Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR TRIGGERING THE DESTRUCTION OF A SELECTED PART OF A HYDRAULIC STRUCTURE, SUCH AS A LEVEE, A DIKE OR A BACKFILLED DAM, AND A HYDRAULIC STRUCTURE COMPRISING SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/033312
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for triggering the destruction of a selected part (1, 11) of a hydraulic structure, such as a levee, dike or backfilled dam, the selected part comprising erodable materials such that it can be destroyed by hydraulic erosion. The device comprises at least one solid section (5) which is disposed at the top of the selected part (1, 11) of the structure and is held there by gravity. The size and weight of the solid section (5) are such that it can be expelled by water when the water reaches a predetermined level (N). The vertical dimension of the solid section measured below this predetermined level (N) is such that the outflow released when the solid component has been expelled is of a depth (z) which ensures that the selected part (1, 11) of the hydraulic structure is destroyed reliably and rapidly.

Inventors:
LEMPERIERE FRANCOIS (FR)
Application Number:
PCT/FR1996/000577
Publication Date:
October 24, 1996
Filing Date:
April 16, 1996
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HYDROPLUS SOCIETE ANONYME (FR)
LEMPERIERE FRANCOIS (FR)
International Classes:
E02B7/06; E02B7/16; (IPC1-7): E02B7/16; E02B7/06
Foreign References:
EP0493183A11992-07-01
EP0434521A11991-06-26
Other References:
SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED Section PQ Week 9504, 24 February 1995 Derwent World Patents Index; Class Q42, AN 95-029273, XP002009908
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif pour déclencher la destruction d'une partie choisie (1 ou 11) d'un ouvrage hydraulique tel qu'une levée, une digue ou un barrage en remblai confinant un réservoir d'eau ou un cours d'eau, ladite partie choisie de l'ouvrage étant construite en matériaux érodables tels qu'elle soit destructible par érosion hydraulique, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins un élément massif (5) en un matériau non érodable et Imperméable à l'eau, qui est disposé sur la crête de ladite partie choisie (1 ou 11) de l'ouvrage et qui y est maintenu par gravité, ledit élément massif (5) étant dlmensionné en taille et en poids de manière à être chassé par l'eau lorsqu'elle atteint un niveau prédéfini <N> , la dimension verticale de l'élément massif mesurée audessous dudit niveau prédéfini <N) étant choisie de telle sorte que la nappe déversante qui est libérée après que l'élément massif a été chassé ait une épaisseur (z) propre à provoquer une destruction sûre et rapide de ladite partie choisie (1 ou 11) de l'ouvrage hydraulique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une chambre (23) est formée à la base de l'élément massif (5) entre celuici et une surface qui le supporte, et en ce que des moyens de pressurisation (24) sont prévus pour remplir ladite chambre (23) avec de l'eau et créer sous l'élément massif (5) une poussée (U) dirigée de bas en haut quand l'eau du réservoir ou dυ cours d'eau atteint ledit niveau prédéfini (N) .
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de pressurisation comprennent un conduit (24) ayant une extrémité inférieure qui débouche dans ladite chambre (23) , et une extrémité supérieure qui est située à un niveau correspondant audit niveau prédéfini (N) . 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite chambre (23) comporte un orifice de drainage (25) dont la section est plus petite que celle du conduit (24).
4. Application d'un élément de hausse connu, dlmensionné en taille et en poids de façon à être chassé par une masse d'eau lorsque le niveau de celleci atteint un niveau prédéfini (N) , à la destruction d' une partie choisie (1 ou 11) d'un ouvrage hydraulique tel qu'une levée, une digue ou un barrage en remblai, dont ladite partie choisie (1 ou 11) est construite en matériaux érodables par l'eau, la dimension verticale de l'élément de hausse (5) mesurée audessous dudit niveau prédéfini <N) étant choisie de telle sorte que la nappe déversante qui est libérée après que l'élément de hausse a été chassé ait une épaisseur (z) propre à provoquer une destruction sûre et rapide de ladite partie choisie (1 ou 11) de l'ouvrage hydraulique par érosion hydraulique.
5. Ouvrage hydraulique, en particulier une levée, une digue ou un barrage en remblai, dont au moins une partie choisie (1 au 11) est construite en matériaux tels qu'elle soit destructible par érosion hydraulique pour permettre l'évacuation d'une crue exceptionnelle par la partie choisie de l'ouvrage qui est détruite, sans que le reste de l'ouvrage ou d'autres ouvrages y associés ne soient détruits par la crue exceptionnelle, la crête (2 ou 12) de ladite partie choisie (1 ou 11) de 1 ' ouvrage étant à un premier niveau prédé ini plus bas qu'un niveau d'eau maximal (RM) pour lequel le reste de 1 ' ouvrage ou les ouvrages y associés sont conçus pour résister, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la crête (2 ou 12) de ladite partie choisie (1 ou 11) de 1 ' ouvrage est aménagée pour recevoir au moins un élément massif (5) qui est posé et maintenu par gravité sur ladite partie aménagée de la crête (2 ou 12), ledit élément massif (5) étant dlmensionné en taille et en poids de manière à être chassé par l'eau lorsque celle ci atteint un second niveau prédéfini (N) compris entre ledit premier niveau prédé ini (Ni ) et ledit niveau d'eau maximal (RM), les premier et second niveaux prédéfinis (Ni et N) étant choisis de telle sorte que leur différence (z) donne lieu, après que l'élément massif (5) a été chassé, à une nappe déversante dont l'épaisseur provoque une destruction sûre et rapide de ladite partie choisie (1 ou 11) de l'ouvrage hydraulique.
6. Ouvrage hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la différence (z) entre les premier et second niveaux prédéfinis (Ni et N) est d'au moins 2 mètres.
7. 8»~ Ouvrage hydraulique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la crête (12) de la partie choisie (11) de l'ouvrage est arasée ou dérasée à un niveau (N») un peu inférieur au premier niveau prédéfini (N ), et en ce qu'une assise (7) est aménagée sur la crête arasée ou dérasée (12) de façon à ce que la surface supérieure de l'assise (7) se trouve audit premier niveau prédé ini (Ni ) et serve de surface de support pour ledit élément massif (5) .
8. Ouvrage hydraulique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est formé dans la crête (2) de la partie choisie (1) de l'ouvrage une brèche pilote (4) dont le fond (6) est arasée ou dérasée à un niveau (N__) un peu inférieur audit premier niveau prédéfini (N ), et en ce qu'une assise <7) est aménagée sur le fond (6) de la brèche pilote (4) de façon à ce que la surface supérieure de l'assise (7) se trouve audit premier niveau prédéfini (Ni ) et serve de surface de support pour ledit élément massif (5).
9. Ouvrage hydraulique selon la revendication 8 ou9 caractérisé en ce qu'il est prévu une butée (22) de hauteur prédéterminée sur l'assise (7), au pied de l'élément massif (5) du côté aval de celuici.
10. Ouvrage hydraulique selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'un dispositif déclencheur est associé à l'élément massif (5) pour créer sous celuici une poussée (U) dirigée de bas en haut lorsque le niveau de l'eau atteint le second niveau prédéfini (N) .
11. Ouvrage hydraulique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif déclencheur comprend une chambre (23) qui est formée à la base de l'élément massif (5) , entre celuici et une surface qui le supporte, et un conduit (24) ayant une extrémité inférieure qui débouche dans ladite chambre (23) et une extrémité supérieure qui est située à un niveau correspondant audit second niveau prédé ini (N) , de telle sorte que ladite chambre (23) est remplie d' eau par ledit conduit (24) lorsque l'eau atteint ledit second niveau prédéfini (N) .
12. Ouvrage hydraulique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la chambre (23) comporte un orifice de drainage (25) dont la section est lus petite que celle du conduit (24).
13. Ouvrage hydraulique selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que plusieurs éléments massifs (5) sont disposés côte à côte sur l'assise (7) dans le sens longitudinal de la crête (2 ou de ladite partie choisie (1 ou 11) de l'ouvrage.
Description:
Dispositif pour déclencher la destruction d'une partie choisie d'un ouvrage hydraulique tel qu'une levée, une digue ou un barrage en remblai, et ouvrage hydraulique comportant un tel dispositif.

La pr sente invention concerne un dispositif pour déclencher la destruction d'une partie choisie d'un ouvrage hydraulique, ainsi qu'un ouvrage hydraulique comportant un tel dispositif. L'invention s'applique en particulier a une levée, une digue ou un barrage en remblai ( e terre ou en enrochement) ou encore a une digue ou barrage mixte construit en partie en remblai et en partie en béton ou en maçonnerie. La digue peut être une digue frontale (en travers d'un cours d'eau) ou une digue latérale (le long d'un cours d'eau, pour protéger les terres environnantes contre les crues). Dans le cas d'un barrage, il peut s'agir de tout barrage en remblai ou mixte créant un réservoir d'eau, ou d'un barrage de col associé au barrage précité.

Sur de nombreux ouvrages hydrauliques du genre sus- indiqué, il est connu de créer des points de rupture privilégies qui, en cas d'événements exceptionnels, tels que des crues exceptionnelles menaçant l'ouvrage de destruction, cèdent en des emplacements prédétermines de l'ouvrage choisis pour que les dégâts causés a l'ouvrage lui-même et/ou aux personnes ou aux biens inondes par la rupture de l'ouvrage soient minimaux. Un des problèmes majeurs liés à ce système est de répondre aux critères suivants :

- être très stable et fiable en cas de onctionnement normal de l'ouvrage hydraulique,

- être très instable en cas d'événements exceptionnels menaçant la pérennité de l'ouvrage hydraulique.

Le système actuellement le plus utilisé pour cette fonction est ce que l'on appelle une "digue fusible". Il s'agit soit d'une portion de l'ouvrage hydraulique lui- même, soit d'une digue construite à distance de l'ouvrage hydraulique en un autre point de la périphérie du réservoir, par exemple dans un col. La crête de la digue fusible esx calée ou arasée a un niveau tel qu'elle ne soit déversante que lors de crues excep ionnelles. Ce niveau est plus élevé que le niveau normal de fonctionnement (RU) de l'ouvrage hydraulique auquel la digue fusible est intégrée ou associée, mais plus bas que le niveau d'eau maximal (RK) pour lequel ledit ouvrage est conçu pour résister. La digue fusible est construite en matériaux tels qu'elle soit destructible par érosion hydraulique lorsque l'eau déverse sur sa crête. Le principe de fonctionnement d'une telle digue fusible est simple, mais il soufre d'une incertitude quant au niveau d'eau auquel le phénomène d'érosion s'amorcera et quant Λ la rapidité de la destruction de ladite fusible.

En effet, la résistance a l'érosion d'une digue ou d' un barrage en remblai dépend de beaucoup de paramètres, notamment :

- de l'épaisseur de la nappe déversante sur la crête de la digue;

- de la durée du déversement;

- de la nature des matériaux constituant le remblai de la digue et leur densité (donc, en particulier, du compactage du remblai dans le cas des barrages en terre) ; de la section type de la digue;

- de la pente du talus aval, qui détermine, avec l'épaisseur de la nappe déversante, la vitesse d'écoulement de l'eau sur le talus aval; - de la présence ou de l'absence d'une protection sur le talus aval; par exemple, la présence d'herbe ou

autres végétations sur le talus aval augmente la résistance À l'érosion de la digue.

Comme les digues fusibles ne doivent être détruites que pour des crues de très faible probabilité, en particulier des crues exceptionnelles susceptibles de se produire tous les cent ans, tous les mille ans ou plus, il existe des doutes sur l'évolution de certains des paramètres susmentionnés dans le temps (couverture du talus aval par de la végétation, par exemple) . Des essais sur modèles réduits ou des expériences vécues avec des digues ou des barrages en remblai ayant subi des déversements par dessus leur crête ont permis d'observer qu'ils étaient parfois capables de résister plusieurs heures a des nappes déversantes ayant une épaisseur (hauteur de déversement) de plusieurs dizaines de centimètres (voir le rapport du 16ème Congrès International des Grands Barrages, Q.63-R.35, 13-17 juin 1966, pages 560 a 569, en particulier le tableau 1 page 563). Il en résulte que, en cas de crue exceptionnelle, si la digue fusible n'est pas rapidement détruite, l'eau peut continuer a s'accumuler du côté amont de la digue et à monter jusqu'à un niveau dangereux pour le restant de l'ouvrage hydraulique avant que la digue fusible ne soit détruite. Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il a été proposé de créer dans la crête de la digue fusible au moins une brèche ou canal pilote dont le fond se trouve à un niveau plus bas que celui de la crête de la digue fusible, afin qu'en déversant par dessus le fond de la brèche pilote, l'eau attaque également les flancs de celle-ci et détruise ainsi plus rapidement la digue fusible (voir le rapport du Symposium International sur les Barrages et les Crues Exceptionnelles, Grenade, 16 Septembre 1992, Tome III, article par Nelson L. de S. PINTO, pages 34 à 39, et article par Dr. Chonggang SHEK, pages 71 a 83, Fig. lb) . Toutefois, il a été observé

qu'en cas de déversement, l'érosion commence non pas au niveau du fond de la brèche pilote, mais, plus bas, au pied du talus aval de la digue, et que les flancs de la brèche pilote sont êrodés de manière significative seulement après que la partie du talus aval située au- dessous du fond de la brèche pilote a elle-même été détruite. Du point de vue de la précision du niveau d'eau auquel s'amorce la destruction de ladite fusible et du point de vue de la rapidité de cette destruction, une digue fusible avec br che pilote n'apporte donc que peu d'amélioration par rapport A une digue fusible sans brèche pilote.

Il a par ailleurs été proposé de placer au sommet du noyau étanche de la digue fusible, juste au-dessous du fond de la brèche pilote, un cylindre de quatre pieds de diamètre (environ 1,2 m) qui est noyé dans le remblai de la digue (voir le rapport du Comité des Etats-Unis sur les Grands Barrages, Modification des Barrages pour Laisser Passer des Fortes Crues, 12ème Série de Conférences Annuelles USCOLD, Fart Vorth, Texas, avril 1992, article par Paul F. Bluhm et al. , pages 1 à 25, figure 7). En cas de crue exceptionnelle, l'eau qui déverse à travers la brèche pilote érode le sable qui se trouve devant le cylindre. Au bout d'un certain temps, lorsque le sable a été chassé devant le cylindre, celui- ci est lui-même chassé par l'eau et libère une lame ou nappe d'eau dont l'épaisseur correspond au diamètre du cylindre. La lame d'eau ainsi libérée accélère l'érosion de la brèche pilote. Si un tel système connu permet effectivement d'obtenir une érosion rapide de la brèche pilote après que le cylindre a été chassé par l'eau, en revanche le moment où le cylindre est chasse et le niveau atteint à ce moment par l'eau en amont de la digue fusible ne peuvent être déterminés à l'avance avec précision. En effet, ce moment ex ce niveau dépendent notamment de la rapidité avec laquelle se produira

l'érosion devant le cylindre. La rapidité de cette érosion dépend elle-même de nombreux paramètres comme ceux indiqués plus haut à propos de l'érosion de la digue, et certains de ces paramètres peuvent évoluer dans le temps entre le moment où la digue a été construite et le moment où elle devra être détruite par une crue exceptionnelle. En outre, il a été constaté que, du fait de son poids, le cylindre s'enfonce en partie dans le noyau étanche de la digue et que ce noyau a tendance à retenir le cylindre avant qu'il ne soit chassé par l'eau. Là encore, avec ce système connu, il subsiste donc une incertitude quant à la rapidité avec laquelle la digue fusible sera détruite et quant au niveau qui sera atteint par l'eau juste avant que la digue ne soit détruite.

La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif permettant de déclencher de manière sûre et rapide la destruction d'une partie choisie d'un ouvrage hydraulique tel qu'une levée, une digue ou un barrage en remblai confinant un réservoir d'eau ou un cours d'eau, en particulier la destruction d' une digue fusible ou de tout autre partie choisie de l'ouvrage construite en matériaux érodables tels qu'elle soit destructible par érosion hydraulique, lorsque le niveau de l'eau atteint un niveau prédéfini.

A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins un élément massif en un matériau non érodable et imperméable à l'eau, qui est disposé sur la crête de ladite partie choisie de l'ouvrage et qui y est maintenu par gravité, ledit élément massif étant dimensionné en taille et en poids de manière à être chassé par l'eau lorsqu'elle atteint un niveau prédéfini, la dimension verticale de l'élément massif mesurée au-dessous dudit niveau prédéfini étant choisie de telle sorte que la nappe déversante qui est libérée après que l'élément

massif a été chassé ait une épaisseur propre à provoquer une destruction sûre et rapide de ladite partie choisie de 1 ' ouvrage.

Afin d'améliorer encore la précision du dispositif de

5 déclenchement, une chambre peut être formée à la base de l'élément massif, entre celui-ci et une surface qui le supporte, et des moyens de pressurisation peuvent être prévus pour remplir ladite chambre avec de l'eau et créer sous l'élément massif une poussée dirigée de bas

"L Q en haut quand l'eau du réservoir ou du cours d'eau atteint ledit niveau prédéfini.

A titre d'élément massif, on peut avantageusement utiliser des éléments tels que ceux décrits dans le brevet EP-0 493 1Θ3 (voir aussi le brevet EP-0 434 521),

] _5 à condition qu'ils soient dlmensionnés comme indiqué plus haut. Les éléments décrits dans les brevets EP- 0 434 521 et EP-0 493 183 sont des éléments de hausse qui sont destinés à être placés sur la crête du déversoir de l'êvacuateur de crue d'un ouvrage

20 hydraulique tel qu'une digue ou un barrage et qui, comme leur nom l'indique, ont pour fonction de relever le niveau normal de retenue (RN) de l'ouvrage hydraulique sans pour autant que la sécurité de ce dernier ne soit affectée lorsque survient une crue. Lorsque des éléments

25 de hausse tels que ceux décrits dans les deux brevets précités sont utilisés conformément à la présente invention, ils sont placés sur la crête d'une digue fusible ou de toute autre partie choisie d'un ouvrage hydraulique construite en matériaux tels qu'elle soit

30 destructible par érosion hydraulique, et ils ont pour fonction, non pas de rehausser le niveau normal de retenue de l'ouvrage, mais de servir de dispositif de déclenchement pour provoquer la destruction sûre et rapide de la digue fusible ou de ladite partie choisie

35 de l'ouvrage hydraulique lorsque l'eau atteint un niveau prédéfini .

L'invention concerne également un ouvrage hydraulique, en particulier une levée, une digue ou un barrage en remblai, dont au moins une partie choisie est construite en matériaux tels qu'elle soit destructible par érosion hydraulique, pour permettre l'évacuation d'une crue exceptionnelle par la partie choisie de l'ouvrage qui est détruite, sans que le reste de l'ouvrage ou d'autres ouvrages y associés ne soient détruits par la crue exceptionnelle, la crête de ladite partie choisie de l'ouvrage étant à un premier niveau prédéfini plus bas qu'un niveau d'eau maximal pour lequel le reste de l'ouvrage ou les ouvrages y associés sont conçus pour résister. L'ouvrage hydraulique selon l' invention est caractérisé en ce qu'au moins une partie de la crête de ladite partie choisie de l'ouvrage est aménagée pour recevoir au moins un élément massif qui est posé et maintenu par gravité sur ladite partie aménagée de la crête, ledit élément massif étant dlmensionné en taille et en poids de manière à être chassé par l'eau lorsque celle-ci atteint un second niveau prédéfini compris entre ledit premier niveau prédéfini et ledit niveau d'eau maximal, les premier et second niveaux prédéfinis étant choisis de telle sorte que leur différence donne lieu, après que l'élément massif a été chassé, à une nappe déversante dont l'épaisseur provoque une destruction sûre et rapide de ladite partie choisie de l'ouvrage. De préférence, la différence entre les premier et second niveaux prédéfinis est d'au moins deux mètres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de deux formes d'exécution de l'invention données a titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation de face d' une partie d'une digue ou d'un barrage en remblai comportant une brèche pilote dans laquelle est installé un

dispositif de déclenchement conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation de face montrant un barrage et sa digue fusible, sur la crête de laquelle est installé un dispositif de déclenchement conforme à 1 ' i vention; la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1 ou de la figure 2 dans le cas d' une digue en un matériau homogène et imperméable; la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3 dans le cas d'une digue à noyau étanche; la figure 5 représente schêmatiquement, en coupe verticale et à plus grande échelle que dans les figures 3 et 4, un élément utilisable conformément a l'invention pour déclencher la destruction de la digue fusible; la figure 5a est un graphique montrant les différentes forces qui, en service, peuvent être appliquées audit élément, en supposant, pour simplifier, qu'il a une forme parailélêpipédique; et les figures 6a à 6e illustrent divers stades successifs du processus de destruction d'une digue fusible lorsque l'on utilise un ou plusieurs éléments conformes à la présente invention. La portion de digue 1 représentée dans la figure 1 peut être une portion d'une digue fusible ou encore une partie choisie d'une levée, d'une digue ou d'un barrage en remblai, construite en matériaux êrodables par l'eau. Il n'est pas nécessaire que la portion de digue concernée ait été conçue dès l'origine pour être destructible en cas de déversement par dessus sa crête. En effet, l'invention permet αe déclencher la destruction d'une partie choisie d'un ouvrage hydraulique (pour permettre l'évacuation d'une crue exceptionnelle en un point choisi de l'ouvrage hydraulique) même si cette partie choisie de l'ouvrage

n'avait pas été conçue à cet effet lors de la construction de l'ouvrage hydraulique, mais à condition toutefois qu'elle ait été construite à l'origine en matériaux érodables par l'eau. En pratique, l'invention pourra s'appliquer à toute digue ou barrage en remblai (en terre ou en enrochement), qu'il soit déjà construit ou nouveau.

Dans la figure 1, le numéro 2 désigne la crête de la portion de digue 1, le numéro 3 le talus aval de la digue et le numéro 4 une brèche ou canal pilote formé dans la crête 2 de la digue. Si la portion de digue 1 à détruire a une grande longueur, plusieurs brèches ou canaux pilotes 4 peuvent être formés dans la crête 1 de façon connue à intervalles les uns des autres. Conformément à l'invention, plusieurs éléments massifs 5 (trois dans le cas de la figure 1) en un matériau non érodable et imperméable à l'eau, par exemple en métal ou en béton, sont disposés côte à côte de manière jointive dans la brèche pilote 4 afin de 1 ' obturer. Les éléments 5 peuvent être posés directement sur le fond 6 de la brèche pilote 4 ou, de préférence, sur une assise 7 formée ou placée sur le fond 6 de la brèche pilote 4. Des organes d'ètanchéité (non montrés) sont disposés entre les éléments 5 et entre ceux-ci et les flancs 8 et 9 de la brèche pilote 4, ainsi qu'entre les éléments 5 et l'assise 7.

La figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel plusieurs éléments massifs 5, par exemple six éléments massifs, sont disposés côte à côte et de manière jointive sur toute la longueur de la crête 12 d'une digue fusible 11 constituant une partie d'un barrage en remblai 13. Le barrage 13 peut être un barrage principal ou un barrage de col associé à un barrage principal. Usuellement, la crête 12 de la digue fusible 11 est à un niveau plus bas que celui de la crête 14 du barrage 13. La différence entre ces deux

niveaux est habituellement choisie de telle façon que, en cas de crue exceptionnelle, l'eau puisse déverser par dessus la crête 12 de la digue fusible 11, mais qu'elle ne puisse pas déverser par dessus la crête 14 du barrage 13. La digue fusible 11 est délimitée latéralement par deux murs bajoyers 15 et 16, en béton ou en maçonnerie, destinés à limiter la destruction uniquement à la digue fusible 11 en cas de déversement par dessus sa crête, donc sans que cette destruction ne s'étende également au barrage 13. Comme dans le mode de réalisation de la figure 1, les éléments 5 peuvent être posés directement sur la crête 12 de la digue fusible 11 ou sur une assise 7 placée ou formée sur la crête 12. Des organes d'ètanchéité (non montrés) sont disposés entre les éléments 5 et entre ceux-ci et les murs bajoyers 15 et 16, ainsi qu'entre les éléments 5 et l'assise 7.

La figure 3 représente une section type d'une digue fusible en un matériau homogène perméable, par exemple en argile ou en sable argileux. Le numéro 17 désigne un drain, par exemple en graviers, qui draine vers le pied du talus aval 3 de la digue l'eau infiltrée dans le remblai de celle-ci. La figure 4 montre une autre section type d'une digue fusible, comportant un noyau étanche 18 et un filtre drainant 19. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à des digues fusibles ayant une section type telle que celles montrées à titre d'exemple dans les figures 3 et 4. C'est ainsi notamment que la digue peut comporter une membrane interne d'ètanchéité ou encore une membrane amont d'ètanchéité. Dans ce dernier cas, la membrane amont d' étanchéité est de préférence prolongée Jusqu'à l'assise 7 et raccordée à celle-ci.

Dans les figures 3 et 4, Rff désigne le niveau normal de retenue et RM désigne le niveau maximal, c'est-à-dire le niveau d'eau le plus haut pour lequel le barrage 13 est conçu pour résister. Normalement, en cas de crue

exceptionnelle la digue fusible 11 doit se détruire avant que l'eau atteigne le niveau maximal RM. Toutefois, elle ne doit pas se détruire trop tôt ou pour un niveau d'eau sensiblement plus bas que le niveau maximal RM, faute de quoi la digue pourrait être détruite inutilement si les autres évacuateurs de crue du barrage s'avèrent suffisants pour évacuer la crue. Dans ces conditions, une grande partie de l'eau du réservoir en amont de la digue 1 ou 11 serait perdue inutilement et la crue créée en aval de la digue par suite de sa rupture pourrait être plus importante que la crue entrant dans le réservoir du barrage. Il est donc souhaitable que la digue 1 ou 11 soit détruite de manière sûre et rapide seulement lorsque l'eau atteint un niveau prédéfini, par exemple le niveau indiqué en N dans les figures 3 et 4. Ce niveau N est au plus égal au niveau maximal RM et il est de préférence choisi de façon à être inférieur de quelques dizaines de centimètres au niveau maximal RM. Dans les figures 3 et 4 (voir aussi la figure 5) Ni désigne le niveau de la surface supérieure de l'assise 7 qui sert de surface de support pour les éléments 5, et _f=_ désigne le niveau du fond 6 de la brèche pilote 4 (dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 1) ou le niveau de la crête 12 de la digue fusible 11 (dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 2). La différence Ni - N_» représente donc l'épaisseur de l'assise 7 au-dessus du fond 6 ou de la crête 12. L'assise 7 peut être par exemple constituée par une plaque métallique de quelques centimètres d'épaisseur ou encore par une dalle en béton. L'assise 7 peut être pourvue, sur sa face inférieure, d'un talon 21, qui pénètre dans la digue afin d'empêcher l'assise 7 de glisser sur le fond 6 de la brèche pilote ou sur la crête 12 de la digue. L'assise 7 peut être également pourvue, sur sa face

supérieure, d'au moins une butée 22 pour chaque élément 5, afin d'empêcher celui-ci de glisser vers l'aval sous l'action de la poussée P exercée par l'eau sur la face amont de l'élément 5. Les éléments 5 peuvent être construits de la même manière que les éléments de hausse décrits dans le brevet EP-0 493 183 (ou dans le brevet EP-0 434 521). Comme les éléments de hausse connus, chaque élément 5 est dlmensionné en taille et en poids pour que le moment des forces motrices qui sont appliquées par l'eau à l'élément 5 et qui tendent à le faire basculer autour de la butée 22, atteigne le moment des forces résistantes qui tendent à maintenir l'élément 5 en place sur l'assise 7, et qu'en conséquence ledit élément 5 soit déséquilibré et chassé par l'eau lorsque celle-ci atteint le niveau prédéfini N. Lesdites forces motrices sont la poussée P de l'eau sur la face amont de l'élément 5 et la sous-pression ou poussée U, dirigée de bas en haut, qui s'exerce éventuellement sur la surface inférieure de l'élément 5 et qui est due à l'existence de fuites éventuelles sous l'élément 5 ou à la présence d'un dispositif déclencheur qui sera décrit plus loin. Les forces résistantes qui tendent à stabiliser chaque élément 5 sur l'assise 7 sont le poids propre V de l'élément 5 plus, éventuellement, le poids du volume d'eau qui surplombe la fraction immergée de l'élément 5. Par exemple, en supposant, pour simplifier, que l'élément 5 a une forme parailélépipédique (figure 5a), avec une largeur L et une hauteur Hi , les valeurs de P, U et V par mètre linéaire des éléments 5 et les valeurs des moments moteur et résistant correspondants sont donnés par les formules suivantes :

(1)

(3)

(4)

(5)

(6)

Dans les formules sus-indiquées (valables pour 3B < z < Hi ) , P, U, V, L et H ont les significations indiquées plus haut, B est la hauteur de la butée 22 (B 0), z est la hauteur d'eau au-dessus de la surface supérieure de l'assise 7 (au-dessus du niveau N ), Mm est le moment moteur en l'absence de sous-pression U, XmU est le moment moteur en présence d* une sous-pression U, ~ % . est le poids volumique de l'eau, *_, est le poids volumique moyen de l'élément 5 et Mr est le moment résistant. Au moment où l'eau atteint le niveau N ( z = N - Ni), c'est-à-dire au moment où l'élément 5 doit basculer autour de la butée 22, on doit avoir :

Mm = Mr (7) en l'absence de sous-pression U, ou :

MmU = Mr (8) si des moyens sont prévus pour créer une sous-pression U. Pour la mise en oeuvre de la présente invention, le niveau prédéfini N pour lequel les éléments 5 doivent basculer est fixé à l'avance comme indiqué plus haut. La hauteur d'eau z qui correspond à la différence de niveau N - N et qui correspond également à l'épaisseur de la nappe d'eau qui sera libérée au moment où les éléments 5 sont déséquilibrés et chassés par l'eau, est choisie de telle façon que l'épaisseur de la nappe d'eau ainsi obtenue provoque de manière sûre et rapide la destruction, par érosion hydraulique, du talus aval 3 de la digue 1 ou 11 et, par voie de conséquence, la destruction de la digue elle-même. Ce choix doit être effectué en fonction des matériaux constituant le remblai de la digue 1 ou 11. Dans le passé, il a été observé que parmi les barrages en terre qui ont subi un

déversement sur leur crête, aucun n'a résisté au déversement d'une nappe d'eau de 2 m d'épaisseur. En conséquence, pour le dl ensionné e t des éléments 5 de la présente invention, la hauteur d'eau z (z = N - i ) est de préférence choisie de manière à être au moins égale à 2 m dans le cas d'une digue ou d'un barrage en terre. Dans le cas d'un barrage en enrochement, la hauteur d'eau z pourra être plus importante, la valeur appropriée pouvant être déterminée en fonction des matériaux utilisés par des essais sur modèles réduits.

Le niveau N ayant été fixé à l'avance et la hauteur d'eau s ayant été ainsi choisie, le niveau Ni est par conséquent défini (Ni = N - z). Dans le cas ou les éléments 5 sont posés directement sur le fond 6 de la brèche pilote 4 (figure 1) ou sur la crête 12 de la digue 11 (figure 2), le fond 6 de la brèche 4 ou la crête 12 de la digue 11 est arasé au niveau Ni ainsi défini s'il s'agit de construire une nouvelle digue, ou il est éventuellement dérasé audit niveau Ni s'il s'agit d'aménager une digue déjà existante. Dans le cas où les éléments 5 sont posés sur une assise 7, le fond 6 de la brèche 4 (figure 1) ou la crête 12 de la digue 11 (figure 2) est arasé (digue nouvelle) ou éventuellement dérasé (digue déjà existante) à un niveau N__ un peu inférieur au niveau Ni défini comme indiqué plus haut.

La différence de niveau Ni - N_» correspond à l'épaisseur de l'assise 7 qui est placée ou construite sur le fond 6 de la brèche pilote 4 ou sur la crête 12 de la digue 11.

De préférence, la hauteur Hi des éléments 5 est choisie de manière à être plus grande que la hauteur d'eau z = N - N , afin que l'eau ne déverse pas par dessus la crête des éléments 5 avant leur basculement, même en présence de vagues dans le réservoir. Autrement, l'eau déversant par dessus la crête des éléments 5 pourrait dans certains cas provoquer un affouillement du remblai à la base des éléments 5, du

côté aval de ceux-ci. Cet affouillement pourrait déstabiliser les éléments 5 et provoquer leur basculement avant que l'eau en amont desdits éléments atteigne le niveau N. Toutefois, lorsqu'on peut tolérer un déversement faible et de courte durée par dessus la crête des éléments 5 sans que cela nuise à la stabilité desdits éléments, leur hauteur Hi peut être choisie de façon à être égale ou légèrement inférieure à la hauteur d'eau z précitée. Afin de provoquer le basculement des éléments 5 de manière plus sûre et avec une plus grande précision en ce qui concerne le niveau d'eau auquel se produit le basculement, un dispositif déclencheur peut être associé à chaque élément 5 pour créer sous celui-ci une sous- pression U lorsque le niveau de l'eau atteint le niveau prédéfini N, comme cela est connu pour les éléments de hausse décrits dans le brevet EP-0 493 183. A cet effet, on peut utiliser par exemple un dispositif déclencheur tel que celui montré dans la figure 5. Ce dispositif déclencheur comprend une chambre 23, qui est formée à la base de l'élément 5, entre celui-ci et l'assise 7, et un conduit de pressurisation 24 dont l'extrémité supérieure, par exemple en forme d'entonnoir, se trouve à un niveau égal ou un peu inférieur au niveau prédéfini N, et dont l'extrémité inférieure débouche dans la chambre 23. En service normal, le conduit de pressurisation 24 met la chambre 23 en relation avec l'atmosphère. Par contre, lorsque le niveau de l'eau atteint et dépasse le niveau prédéfini N pour lequel l'élément de hausse doit basculer, la chambre 23 se remplit d'eau à travers le conduit de pressurisation 24 et une sous-pression U est créée sous l'élément 5, pour provoquer de manière plus sûre son basculement. Afin d'éviter que la chambre 23 ne soit remplie trop tôt par des vagues dont la crête dépasse le niveau prédéfini N et afin d'éviter ainsi que l'élément 5 ne bascule trop

tôt, la chambre 23 peut comporter, de façon connue, un orifice de drainage 25 (figure 5) dont la section est plus petite que celle du conduit 24. Ainsi, les fuites éventuelles d'eau entre l'élément 5 et l'assise 7 et/ou 1 ' eau qui pénètre dans la chambre 23 à travers le conduit 24 a cause des vagues sont évacuées par l'orifice de drainage 25 sans qu'il se crée dans la chambre 23 une sous-pression capable de faire basculer l'élément 5. Par contre, si le niveau moyen de l'eau

1 0 atteint de manière stable le niveau prédéfini N, la chambre 23 se remplit rapidement par le conduit 24, malgré la présence de l'orifice de drainage 25, jusqu'à ce que la charge d'eau crée dans la chambre 23 une poussée verticale U qui, avec la poussée P, fait

^ basculer l'élément 5.

En plus ou en remplacement du dispositif déclencheur de la figure 5, on peut prévoir un autre dispositif déclencheur tel que celui représenté sur la figure 8 du brevet EP-0 493 183.

2o L es figures 6a à 6e montrent plusieurs étapes successives du processus de destruction de la digue 1 ou 11 des figures 1 et 2 lorsque survient une crue exceptionnelle. Dans la figure 6a, l'eau n'a pas encore atteint le niveau prédéfini N. Les éléments 5 restent

25 stables sur leur assise 7. Lorsque l'eau atteint le niveau prédéfini N, les éléments 5 basculent vers l'aval (figure 6b) sous la poussée de l'eau et, si un dispositif déclencheur est prévu, grâce à la sous- pression U créée sous les éléments 5. Les éléments 5

30 sont alors chassés par l'eau ( figure 6c), de sorte qu'une nappe d'eau de forte épaisseur z = N - Ni , dont la valeur est de préférence d' au moins 2 m, déverse par dessus le fond 6 de la brèche pilote 4 de la digue 1 ou par dessus la crête 12 de la digue fusible 11 et, de là,

35 sur le talus aval 3 de la digue 1 ou 11. Il en résulte une forte érosion et une destruction rapide du talus

aval 3 (figure 6d) , puis une destruction quasi totale de la partie choisie de la digue 1 ou de la digue fusible 11 (figure 6e). Sur la figure 1, on a représenté, en traits mixtes, l'allure de la grande brèche créée dans la partie choisie de la digue 1 après le passage de la crue exceptionnelle.

Eien que les exemples de réalisation décrits ci- dessus fassent plus particulièrement référence à une digue ou à un barrage frontal, il va de soi que l'invention s'applique également à une levée ou à une digue bordant latéralement un cours d'eau. Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi notamment que les formules (1) à (6 ) indiquées plus haut pourront varier par exemple avec la forme des éléments 5, avec la distribution de la sous- pression U qui peut être différente de celle montrée sur la figure 5a et qui peut avoir par exemple une distribution uniforme, ou encore avec le type de dispositif déclencheur utilisé pour créer la sous- pression U sous les éléments 5.