Étude expérimentale de différentes techniques de réparation et de confortement des perrés

Abstract

Le travail de recherche présenté par cette thèse a été réalisé dans un contexte général de réparation et de confortement des structures en enrochement, destinées à la protection contre les vagues des talus amont des barrages en remblais. Trois techniques de réparation ont été testées en laboratoire: la réparation locale qui consiste à réparer les zones endommagées uniquement, en remplaçant les blocs déplacés et en redonnant au perré son aspect original; la réparation par recouvrement qui consiste à recouvrir entièrement ou partiellement le perré endommagé sur toute sa zone active; la réparation par construction de berme qui consiste à construire, par simple déversement à partir de la crête, une berme assez épaisse, prolongée en dessous du niveau d’eau minimum, protégeant ainsi toute la zone active du perré. Les essais ont été réalisés suivant deux échelles différentes en considérant des pentes de 1.5:1 et 2.5:1. Les sollicitations ont été réalisées en vagues régulières et en considérant une seule période de vagues. Le programme expérimental a été établi de façon à examiner les principaux facteurs influençant les performances et les comportements de chacune des techniques de réparation testées. Dans le cas des réparations locales, les essais ont montré que mécanismes de dégradation des perrés réparés sont similaires à ceux des perrés originaux. En termes de performances, les résultats obtenus ont montré que dans le cas des pentes raides (1.5:1), l'efficacité des réparations locales se limite à environ 16%, quelque soit la taille des blocs de réparation utilisée. Par contre, dans le cas des pentes douces (2.5:1), le gain de stabilité augmente avec la taille des blocs de réparation. La technique de réparation par recouvrement s’est avérée plus efficace. Dans ce cas, l’amélioration des performances augmente avec la taille des blocs de réparation et le pourcentage de recouvrement. L’étude de terrain a permis de constater que la présence de matériaux fins dans le perré original est l’une des causes d’endommagement. Les essais réalisés en incorporant au perré original 15% et 30% de matériaux fins (par rapport à la masse totale du perré) ont montré que ces derniers continuent d’affecter la stabilité même après réparation et que l’efficacité des réparations restent limitée aussi bien pour les réparations locales que pour les recouvrements. Cette étude a aussi montré qu’une mise en place soignée des blocs de réparation n’influence pas de façon significative les performances des perrés réparés; elle conduit à un comportement fragile du perré. Dans le cas des réparations par construction de bennes, deux approches ont été considérées. La première consistait à construire des bennes à comportement statique, en utilisant des enrochements suffisamment gros pour résister aux forces générées par les vagues. La seconde, au contraire, consistait à diminuer la taille des enrochements afin d’arriver à un comportement dynamique, où les déformations du profil, jusqu’à atteindre un profil stable, sont tolérées. Les résultats obtenus ont montré que cette technique permet un accroissement appréciable des performances des perrés endommagés. L’étude réalisée a permis d’examiner le comportement des bennes construites sur des pentes ainsi que l’influence de plusieurs paramètres sur le développement du profil stable comme la gradation et la taille des enrochements, la proximité du fond, la variation du niveau d’eau, l’intensité de la première tempête et la pente du perré original. Suivant les conditions expérimentales (1<Ns<4), les résultats ont aussi montré l’existence d’une relation unique entre le nombre de stabilité Ns et la pente du profil stable Cot(0). À partir de cette relation, un modèle de prédiction et de dimensionnement a été développé. De par leurs performances, leur facilité de réalisation et l’économie qu’elles procurent, les bermes constitueraient une alternative intéressante aussi bien comme ouvrages principaux de protection que comme ouvrages de confortement. [Symboles non conformes]