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Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements

Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 1 Rock Manual Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes --- Céline TRMAL CETMEF – DPMVN Division Ouvrages Portuaires Maritimes 03 44 92 60 83 – celine.trmal@equipement.gouv.fr Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 2 Plan de l’exposé • Les différents types d’ouvrages maritimes en enrochements naturels • Les principes de dimensionnement des digues • Les fonctions des enrochements naturels • Les caractéristiques des enrochements • La carapace, les couches filtre et le noyau Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 3 Ouvrages de protection des ports utilisant des enrochements Digue à talus conventionnelle avec ou sans mur de couronnement Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 4 Ouvrages de protection des ports utilisant des enrochements Digue à berme Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 5 Ouvrages de protection des ports utilisant des enrochements Soubassement des digues verticales en caisson Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 6 Ouvrages de protections des ports utilisant des enrochements Digue surbaissée Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 7 Ouvrages de protections des quais utilisant des enrochements Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 8 Ouvrages de protection du littoral utilisant des enrochements Revêtement Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 9 Brise-lame Ouvrages de protection du littoral utilisant des enrochements Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 10 Epi Ouvrages de protection du littoral utilisant des enrochements Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 11 Protection de pied Ouvrages de protection du littoral utilisant des enrochements Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 12 Le dimensionnement des digues La conception des digues doit prendre en compte de plusieurs aspects : Les performances hydrauliques protection du plan d’eau (définition du plan masse), franchissement… La stabilité hydraulique résistance de la carapace, règle de filtre… La stabilité géotechnique stabilité au grand glissement du talus, tassement… La résistance des matériaux et de leur disponibilité résistance des blocs de carapace et du mur de couronnement… La construction et la maintenance méthode de construction, accessibilité de l’ouvrage… Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 13 Les fonctions des enrochements naturels Les matériaux naturels remplissent principalement 3 fonctions : (1) faire du volume (noyau) (2) assurer la protection des fines contre l’action de la mer (couches de filtre) (3) protéger le tout contre l’action de la houle (carapace) Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 14 Caractéristiques des enrochements Les caractéristiques des enrochements liées au dimensionnement sont principalement : – La taille de l’enrochement et la granulométrie du matériau granulaire →M50, D85, D15 – La masse volumique – La forme des blocs d’enrochement – Leur durabilité et résistance (à la fragmentation, à l’usure, au gel-dégel…) Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 15 La carapace (1) avec : • M50 : masse médiane de la carapace (t) • H : hauteur de la houle de projet (H1/3 ou H1/10) • ρs : masse volumique du matériau (t/m3) • ρw : masse volumique de l’eau de mer (t/m3) • α : pente de l’ouvrage • KD : coefficient de stabilité, dépendant du dommage admissible, de la forme du blocs, du déferlement ou non de la houle α ρ ρ ρ cot 1 3 3 50         − = w s D s K H M Formule d’Hudson Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 16 La carapace (2) • N = nombre de vague pendant la tempête “projet” • Hs = hauteur de houle significative “de projet” au pied de la structure • Dn50 = diamètre nominal dépassé par 50% des blocs = (M50/ ρs)1/3 • ∆= ρs/ρw-1 • ξm = coefficient de déferlement utilisant la période moyenne de la houle Tm (s); ξ m = tan α /√(2π /g Hs /Tm 2) • P = coefficient de perméabilité ; = 0.5 pour digues à talus avec carapace en 2 couches; l’utilisation d’un géotextile réduit la perméabilité ce qui peut conduire à l’utilisation de blocs plus lourds • Sd = niveau de dégâts – 0.5 = absence de dégâts – 2 à 3 = dégâts acceptables ) ( cot 0 . 1 2 . 0 13 . 0 50 gonflant t déferlemen si N S P ∆D H c m P m d n s ξ ξ ξ α ≥         = − ) ( 2 . 6 5 . 0 2 . 0 18 . 0 50 plongeant t déferlemen si N S P ∆D H c m m d n s ξ ξ ξ <         = − [ ] 5 . 0 1 31 . 0 tan 2 . 6 + = P c P α ξ Formule de Van der Meer Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 17 La carapace (3) Paramètres importants influençant la taille des enrochements : – La houle de projet Nécessité de connaître le climat de houle et de définir le niveau de protection souhaité – Pente de l’ouvrage En générale, la pente adoptée est très souvent celle qui correspond au talus naturel des matériaux déversés dans l’eau, i.e. 4/3 et 3/2 Possibilités de réduire la pente pour diminuer la taille des blocs ou pour réduire la réflexion à 2/1 ou 3/1 – Masse volumique du matériau Une masse volumique élevée a un effet favorable sur la stabilité Par ex. un enrochement de 2.3 t/m3 doit avoir un poids 1.8 fois supérieur à celui d’un enrochement de 2.65 t/m3 pour avoir la même stabilité face à la houle Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 18 La carapace (4) Impact de d’autres paramètres : – Influence de la gradation du matériau (D85/D15) Formules de dimensionnement valides que pour D85/D15 <2.25 Augmentation des dommages – Influence de la forme des blocs d’enrochements Enrochements de formes arrondies moins stables (perte d’imbrication) – Influence du placement et du rangement des blocs Augmentation de la stabilité si le placement est ordonné (carapace plus dense) Mais difficile à réaliser, nécessite des blocs d’enrochement parallélépipédiques, augmentation du franchissement et de la réflexion de la houle Utilisation des enrochements dans les ouvrages maritimes Journée « enrochements » du CFBR – CFGI – CFMR - CFMS 2 février 2006 CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales 19 La carapace (5) M50 →Mmoyen →classe granulaire (standard ou non standard EN13383) Choix de la catégorie à adopter 690 540 1500 1000 300 200 300-1000 2100 1700 4500 3000 1000 700 1000-3000 4800 4200 9000 6000 3000 2000 3000-6000 8500 7500 15000 uploads/Ingenierie_Lourd/ cetmef-trmal-enrochement.pdf