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Identification du risque d’érosion interne sur les digues de l’Isère et du Drac
Identification of erosion risk on the Isère and Drac river levees
Monnet J., Plé O., Nguyen D.M.
UJF-Grenoble 1, CNRS UMR 5521, Laboratoire 3SR, Grenoble
RÉSUMÉ : Dans cet article, nous présentons une synthèse des mesures utilisées pour le diagnostic des digues de l’Isère et du Drac
(20km) vis-à-vis du risque de suffusion. Ces mesures comprennent des reconnaissances géophysiques par panneau électrique, des
reconnaissances pressiométriques, des essais d’identification des sols et des essais avec un nouveau dispositif expérimental in situ
l'Essai d’Erosion Transverse (Cross Erosion Test - CET). Cet essai comprend l'injection, dans un premier forage, de l'eau claire et du
pompage dans un autre forage de l'eau chargée en particules de sol érodé. Les premiers résultats permettent d’identifier le risque de
suffusion dans un matériau granulaire comme rencontré dans les digues de l’Isère et du Drac et de mesurer la masse des particules
érodées de diamètre inférieur à 1,5 mm.
ABSTRACT: In this paper, we present a summary of the measurements carried out for the diagnosis of the Isère and Drac river levees
(20km) for the risk of suffusion. These measurements include geophysical surveys by electrical panel, pressuremeter tests,
identification of the soil and test with a new in-situ experimental device The Cross Erosion Test (CET). This test includes injection, in
a first drilling of clean water and recovered in another one of water charged with particles. Preliminary results show that risk of
suffusion can be characterized within a granular matter as found on the Isère and Drac river levees. Measurements of the mass of
eroded particles have been undertaken for size smaller than 1.5 mm.
MOTS CLEFS : Erosion, Reconnaissance, Essai In-situ, Panneau-Electrique, Pressiomètre, Erosion Transverse
KEYWORDS: Erosion, Survey, In-Situ Test, Electrical panel, Pressuremeter, Cross-Erosion
1. INTRODUCTION
L'érosion interne se développe à partir de l’infiltration de l’eau
dans le sol. Elle est la cause principale des incidents les plus
graves observés sur les barrages et les digues. Une étude récente
(Foster
et al.
, 2000) montre que pour les barrages présentant des
ruptures hydrauliques, 46% des sinistres seraient dus au risque
d'érosion interne. En France, 70 cas critiques ont déjà été
détectés. A la suite des inondations de décembre 2003, les
autorités ont décidé de développer des plans d'urgence pour
empêcher tout accident majeur. Pour prévenir, il est nécessaire
d’étudier et d’identifier les phénomènes d'érosion interne
susceptibles de se développer dans les digues et les barrages.
Quatre types d'érosion interne peuvent se développer :
l’évolution des défauts dans la matrice de sol, l'érosion
régressive, la suffusion interne et la suffusion à l’interface entre
deux sols. La suffusion est un processus interne d'érosion où des
particules fines de sol sont déplacées par infiltration à travers la
matrice de sol. Un état de l’art peut être trouvé dans la
littérature (Fell et Fry, 2007) et plusieurs études en laboratoire
ont été réalisées sur le sujet (Wan et Fell, 2004) avec
principalement la même technique expérimentale (Hole Erosion
Test - HET).
1.1 Zone d’étude
Le site qui a été choisi comme zone d’étude par le SYndicat
Mixte des Bassins Hydrauliques de l'Isère (
SYMBHI)
pour
contrôler les digues et détecter les zones nécessitant un
renforcement éventuel est la partie de l’Isère en amont de
Grenoble, au niveau du campus de Saint Martin d’Hères (Figure
1). Dans cette zone une rupture potentielle a été identifiée au
niveau des pépinières Paquet. L’étude a lieu sur les digues en
rive droite et en rive gauche de l’Isère.
Sur cette zone, il a été réalisé :
-
des essais pressiométriques à cycle,
-
des reconnaissances par panneaux électriques,
-
des prélèvements d’échantillons pour des analyses en
laboratoire.
Figure 1 : La zone d’étude choisie
2. IDENTIFICATION DES SOLS PAR LA MÉTHODE DES
CLUSTERS
2.1 Classement par cluster
Des essais pressiométriques cycliques (24) ont été réalisés lors
des reconnaissances des digues de l’Isère sur 18 forages. Ils ont
été regroupés avec les 185 essais pressiométriques
de la
reconnaissance du tunnel Nord de Grenoble, pour détecter les
familles de sol auxquelles pourraient s’apparenter les
sols des
digues de l’Isère. Pour rendre automatique le classement des
essais pressiométriques par couche géotechnique (avec des
valeurs identiques de pression limite p
L
et du module élastique
E
e
par couche) nous avons utilisé la méthode des clusters
