Conception et dimensionnement des digues talus.

Vocabulaire :

Ouvrages extrieurs des ports : Jete, digue, mole ou brise lame

Digue : Cest un terme gnral qui couvre toute une varit douvrage

maritime et fluvial

Jete : Un ouvrage touchant le rivage et avanant en mer en contact avec

leau des deux cts

Un mle : Un ouvrage intrieur

Brise lames : Son usage est utilis pour les ouvrages qui se dtachent du

rivage.

Dfense de cte : Dsigne des ouvrages sensiblement parallle la cte.

Classification :

Les digues verticales

Les digues talus

Les digues mixtes

Les digues verticales ;

- Contours bien limits

- Constituent des zones daccostage ct intrieur

- Rflchissantes

- Offrent peu de souplesse (rosion, tassement, ..) - Les ruptures sont totales

- Mise en place complexe

- Incertitudes aux calculs des efforts de la houle dferlante.

- En gnrale rserv aux grandes profondeurs

Les digues talus

Coefficient de rflexion plus faible

Moins franchissables

Les risques daffouillement sont attnus

Ncessit de matriaux naturels de type enrochement avec des

volumes importants

Les digues mixtes

Implantes dans les mers marnage

Alternative la digue talus dans le cas o le sol ne peux le poids

Le soubassement autorise la partie verticale sec

SOUBASSEMENT

Augmentation du niveau dassise de la digue talus FONDATION

Cest un filtre entre le soubassement et la digue Elle peut tre partielle

NOYAU Le remblai intrieur de louvrage Matriaux tout-venant Cot infrieur / aux autres matriaux

CARAPACE Dissipation de lnergie Protection de lensemble de louvrage de la houle Le poids des blocs doit rsister aux efforts engendr par la houle Ces blocs peuvent tre en enrochement ou artificiels en bton Bton non arm poss suivant les pentes variant de 3/1 4/3 gnralement en 2

couches

Question ! Le choix des caractristiques du bloc

BUTEE DE PIED

Limite le risque de glissement

Scurit supplmentaire / affouillement

Etablie laide denrochement

COURONNEMENT Structure en bton pose en partie suprieur de louvrage .Compos dune dalle

horizontale et un mur vertical

Limite le franchissement

Protge le talus arrire de limpact de franchissement

CRITERES DE DIMENSSIONNEMENT DES DIGUES A TALUS

Le dimensionnement d'un ouvrage portuaire ou ctier de protection contre la houle ncessite la prise en compte des contraintes relevant de divers disciplines tel que : Hydraulique maritime Mcanique des sols (tudes gotechniques) Rsistance des matriaux Procds de construction (outillages disponibles) . Les aspects technico - conomiques

Les aspects hydrauliques sont dterminants dans le dimensionnement d'un ouvrage maritime parmi les facteurs intervenant dans l'tude. En particulier, l'valuation de la houle de projet et le calcul du poids des blocs de la carapace en fonction des conditions d'tude Il faut galement penser aux problmes lis de dferlement, le franchissement

et la dure de la tempte pour le dimensionnement (des tudes sur modles rduits peuvent apporter des rponses ces problmes).

Dimensionnement des digues talus :

Mthodologie Pr dimensionnement de louvrage partir des formules dduites, pour une part trs importante, de recherches de laboratoire. Vrification de la stabilit du moyen de modles physiques des sections courantes et des points singuliers tels que le musoir./

Stabilit des digues talus : Les formules de stabilit donnent le poids des blocs en fonction de :

H : Hauteur de la houle de projet. T : la priode de la houle de projet. L : la longueur d'onde.

Angle du talus de la digue par rapport l'horizontale.

: La densit du bton ou d'enrochement utiliss.

Formule de stabilit de Hudson

Analyse de la relation du Hudson

Intrt d'utiliser des btons dense L'augmentation de la densit fait diminuer le poids W des blocs paramtres constants W diminue quand la pente du talus diminue. Importance du choix du site W est proportionnel H3 (ainsi si H est multiplie par 2 le poids sera multipli par 8) Le problme du franchissement (Run - up et Overtopping) : Ce franchissement peut crer une agitation importante ct bassin (port) et une destruction du talus

Evacuation des eaux

Carapace :

Le poids des blocs de la carapace est dtermin par la formule de Hudson (ou une autre formule de stabilit)

. Les lments de la carapace sont habituellement disposs en deux couches

Les ttrapodes de la couche infrieure ont un pied vers le haut et ceux de la couche suprieure sur un pied vers le talus fin dobtenir une bonne imbrication.

Pour le calcul se lpaisseur de cette carapace, Hudson propose la formule suivante:

o K est un coefficient exprimental dont les valeurs, fonctions de

la nature du bloc, sont donnes dans le tableau ci-dessous; o n dsigne le nombre de couches.

Le coefficient de couche (kD ) et la porosit (P) pour diffrents blocs sont donns par le tableau suivant :

Nombre d'lment de la carapace : Par 1m2 le nombre de bloc Nr est donn par :

o P est la porosit moyenne donn dans le tableau au - dessus.

31

r

wk.ne

=

Sous - couches : Entre les blocs de la carapace et le noyau sont interposes une ou plusieurs couches intermdiaires d'enrochements leurs rle est de crer un ou plusieurs filtres entre les matriaux fins du noyau et les blocs de la carapace de grande dimension.

Bute de pied : C'est l'un des lments les plus importants pour la stabilit de la digue, on doit y apporter une attention minutieuse. Son rle est double :

Servir bloquer la carapace extrieure. Rsister l'affouillement.

Cette bute peut tre construite par les mmes blocs que la carapace. Mais en gnral on utilise des enrochements. Le niveau suprieur de cette bute sera 1,2 1,3H sous le niveau des plus basses eaux observes.

Le poids unitaire des enrochements naturels de la bute de pied (qui sont souvent les plus utiliss) est prdtermin par la formule amnage de la relation de Hudson : Le poids unitaire des blocs de la bute de pied peut tre calcul par une formule dHudson amnage : O h dsigne la cte de la bute par rapport au niveau de repos

)(cot..1.

..1,03

3

ghH

K

Hw

e

rD

r

=

Couronnement : Il a une grande importance sur la stabilit de la digue. S'il est de faibles dimensions, son influence est ngligeable. S'il est de dimensions grandes il apparat les effets suivants :

Une rflexion importante la houle qui a tendance entraner les blocs vers le large.

Effet de choc (gifle) sur le mur qui est d au dferlement. Une meilleure solution est de raliser un mur de dimension raisonnable.

Musoir : Les essais ont toujours montrs que le musoir d'une digue subissait des dommages plus frquents et plus importants hauteur de houle gale. Pour la carapace des musoirs, on utilise les mmes types de blocs naturels ou artificiels, mais de dimensions appropries ou mieux encore de densit plus leve (voir tableau pour le calcule de musoir KD pour la formule de Hudson selon qu'il y a ou pas de dferlement).

La destruction des digue talus se fait en premier au niveau de la carapace qui est soumise l'action de la masse d'eau extrieure due la vague et celle de l'eau interne qui se dplace dans la carapace mais dphase par rapport la premire : c'est ce dphasage qui joue un rle important dans la stabilit de la carapace.

Dfinition :

Nous dirons quune digue est infranchissable par rapport une houle de

creux significatif H, si aucune vague ne la traverse par le haut. Le

sommet des digues talus infranchissables doit se situer une hauteur

quivalente 1.25 fois le creux maximal de la houle dcennale, au-

dessus du niveau des plus hautes eaux, cest ce que nous appelons la cte

darase.

Profil type de la digue principale du port de Sadia

Inconvnients des digues talus :

Le franchissement :

Ce phnomne peut tre vit par

Soit une superstructure rsistant par son poids la pousse du jet de lame Soit en largissant la berme B de la crte de l'ouvrage

Soit en levant la cte z d'arase de l'ouvrage.

Soit en dferlant la houle en avant de l'ouvrage sur un risberme de pr dferlement de longueur, en gnral, suprieure 50 m.

Soit par la disposition en haut de carapace, dun bassin de dversement en forme de canal, d'vacuation soit latralement, soit par des orifices ou des permabilits dans les blocs de la carapace.

Le grand glissement :

L'inconvnient des digues talus est le risque de grand

glissement qui caractrise la rupture d'quilibre de l'ensemble

"ouvrage + terrain".

La destruction des digues talus :

La carapace est soumise la fois l'action de la masse d'eau

"extrieure" due la vague et celle de l'eau "interne" se

dplaant dans la carapace mais dphase par rapport la

premire. C'est ce dphasage qui jouera donc un rle important

dans le processus de destruction de la carapace. Le dphasage

dpend des caractristiques gomtriques, de la permabilit de

l'ouvrage, pour beaucoup de la priode de la houle.