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Communication Dans Un Congrès Année : 2012

Internal erosion on dams and dikes: lessons from experience and modelling

Érosion interne des barrages et des digues : enseignements tirés du retour d'expérience et de la modélisation

Stéphane Bonelli
J.R. Courivaud
  • Fonction : Auteur
EDF
J.J. Fry
  • Fonction : Auteur
EDF

Résumé

This report presents some results of the ERINOH research project, dealing with internal erosion in dams and dikes and their foundations. Two databases have been compiled: one of internal erosion incidents and another of case histories of failures to be used to validate numerical models. These databases are tools for improving the safety of dams. The 6 failures recorded were caused by concentrated leak erosion and by backward erosion. Most internal erosion incidents occurred in the foundations, where filters are not always effective. Defective drainage and heavy flows through coarse soils were the causes of 80% of the malfunctions in the dike on the river Rhône. The equations published in the literature, expressing the width of the breach opening and the flow versus the height of the dam, simply do not apply to dikes, and numerical models of erosion applied to breaching of dikes have to take into account the erosion of the foundation, which in many cases represents an eroded volume significantly higher than the volume eroded from the levee. Tests on a full scale trial dike have confirmed that the critical Darcy velocity for initiating contact erosion is 2 cm/s. Back analysis of embankment failures caused by concentrated leaks has led to the determination of the critical shear stresses and erosion coefficients at failure. The erosion coefficient is crucial in determining whether the time to failure is minutes, hours or days.
Ce rapport présente quelques-uns des résultats du projet de recherche ERINOH, dédié à l’érosion interne dans les barrages, les digues et leurs fondations. Une base de données de cas d’érosion interne et une base de données de cas réels de rupture pour validation de modèles numériques ont été réalisées. Ces bases de données sont des outils pour l’amélioration de la sécurité des barrages. Les ruptures observées n’ont été produites que par érosion de conduit ou érosion régressive. La fondation est le principal lieu de l’érosion interne et les filtres ne la protègent pas forcément. La défaillance du drainage et les écoulements préférentiels sont responsables de 80 % des accidents observés sur les digues du Rhône. Les formules de la littérature pour les barrages, liant la dimension de la brèche et le débit de rupture à la hauteur du barrage, ne s’appliquent absolument pas aux digues et les modèles numériques d’érosion doivent, si l’on souhaite les appliquer aux digues, prendre en compte l’érosion de la fondation qui, dans de nombreux cas, représente un volume érodé largement supérieur au volume érodé de la levée. Un essai en vraie grandeur d’érosion de contact a permis de confirmer le seuil d’érosion à une vitesse de Darcy de 2 cm/s. La modélisation de l’érosion de conduit a permis de retrouver les paramètres de résistance à l’érosion des remblais qui se sont rompus. Le coefficient d’érosion apparaît alors primordial, suivant sa valeur, la rupture peut survenir en quelques minutes, quelques heures ou quelques jours.

Mots clés

Fichier non déposé

Dates et versions

hal-02597316 , version 1 (15-05-2020)

Identifiants

Citer

Stéphane Bonelli, J.R. Courivaud, L. Duchesne, J.J. Fry, P. Royet. Internal erosion on dams and dikes: lessons from experience and modelling. 24th International Congress on Large Dams, Jun 2012, Kyoto, Japan. pp.366-388. ⟨hal-02597316⟩

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