Dam and levee failures : an overview of flood wave propagation modeling=Ruptures de barrages et de digues : une revue de la modélisation de la propagation de l’onde de submersion

Les barrages et les digues sont des ouvrages hydrauliques conçus pour résister à la pression de l'eau mais ils peuvent se rompre suite à des défauts de construction ou à des événements inattendus. Quand une telle rupture intervient, l'eau est soudainement relâchée et peut créer une onde de submersion plus dangereuse que les crues naturelles. La modélisation hydrodynamique de telles ondes comprend à la fois l'estimation de l'hydrogramme sur le site de l'ouvrage et la propagation de cet hydrogramme à l'aval de l'ouvrage. Dans le cadre de l'ingénierie, des modèles d'érosion simplifiés sont utilisés pour obtenir l'hydrogramme de rupture de remblais en terre alors qu'une rupture instantanée est prise en compte pour des ouvrages en béton. Pour la propagation de l'onde de rupture, les équations de Saint Venant 1D ou 2D sont résolues par des schémas numériques qui considèrent à la fois les régimes fluvial et torrentiel et la transition de l'un à l'autre. L'incertitude est souvent forte à cause d'un calage sur des observations pour des écoulements bien plus faibles que ceux modélisés lors de ces études. En particulier, à cause des fortes vitesses lors d'une onde de rupture, un fort transport de sédiments peut se produire et modifier les caractéristiques de l'onde et donc les paramètres du risque ; la modélisation numérique de ce transport peut aider à réduire l'intervalle d'incertitude mais le calage du modèle sera encore plus compliqué que pour un modèle d'écoulement. Pour tous ces modèles, la description fournie est accompagnée d'exemples d'utilisation illustrant les potentialités des modèles utilisés. Parmi ces exemples, on trouve la rupture du barrage de Malpasset qui a eu lieu en 1959 lors du premier remplissage, la crue centennale de 1999 dans la basse plaine de l'Agly accompagnée d'une rupture de digue et la rupture du barrage Ha !Ha ! qui a causé en 1996 d'énormes changements dans la morphologie de la vallée.