Évaluation de la Direct-Linear Transformation (DLT) pour la restitution tridimensionnelle d’un modèle réduit d’une retenue d’eau et considérations dynamiques pour sa rupture par surverse.

Abstract

Les digues sont des ouvrages largement répandus pour la protection des biens et des populations. Cependant, leur vieillissement ainsi que les sollicitations subies lors d’évènements hydrauliques extrêmes peuvent conduire à la formation de brèches et à la rupture de la retenue d’eau. Du point de vue de la gestion des risques, il est crucial d’étudier et de comprendre les processus de formation de brèche (Dewals et al., 2014) .

Vu l’extrême difficulté et la dangerosité d’effectuer des mesures détaillées au cours d’événements réels, l’étude de ces processus se fait presque exclusivement par modélisations physiques et par modélisations numériques. La combinaison des deux types de modélisation est l’approche la plus efficiente pour l’analyse et la compréhension de tels phénomènes (Erpicum et al., 2009). Cependant, la validation et la calibration des modèles numériques sont rendues difficiles par l’absence ou la faible fiabilité des données issues des modèles physiques (Mohamed, 2002).

Les principales mesures effectuées sur le modèle physiques sont la hauteur d’eau sur les parties amont et aval du talus, des mesures de pression à certains endroits ponctuels, la mesure de la vitesse de l’eau juste avant qu’elle ne passe la brèche, les propriétés du sol, la mesure de la section de la brèche après expérience ou encore la croissance de celle--‐ci durant l’expérience via l’analyse de photographies (Morris et Hassan, 2007). Dans le domaine de l’analyse de photographies ou de vidéos, domaine sur lequel porte particulièrement notre intérêt, certains chercheurs filment le talus de profil, confiné dans un canal transparent, au cours de l’expérience (Schmocker et Hager, 2009).

Le laboratoire HECE (Hydraulics in Environmental and Civil Engineering) de l’Université de Liège dispose de tels modèles physiques et de matériel (appareils photographiques grand public) pour extraire de l’information utile à la validation de leurs modèles numériques. Cependant, un surplus de données spatiales et temporelles fiables serait le bienvenu. C’est dans ce cadre que s’inscrit ce projet d’étude avec, comme question de recherche :

Quelle méthode, simple à reproduire, permettrait d’obtenir un modèle numérique dynamique de surface représentant l’évolution de la rupture d’un ouvrage hydraulique (maquette), à la précision de l’ordre de la taille des éléments constitutifs du barrage et, en utilisant comme outils d’acquisition, des caméras grand public?

Suite à un état de l’art présentant non seulement les techniques de modélisation physique de maquette de retenue d’eau mais aussi de certaines pratiques du domaine de la photogrammétrie et de la vision par ordinateur, une hypothèse de réponse à la question de recherche sera formulée. Cette proposition de réponse impliquant certaines considérations théoriques à propos de la Direct Linear Transformation, un large chapitre y sera consacré. L’élaboration théorique, progressivement complexifiée sera implémentée dans le logiciel MATLAB. En plus de ces scripts MATLAB, véritables transpositions techniques et pratiques de la théorie, un protocole d’acquisition de données sera imaginé. L’implémentation progressive sera systématiquement validée par une application sur une maquette en blocs « Lego ». Lorsque les algorithmes et le protocole d’acquisition de données seront jugés suffisamment mûrs et efficaces, ils seront appliqués à l’objet d’intérêt : le modèle réduit de retenue d’eau.

Enfin, certaines considérations, si l’expérience se voulait dynamique seront apportées.