La modélisation des écoulements de laves torrentielles boueuses - De la validation en laboratoire au zonage des risques sur le terrain

فرنسي. Les laves torrentielles boueuses sont des écoulements transitoires rapides qui mobilisent des mélanges d'eau et de matériaux solides de granulométrie très étendue dès lors que certaines conditions d'humectation des sols en place sont atteintes. D'un point de vue rhéologique, lorsque que la teneur en argile est suffisante, les matériaux concernés se comportent au niveau macroscopique comme des fluides à seuil rhéofluidifiants. Le caractère transitoire de ces phénomènes a nécessité la mise au point d'outils numériques spécifiques pour les étudier et pour prédire leur comportement. Ainsi deux modèles fondés sur des équations de type Saint-Venant associées à une loi d'écoulement spécifique ont été écrits pour représenter les écoulements canalisés d'une part, et les étalements hors d'un chenal principal d'autre part. Ces deux modèles ont été validés par comparaison à des écoulements de fluides modèles (sur modèle réduit) en laboratoire. L'accent est actuellement mis sur l'utilisation pratique de ces modèles sur le terrain, dans le cadre de zonages des risques torrentiels. Compte tenu de l'indétermination pesant dans la plupart des cas sur l'ampleur de ces phénomènes, une approche fondée sur des scénarios de crue est nécessaire. Une telle démarche nécessite l'utilisation couplée des deux modèles précédemment cités mais également l'emploi de diverses méthodes de laboratoire ou de terrain dont le but est d'obtenir une meilleure caractérisation des matériaux susceptibles de s'écouler. Ce travail permet également de mettre en évidence des axes de recherche à développer pour améliorer les performances des outils proposés. / Mudflows are fast, transitory flows formed of a mixture of water and solids with widely varying particle sizes which occur in certain wet conditions affecting the natural soil. When there is a sufficiently high clay content, the material is, from a macroscopic point of view, thixotropic. The transitory nature of these events required the development of specific numerical models in order to study and predict their behaviour. Two models based on shallow-water equations in conjunction with a special flow model were implemented to represent channelled flows and the spreading of material outside the main channel. These two models were validated in the laboratory by comparison with flows of model fluids (on a reduced scale). The paper then considers the practical application of these model in the field for zoning flood risks. Given the uncertainty of the extent of such events, a study based on flood scenarios was necessary. This approach called for the use of these two models in conjunction with various laboratory or field techniques which were intended to provide better characterisation of the material liable to flow. This project also reveals directions for research to improve the performance of the tools proposed.