Évaluation du gain de sécurité relié au rehaussement d'une digue munie d'un élément d'étanchéité rigide

Le but de ce mémoire est de mettre au point un modèle capable de traduire le comportement d'une digue hybride de type remblai-rideau rigide lorsqu'elle est soumise à un déversement. Basé sur l'architecture connue des «blocs multiples» du Corps des ingénieurs des États-Unis, le modèle incorpore, à la fois, un élément géotechnique relié au glissement et un autre, structural, relié à la flexion et au cisaillement. L'élément géotechnique se traduit par une succession de plans de glissement qui croisent la composante structurale de façon sécante. L'élément structural utilise les contraintes en flexion et cisaillement d'une poutre cantilever. Lorsque ces deux éléments agissent de concert, le modèle comportemental est alors en mesure d'identifier et de quantifier le facteur de sécurité minimal. Des essais ont été menés au laboratoire d'hydraulique de l'École Polytechnique de Montréal afin de vérifier la pertinence du modèle comportemental. Une section transversale unitaire inspirée de la digue Moncouche, un ouvrage de type remblai-rideau rigide situé à l'est du lac Kénogami, au Québec, a été reproduite, à l'échelle, de façon à subir des déversements et à s'éroder. La section d'essai était munie d'un rideau métallique doté de jauges mesurant les microdéformations. Au moyen de la loi de Hooke associant les microdéformations  aux contraintes , nous avons pu comparer les nombres de microdéformations observés à ceux prédits par le modèle comportemental. Après ajustement, nous avons conclu que ce modèle était apte à traduire l'expérience du laboratoire et pouvait aussi supporter un usage prédictif in situ. Nous avons procédé à des simulations de déversement correspondant à l'état de 1995 de la digue Moncouche, de même qu'à son état de rehaussement projeté de 2002. Les profondeurs d'érosion, les largeurs de brèche, l'épaisseur des lames d'eau déversantes, les débits de brèche et l'échelle temporelle ont été adaptés et fournis au modèle comportemental. Ainsi, les facteurs de sécurité ont pu être estimés en fonction de l'érosion, de même que les temps de rupture du rideau de béton, les débits, l'hydrogramme de rupture et le gain de sécurité associé au rehaussement. En dépit de ses limites, nous estimons que le modèle comportemental Moncouche constitue une percée intéressante dans la compréhension et la prédiction de ce type de digues hybrides lorsqu'elles sont soumises à des déversements, à des mises en eau, à des crues ou même à de simples variations des niveaux d'exploitation. Nous sommes également d'avis que les ouvrages de retenue, lorsqu'ils sont précisément caractérisés, peuvent être mieux étudiés et compris. La connaissance approfondie de chaque ouvrage et de son hydrogramme de rupture se traduisent alors par une gestion mieux adaptée et plus sécuritaire.