Ce mémoire est constitué de trois parties qui peuvent être lues indépendamment. La première partie porte sur l'analyse des mesures d'auscultation réalisées sur les barrages en terre, dans le cadre de leur surveillance. Ces travaux avaient pour objectif de proposer à la profession concernée par la sécurité des barrages des méthodes modernes pour analyser ces mesures. C'est un exemple de recherche technologique menée en recherche propre, essentiellement dans le cadre de l'ICOLD (International Commission on Larges Dams). Ce n'est qu'au terme de cinq ans de travaux, en 2005, qu'une thèse a été initiée : celle de K. Radzicki avec J. Szczesny (Université de Cracovie). Les méthodes et les résultats de cette thèse ne sont pas présentés ici, pour en permettre la valorisation industrielle sur un secteur en développement : celui de la surveillance des digues avec des mesures de température obtenues par fibres optiques. La deuxième partie est dans la lignée du Groupement de Recherche GRECO Géomatériaux (1986-1993). Ces travaux ont été initiés sous l'impulsion de G. Degoutte et de P. Royet (Cemagref), avec O. Débordes (Ecole Centrale de Marseille et LMA), qui a dirigé les thèses de L. Guellouz (1992-1995), de J.-M. Quiles (1994-1997) et de P. Anthiniac (1996-1999). Les problèmes couplés hydro-mécaniques et élasto-plastiques de type Mécanique des Sols ont été abordés avec un code de calculs par éléments-finis inédit (Sic1), orienté objet (en Fortran !). Les applications ont porté sur les barrages en terre : petits barrages homogènes en argile, ou grands barrage zonés en enrochement. Les résultats ont été discutés dans le cadre de l'ICOLD (International Commission on Larges Dams), notamment avec G. Degoutte, D. Poulain, P. Royet (Cemagref), A. Carrère et B. Tardieu (Coyne et Bellier), J.-J. Fry (EdF/CIH) et P. Delage (Cermes). Ils ont été confrontés à d'autres simulations numériques, dans le cadre d'ateliers internationaux de l'ICOLD. Parallèlement au rapprochement entre mécanique des sols et physique des milieux granulaires, tenté par le Groupement de Recherche Midi (Milieux Divisés, 2000-2007), nous avons revisité le comportement des enrochements avec une modélisation discrète, dans le cadre de la thèse de C. Silvani (2003-2007), dirigée par T. Desoyer (École Centrale de Marseille et LMA). C'est T. Desoyer qui est à l'origine de l'introduction d'une loi d'endommagement visqueuse dans le code de calcul par éléments-discrets utilisé (LMGC90). Les méthodes et résultats ont été discutés avec M. Jean (LMA), F. Dubois et F. Radjaï (LMGC), notamment pour faire la part du physique et du numérique (nonphysique) dans l'interprétation des résultats. La troisième partie porte sur l'érosion. Ces travaux ont été initiés au cours de mon détachement au LMA en 2000 avec R. Borghi, qui a été à l'origine du Plan PluriFormation intitulé Érosion/Sédimentation/Glissement, soutenu par l'Université Aix Marseille II (2004-2007). Ce PPF a permis de nombreux échanges sur ces thématiques, notamment avec F. Anselmet et C. Kharif (IRPHE), et F. Ternat (thèse IRPHE et IRSN). R. Borghi, qui a dirigé la thèse d'Olivier Brivois (2001-2005), m'a inspiré la modélisation de l'interface eau/sol. Le terrain de l'hydraulique à surface libre, trop balisé, donnait un peu l'impression que "tout a déjà été fait". L'approche a alors été particularisée à un type d'érosion moins étudié, le piping flow erosion, grâce aux résultats d'essais de laboratoire communiqués par R. Fell (Université de Sydney). Ceci a permis de reconstituer les expérimentations, puis les observations in situ, sur ouvrages. Ces résultats ont été discutés au sein du Groupe Européen sur l'Érosion Interne de l'ICOLD2. Ce travail a été soutenu par la Direction de la Recherche et des Affaires Scientifiques et Techniques (DRAST), et par l'Agence Nationale de la Recherche, dans le cadre du Programme Génie Civil et Urbain (projet ERINOH 2006-2010). Les discussions avec N. Benahmed et P. Philippe (Cemagref), D. Marot (IUT de Génie-Civil de SaintNazaire et Laboratoire Gem), Y.-H. Faure (Université de Grenoble et LTHE), J.-J. Fry et J.-R. Courivaud (EdF/CIH) ont permis une analyse fine des phénomènes et des ordres de grandeurs. Une approche plus générale de modélisation a alors été entreprise, avec la thèse de D. Lachouette initiée en 2006, dirigée par P. Seppecher, co-encadrée par F. Golay et en collaboration avec C. Galusinsky (Université du Sud Toulon Var et Laboratoire Imath). Cette approche est soutenue par l'Agence Nationale de la Recherche, dans le cadre du programme Conception et Simulation (projet CARPEiNTER 2009-2012). Parallèlement, la construction d'une description multi-échelle du comportement des milieux granulaires saturés et de l'érosion se poursuit. Elle est soutenue par l'Agence Nationale de la Recherche, dans le cadre du programme Blanc (projet TRANSOL 2008-2011).