Soutenance de thèse de Shadi YOUSSEF

L'érosion interne est la cause principale de défaillance des structures hydrauliques en terre comme les digues et les barrages en remblai, liée aux écoulements d’infiltration qui détachent et transportent des particules de sol à travers le remblai ou sa fondation. La vulnérabilité à l'érosion est connue comme étant dépendante de plusieurs facteurs liés aux propriétés du sol et du fluide d’érosion. Cette étude a examiné différents facteurs liés au sol pouvant influencer l'érodibilité de mélanges argile/sol grossier, spécifiquement : la méthode de préparation du sol, donc la microstructure, la teneur en eau, le degré de compactage, la fraction de fines et la forme des particules grossières. Deux types de tests, le Hole Erosion Test (HET) et l’Erosion Function Apparatus (EFA), ont été réalisés sur des échantillons de densités, fractions argileuses et teneurs en eau variables. Pour les essais HET, une nouvelle technique a été développée pour mesurer le diamètre post-érosion mais aussi pour mener une analyse morphologique du conduit. Les résultats ont montré que la méthode de préparation du sol a un impact significatif sur la résistance à l'érosion via une modification de la microstructure et que les pourcentages d'argile inférieurs à 50% accentuent fortement l'érodibilité des mélanges étudiés. L’augmentation de la teneur en eau induit une légère augmentation de la résistance à l'érosion, mais aussi de la cinétique d'érosion. Les résultats HET ont indiqué une augmentation de la résistance à l'érosion avec le taux de compactage, tandis que les résultats EFA ont montré une insensibilité à ce paramètre. En ce qui concerne l’effet de la forme des particules grossières (sable d’Hostun, sable de Loire, billes de verre), les résultats ont révélé deux conclusions contre-intuitives : les particules arrondies confèrent une meilleure résistance contre l'initiation de l'érosion mais, une fois l'érosion amorcée, elles favorisent une cinétique plus rapide.

Internal erosion is a primary cause of failure for earthen hydraulic structures like dikes and embankment dams, induced by seepage flows that dislodge and transport soil particles through the embankment or its foundation. Vulnerability to erosion of these earthworks is known to be dependent on several parameters related to soil and eroding fluid properties. The present study focused on several soil factors that can influence the erodibility of clay/coarse mixtures, specifically: soil preparation method, hence microstructure, moisture content, compaction degree, fines fraction, and coarse particles shape. Two types of tests, the Hole Erosion Test (HET) and the Erosion Function Apparatus (EFA), were performed on samples of various compaction degrees, clay mass fractions and water contents. For the HET tests, a novel technique was developed to measure the post-erosion diameter but also to conduct a morphological analysis of the whole pipe. The results showed a significant impact of the soil preparation method on its resistance to erosion, via a modification of the microstructure, and that clay percentages below 50% strongly increase the erodibility of studied mixtures. The increase of moisture content leads to a slight increase in erosion resistance, but also in erosion kinetics. The HET results indicated an increase in erosion resistance with compaction degree, while the EFA results showed an insensitivity to this parameter. Finally, as regards the effect of the coarse particles shape (Hostun sand, Loire sand or glass beads), the results revealed two counter-intuitive findings: rounded particles provide better resistance against erosion initiation but, once erosion has started, they promote faster kinetics.