Brevet FR2737230A1 — publié le 19970131

Dispositif de gué destiné à éviter la formation d'embâcle en cas de crue DESCRIPTION Domaine d'application La présente invention a pour objet l'aménagement de cours d'eau pour permettre le passage d'une rive à l'autre par un gué offrant une faible probabilité de formation d'embâcle par amas de branchages transportés par le cours d'eau en crue. Dans la suite de la description de l'invention, ce nouveau dispositif sera dénommé gué pareembâcle. Le présent dispositif est également intéressant, car il offre également une faible résistance au passage de l'eau, principalement lors des crues. La présente invention peut être appliquée à de nombreux cours d'eau, et plus particulièrement à ceux qui subissent des crues violentes et soudaines provoquées par de brusques orages, comme c'est le cas dans le Sud de la France. Ltat de l'art Dans de nombreuses régions, mais principalement dans les régions à climat méditerranéen, les pluies orageuses peuvent être très violentes. Lors de ces orages, la pluie ruisselle sur le sol vers des cours d'eau qui, d'habitude presque à secs, peuvent grossir très rapidement et provoquer d'importants dégâts aux biens matériels ou en vies humaines. Un des facteurs aggravants est la présence d'obstacles dans le lit de la rivière comme des ponts submersibles ou des gués pour traverser le ruisseau ou la rivière. L'intérêt de ces passages submersibles est le faible coût d'installation comparé à un pont offrant une grande section de passage à l'écoulement d'un grand débit d'eau. Cet avantage est entaché par l'impossibilité de traverser la rivière pendant quelques heures ou quelques jours de l'année. Le principal inconvénIent des gués actuels est l'obstacle à ltécoulement que représentent ces installations lorsque le niveau de la riv;3re rnonte. De plus, durant les violentes pluies entrant un accroissement rapide du débit, de nombreux arbres ou branches sont arrachés par le courant et entrainés avec celui-ci vers l'aval. Ces corps flottants viennent se bloquer contre les piles du pont submersible ou sur le gué. Le tout forme alors un embâcle, assimilable à un barrage précaire et contribue encore à faire monter le niveau de l'eau.Cet embâcle, présente de réels dangers comme; inondation d'habitation en amont du gué, possible rupture d'une partie du passage submersible en raison de l'effort de poussée exercé par l'eau, et en cas de rupture de ce barrage, création d'une vague pouvant causer en aval d'importants dégâts. Sur la figure 1, on fournit un exemple de passage à gué rencontré dans le Sud de la France. La rivière (1) dont le débit est très faible, ordinairement inférieur à quelques n3/s, coule selon le sens des flèches (14) et (14') dans son lit mineur (2), qui est inclus entre deux berges (15) dont la hauteur est généralement de quelques mètres. Pour des raisons de simplification, seule la berge (15) en rive gauche est représentée sur la figure 1. Afin de faciliter la compréhension des figures, on considérera que les berges (15) sont recouvertes d'herbes (16). Pour traverser la rivière, les usagers ont parfois réalisé des gués (4) pouvant être constitués de gros tuyaux (5) recouverts par des matériaux (5') permettant de solidariser ces tuyaux et faisant office de chemin (6) pour traverser la rivière. L'ouverture d'entrée (7) de ces tuyaux est face à l'écoulement de la rivière (1), pour permettre le passage de l'eau dans ces tuyaux. Selon la hauteur (H) de ce passage qui généralement est inférieure à celle des berges, l'accès au gué (4) est réalisé par un évidement (8) des berges. Lors d'une montée des eaux en cas de crue, ce type de gué présente deux inconvenients, d une part les corps flottants principalement constitués de branchages viennent butter contre le gué, et d'autre part, le principe même de ce gué offre une résistance au passage de l'eau d'autant plus importante que la hauteur H est grande. En effet comme cela est représenté sur la figure 2 certains branchages (10) peuvent entrer partiellement dans les tuyaux (5) et rester bloqués à l'entrée de ces tuyaux.D'autres branches continuellement apportées par le fort courant (il) s'agglutinent à celles déjà coincées (9) et (10). Un barrage (12) très précaire commence alors à se former, et contribue à la montée du niveau d'eau. Comme cela a été précisé précédemment, la constitution d'un tel barrage peut être à l'origine de nombreux dégâts. ExPosé de l'invention La présente invention à précisément pour objet un passage submersible offrant en période de crues, une très faible probabilité de risque de formation d'embâcle et une faible résistance au passage de l'eau. Plus précisément, la présente invention a pour objet un passage submersible pour traverser des cours d'eau, le dit passage comportant au moins un conduit canalisant l'eau de l'amont vers l'aval de ce passage, et caractérisé en ce que l'ouverture amont du conduit n'est pas orientée directement face au courant. En période d'étiage, l'eau de la rivière est amenée de l'amont vers l'aval par un ou plusieurs conduits passants sous la chaussée ou sous les berges. L'eau pénètre dans ces conduits par une ou plusieurs ouvertures non pas orientées vers l'amont, mais grâce à u coude, plutôt vers l'aval. En période de crue, l'excès d'eau ne pouvant passer par les conduits, passe par dessus la chaussée avec un minimum de perte de charge car la chaussée est posée sur le fond de la rivière. Les branchages transportés ne pouvant s'accrocher ni aux ouvertures des conduits en raison de la direction de celles-ci, ni à la chaussée en raison de sa position au fond du lit dU cours d'eaux ne forment plus d 'embâcle. Selon un mode particulier de l'invention, le ou les conduits allant de l'amont vers l'aval, pourront passer dans les berges sous l'accès au chemin. Cette disposition permet alors de placer le chemin au plus près du fond de la rivière afin que le gué pare-embâcle offre la moindre résistance au passage de l'eau lors des crues. D'autres aspects de l'invention apparaissent dans les revendications dépendantes. Brève descriPtion des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente une vue en perspective d'un gué existant. - La figure 2 représente la même figure que la précédente, mais avec la rivière en crue. - La figure 3 est une vue en perspective représentant le gué pare-embâcle. - La figure 4 est une vue de face du gué pare-embâcle en coupe verticale ( vue selon la flèche A de la figure 3 ), coupe dans un plan vertical situé aux environs de l'axe de la rivière. - La figure 5 est une demie vue de dessus du gué pareembâcle coté rive gauche (vue selon la flèche B de la figure 3). - La figure 6 est similaire à la figure 4, mais représente une rivière avec un niveau d'eau passant au dessus du gué pare-embâcle. - La figure 7 ert similaire à la figure 5, mais où sont représentés un niveau d'eau passant au dessus du gué pareembâcle, et les effets du courant sur les branchages. - La figure 8 est une vue de dessus, représentant un détail de l'entrée du conduit passant sous la berge, et montrant un aménagement particulier pour favoriser l'écoulement du débit d'étiage vers l'entrée de ce conduit. - La figure 9 est une vue de dessus similaire à la figure 5, représentant le conduit passant sous la berge avec plusieurs entrées et plusieurs sorties. - La figure 10 représentant une vue de dessus, est un dispositif particulier de filtre en entrée du conduit passant sous la berge. - La figure 11 est une vue de dessus représentant un filtre constitué d'un drain et de galets, pour un conduit passant sous la berge. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Sur les figures 3, 4 et 5 représentant la présente invention vue sous différents angles, on reconnaît le fond (13) de la rivière où coule l'eau dans le sens des flèches (14) et (14') avec un faible débit. Le fond (13) de la rivière est bordé par les berges (15). Pour raison de commodité de représentation sur les figures 3, 4 et 5, seule la berge rive gauche a été représentée. Afin de mieux distinguer la berge et le fond de la rivière, on a considéré que sur toutes les figures annexées, la berge (15) est recouverte d'herbes (16) et que le fond de la rivière est constitué de galets (17). Au pied de cette berge (15), une ouverture (18) alimente un conduit (19).Comme on peut le voir en vue de dessus sur la figure 5, ce conduit s'écarte légèrement du lit de la rivière pour pénétrer sous la berge (15) et passer sous le plan incliné (20) conduisant à la chaussée ou au chemin submersible (21). Par commodité de représentation, seul un conduit (19) sur une seule berge a été représenté, il est bien évident que cet aménagement peut être réalisé sur les deux berges avec plusieurs conduits sur chaque berge si nécessaire. L'ouverture (18) n'est pas orientée directement face au courant, mais est de préférence approximativement perpendiculaire à la direction principale de la rivière, ou éventuellement tournée vers l'aval comme cela est représenté sur la figure 5. Afin de réaliser l'orientation de l'ouverture (18), un coude (30) est placé entre la partie droite du conduit (19) et son ouverture amont.L'eau (22) provenant de l'amont entre par cette ouverture (18) et est dirigée vers l'aval par le conduit (19). Le chemin (21) constituant le gué traversant la rivière est placé entre l'entrée (18) et la sortie (23) du conduit (19) et est pratiquement au même niveau que le fond (13) de la rivière, comme cela est représenté sur la figure 4. Cette disposition permet en cas de crue de réduire au maximum la résistance à l'écoulement de l'eau passant au dessus de la chaussée. Eventuellement un coude (30') peut être placé juste avant la sortie (23) afin de ramener l'eau passant dans le conduit (19) vers le centre de la rivière. Le nombre de conduits (19) et leur taille est fonction du débit de façon que toute l'eau en période d'étiage, passe par ce (ou ces ) conduit's) (19). En période de crue (voir figures 6 et 7), l'accroissement du débit fait monter le niveau d'eau au dessus de celui du chemin (21). Une partie (25) du débit continue à passer par le conduit (19) formant localement un courant approximativement perpendiculaire à l'axe de la rivière ou légèrement remontant vers l'amont si la disposition de l'ouverture (18) est tournée vers l'aval, comme le montre la figure 7 représentant en vue de dessus, environ la moitié gauche de la rivière. L'autre partie (26) du débit passe par dessus le chemin (21).Cette seconde partie du débit, qui selon l'importance de la crue peut constituer pratiquement tout le débit dc la rivière, forme un courant (27) important dirigé vers l'aval et parallèle à l'axe principal de la rivière. Les branchages (28) transportés par la rivière ne peuvent s'accrocher dans l'ouverture (18) du conduit (19), car cette ouverture n'est orientée pas face au courant (27). Si malgré cela (voir figure 7), quelques branches (28) étaient entraînées par le courant du débit (25) entrant dans le conduit (19) lors d'un niveau intermédiaire, la montée des eaux créant le fort courant (27) aurait tendance à extraire les branchages (28) coincés dans l'entrée du conduit (19). En effet l'entrée (18) de ce conduit étant orientée légèrement vers l'aval, le fort courant (27) exerce sur les branchages (28) une force (F) orientée vers le sens d'écoulement de l'eau, c'est-à-dire vers l'aval, tendant à arracher les branchages (28) éventuellement coincés dans l'entrée du conduit (19). L'arrachement des branchages est d'autant plus efficace que l'ouverture (18) est tournée vers l'aval, voir même presque parallèle à l'axe principal de la rivière.Pour obtenir une telle orientation, le coude (30) peut faire à titre vindicatif, un angle Al voisin de 135 à 1500. Avec un tel angle, l'eau entrant dans le conduit (19) par l'ouverture (18), prend une légère direction amont avant d'être dirigée vers l'aval grâce au coude (30). En période d'étiage, afin de faciliter l'entrée de l'eau vers l'ouverture (18), le fond de la rivière peut être aménagé en creusant légèrement celui-ci. Un exemple d'aménagement est illustré sur la figure 8 représentant un détail de l'entrée (18) du conduit (19). Cet aménagement est un évidement (31) ressemblant à un fossé, et démarre en amont de l'ouverture (18) et va approximativement de l'axe central (32) de la rivière vers cette ouverture. Pour être efficace cet aménagement doit être effectué sur une longueur suffisante. A titre indicatif cette longueur L est de 3 à 4 fois la largeur de la rivière. Ainsi le faible débit d'étiage s'écoule préférentiellement de l'axe central (32) de la rivière, vers les bords de la rivière pour entrer facilement dans le conduit (19). Afin de faciliter l'entrée de l'eau vers le conduit (19), il peut étre plus aisé de réaliser plusieurs entrées dans celui-ci. Ainsi sur la figure 9 représentant le gué pare-embâcle côté rive gauche en vue dessus, on peut distinguer la chaussée (21), l'accès (20) à cette chaussée la berge (15), et l'eau coulant dans le sens de la flèche (14). Sous l'accès (20), un conduit (33) amène l'eau selon le sens de la flèche (38) de l'amont du gué vers l'aval. La partie amont de ce conduit (33) petit comporter plusieurs entrées ce qui permet de réduire l'encombrement du gué pareembâcle. Pour faciliter la représentation, seules deux entrées avec des coudes (34) et (35) ont été représentées sur la figure 9. Ces deux entrées sont avec leur ouverture (36) et (37) tournées vers l'aval pour les mêmes raisons expliquées précédemment pour l'ouverture (18).Ces entrées peuvent bien entendu comporter un aménagement particulier pour faciliter l'entrée de liteau, comme par exemple cela a été représenté sur la figure 8. Pour éviter un trop fort courant en sortie du conduit (33), ce qui risquerait d'emporter localement le fond de la rivière, même avec un débit d'étiage, plusieurs exutoires peuvent être connectés au conduit (33). Sur la figure 9 seuls deux exutoires (39) et (40) ont été représentés. Le raccordement du conduit (33) à ses exutoires s'effectue soit par un té (39'), soit par un coude (40') Lors de crues importantes, si le fond de la rivière est constitué de galets, ceux-ci sont généralement déplacés par le courant important. Le mouvement de ces galets est en général tel qu'il forme des atterrissements dans les zones où le courant est plus faible. Ces atterrissements peuvent éventuellement boucher l'entrée des ouvertures pendant la période de crue. Ceci n'est pas gênant, car l'eau passe par dessus la chaussée aménagée. Une fois le débit de la rivière revenu à une valeur proche de son débit d'étiage, un nettoyage du fond de la rivière sera entrepris si cela est nécessaire, comme c'est déjà le cas pour les passages submersibles actuellement en place. Si l'orientation vers l'aval des ouvertures (18), (36), (37) des conduits (19), (33) devait être impossible pour des raisons de place disponible ou pour d'autres motifs, d'autres types d'ouverture sont également possibles, mais peut-être avec une moindre efficacité vis-à-vis de la non formation d'embâcle. Ainsi il est possible de disposer à l'entrée des conduits des systèmes de filtre pour empêcher les grosses branches de pénétrer dans ces ouvertures. Dans tous les cas, ces systèmes de filtre créent des pertes de charge et peuvent se boucher par de petits branchages, de petits galets, de la terre ou tout autre matériau. Dans ce cas un entretien régulier pourra être nécessaire selon la nature de la rivière et les caractéristiques des produits charriés par l'eau meme pendant la période d'étiage.Ces filtres peuvent être réalisés par des grilles ou par des galets. La figure 10 représente en vue de dessus, uniquement l'entrée du conduit (19). Sur cette figure, l'ouverture d'entrée (42) de ce conduit n'est plus tournée vers l'aval, mais vers l'amont, sans pour cela être orientée directement face au courant grâce au coude (41). A titre indicatif ce coude (41) peut faire un angle A2 voisin de 45". Sur cette figure est également représenté un aménagement (43) pour faciliter l'entrée de l'eau vers l'ouverture (42) du conduit (19). Cet aménagement (43) peut être du même type que l'évidement (31) décrit sur la figure 8. A l'entrée (42), des grilles (44) sont disposées pour former un filtre, et éviter l'entrée de branchages pouvant former un embâcle. Cependant ce système avec des grilles et des ouvertures tournées vers l'amont peut être moins efficace qu'un système avec des ouvertures tournées vers l'aval. En effet, ceci permet de gagner de la place si la largeur disponible de la rivière est faible, mais réduit l'efficacité vis-à-vis de la non formation d'embâcle. Dans le cas de rivière avec un fond constitué de galets, le filtre peut être réalisé en prolongeant le conduit (19) vers l'amont, de façon à ce que le prolongement de ce conduit soit enfoui partiellement ou totalement sous le lit de la rivière. Le prolongement de ce conduit pénétrant dans le fond de la rivière, est alors percé d'une multitude de trous, pour laisser entrer l'eau. Ces trous doivent être suffisamment importants pour que l'eau puisse passer facilement, mais pas trop gros de façon à retenir les galets dans lesquels ils sont enfouis. Le fonctionnement de ce type de filtre est le suivant: l'eau venant de l'amont s'infiltre entre les galets constituant le lit de la rivière, et pénètre par les trous du prolongement pour ressortir en amont du gué pare-embâcle.La longueur de la partie trouée du prolongement du conduit pénétrant dans le lit de la rivière doit être suffisamment importante pour que tout le débit d'étiage soit capté. La disposition dans le lit de la rivière de la partie trouée de cette partie est quelconque. Un exemple de ce type de filtre est illustré sur la figure 11 représentant en vue de dessus, uniquement le détail de l'entrée du conduit (19), conduit servant à amener l'eau de l'amont de la chaussée traversant la rivière à l'aval, comme cela a été expliqué précédemment. L'entrée du conduit (19) est ici réalisée par un conduit (53) prolongeant en t le conduit (19), allant du bord (60) de la rivière vers son centre (32). Sur cette figure la partie supérieure (55) de ce conduit (53) sort du fond de la rivière constitué de galets (54), la partie restante (56) est enfouie dans les galets. Ce conduit (53) est percé d'une multitude de trous (57) et (58), les trous (58) se trouvant sur la partie du conduit qui est enfouie dans le fond de la rivière. L'eau (59) coulant dans le sens de la flèche (61) est alors captée par le conduit (53) pour être emmenée par le conduit (19) en aval du gue. REVENDICATIONS 1 Gué comportant au moins un passage allant d'une rive à l'autre, et au moins un conduit (19, 33) canalisant l'eau de l'amont vers l'aval de ce passage caractérisé en ce que l'ouverture amont (18, 36, 37, 42) du conduit (19, 33), n'est pas orientée directement face au courant. 2 Gué selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (19, 33) comporte au moins un coude (30, 34, 35, 41) dans sa partie amont. 3 Gué selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture (18, 36, 37, 42) du conduit (19, 33) est perpendiculaire à la direction principale du courant, ou est orientée vers l'aval. 4 Gué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (33) comporte plusieurs ouvertures (36, 37) dans sa partie amont. 5 Gué selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le conduit (19, 33), s'éloigne de l'axe de la rivière pour passer sous l'accès (20) de la chaussée traversant la rivière. 6 Gué selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le gué comporte en amont un évidement (31, 43) dans le fond de la rivière allant de la partie centrale du lit de la rivière aux ouvertures (18, 36, 37, 42) du conduit (19, 33). 7 Gué selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ouverture amont (18, 36, 37, 42) du conduit (19, 33) est équipée d'un filtre. 8 Gué selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre est constitué de grilles (44). 9 Gué selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre est constitué par le prolongement (53) du conduit (19, 33) dans le lit de la rivière, le dit prolongement étant troué pour former un drain de captage d'eau. 10 Gué selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le conduit (19, 33) comporte dans sa partie aval au moins un coude (30', 40') ou un té de dérivation (39').