Pour mieux répondre à la problématique de l'affouillement des infrastructures, le projet SSHEAR (Sols, Structures et Hydraulique : Expertise et Recherche Appliquée) a été mené durant quatre ans pour améliorer les connaissances sur les mécanismes d’affouillement et développer de nouveaux outils d’observation et de modélisation à toutes les échelles.
Les processus d’affouillement [1] sont une cause importante de destruction des constructions (ouvrages d’art, ouvrages en terre comme des berges et bâtiments) notamment lors des crues majeures.
En effet, une rupture des réseaux de transports suite aux dégâts entraînés par l'affouillement peut perturber fortement les territoires.
De nouvelles méthodes de diagnostic et gestion du risque d'affouillement
Le projet SSHEAR (Sols, Structures et Hydraulique : Expertise et Recherche Appliquée) avait pour objectif l’amélioration des connaissances sur les mécanismes d’affouillement et le développement d’outils novateurs d’observation et de modélisation à différentes échelles, de la maquettes expérimentales à l'ouvrage réel, afin de proposer des méthodes optimisées de diagnostic, d'alerte et de gestion.
Le projet SSHEAR, financé par l'Agence Nationale de la Recherche, a été lancé en 2015 et s'est achevé en septembre 2019. Il a regroupé 6 partenaires aux compétences pluridisciplinaires (Ifsttar -GERS, MAST et COSYS-, Cerema, UMR FAST, Vinci Autoroutes, SNCF réseau et IRT Railenium). Il a été lancé dans un contexte où il y avait très peu d'expertise scientifique et technique à ce sujet.
Il a permis de développer une méthodologie, testée en laboratoire puis sur des sites pilotes représentatifs, afin de caractériser et assurer le suivi de sites impactés par l'affouillement.
Modélisation en laboratoire et tests sur le terrain
Pour avancer sur l’amélioration des connaissances et proposer des méthodes optimisées de diagnostic, d'alerte et de gestion, le projet sur l’affouillement des ouvrages SSHEAR proposait une approche multi-échelle et pluridisciplinaire basée sur:
Expérimentations dans le canal hydraulique en laboratoire
les processus physiques d’écoulement et d’érosion à proximité d’ouvrages (ponts, berges…) ;
trois expérimentations de laboratoire offrant une observation multi-échelle ;
une approche novatrice de modélisation biphasique ;
les observations et les enregistrements de terrain sur des ouvrages réels soumis aux forçages hydro-sédimentaires naturels voire anthropiques ainsi que des développements de matériel.
Un canal hydraulique de 16 m de long et 2 m de large a été construit en laboratoire pour reproduire et modéliser le phénomène d'affouillement sur une ou plusieurs piles de ponts.
Un guide a été conçu à destination des gestionnaires d'infrastructures, pour l'évaluation et le management des risques d'affouillement, qui propose une analyse de risque en trois étapes et des mesures de gestion du risque. Il a été publié en mars 2019:
Un séminaire de restitution du projet a eu lieu fin 2019. Le Cerema y a notamment présenté le suivi d'ouvrages impactés par le phénomène d'affouillement:
Le suivi périodique des berges de Saint Loup sur l'Allier où le courant entraîne de l'érosion. Ce suivi porte sur les plans hydrographique et topographique, et permet d'observer l'évolution des berges et du courant.
Le suivi depuis 1987 d'un viaduc de 400 m de long sur la Loire où passe l'A 71, et qui a été l'un des sites d'étude du projet SSHEAR. Des analyses bathymétriques (la profondeur sous l'eau) sont notamment réalisées régulièrement au niveau des piles de pont, afin de déterminer les zones de sédimentation et d'érosion. Des mesures en continu (vitesse d'écoulement de l'eau, bathymétrie, niveau d'eau) ont été testées avec différents types de capteurs.
[1] L'affouillement est une forme d'érosion par la base provoquée par le courant d'un cours d'eau, la mer, mais aussi par le sable et le vent.
Les processus d’affouillement [1] sont une cause importante de destruction des constructions (ouvrages d’art, ouvrages en terre comme des berges et bâtiments) notamment lors des crues majeures.