Erodibility assessment of one spillway's earthen fuseplug in the middle Loire using mobile jets erosion tests

Évaluation de l'érodabilité de la rehausse fusible d'un déversoir de la Loire moyenne par essais d'érosion à jets mobiles

Lucile Saussaye (1) , Christophe Chevalier (2) , Sébastien Patouillard (3) , Edouard Durand (4) , Bastien Bridoux (4)

1 ENDSUM - Evaluation non destructive des structures et des matériaux
2 GERS-SRO - Sols, Roches et Ouvrages Géotechniques
3 Direction régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du logement Centre
4 Cerema - Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement

The levees systems of the Middle Loire are equipped with spillways, installed following the major floods of the 19th century. These structures are designed to control the entry of water into the protected area during floods and limit the load on downstream structures. Some spillways are equipped with an earthen "fuseplug", to delay the onset of water inflow until a flushing effect is produced. Diagnosis of a spillway includes diagnosis of the earthen fuseplug. As part of the diagnosis of 3 spillways on 2 dike systems of the Middle Loire, at Jargeau, Montlivault and Blois (Bouillie spillway), the sensitivity of their spillway to in situ erosion is assessed using Mobile Jets Erosion Test (MoJET). The MoJET apparatus comprises an active mechanical part, the erosion unit, equipped with 6 nozzles projecting jets of water 0.5 mm in diameter perpendicular to the surface of the soil. These 6 water jets rotate during the test. The effluent loaded with eroded soil is collected at different time steps during the 12-minute test. The mass of dry soil, i.e. the mass of eroded soil, as a function of time is used to qualitatively assess erosion. In this article, the tests carried out to verify the actual fusibility of the bank of the Jargeau spillway are presented. The MoJET tests were carried out on several profiles and at different depths in order to analyse the variability of the results obtained. The results are analysed in terms of the physical characteristics of the soils (moisture content, particle size distribution, and soil methylene blue value) and their compactness, assessed by in situ density measurements using a membrane densitometer and/or a light dynamic penetrometer. The presence of a layer of herbaceous topsoil on the fuseplug limits the erodibility of the loose materials which it is made of (external erosion). Under this vegetated surface, the fuseplug is more or less erodible depending on the depth (internal erosion), leading us to reflect on its effectiveness and on maintaining the conditions of collapsibility of this particular component of the spillways.

Les systèmes d’endiguement de la Loire moyenne sont équipés de déversoirs, mis en place suite aux grandes crues du XIXe siècle. Ce sont des structures particulières permettant de contrôler l’entrée de l’eau dans la zone protégée lors des crues et limiter la charge sur les ouvrages plus à l’aval. En ce sens, ce sont des structures clé de la stratégie de lutte contre les inondations. Certains déversoirs sont équipés d’une rehausse ou « banquette fusible » en terre dont l’objet est de retarder le déclenchement de l’entrée d’eau jusqu’à produire un effet de chasse qui permettrait d’écrêter la crue. Le diagnostic d’un déversoir de ce type inclut le diagnostic de la rehausse, initialement fusible. Dans le cadre du diagnostic de 3 déversoirs sur 2 systèmes d’endiguement de la Loire moyenne, à Jargeau, Montlivault et Blois (déversoir de la Bouillie), la sensibilité à l’érosion in situ de leur rehausse est évaluée avec des essais de type Mobile Jets Erosion Test (MoJET), qui permettent de tester le sol en place avec la possibilité de répéter l’essai. L’appareil MoJET se compose notamment d’une partie mécanique active, l’unité d’érosion, équipée de 6 buses projetant des jets d’eau de 0,5 mm de diamètre perpendiculairement à la surface du sol. Ces 6 jets d’eau tournent pendant l’essai. L’effluent chargé de sol érodé est recueilli à différents pas de temps pendant les 12 minutes que dure l’essai. La masse de sol sec, c’est-à-dire la masse de sol érodée, en fonction du temps est utilisée pour évaluer qualitativement l’érosion. Dans cet article, les essais effectués pour vérifier la fusibilité réelle de la rehausse du déversoir de Jargeau sont présentés. Les essais MoJET sont réalisés sur plusieurs profils et à différentes profondeurs afin d’analyser la variabilité des résultats obtenus. Les résultats sont analysés au regard des caractéristiques physiques des sols (teneur en eau, analyse granulométrique et valeur au bleu du sol) et de leur compacité, évaluée par des mesures de densité in situ au densitomètre à membrane et/ou par des sondages au pénétromètre dynamique léger. La présence d’une couche de terre végétale, herbacée, sur le fusible, limite l’érodabilité des matériaux meubles qui le constituent (érosion externe). Sous cette surface végétalisée, la rehausse est plus ou moins érodable en fonction de la profondeur (érosion interne), amenant une réflexion sur son efficacité et sur le maintien des conditions de fusibilité de ce composant particulier des déversoirs.

Mots clés: bank; fuseplug; erodibility; MoJET; spillway

Mots clés: déversoir; rehausse; fusible; érodabilité; essai MoJET

Domaines: Géotechnique; Génie civil; Risques

Lucile Saussaye, Christophe Chevalier, Sébastien Patouillard, Edouard Durand, Bastien Bridoux. Évaluation de l'érodabilité de la rehausse fusible d'un déversoir de la Loire moyenne par essais d'érosion à jets mobiles. Colloque Digues 2024, Inrae, Mar 2024, Aix-en-Provence, France. ⟨10.5281/zenodo.10620098⟩. ⟨hal-04536064⟩