MODELISATION D’UN ECOULEMENT DIPHASIQUE ERODANT DANS UN MILIEU POREUX CAS DE LA SUFFUSION

Abstract

L’érosion interne est l’une des causes principales de rupture des ouvrages hydrauliques. Elle peut être développée sous forme de plusieurs phénomènes parmi lesquels on cite la suffusion. Les sols les plus vulnérables à la suffusion sont les sols à granulométrie étalée. Dans ces milieux, les éléments fins sans cohésion sont transportés en premier, le sol se trouve par la suite appauvrie en fines et devient plus perméable. Le processus peut se poursuivre impunément pendant des années, ou même des dizaines d’années, jusqu’à laisser place à un sol squelettique très appauvrie en fines qui risque de s’effondrer à tout moment.

En se basant sur une loi d’écoulement type Darcy, une loi d’érosion de Papamichos et une loi d’évolution de la viscosité de fluide (relation d’Einstein), on propose d’étudier une approche de modélisation numérique de la suffusion. La résolution numérique du problème est réalisée par la méthode des différences finies. L’échantillon étudié est discrétisé en un ensemble de couches élémentaires. Le schéma explicite décentré est appliqué pour la discrétisation.

A traves la modélisation numérique, on étudie l’évolution instantanée de la concentration du solide fluidisé et de la masse des particules érodées. L’influence de la variation des paramètres mécaniques et hydrauliques du sol sur cette évolution tel que le coefficient d’érosion et la porosité maximale est examinée.

Les résultats de simulation indiquent que le phénomène de suffusion est fortement lié aux paramètres mécaniques et hydrauliques tels que le coefficient d’érosion et la porosité finale.