Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit Rhône Etude des aléas de rupture

profil-fouv-2012 - Audrey Huguel

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Niveau: Supérieures
Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture INSA Strasbourg Spécialité Génie Civil Projet de Fin d'Etudes Etude des aléas de rupture des digues du Petit-Rhône Audrey HUGUEL Elève ingénieur de 5ème année Juin 2010

tableau de synthèse des essais d'identification du lot

définition des aléas de rupture

carte du lot

grille d'évaluation quantitative des risques

synthèse historique

diagnostic des digues existantes

diagramme de définition de la situation sécuritaire

géotechnique systématique sur les digues de recul

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Publié par	profil-fouv-2012
Publié le	01 juin 2010
Nombre de lectures	69
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	8 Mo

Extrait

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône INSA Strasbourg

Audrey HUGUEL El ève ingénieur de 5èmeannée Juin 2010

Etude des aléas de rupture

Spécialité Génie Civil

Projet de Fin d’Etudes

Etude des aléas de rupture des digues du PetitRhône

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture R e m e r c i e m e n t s

Au terme de ces 20 semaines de stage, je tiens à remercier M. Gwenaël CHEVALLET, Chef de projet, qui a été mon responsable de stage, de m’avoir offert l’opportunité de réaliser ce stage sur un projet aussi intéressant et de m’avoir fait confiance en me donnant des responsabilités croissantes au cours de cette période. Je souhaite également exprimer mes remerciements à M. Akim SALMI, responsable d’agence, pour son accueil et qui, comme M. CHEVALLET, m’a fait découvrir son métier de manière patiente, pédagogique et passionnée. J’ai pris un réel plaisir à travailler avec eux dans une ambiance très agréable et j’ai vraiment eu le sentiment de progresser à leurs côtés dans de nombreux domaines. J’aimerais aussi remercier toute l’équipe d’ISL Ingénierie pour son accueil et les efforts d’intégration qu’elle a fait pour que je m’y sente au mieux. Il n’est pas évident de faire un stage en entreprise, mais leur attention et leurs efforts ont été déterminants pour que je me sente bien chez ISL. Je remercie aussi toutes les personnes que j’ai eu l’occasion et le plaisir de rencontrer au cours de cette période, et qui on fait en sorte que celle-ci se déroule pour le mieux dans une ambiance plus que chaleureuse. Finalement, je tiens à remercier M. Pierre REGENASS, tuteur école ainsi que l’équipe enseignante du département Génie Civil de l’INSA de Strasbourg, pour les connaissances transmises au cours de notre formation théorique et que nous pouvons, au travers de stages, mettre à profit et confronter à la réalité de l’environnement professionnel.

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture R é s u m é – A b s t r a c t Résumé Suite aux inondations, causées par la crue du Rhône, des 3 et 4 décembre 2003, les pouvoirs publics ont engagé un vaste plan de lutte, intitulé plan Rhône. Parmi tous les travaux programmés, figure l’action prioritaire de renforcement et décorsetage limité des digues du Petit Rhône. L’objectif des études techniques de renforcement est de limiter au maximum les risques de rupture des digues, sans diminution du niveau de protection actuel, tout en assurant le ressuyage rapide des terres inondées. Les enjeux sont donc liés à une problématique de sécurité humaine et immobilière. Ma mission pour ce Projet de Fin d’Etudes, dans le cadre du projet du décorsetage du Petit-Rhône, se base donc sur la réalisation au préalable d’un diagnostic des digues existantes afin d’en évaluer leur état puis de fournir une étude d’amélioration. Abstract : After the floods caused by the Rhône on the 3rd the 4 andth of December, public authorities launched a vast program for wrestling against floods entitled “Plan Rhône”. Among all the scheduled works, appears the main action of reinforcement and withdrawal of the Petit Rhône’s dikes. The aim of the reinforcement’s technical studies is to limit as much as possible the risks of dike’s breaking without decreasing the current level of protection, while guarantying a fast drying of the flooded lands. The stakes are thus connected to a problem of human and real estate safety. My mission for the Final Project of Studies, within the framework of the project, is based on realizing beforehand a diagnosis of the existing dikes so as to estimate their state and then to supply some researches on their improvement.

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture Sommaire Remerciements ............................................................................................................................................... 2 Résumé – Abstract .......................................................................................................................................... 3 Liste des figures .............................................................................................................................................. 4 Introduction .................................................................................................................................................... 7 1. .......................................................................................................................................... 8Cadre général 1.1. ................... 8........................................................................................l’op de ion érattejbOlarénég 1.2. atnenoit‘sérPgera..s es duv o........................................12. ................................................................ 2. ..................................... 15.......................... .esiranimilérp seduté................................oréDmelu tne sed 2.1. Phase 1 : Synthèse historique, implantation de l’ouvrage et inspection visuelle.........................15 2.2. Phase 2 : Campagne géophysique et géotechnique systématique sur les digues en place .........15 2.3. ..........15Phase 3 : Campagne géophysique et géotechnique systématique sur les digues de recul 2.4. Phase 4 : Campagne géophysique et géotechnique détaillée.......................................................15 2.5. .................... .61................................Phase 5 : D................................oitiniféla sed n rdes éa .retuup 2.6. Phase 6 : Etablissement du rapport final complet des études préliminaires. ..............................20 3. ................................12 ....................ntmeceanojpru dvA ...............teà m noa rrvieé................................ 3.1. siM................au .....e à nive............................................................................................................12 3.2. ................................................................................................ 21etRr our sualp ahes1 . .................... 4. ampagne Cuq eteg égpoyhis32 ........................................................................................uq e....oéethcin 4.1. 2 ......3................................................................................................atique .........émstsye gnpaamC 4.2. C........29. ................................................................................................atédélliapma eng..........e .... 5. ................................................................s ..............................dutEt senhceeuqi................................63 ... 5.1. ................................. ......36........ digue .d na saluoelemtn................................écl’e dontisaliédoM 5.2. ................ipales .........................................sèhtopyHcnirp se................................................. 39........ 5.3. ........42. ................................................................ sta ruséRtlusinn rnteérl’ioos........ e...................... 5.4. .................é.R...t.l.u.s 6s4t a. .r.u.sla surverse .................................................................................... 5.5. Résts sulta atsrul ti ébali................................................. 49................................................................ 5.6. ........................................5 ......................ed s’dlaaé s....sion sur les étu................................ncluCo4 6. ........................55 .....................................................................................lcsuoi nCno................................ Annexe 1 : Présentation d’ISL ....................................................................................................................... 56 Annexe 2 : Carte du lot 4 .............................................................................................................................. 60 Annexe 3 : Carte du lot 6 rive droite ............................................................................................................ 61 Annexe 4 : Carte du lot 6 rive gauche .......................................................................................................... 62 Annexe 5 : Carte du lot 7 .............................................................................................................................. 63 Annexe 6 : Les essais .................................................................................................................................... 64 Annexe 7 : Tableau de synthèse des essais d’identification du lot 7 ...........................................................73 Annexe 8 : Profil en long. .............................................................................................................................. 74 Bibliographie ................................................................................................................................................. 75 L i s t e d e s f i g u r e s

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture Figure 1 : Zone inondée en 2003 et 1856 .............................................................................................. 8 Figure 2 : Limites des secteurs ............................................................................................................. 10 Figure 3 : Inspection visuelle lot 4........................................................................................................ 12 Figure 4 : Inspection visuelle lot 6........................................................................................................ 13 Figure 5 : Inspection visuelle lot 7........................................................................................................ 14 Figure 6 : Exemple de découpage en tronçons de digue ..................................................................... 16 Figure 7 : Critères de rupture ............................................................................................................... 17 Figure 8 : Mécanismes d'érosion interne ............................................................................................. 18 Figure 9 : Classes de risques. ................................................................................................................ 18 Figure 10 : Exemple d'évaluation qualitative du risque de rupture ....................................................19 Figure 11 : Grille d'évaluation quantitative des risques ...................................................................... 20 Figure 12 : Diagramme de définition de la situation sécuritaire .........................................................20 Figure 13 : Sectorisation du lot 7 ......................................................................................................... 22 Figure 14 : Exemple d'un log brut d'un CPT ......................................................................................... 23 Figure 15 : Abaque de Robertson et Campanella ................................................................................ 24 Figure 16 : Détermination du log à partir de la classification des sols ................................................25 Figure 17 : Ensemble des points de CPT selon Robertson et Campanella...........................................26 Figure 18 : Caractéristiques des familles ............................................................................................. 29 Figure 19 : Courbes granulométriques des matériaux du lot 7 ...........................................................30 Figure 20 : Résultats des essais triaxiaux ............................................................................................. 32 Figure 21 : Résultats des essais de dissipation seln FUGRO ................................................................33 Figure 22 : Résultats des essais de type Nasberg ou Lefranc ..............................................................33 Figure 23 : Comparaison SC9 et CPT9 .................................................................................................. 34 Figure 24 : Modélisation de la digue .................................................................................................... 37 Figure 25 : Géométrie maillée .............................................................................................................. 38 Figure 26 : Géométrie avec matériaux définis.....................................................................................38 Figure 27 : Légende des matériaux mis en œuvre ............................................................................... 39 Figure 28 : Exemple de perméabilité utilisée. ...................................................................................... 40 Figure 29 : Condition initiale du niveau de la nappe ........................................................................... 40 Figure 30 : Limnigramme de la crue type décembre 2003 ..................................................................41 Figure 31 : Abaque de Schmertmann et Sellmeijer ............................................................................. 42 Figure 32 : Granulométrie du sable ..................................................................................................... 43 Figure 33 : Résultat hypothèses de base ............................................................................................. 44

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture Figure 34 : Résultat hypothèses de base sans drain ............................................................................ 44 Figure 35 : Résultat avec sable à k = 10^-4 m/s...................................................................................45 Figure 36 : Crues à évaluer ................................................................................................................... 46 Figure 37 : Détermination du temps de déversement ........................................................................ 47 Figure 38 : Probabilité de rupture par surverse ................................................................................... 47 Figure 39 : Probabilités de l'aléa de surverse sur la digue ................................................................... 48 Figure 40 : Légende des caractéristiques intrinsèques........................................................................49 Figure 41 : Définition du modèle SLOPE/W ......................................................................................... 49 Figure 42 : Résultat de stabilité aval d'une digue ................................................................................ 50 Figure 43 : Définition du modèle SLOPE/W à l’amont ......................................................................... 51 Figure 44 : Résultat de la stabilité pour la vidange à l'amont..............................................................51 Figure 45 : Résultat du cas où la cohésion des limons à l’aval ............................................................52 Figure 46 : Résultat du cas où la cohésion des limons à l’aval ............................................................52 Figure 47 : Valeur du coefficient de sécurité au glissement................................................................53 Figure 48 : Résultat du cas où la cohésion des limons. ........................................................................ 53 Figure 49 : Organisation chez ISL ......................................................................................................... 56 Figure 50 : Exemple de clients publics ................................................................................................. 56 Figure 51 : Exemple de clients privés ................................................................................................... 57 Figure 52: Implantation des agences ISL .............................................................................................. 57 Figure 53 : Exemple d'ingénierie informatique .................................................................................... 58 Figure 54 : Evolution de la certification ISO ......................................................................................... 59 Figure 55 : Etats possibles d’un sol ...................................................................................................... 66 Figure 56 : Limites d'Atterberg............................................................................................................. 67 Figure 57 : Classement des sols ........................................................................................................... 67 Figure 58 : Diagramme de plasticité et de classification des sols.......................................................68 Figure 59 : Dénominations des sols ..................................................................................................... 69 Figure 60 : Classification GTR des sols ................................................................................................. 70 Figure 61 : Eprouvette testée par un essai triaxial ............................................................................. 71

Renforcement et decorsetage limité des digues du Petit-Rhône Etude des aléas de rupture I n t r o d u c t i o n La formation d’ingénieur à l’INSA de Strasbourg peut se décomposer en deux types de formation : la formation théorique, pendant l’année scolaire, et la formation pratique, par le biais de stages en fin d’année scolaire. La formation de trois ans s’achève par un Projet de Fin d’Etudes, en entreprise, d’une durée de 20 semaines. Cas concret d’application de nos acquis et d’immersion dans le monde du travail, il permet de suivre un projet à moyen terme et de se voir confier de vraies responsabilités avant de rentrer sur le marché de l’emploi. Après avoir effectué un stage ouvrier en Gros Œuvre, puis un stage de Conduite de Travaux en Gros Œuvre, j’avais décidé d’orienter mon stage ultérieur vers d’autres domaines afin d’élargir mon champ d’expérience mais aussi de trouver la voie qui me correspondait le mieux. J’ai ainsi réalisé un stage plus technique en bureau d’études. En effet, ce travail en amont des chantiers, très technique, m’a beaucoup intéressé lors des cours suivis et, sur une durée malheureusement plus courte, dans le cadre des projets de 4eannée à l’INSA. Pour ce faire, j’ai eu la chance de pouvoir intégrer les équipes de la société ISL Ingénierie, bureau d’études en hydraulique, à Montpellier pour une durée de 20 semaines. ISL Ingénierie a obtenu l’étude de renforcement des digues de Petit-Rhône. La surveillance, l’entretien et le diagnostic des digues de protection contre les inondations sont des problématiques d’actualités : les ruptures de digues sont des cas courants lors de crues entrainant alors des inondations avec parfois des pertes humaines et matérielles importantes. Ce phénomène est amplifié par le fait qu’un maillon faible dans une digue peut anéantir la fonction protectrice de la digue entière. Les digues sont des ouvrages très complexes car elles ont des procédés de construction très variés : soit en dur soit sur d'importantes fondations ou encore constituées de simples levées de terre, voire de sable et végétalisées. Leur entretien ne relève donc pas de la facilité et il faut considérer un entretien régulier pour les maintenir en état. Mon sujet de PFE répond donc à un véritable besoin de l’entreprise. Ma mission pour ce Projet de Fin d’Etudes, dans le cadre du projet du décorsetage du Petit-Rhône, se base donc sur l’analyse et l’interprétation des données géotechniques disponibles, l’identification des tronçons de digue homogène et la modélisation des aléas de rupture pour chaque tronçon. Ce rapport fait l’état de mon travail réalisé au sein de la société ISL dans le cadre de mon Projet de Fin d’Etudes. Après une présentation du cadre général de l’étude, nous passerons à la présentation de la méthode utilisée avant de développer les missions d’études réalisées pour cette affaire.