Essais de surverse in situ et quantification de la résistance à l'érosion

La rupture d’une digue fluviale suite à une crue dépassant la crête de l’ouvrage constitue un scénario de l'étude de dangers. Il est capital de quantifier la résistance à la surverse. Lorsque le tronçon est équipé d’une protection de surface, la pratique est d’utiliser des abaques (par exemple celles du CIRIA). En revanche, il est actuellement impossible de qualifier, vis à vis de sa résistance à un écoulement de surverse, un sol constitutif d’un tronçon de digue. En conséquence, on considère actuellement en France que « les digues en terre ne supportent pas la surverse ». C’est la raison pour laquelle Irstea a développé un simulateur de surverse in situ, à échelle un. Le dispositif a été déployé dans le cadre du projet de recherche DigueELITE sur une digue expérimentale (hauteur de 3,5 m) construite en 2015, dans 2 canaux de 61 cm de large et 15 m de long, couvrant le talus aval (pente 1,5H/1V) et la plate-forme aval : l’un sur sol-chaux, l’autre sur sol non traité. Deux campagnes d’essais ont été réalisées (2016 et 2017), avec des débits allant jusqu’à 0,570 m²/s, des vitesses de 6 m/s en pied de talus, et une lame d’eau en crête correspondant à 50 cm en situation de surverse réelle. La première phase d’érosion est celle de la couche superficielle. La deuxième phase est celle du sol constitutif. L’érosion façonne le talus en marches d’escalier (head-cut), en faisant apparaître les couches de compactage. L’écoulement de surverse est donc assimilable à un écoulement aéré, fortement turbulent (skimming flow) sur pente avec marches. Les résultats obtenus permettent de quantifier la meilleure résistance du sol-chaux. Par rapport au sol non traité, le développement de la fosse d’érosion en pied de talus aval y est 5 à 10 fois moins important. Il a été possible d’interpréter les mesures suivant la norme ASTM-D6460 et de positionner les résultats sur l’abaque du CIRIA. Ce travail démontre qu’il est maintenant possible de quantifier la résistance à l’érosion de surverse du sol constitutif du remblai d’une digue.