Une contribution expérimentale à l'étude de l'érosion d'une digue par submersion et son analyse

摘要

It has been recognized for several decades that the reliability of forecasts for flooding downstream from a dam failure depends not only on the local topography but also on the failure mode of the dam, specifically on the breach outflow hydrograph. It is therefore of primary importance that the mechanism of formation of the breach is anticipated with an acceptable degree of accuracy. Several approaches to model this phenomenon have been reported in the literature, but the results from these models do not appear to be reliable when the predicted values are compared with those deduced from observations carried out on real or simulated dam failures. Each failure of a dam generates a particular form of hydrograph that will have a specific impact on the affected population. The most frequent cause of failure of earthfill and rockfill dams is by overtopping of the crest, although in rockfill dams initial piping failure followed by partial collapse of the crest resulting in breach initiation has been observed. Once initiation of a breach has occurred, continuous development until complete failure occurs is virtually assured if sufficient energy from the reservoir volume is available to sustain the breaching process. For this reason, breach formation is recognized as one of the essential factors in the modeling of a dambreak. To anticipate the real hazard from dam overtopping, a predictive model for breach initiation and development would be extremely useful. Currently, the majority of dam safety studies assume a standard scenario for the breach formation, development and final failure based on some norms established as a result of regression analyses on some actual failures.%Dans cet article, on décrit un essai réalisé sous conditions contrôlées en laboratoire concernant l'initiation et le démarrage de la rupture par submersion d'une digue de revanche homogène et en moraine, un matériel utilisé dans les ouvrages réels, de granulométrie étendue et sans cohésion. Les résultats obtenus sur cette digue expérimentale ont montré que le mécanisme de formation et d'érosion de brèche est très différent du mécanisme global et moyen de développement et de progression de la brèche adopté dans les modèles courants de calcul des ruptures de barrages. L'essai souligne l'importance de la turbulence et des pertes de charge locales dans certaines zones spécifiques de l'écoulement et met en évidence le rôle de l'instabilité des parois latérales de la brèche dont la base est sapée continuellement. L'essai a été stoppé à un moment précis, soit lorsque l'accroissement rapide du débit de rupture était confirmé, afin de préserver les caractéristiques géométriques précises de la brèche en cours de formation. Les données ainsi recueillies sur la rupture de la digue d'essai sont utiles à tout développeur voulant valider sa compréhension physique de l'érosion de brèche ou un outil de calcul visant à reproduire ce mécanisme.