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Wikibardig:Digues : Les composants des digues composites

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Sommaire


Les ouvrages composites ont à la fois une composante géotechnique (matériaux issus du sol répondant aux sollicitations par un comportement « souple ») et une composante structurale (répondant la plupart du temps aux sollicitations par un comportement rigide ou cassant voire semi-rigide).

Mur de soutènement

Les digues dites « classiques » dont la stabilité est assurée par un remblai ou corps ont une emprise au sol importante. Dans les cas où celle-ci est limitée, des structures rigides permettent d’atteindre des pendages quasi-verticaux. Ceci permet des gains importants d’espace par rapport aux ouvrages auto-stables. La stabilité de l’ouvrage est assurée par des murs poids (maçonnés ou en béton) ou ancré (palplanche, ancrages…). On retrouve majoritairement ces structures de soutènement côté eau où elles assurent la fonction de stabilité de l’ouvrage ainsi que celle d’étanchéité et/ou de protection.

La plupart du temps, les structures rigides sont peu perméables. Elles doivent alors être associées à un système de barbacane favorisant l’équilibre des niveaux d’eau afin d’éviter les pressions différentielles qui pourraient déstabiliser l’ouvrage.

Souvent, ces murs, au parement fortement pentu côté fleuve ou mer, sont épaulés côté ZP (Zone Protégée) par un remblai en terre ou en matériau grossier qui, par exemple, supporte une voie de circulation. Dans la technique moderne, le béton a remplacé la maçonnerie en laissant parfois encore une place à cette dernière comme traitement esthétique des parements vus.

On peut aussi, localement, rencontrer des structures en gabions, ou en palplanches utilisées en protection de parement côté rivière d’une digue en remblai.

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Digue composite avec soutènement ancré côté eau (Source : Référentiel Technique)
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Digue composite avec soutènement par un mur poids côté eau (Source : Référentiel Technique)

Ouvrage composite incluant des éléments rigides en crête

Digue surmontée d’une structure (éventuellement amovible)

Elles sont composées d’une partie inférieure à la conception proche d'une digue à talus surmontée par une structure verticale (mur ou caisson). L’objectif d’augmenter la revanche (ou la sécurité vis à vis de la surverse ou des franchissements) a parfois conduit à surélever la crête des digues par des rehausses étroites par exemple une murette en maçonnerie, implantées sur le couronnement, en général côté fleuve.

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Digue composite associant parafouille, perré, couronnement. Cas fréquent en maritime. (Source : Référentiel Technique)
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Digue composite associant protection en enrochement, mur anti-franchissement… Cas fréquent en maritime. (Source : Référentiel Technique)

En domaine maritime, la partie inférieure peut provoquer le déferlement des houles de tempête ce qui réduira l’impact mécanique sur la partie supérieure de l’ouvrage par dissipation de l’énergie. En associant une partie inférieure « à talus » et une partie supérieure verticale, l’emprise au sol de l’ouvrage est réduite. On trouve ces structures très fréquemment pour les ouvrages soumis à la houle où le franchissement par paquets de mer est limité par un couronnement vertical.

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Digues composites avec mur en crête. (Source : Référentiel Technique)

Dans certains cas, le niveau du talus est arasé à un niveau voisin des basses mers, et est surmonté d'un parement de hauteur parfois importante, appelé également muraille.

Ces digues mixtes fonctionnent à marée basse comme des digues à talus normales. Lorsque le niveau du plan d'eau est plus haut, leur fonctionnement s'apparente à celui des digues verticales, la houle déferlant sur le soubassement.

On rencontre généralement ces ouvrages dans les mers à fort marnage dans les zones où la morphologie de la côte et du fond limitent leur exposition à la houle.

Ces ouvrages peuvent également être réalisés lorsque l'emploi d'une digue à talus pose trop d'inconvénients, soit à cause du volume de matériaux très important nécessaire pour la construction, soit lorsque l'emprise en pied de la digue ne correspond pas aux exigences de la zone à protéger, ou si le poids de l'ouvrage sur le sol de fondation est trop important.

De même des digues mixtes sont réalisées lorsque la construction d'une digue verticale ne peut être envisagée (problème de stabilité de la muraille sous les effets de vagues).

Digue avec voile étanche interne

Certaines digues dont l'imperméabilité est détériorée au cours du temps sont « réparées » par inclusion de voile étanche (rideaux palplanches ou parois au coulis).

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Cas complexe d’une digue mêlant remblai homogène, rideau d’étanchéité, bâtiment… (Source : Référentiel Technique)

Tronçon résistant à la surverse

Un tronçon de digue, quelle que soit sa typologie peut-être conçu pour résister à la surverse. Dans de tels cas, la digue du côté protégé doit être en mesure de résister aux sollicitations induites par la surverse. De la même manière, le pied de l'ouvrage doit être protégé pour éviter l'érosion externe qui serait induite par les vitesses importantes et la présence d'un éventuel ressaut hydraulique. Le côté protégé de la digue peut être constitué d'asphalte, d'enrochements mais peut aussi être protégé par enherbement.

Tronçon déversoir en domaine fluvial

Ce chapitre est issu de l'ouvrage "Les déversoirs sur digues fluviales - Degoutte 2012"

Les digues sont conçues pour contenir les événements jusqu'à un certain niveau correspondant à une période de retour. Dans le cas où les tronçons ne sont pas résistants à la surverse, pour se prémunir contre le risque de surverse, qui entraînerait de façon quasi certaine leur rupture brutale, on aménage, dans certains cas, des déversoirs dont la cote est calée quelques décimètres (classiquement de l’ordre du mètre pour les déversoirs de Loire) en dessous de la crête de digue. Leur fonction est de permettre l’épandage de la pointe de crue dans un champ d’inondation, a priori peu vulnérable. Ainsi, on espère maîtriser voire éviter la surverse au-dessus (et par voie de conséquence la destruction) des digues.

Ces déversoirs peuvent être constitués de simples zones basses aménagées dans le terrain naturel, mais il s’agit le plus souvent de seuils déversants avec une carapace en maçonnerie de pierres appareillées recouvrant la partie en remblai. Le profil du seuil se poursuit par un radier aval, faisant office de zone de dissipation de l’énergie de l’eau.

Parfois, le seuil en maçonnerie est surmonté d’un merlon en terre (localement dénommé fusible), calé à une cote légèrement inférieure à la crête de digue ; ce dispositif fusible est censé être rapidement érodé dès le début de la surverse, libérant ainsi une section plus grande pour l’écrêtement de la crue. L’intérêt d’un dispositif fusible est de retarder, autant que faire se peut, l’entrée en fonction du déversoir ; l’inondation de la zone protégée se produit donc moins fréquemment et les capacités de stockage du val restent disponibles pour le plus fort de la crue. De plus, la lame d’eau après effacement du fusible est plus importante améliorant ainsi la fonction d’écrêtage de la crue.

Ce type de tronçon existe uniquement en milieu fluvial. Dans le cas maritime, on ne peut « délester » le système des sollicitations par un tel procédé la source d'eau étant « infinie ».

Passage batardable

Les digues sont des ouvrages linéaires. Cependant leur homogénéité longitudinale est loin d’être la réalité. En effet, de nombreux ouvrages singuliers y sont implantés, soit qu’ils concourent à l’aménagement, soit qu’ils relèvent de mesures compensatoires. Il en est ainsi des passages batardables et rampes d’accès au fleuve, des traversées par aqueducs, galeries et conduites, équipées ou non de clapets. Ces ouvrages singuliers parfois particuliers nécessitent une analyse au cas par cas dans le cadre de l'analyse du système de protection dans son ensemble.

Références

Ciria, MEDE (Ministère de l’Ecologie du Développement durable et de l’Energie), USACE (US Army Corps of Engineers). (2013). International Levee Handbook (ILH), Ciria, 2013, ISBN: 978-0-86017-734-0

Degoutte G. (coordonnateur), 2012. Les déversoirs sur digues fluviales. Editions Quae, 184 pages.

Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie (MEDDE), 2015. Référentiel technique digues maritimes et fluviales, 190 p. Le téléchargement est disponible ici

TOURMENT, R., BEULLAC, B., (coord.), 2019, Inondations : analyse de risque des systèmes de protection – Application aux études de dangers. Editions Lavoisier, 2019.


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