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Comportement des digues maritimes soumises à une élévation du niveau des mers -Solutions de renforcement- Comportement des digues maritimes soumises à

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Présentation au sujet: "Comportement des digues maritimes soumises à une élévation du niveau des mers -Solutions de renforcement- Comportement des digues maritimes soumises à"— Transcription de la présentation:

1 Comportement des digues maritimes soumises à une élévation du niveau des mers -Solutions de renforcement- Comportement des digues maritimes soumises à une élévation du niveau des mers -Solutions de renforcement- Dang-Trinh NGUYEN Jérôme BROSSARD Dang-Trinh NGUYEN Jérôme BROSSARD Travail de thèse de D. T. NGUYEN, allocation co-financée Région Haute Normandie-CETMEF, soutenue le 7 décembre 2012 à lUniversité du Havre Et programme GICC2-SAOPOLO 3-4-5/12/20121Séminaire GIS HED²

2 Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions Sommaire /12/20122Séminaire GIS HED² 6

3 Contexte du programme GICC-SAOPOLO : Le 4ème rapport d'évaluation du GIEC (2007) synthétisé par lONERC (2010) : Surélévation du niveau des mers (cm) sollicitations plus fortes sur les ouvrages franchissements accrus aléas dinondation …. Programme national GICC- SAOPOLO (coordonné par le CETMEF): Gestion et Impacts du Changement Climatique Stratégies dAdaptation des Ouvrages de Protection marine ou des modes dOccupation du Littoral vis-à-vis de la montée du niveau des mers et des Océans Objectif : étude expérimentale des solutions de renforcement dun ouvrage maritime : scénario "modéré" de 0,5 m scénario "extrême" de 1 m 3-4-5/12/20123Séminaire GIS HED² Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

4 2% 2,8m 0,95m Canal à houle : 34 m x 0,9 m x 1,2 m. Fenêtres vitrées latérales. Batteur de type piston Sondes résistives : par groupe de 4 pour séparer vagues incidentes et réfléchies Bac de réception franchissement : pompe de vidange compteurs de débit Conservation du niveau deau moyen Caméra : visualisation du comportement de la carapace 3-4-5/12/20124Séminaire GIS HED² Moyens expérimentaux Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

5 Conditions initiales et ouvrage de référence Climats de houle jugés représentatifs : 7 s T m 11 s 5 m H s0 10 m Bathymétrie type jugée représentative : profondeur deau initiale en pied douvrage h=7 m pente des fonds : 2% 3-4-5/12/20125Séminaire GIS HED² Dimensionnement : - stabilité : Van der Meer, franchissement : TAW, 2002 Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions 0,6 m BCR 2 couches filtre 2/3 noyau Rc initial = 4,09 m h initiale = 7 m 4,6 m

6 Condition initiale de niveau moyen h=7 m Elévation du niveau deau de 0,5 m Comportement initial avec un niveau moyen actuel (h = 7m) Résultats de mesures : 3-4-5/12/20126Séminaire GIS HED² Débit de franchissementTaux de dommages de la carapace Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

7 h = 7,5 m Condition initiale de niveau moyen h=7 m Elévation du niveau deau de 0,5 m Effets dune surélévation du niveau moyen de 0,5 m R c = 3,59 m R c initial = 4,09m h initiale= 7m surélévation = 0,5 m La diminution du franc bord R c de louvrage augmente le débit de franchissement La stabilité décroît en fonction non seulement de la hauteur de la houle mais aussi de la remonté du niveau marin Résultats de mesure (pour Tm = 8 s) 3-4-5/12/20127Séminaire GIS HED² franchissementstabilité Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

8 Cinq solutions de renforcement examinées : rehausse du mur de couronnement digue détachée immergée berme douvrage troisième couche de blocs sur la carapace troisième couche de blocs avec rehausse du mur de couronnement Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement 3-4-5/12/20128Séminaire GIS HED²

9 Rehausse : 1,5 m h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement 1a) Rehausse du mur de couronnement de 1,5 m pour surélévation de 0,5m R c = 5,1 m R c initial = 4,09 m h initiale 7 m Surélévation 0,5 m h = 7,5 m Comparaison franchissements pour h = 7 m et h = 7,5 m avec rehausse de 1,5 m Conclusions : conditions initiales de franchissement retrouvées et stabilité de la carapace assurée 3-4-5/12/20129Séminaire GIS HED² Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

10 Rc = 5,2 m 1,07 m Rehausse : 2,1 m 1b) Rehausse du mur de couronnement avec béquet de déflexion pour surélévation de 1m Rc initial = 4,09 m surélévation = 1 m h = 8 m 45° 0,61 m MAIS : Accroît fortement la réflexion sur louvrage! Taux dendommagement dépassant les seuils admissibles! Solution: diminution de lénergie de la houle Digue détachée submergée Ajouter des blocs sur la carapace Conditions de franchissement initiales retrouvées 3-4-5/12/201210Séminaire GIS HED² Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement h = 7 m

11 2a) Digue détachée avec immersion de 3,7 m 2b) Digue détachée avec carapace BCR ; immersion de 1,98 m Franchissement trop important => augmenter la crête de la digue détachée Franchissement trop important => renforcer louvrage principal 3-4-5/12/201211Séminaire GIS HED² Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement 2% 2/3 h = 8 m - r c 3,7 m b = 4,3 m 61 m 2% 2/3 h= 8 m 61 m 1 couche BCR b = 4,3 m - r c = 1,98 m

12 -r c =0,46m 5,49m 3) Berme en pied douvrage 4) Troisième couche de blocs artificiels sur la carapace Forte réduction du franchissement mais seuil non atteint Surélever le mur de couronnement Franchissement trop important => renforcer louvrage principal par une troisième couche avec le même nombre de blocs 3-4-5/12/201212Séminaire GIS HED² 5m R c =4,6m h = 8 m Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement h = 8 m berme : BCR sur 2 couches

13 5) Troisième couche de blocs sur la carapace + rehausse (1,5 m) du mur de couronnement pour surélévation de 1m 5m 4,6m h = 8 m Rehausse du mur de couronnement 1,5 m 3 ème couche de BCR Franchissement Conclusions : - conditions initiales de franchissement retrouvées - stabilité de la carapace assurée 3-4-5/12/201213Séminaire GIS HED² Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions h+0,5 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, rehausse du mur de couronnement h+1 m, digue détachée h+1 m, berme ou 3 ème couche h+1 m, 3 ème couche et rehausse du mur de couronnement

14 3-4-5/12/201214Séminaire GIS HED² conclusions augmentation du niveau des mers de 0,5 m : rehausse du mur de couronnement de 1,5 m augmentation du niveau des mers de 1 m : 3 ème couche sur la carapace + rehausse du mur de couronnement de 1,5 m MAIS : reste à étudier les sollicitations sur le mur de couronnement (impacts, sous-pression) Pour les solutions de renforcement Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions Solutions de renforcement Modification des formules de franchissement

15 Solutions de renforcement Modification des formules de franchissement 3-4-5/12/201215Séminaire GIS HED² conclusions Pour lévaluation des franchissements dans le cas dune surélévation du niveau des mers, les formules de prédiction existantes sont à revoir Exemple : modèle dOwen-Besley avec coefficient de rugosité r = cte = 0,49 Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions

16 3-4-5/12/201216Séminaire GIS HED² H si /R c associé à la géométrie, notamment la longueur disponible pour le run-up gT² m /h associé au forçage hydrodynamique (vitesse, gradient de vitesse, fréquence) Longueur disponible pour le run-up : Proposition : r interprété comme coefficient de dissipation avec A = 0,086 ; b = 0,35 et c = 0,32 Introduction Outils expérimentaux Conditions initiales et ouvrage de référence Comportement ouvrage de référence Solutions de renforcement Conclusions Solutions de renforcement Modification des formules de franchissement

17 Merci de votre attention! 3-4-5/12/201217Séminaire GIS HED² Jérôme BROSSARD LOMC UMR 6294 CNRS-Université du Havre


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