse.PNG

Phénomènes pouvant entraîner une surverse

Outre un dimensionnement ou un entretien inadaptés de l’évacuateur de crues, les origines de ce mode de rupture sont donc tous les phénomènes qui entraînent une déformation du remblai ou de la fondation à savoir :

• la déformation de la fondation sous l’effet de l’effet de la dissolution de fondations rocheuses ou par consolidation ou tassement ;

• le compactage et la consolidation du remblai sous l’effet de son poids ou de sollicitations du milieu ou d’exploitation ou encore du fait d’un compactage initial insuffisant ;

• l’érosion interne provoquant une perte de matériaux et pouvant entraîner la formation de vides qui génèreront à leur tour déformations de la fondation ou du remblai ;

• les glissements du talus ou de la fondation ;

• les phénomènes d’érosion superficielle qui peuvent dégrader la crête soit directement (pluie ou brève submersion accidentelle de la crête) soit indirectement par la dégradation de la protection du talus amont. Les vagues peuvent déplacer les pierres de poids insuffisant et creuser le remblai, conduisant ainsi à la formation de marches d’escalier dans la zone de marnage, ce qui peut ensuite conduire à des glissements localisés qui progressent peu à peu en diminuant à terme la largeur en crête du remblai (Royet, 1994).

Calcul de la revanche

La revanche R est la différence de cote entre les PHE (Plus Hautes Eaux correspondant à la crue de projet) et la crête pour éviter la submersion du remblai par les vagues. Il existe plusieurs formules basées notamment sur la vitesse du vent U et la longueur du plan d’eau (ou fetch) F, qui permettent d’abord de calculer la hauteur des vagues h (en considérant la direction la plus défavorable pour le couple F, U). Pour les petits barrages il est proposé de retenir la formule de BRETSCHNEIDER qui est adaptée aux retenues modestes (superficie < 100 ha). Cette formule tient compte de la profondeur de l’eau D à promixité du barrage (voir tableau ci-dessous).

Tab p 75.PNG


La valeur de U est la vitesse du vent trentenaire de durée une heure. La vitesse de propagation des vagues v peut être évaluée par la formule de GAILLARD :

v = 1,5 + 2 h où h en m et v en m/s.

La revanche est prise égale à R = 0,75 h + v2 /2g où g = 9,81 m/s/s.

Il est préconisé une valeur minimale de la revanche R en remblai (sécurité aussi vis-à-vis des PHE, du tassement, d’une fissuration amont-aval de la crête) en fonction de H2 √V , ce minimum étant pris égal à (H2 √V )¼ /4. Des résultats se trouvent dans le tableau 3. Bien entendu, si les calculs à l’aide des formules de BRETSCHNEIDER et GAILLARD, donnent une valeur supérieure de la revanche, c’est cette dernière qu’il faut retenir. Dans ce cas, un parapet souple (par exemple en gabions) peut éventuellement assurer la protection entre R minimum (tableau 3) et R calculée.

Lorsque le remblai est zoné et comporte un noyau étanche avec une recharge amont perméable, ce dernier doit au moins atteindre la cote [PHE + 0,5 Rmin ].

H2 √V 5 30 100 300 700 1500
R minimum en m (remblai) 0.40 0.60 0.80 1.05 1.30 1.55

Tableau 3 - Revanche minimale en remblai en fonction de H2 √V

Il faut tenir compte du tassement des fondations et du tassement du remblai qui se produisent essentiellement pendant une période de quelques mois à quelques années après la fin des travaux et donc réaliser une contre-flèche en crête (au-dessus des PHE ; on a donc R + contre-flèche qui diminue avec le temps). Pour le remblai seul, le tassement après construction peut être estimé à 1 % de sa hauteur (et même moins pour les hauteurs inférieures à 15 mètres). Une contre-flèche optique qui permet d’améliorer l’aspect visuel peut être ajoutée. Dans le cas d’un barrage zoné, le noyau doit avoir la même contre-flèche.

Références

CIGB/ICOLD (Commission Internationale des Grands Barrages), 1993. - Bulletin 91 - Barrages en remblai – Protection du talus amont – Synthèse et recommandations. 212 pages.

CFBR (Comité Français des Grands Barrages), 2002. Petits barrages : recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi. Coordination Gérard Degoutte. Cemagref Editions-2° édition.

Foster M., Fell R., Spannagle M., 2000. The statistics of embankment dam failures and accidents. Canadian Geotechnical Journal, 37, 1000-1024.

Royet P. 2006, La surveillance et l’entretien des petits barrages. Edition Quae, Paris 2006.78 p.


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