Illustrations du chapitre
SITUATIONS LIEES A LA DEFAILLANCE D’UN COMPOSANT Situation (rare ou
accidentelle) de défaillance du contrôle des écoulements
On cherche ici les scénarios (rares ou accidentels selon leur probabilité d’occurrence), tenant compte des dispositions d'auscultation et d'entretien adoptées.
Il peut s'agir d'une rupture ou défaillance lors d’événements extérieurs (séisme, malveillance) ou liées au vieillissement
Les risques d'altération ou de rupture des dispositifs d'étanchéité et de drainage sont évalués (dégradation d'un rideau, voile ou masque d'étanchéité, colmatage d'un drain, ...).
Glissement du talus amont Glissement du talus aval Soulèvement pied aval. Affouillement pied amont
Situation (transitoire) de travaux en pied de digue
Situation à éviter, voire à proscrire
Par exemple creusement d’une tranchée en pied de digue
Glissement du talus aval. Défaut de portance de la fondation
Tableau 6-1 : Les principales situations de projet des digues de protection contre les crues
6.3. Etat-limite de stabilité d’ensemble (glissement)
La méthode de justification de la stabilité des digues en terre ou en matériaux rocheux vis-à- vis de l'état-limite de glissement est identique à celle utilisée pour les barrages en remblai. Cette méthode s’applique à la stabilité interne de l’ouvrage (stabilité de ses talus, notamment) et à sa stabilité d’ensemble (ou globale) lorsqu’il est situé sur ou près d’une pente et risque d’être déplacé par un glissement de terrain. Les surfaces de glissement peuvent avoir n’importe quelle forme, mais les analyses prennent généralement pour hypothèse une forme circulaire ou plane. L’approche la plus couramment utilisée et recommandée est la méthode de Bishop, qui nécessite l’utilisation de programmes informatiques.
En alternative à la méthode des coefficients partiels, une étude de sensibilité adaptée à l'état-limite de grand glissement (glissement généralisé) peut être effectuée (ROSA 2000). L'hypothèse de régime permanent en situation de crue est souvent pessimiste pour la stabilité du talus aval. Les calculs en régime transitoire sont alors intéressants car ils mettent en évidence que le corps de digue n’a, le plus souvent, pas le temps de se saturer pendant la durée de la crue. Ceci dépend bien évidemment de la nature et donc de la perméabilité des matériaux constituant la digue et son support.
Cependant, pour le calcul des pressions interstitielles en situation de crue, les modèles actuels ne permettent pas de mener et de vérifier les calculs en régime transitoire de manière rigoureuse. En effet, dans le cas des digues de protection contre les inondations, les données manquent en général pour faire un calcul réaliste en régime transitoire (il faut des courbes k-Sr et w-Sr, perméabilité et teneur en eau en fonction de la saturation, dont on
dispose rarement) et les résultats obtenus à partir des modèles sont alors douteux dès qu'il est fait l'hypothèse d'un sol non saturé. Il est aussi à noter que les forts contrastes de perméabilité entre matériaux peuvent provoquer des instabilités de logiciels.
Pour le calcul en décrue, on peut généralement considérer que la ligne de saturation est horizontale (niveau de la cote de protection) dans la zone étanche de la digue (talus amont ou zone centrale). Cette approximation n'affecte pas sensiblement le résultat du calcul de stabilité, qui est également peu affecté par une variation du poids volumique des matériaux. Pour la vérification des digues existantes vis-à-vis de l'état-limite de glissement, il est possible de s'appuyer sur le fait que la digue est toujours en place. Cette information peut être valorisée de deux manières :
• en comparant la section la plus défavorable aux autres sections, des facteurs de sécurité sont alors calculés pour les autres sections ;
• en calculant un gain sur le facteur de sécurité (plutôt que de viser les valeurs recommandées) si un renforcement est envisagé. Selon le cas, on pourra rechercher un gain de +20% à +30%. CemOA : archive ouverte d'Irstea / Cemagref
6.4. Etat limite de soulèvement hydraulique en pied aval
L’instabilité du pied aval peut être initiée, non pas par des écoulements, mais par l’apparition de pressions d’eau dans le cas des digues reposant sur une couche mince imperméable reposant elle-même sur une couche de forte perméabilité (alluvions).
Ce cas est particulièrement fréquent pour les digues de protection contre les inondations, construites sur une fondation alluviale qui comporte souvent des alternances de couches de perméabilité contrastée.
On se reporte aux critères décrits au § 4.5.
6.5. Etat-limite de défaut de capacité portante de la fondation /
tassements
Pour le cas des fondations compressibles, il convient de vérifier la digue vis-à-vis de l'état- limite de défaut de capacité portante de la fondation (poinçonnement). La situation à envisager est la fin de construction du remblai.
Dans le calcul, seule la résistance au cisaillement de la couche la plus médiocre de la fondation est prise en compte (cette couche doit avoir été mise en évidence lors des reconnaissances) ; en effet, le remblai (s’il a été compacté) est en général nettement plus résistant que cette dernière.
Dans le cas d'une couche peu résistante mince, le calcul en rupture non circulaire est pertinent. Toutefois, en prenant une épaisseur de fondation meuble peu résistante d'au moins H/3, H étant la hauteur de la digue, on obtient en général des résultats relativement proches pour les trois types de ruptures suivantes : non circulaire, circulaire et au poinçonnement.
En ce qui concerne l'état-limite de déformations (ELS), une estimation des déformations et des tassements peut être nécessaire lorsque la digue est construite :
• sur des matériaux compressibles (argile par exemple) ;
• aux abords immédiats d'ouvrages sensibles aux tassements différentiels, ou d'ouvrages fondés sur des pieux.
Les digues construites sur des fondations granulaires, pour lesquelles les tassements et déformations ne sont pas préjudiciables à l'ouvrage, ne font pas l'objet d'une vérification vis- à-vis de cet état-limite.
Rappelons cependant que, pour ces ouvrages à grand linéaire, la surveillance des tassements est dans tous les cas essentielle afin de vérifier le maintien en tout point de la revanche entre les lignes d’eau en crue et la crête.
6.6. Etat-limite d'affouillement
Il est provoqué par les sollicitations liées à l'eau, en régime d’étiage et lors des crues, et ayant pour origine :
• les courants de la rivière ;
• les évolutions morphologiques dans les méandres (cf. § 2.1) ;
Pour les justifications, on se reporte au chapitre 5.5.4, en ne considérant que les aspects liés aux courants naturels.
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