ETUDE ET MODELISATION DE L’AFFOUILLEMENT AUTOUR DES PILES DE PONT

Abstract

En général, l’affouillement est un phénomène d’érosion accélérée autour des ouvrages dans l’eau causée par le flux descendant crée par l’obstruction de l’écoulement. C’est le flux descendant sur la face amont de ces ouvrages qui, en touchant le fond du lit, érode, arrache et transporte les particules solides autour des appuis de ces ouvrage exposant ainsi leur fondations au risque d’effondrement. En plus des pertes économiques liées à l’effondrement d’un ouvrage, il engendre aussi parfois des pertes humaines. En Algérie, malgré l’absence de statistiques et d’une prise de conscience de ce danger, ce phénomène, hélas, pousse chaque année des dizaines d’ouvrages vers la ruine avec des répercussions économiques et environnementales fâcheuses. Ainsi, l’estimation de la profondeur maximale d’affouillement est nécessaire pour sécuriser les fondations des ouvrages en construction et protéger celles des ouvrages existants par des mesures adéquates. Dans ce sens, En plus d’un objectif de compréhension d’un phénomène complexe et très abordé par la littérature, on s’intéresse dans ce travail à une étude paramétrique(l’influence de la forme de la pile de pont longitudinale et transversale et sa rugosité sur la contrainte de cisaillement) a travers des simulations numériques sous le code de calcul Fluent avec le modèle de turbulence Detached Eddy Simulation (DES). Les simulations numériques montrent que lorsque la longueur de la forme aérodynamique de la pile du pont augmente, la contrainte de cisaillement diminue Jusqu’à une certaine longueur où cet effet de longueur devient insignifiant avec une réduction de la contrainte de cisaillement d'environ 11% à par rapport au cas d’une pile de pont circulaire. Pour les piles de pont existantes, l’ajout de cônes (en haut et en bas) de la pile réduit la contrainte de cisaillement 10 à 12% au pied de la pile. Cette contrainte de cisaillement augmente par contre de 20% à une distance égale au diamètre de la pile en aval. Les piles de pont rugueuses réduit mieux l’affouillement, mais on n’a pas trouvé une relation claire reliant ces deux paramètres (rugosité et contrainte de cisaillement). L’expérimentation peut mieux cerner cette relation vu son complexité.