Étude expérimentale de l'initiation de la rupture des digues en enrochement par surverse

DÉDICACEJe dédie ce mémoire à mes chers parents Et Tous les membres de ma famille REMERCIEMENTS Je profite de cette occasion pour exprimer mes vifs remerciements à toutes les personnes qui, de près ou de loin, m'ont apporté leur soutien sincère pour la réalisation de ce travail de recherche.Mes remerciements les plus sincères s'adressent en premier lieu à M. Mahdi Tew-fik, mon directeur de recherche qui a crédité de sa confiance cette recherche et pour la somme de ses conseils, recommandations et encouragements.Je tiens à exprimer ma profonde gratitude et à remercier ma codirectrice Mme.Daniela Blessent pour ses directives, conseils et disponibilités en tout temps.Je tiens également à remercier les membres du jury d'avoir accepté de consacrer du temps à la lecture et à l'évaluation de ce mémoire.Par la même occasion, je remercie chaleureusement M. Ali Roshanfekr pour sa disponibilité et son expertise dans les écoulements à travers les enrochements, ses conseils ont été un grand point d'éclair.Par ailleurs, je tiens à remercier les collègues étudiants que j'ai côtoyés au bureau pour l'agréable climat de travail qu'ils ont su instaurer et que j'ai beaucoup apprécié.J'aimerais remercier grandement Essoyéké Batchabani pour sa patience et sa disponibilité envers mes questions, ses commentaires et nos échanges ont toujours été très constructifs.Mes remerciements vont aussi à Étienne Bélanger pour ses aides techniques dans les assemblages des essais au laboratoire.Je voudrais également remercier Narcisse Adjalla et Fatimetou N'gaidé d'avoir accepté la relecture de ce document et aussi pour leurs encouragements tout au long de ce travail.Mes remerciements s'étendent également à ma famille, notamment à mes parents pour leurs appuis inconditionnels, leurs amours, leurs sacrifices et soutien tout au long de mes études.J'aimerais également exprimer ma reconnaissance envers mes amis qui ont fait partie de ma vie et m'ont soutenu pendant mes années d'étude au Canada.v RÉSUMÉ L'enrochement est le matériau de construction le plus abondant.Il est souvent utilisé pour la rétention de l'eau sous différents contextes, tels que les barrages, les digues ou les systèmes de drainage.À cause des changements climatiques, on pourrait assister à des augmentations de niveau d'eau dans les réservoirs en amont de ces ouvrages.La hausse des niveaux d'eau mettra en danger la stabilité des ouvrages en enrochement, qui ne sont pas capables de supporter de forts débordements, ainsi que la vie des habitants à leurs proximités.Ce travail de recherche s'intéresse au développement d'une relation empirique qui permet de déduire la hauteur d'eau critique de surverse par-dessus la crête à partir des paramètres géométriques et physiques de digues.De plus, afin d'estimer le débit s'écoulant à travers les enrochements, qui sont constitués de matériaux très perméables où le régime d'écoulement est généralement turbulent et la relation de Darcy n'est pas applicable, il a été nécessaire de bien analyser les phénomènes hydrauliques dans une digue expérimentale.Dans le but d'atteindre les objectifs visés, dans un premier temps, des essais ont été réalisés dans le canal hydraulique du laboratoire hydro-environnemental de l'École Polytechnique de Montréal sur un modèle de digue en enrochement avec un noyau étanche intégré.À l'aide de ces essais, l'initiation de la brèche dans la couche d'enrochement de la digue, sous l'influence de différentes variables, telles que la granulométrie de l'enrochement, la pente du parement aval et la pente du lit du canal a été étudiée.Les résultats ont révélé des tendances linéaires d'une part entre la hauteur critique de surverse et la pente du parement aval et d'autre part entre cette hauteur critique et la pente du lit.Par ailleurs, une tendance de type puissance a été observée entre la hauteur critique de surverse et la granulométrie de l'enrochement.Ces résultats ont permis de développer la relation empirique recherchée.Dans un deuxième temps, une revue de littérature a permis d'analyser les formules empiriques les plus utilisées pour caractériser la relation non-linéaire entre le gradient hydraulique et la vitesse d'infiltration d'écoulement dans les enrochements.Ces formules permettent de déterminer le débit d'infiltration correspondant aux flux nets passant à travers la digue.Pour chacune de ces relations empiriques, certains paramètres caractérisant l'enrochement doivent être déterminés, tels que le rayon hydraulique moyen, la porosité et la granulométrie.Afin de choisir une relation pouvant décrire l'écoulement à travers la digue expérimentale, deux types d'essais de vi perméabilité ont été réalisés.Le premier type consistait à conduire des essais d'écoulement unidirectionnel à travers un perméamètre rempli d'enrochements, tandis que le deuxième type d'essais était basé sur des tests d'écoulement bidirectionnel à travers la digue expérimentale avec un noyau étanche construit avec les mêmes enrochements.La cohérence entre les valeurs mesurées et celles calculées par la relation de Wilkins a justifié l'utilisation de cette relation empirique pour estimer le débit d'infiltration à travers la digue.Lorsque le débordement par la crête est survenu, un débit de surverse a été calculé par la relation de l'écoulement passant pardessus un déversoir.

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