La modélisation des écoulements de laves torrentielles boueuses - De la validation en laboratoire au zonage des risques sur le terrain

Résumé

Les laves torrentielles boueuses sont des écoulements transitoires rapides qui mobilisent des mélanges d'eau et de matériaux solides de granulométrie très étendue dès lors que certaines conditions d'humectation des sols en place sont atteintes. D'un point de vue rhéologique, lorsque que la teneur en argile est suffisante, les matériaux concernés se comportent au niveau macroscopique comme des fluides à seuil rhéofluidifiants. Le caractère transitoire de ces phénomènes a nécessité la mise au point d'outils numériques spécifiques pour les étudier et pour prédire leur comportement. Ainsi deux modèles fondés sur des équations de type Saint-Venant associées à une loi d'écoulement spécifique ont été écrits pour représenter les écoulements canalisés d'une part, et les étalements hors d'un chenal principal d'autre part. Ces deux modèles ont été validés par comparaison à des écoulements de fluides modèles (sur modèle réduit) en laboratoire. L'accent est actuellement mis sur l'utilisation pratique de ces modèles sur le terrain, dans le cadre de zonages des risques torrentiels. Compte tenu de l'indétermination pesant dans la plupart des cas sur l'ampleur de ces phénomènes, une approche fondée sur des scénarios de crue est nécessaire. Une telle démarche nécessite l'utilisation couplée des deux modèles précédemment cités mais également l'emploi de diverses méthodes de laboratoire ou de terrain dont le but est d'obtenir une meilleure caractérisation des matériaux susceptibles de s'écouler. Ce travail permet également de mettre en évidence des axes de recherche à développer pour améliorer les performances des outils proposés.