Performance evaluation of levees with included networks: a knowledge formalization based method | Évaluation de la performance de digues comportant des infrastructures : méthode basée sur la formalisation des connaissances

International audience

anglais. The failure of a hydraulic structure is likely to have serious consequences in terms of human lives, economic losses and environmental damages. These failures can be initiated by the presence of gas, water, electricity or communication infrastructures, which can generate damage by themselves or by induced effect and therefore a possible attack on the integrity and durability of the levees in which they are present. Our work aims to develop a method for evaluating the performance of levees taking into account the influence of the presence of infrastructure (crossing or longitudinal) in the levee or near it. This “first tier” approach is easy to use and does not necessarily rely on accurate and complete datasets. It is designed to meet the needs of carrying out rapid expertise with limited resources (human or economic). The objective is to identify all the relevant vulnerability factors with regard to the performance of the levee due to the presence of: for example in the event of water leaks from a pipe towards the levee body or conversely a crack in a pipe creating a departure of material from the levee towards this pipe. This analysis of infrastructure-levee interactions led to the identification and formalization of ten specific status indicators that ensure a robust assessment (repeatable and reproducible). The indicators are listed and formalized, which makes it possible to characterize the effect of such infrastructures on the performance of the levees. Finally, they were aggregated in order to assess the performance of the levee with respect to internal erosion in the presence of infrastructure. Internal erosion, defined as the gradual entrainment of the particles constituting a structure under the action of seepage, is the cause of many levee failures in recent years during floods. Among other things, it was responsible for the 16 breaches in the Camargue levees during the Rhône floods of October 1993 and January 1994, as well as the breaches during the Gard flood in September 2002. This method has been successfully tested on several configurations of levees with crossing networks, in an expert judgment validation approach.

français. La défaillance d’un ouvrage hydraulique est susceptible d’avoir des conséquences lourdes en termes de vies humaines, de pertes économiques et de dommages environnementaux. Ces défaillances peuvent être initiées par la présence d’infrastructures de gaz, d'eau, d’électricité ou de communication… qui peuvent générer elles-mêmes ou par effet induit des dégradations et donc une possible atteinte à l’intégrité et à la durabilité des digues dans lesquelles elles sont présentes. Notre travail vise à développer une méthode d’évaluation de la performance des digues prenant en compte l’influence de la présence d’infrastructures (traversantes ou longitudinales) dans la digue ou à sa proximité. Cette approche « de premier niveau » est facile à utiliser et ne repose pas nécessairement sur des ensembles de données précis et complets. Elle est conçue pour répondre aux besoins de réalisation d'expertises rapides avec des moyens limités (humains ou économiques). L’objectif est de recenser tous les facteurs pertinents de vulnérabilité pour ce qui concerne la performance de la digue dus à la présence d’infrastructures : par exemple en cas de fuites d’eau d’une canalisation vers le corps de digue ou inversement d’une fissure dans une conduite créant un départ de matériau de la digue vers cette conduite. Cette analyse des interactions infrastructures-digues a débouché sur l’identification et la formalisation de dix indicateurs d’état spécifiques qui assurent une évaluation robuste (répétable et reproductible). Les indicateurs sont recensés et formalisés, ce qui permet de caractériser l’effet de telles infrastructures sur la performance des digues. Enfin, ils ont été agrégés de manière à évaluer la performance de la digue vis-à-vis de l’érosion interne en présence d’infrastructures. L'érosion interne, définie comme l'entraînement progressif des particules au sein de l'ouvrage, sous l'action de l’écoulement qui le traverse, est à l’origine de très nombreuses ruptures de digues engendrées ces dernières années par des crues. Elle fut entre autres responsable des 16 départs de brèches des digues de Camargue durant les crues du Rhône d’octobre 1993 et janvier 1994, ainsi que des brèches de la crue du Gard de septembre 2002. Cette méthode a été testée avec succès sur plusieurs configurations de digues présentant des réseaux traversants, dans une approche de validation par jugement expert.