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PROJET ERINOH CFMS Paris 9 décembre 09 J-J Fry LE PROJET NATIONAL ERINOH ( ERosion INterne dans les Ouvrages Hydrauliques) 2007-2010

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PROJET ERINOH

CFMS Paris 9 décembre 09 J-J Fry

LE PROJET NATIONAL

ERINOH

( ERosion INterne dans les Ouvrages Hydrauliques) 2007-

2010

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Érosion Interne # 1 rupture par an en France

1993 1994 2001 2001

2002 2003

2005

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Le Programme en 8 thèmes et 2 financements

A – Bases de données et grille d’analyseB – Seuils et cinétiques d’érosion (ANR)C – Simulation Migration/colmatageD – Pérennité des parois et sols injectésE – Logiciel de modélisation du renardF – Méthodes de détection d’érosion interne (ANR)G – Tests et expérimentations en vraie grandeurH – Publications et Recommandations

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Thème A : 2 bases d’incidents et ruptures Liste des initiateurs et zones d’initiation

Les zones d’initiation

A – Autour des conduites

B – En crête : fissures, animaux et végétaux

C – Au contact des ouvrages GC

D – En fondation

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Érosion de conduit Digue en argile sur fondation en argile

Test de HET (CEMAGREF LCPC)

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Thème B : Cinétique dans une digue en argile

Une seule courbe et des temps de rupture de 1 à 106

Fell Bonelli 2006

od

oer Pk

Rt

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Thème E : Calcul de l’hydrogramme de crue

modèle Bonelli

Rossvatn (Norvège)

Mesures 2009

c <1 Pa

0,9.10-2 <Ker<3.10-2

Calcul EDF - CEMAGREF

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RESISTANCE A L’ÉROSION : EXEMPLE DE KATRINA (USA)

Résistance à la submersion (vagues ou tsunamis) d’après J-L Briaud

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Thème B : digue en sable argileux, silt, argile dispersive

Si HET impossible => JET test

=> kd et c

ou essai de dispersion

(château de sable)

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Érosion régressive

Crue après crue le trou grandit jusqu’à la rupture

Digue en argile sur fondation en sable

Claquage

Fuite

Formation du Trou

Progression du trou

Renard

Brèche

Rupture

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Sellmeijer (1988)

dike

sand

river

100

1

10

L/d3

H/L

/L

0,1

1,0

0,010,1 1,0

l

L

H

LccHw

pc ))ln(..)(tan( 100680

1

28082.

.

L

D

L

D3

1

70

1)(L

dc

D

Érosion régressive Digue en argile sur du sable

IC = HC/L?

IC = HC/L

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Digue en alluvions : Limon sur/sous gravier

Érosion de contact

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Érosion de contact

Pas d’érosion si vitesse

d’écoulement < #1cm/s

LTHE Y-H Faure, C. Guidoux, R. Beguin

Digue en alluvions : Limon sur/sous gravier

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l’érosion de contact :Détection avec le Permeafor

érosions de contact

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Suffusion

Digues en alluvions

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Suffusion

Digue en alluvions graveleuse

Pas d’érosion si vitesse d’écoulement < # 0,5 cm/s ?

(M. GOLTZ 2009)

SABLE <0,5mm

GRAVE>5mm

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THEME G : DETECTION

Comment détecter l’érosion interne dans une digue de protection contre les crues?

1 Maintenance Curative :

Polarisation Spontanée et Panneaux électriques avec traçage à la saumure

2 Maintenance Préventive :

Analyse par fibre optique lors de crues d’importance moyenne (avec mesure de vitesse)

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MAINTENANCE CURATIVE : PS

PS amont

grand rendement

PS aval

cartographie

Fugro

(2009)

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MAINTENANCE CURATIVE : PS densité de courant par inversiondensité de courant par inversion

Vérification de la conformité de

l’analyse

Bretelle drainante

Remontée de la Nappe interceptée par la tranchée drainante

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FIBRE OPTIQUE OPTIQUEMise en place d’une fibre optique au pied

de la digue d’ Oraison EDF 2005

Détection de fuites de 4 et

1 l/min

4l/min

1l/min

MAINTENANCE PREVENTIVE :

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Surveillance par

fibre optique

Vitesse en pied (TUM 2006)

Sr =10%

Sr=40%

Sr =100%

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

1,E-06 1,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02w f [m/s]

dT

i [K

]

dw [mm] s [W/mK] Sand 0/3Q-SandSchluff

0,520,1

2,23,22,9

0,250,3640,3

Méthode active :

Application à Oraison : pas de fuite (EDF 2006)

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EST

SUDNORD

OUEST

Fibres optiques

Sens desMesures

Surveillance par

fibre optique

Méthode passive : Bassin PERINE CEMAGREF

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Fuites :

21

n

FO STAi

iiSCE t t

Méthode des moindres carrées

ANALYSE DES MESURES DE TEMPERATURE PAR LA METHODE PASSIVE STA

Face OuestDETECTION PAR LA FIBRE HAUTE

DETECTION PAR LA FIBRE BASSE

Distance (m)

Distance (m)

Surveillance par fibre optique

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THEME C : APPROCHES MULTI ECHELLES ET MODELISATION

1 Détermination de la taille des constrictions du sol (LTDS)

2 Modèle d’écoulement dans un trou d’une digue en argile (CEMAGREF)

3 Modèle d’écoulement dans un trou d’une digue zonée (EDF)

4 Suffusion et colmatage d’un filtre (LOMC)

5 Arrêt d’une érosion par géotextile (LTHE)

6 Effet de la suffusion sur le comportement mécanique(GèM)

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THEME D : REPARATION PAR INJECTIONS

Objectif 1 :

Étude de la résistance du coulis injecté dans un fort écoulement (CERMES - MCC )

Objectif 2 :

Étude de la résistance à long terme du sol injecté (GèM – MCC)

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DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL AU GèM

Essais de durabilité de matériaux traités en cellule triaxiale (GèM)

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DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL AU CERMES

L’objectif des études CERMES est d’évaluer la capacité de différents produits d’injection à bloquer un écoulement d’eau turbulent dans un sol de forte perméabilité: k# 10E-1 à -2 m/s.

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Injection locale du produit de colmatage  dans l’ l’écoulement d’eau permanent Suivi de l’évolution de l’écoulement et à l’issue de l’injection ;

Récupération et analyse du sol traité pour essai d’érosion sous gradient variable en cellule triaxiale .

PROTOCOLE D’ESSAI

(CERMES)

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THEME G : ESSAIS EN VRAIE GRANDEUR

1 Essais de résistance à l’érosion des digues SYMADREM

2 Surveillance de la levée d’Authion (LCPC+TENCATE)

3 Géomécamètre digues de l’Isère et du Drac (IMSRN + 3S)

4 Comparaison franco-allemande (VNF +EDF+LTHE+ GèM)

5 Comparaison surveillance fibre optique-résistivité (EDF)

6 Détection de 4 ruptures : projet IJKDIJK (Tencate - EDF)

7 Comparaison méthod. géophysiques (CER – LCPC & al)

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LE GEOMECAMETRE

Pressiomètre adapté pour tester la

résistance à l’érosion (J. Monnet & M.

Broucke 2009 3S)

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Géophysique 3D sur digue expérimentale

Contrôle de qualité et Validation sur digue au CER de Rouen (Y. Fargier EDF & S. Palma-Lopez LCPC C. Fauchard LRPC )

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THEME G : PROJET IJKDIJK (Hollande)DETECTION DE L’EROSION REGRESSIVE

Remblai testé à la rupture avec le produit GEODETECT

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IJKDIJK Test 2 rupture le 25/10/09Détection de l’érosion régressive par :

la température la déformation

22/10/2009 11h58 22/10/2009 à 11h57

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THEME H : RECOMMANDATIONS

Volume 1 : ESSAIS DE LABORATOIRE (animation Cemagref –LCPC)

Volume 2 : METHODES DE DETECTION (animation EDF)

Volume 3 : METHODES D’INGENIERIE (animation ISL)

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ERINOH existe grâce à :

et CETMEF, CNR,Coyne et Bellier, EDG, EGIS, CERMES, ESTP,FNTP,TRSN, ISL,MCC, SNCF, SOLETANCHE-BACHY, SOTRESOL, FUGRO, SAFEGE, TENCATE,VNF sans oublier :

LMPG

UMR CNRS 6183