Avalanches overflowing a dam: dead zone, granular bore and run-out shortening
Avalanches débordant une digue: zone morte, mascaret granulaire et réduction de la distance d'arrêt
Résumé
The influence of a dam on granular avalanches was investigated. Small-scale laboratory experiments were designed to study the effectiveness of dams built to protect against large-scale dense snow avalanches. These experiments consisted of releasing a granular mass that first flowed down an inclined channel, then hit and overflowed a dam spanning the channel exit and finally spread out on an inclined unconfined run-out zone. First, we measured the volume retained upstream of the obstacle and the overrun length downstream of the obstacle. In the avalanche regime studied here, no simple relation was found between the volume retained and the run-out shortening resulting from the obstacle. The results highlighted that the avalanche run-out was also shortened by complex local energy dissipation. Second, we report the study of the granular deposit propagating upstream of the dam. We show that there was a change in behaviour from an overflow-type regime for low dam heights to a bore regime for higher dam heights. Finally, we show that this change in behaviour directly influenced the local energy dissipation and the resulting avalanche run-out shortening downstream of the dam.
L'influence d'une digue sur des avalanches granulaires est investiguée. Des expériences en modèle réduit de laboratoire ont été réalisées pour étudier l'efficacité de digues construites pour se protéger contre les avalanches de neige. Ces tests ont consisté à lâcher une masse granulaire qui s'écoule d'abord dans un canal incliné, puis qui impacte et déborde une digue obstruant la largeur du canal, et qui s'étale finalement dans une zone d'arrêt non confinée. Nous mesurons d'abord le volume retenu en amont de la digue et la distance parcourue au delà de l'obstacle. Dans le régime d'avalanche étudié ici, nous n'avons pas trouvé de relation simple entre le volume retenu et la réduction de distance d'arrêt résultant de l'obstacle. Ce résultat montre des dissipations locales d'énergie contribuent aussi à la réduction de distance d'arrêt. Dans un second temps, nous décrivons l'analyse du dépôt granulaire se propageant en amont de la digue. Nous montrons qu'il y a un changement de comportement d'un régime de débordement pour les faibles hauteurs de digue à un régime de mascaret granulaire pour les plus fortes hauteurs de digue. Finalement, nous montrons que ce changement de comportement influence directement les dissipations locales d'énergie et donc la réduction de distance d'arrêt en aval de l'obstacle.