Typologie de l’érosion externe

L’érosion externe est le phénomène d’arrachement des particules de sol sous l’action extérieure naturelle. Cette action peut être engendrée par la surverse de l’eau sur la crête d’un ouvrage (figure 15), la pluie et la concentration du ruissellement ou l’érosion pluviale (figure 11), les vagues ou le marnage et l’écoulement dans la rivière ou le canal, l’écoulement après le déversoir ou l’égout. a. La surverse : La surverse est le débordement de l’eau au-dessus de l’ouvrage (figure 10). Ce phénomène se produit en cas d’absence de déversoir, lors d’une tempête ou d’une inondation dépassant la valeur prévue. Si la vitesse de l’écoulement est supérieure à la limite d’arrachement, le phénomène d’érosion se produit. Le mécanisme d’érosion s’amorce à partir du bord aval de la crête et progresse jusqu’à ce qu’une brèche soit ouverte. Le phénomène peut durer de quelques minutes à quelques heures selon le type et la taille des matériaux ainsi que la hauteur de l’eau au-dessus de la crête. Le caractère localement plus ou moins sableux des matériaux constitutifs des remblais et l’hétérogénéité dans la compacité sont des facteurs qui aggravent la sensibilité des digues à la surverse ; le profil en long irrégulier de la crête de digue, avec présence de points bas dus à des défauts de nivellement ou à des tassements différentiels induit une concentration locale des débits de surverse. Figure 10: Phénomène de surverse (DREAL centre, 2010) b. La pluie et la concentration du ruissellement : Lorsque les gouttes de pluie touchent le sol, elles créent une force tangentielle qui arrache des particules ou des agrégats de sol. Le ruissellement de la pluie transporte les particules arrachées et peut aussi éroder le sol si la surface est en pente forte. Ces deux phénomènes sont représentés sur la figure 11.  Figure 11: Phénomène d’érosion pluviale (Pham, 2008) c. Les vagues et l’écoulement Les vagues et le marnage conduisent à l’érosion de surface ou volumique du rivage (figure 12). On peut interpoler ce phénomène d’attaque par les vagues dans le cas de l’érosion fluviatile lors des crues intenses : la percolation des vaguelettes sur les berges engendre le soutirage des particules superficielles qui sont par la suite déposées le long de la zone côtière. Ce phénomène peut se répéter vers l’intérieur des terres, comme dans le cas de l’érosion fluviatile Figure 12: Phénomène d’érosion marine ( Posamentier et Allen, 1999) Les principales sources et pertes de sédiments pour la côte : (2) : la dérive littorale qui apporte des sédiments des zones adjacentes, : les rivières qui transportent vers la côte les sédiments du continent, (4) : le vent du continent qui apporte un peu de sédiments fins, (5) : l’érosion de certains secteurs de côtes (falaises, côtes basses, etc.), (6) : la zone intertidale et la zone marine qui apportent à la côte les sédiments déjà accumulés sous forme de bancs de sable ou de haut-fond. (7) : vers la zone intertidale et marine par les courants d’arrachement, (8) : vers les dunes par le vent, Figure 13: Phénomène d’érosion dans la rivière (source internet) Sur cette figure, l’érosion se passe du côté concave de la rivière où le courant est plus fort à cause de la raideur de la pente. Les dépôts se forment du côté convexe où le courant est plus ou moins stable car la pente est faible, cette stabilité favorise les dépôts des sédiments. d. L’affouillement L’affouillement correspond à l’érosion externe du pied de la berge, puis à l’érosion externe du corps de digue si celle-ci est proche de la berge (figure 14). C’est la vitesse importante de l’eau (aggravée éventuellement par la fragilité des berges, l’absence de protection ou d’ancrage des berges) qui provoquent l’érosion en pied. Il en résulte un raidissement de la pente locale qui, associé à l’affaiblissement des caractéristiques mécaniques (du fait de la saturation des matériaux), entraîne alors des glissements favorisant à leur tour les perturbations hydrauliques (tourbillons) et les érosions par glissements successifs du talus côté fleuve de la digue et/ou de la berge, le mécanisme débouche à l’ouverture d’une brèche dans le corps de digue.