Brevet FR2788798A1 — publié le 20000728

ELEMENTS STABILISATEURS DE COTE ET OUVRAGE DE GENIE MARITIME CONSTITUE DE TELS ELEMENTS La présente invention concerne un élément stabilisa- teur de côte, plus particulièrement d'une côte sableuse ou composée d'un matériau similaire. L'invention concerne également un ouvrage de génie maritime constitué à base de tels éléments. Il est bien connu que certaines côtes, soumises à la force des vagues déferlant sur celles-ci et à des courants plus ou moins violents, se dégradent. Ces dégradations sont souvent très importantes et rapides lorsque le matériau qui les compose est à base essentiellement de sable ou similaire. Il existe donc un réel besoin de stabiliser ce type de côte. En outre, les ouvrages de génie maritime doivent résister aux vagues (effet de gifle). Ils doivent donc être réalisés en matériaux très solides, pour éviter une dégradation et une érosion rapide, mais aussi résister aux forces de pression tendant à les faire basculer. L'invention vise à remplir ce besoin et propose des éléments modulaires qui, assemblés, vont permettre la construction d'un ouvrage stabilisateur. De façon plus précise, l'invention se fixe pour but, simultanément: - de stopper les vagues arrivant du large et de tranquilliser l'eau dans une zone de proximité de la plage; - de permettre le dépôt de sable sur cette plage ou à proximité de celle-ci; - et de ralentir et/ou stopper le transit littoral. Pour ce faire, l'invention prévoit des éléments modulaires creux comportant deux parois supérieures inclinées, prolongées par deux parois verticales. L'une des parois inclinées est tournée vers le large, l'autre est sensiblement parallèle à la ligne de côte. Selon une première caractéristique importante de l'invention, les parois verticales sont destinées à être enfoncées dans le matériau composant le fond de la mer, de manière à obtenir un ancrage assurant une bonne stabilité et à rester insensible aux variations de ce fond, ou pour le moins peu sensible à ces variations. De façon préférentielle, on prévoit également une dalle longitudinale horizontale interne, disposée à la jonction de la paroi inclinée parallèle à la ligne de côte et de la paroi verticale la prolongeant. Cette dalle horizontale est destinée à être posée sur le fond de la mer et participe à la bonne stabilité de l'ensemble. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on prévoit des fentes ou ouvertures dans l'une des parois inclinées, plus précisément dans la paroi inclinée tournée vers le large. Ces fentes permettent de faciliter l'équilibre hydrostatique entre l'extérieur et l'intérieur de l'élément stabilisateur. Les éléments stabilisateurs comportent également des organes d'emboîtement des uns dans les autres, de manière à les disposer côte à côte pour construire un ouvrage de génie maritime de stabilisation de côte. De façon préférentielle, cet ouvrage est constitué de tronçons pleins comportant plusieurs éléments selon l'invention, séparés par des zones vides. Les longueurs relatives des tronçons et des zones vides, ainsi que la distance séparant l'ouvrage de la ligne des basses eaux de la côte sont telles qu'elles permettent des dépôts de sable, ou autres matériaux similaires, se recouvrant en arrière de l'obstacle, ce qui autorise la reconstitution de la plage après construction de l'ouvrage. L'invention a donc pour objet un élément stabilisateur d'une côte exposée à des turbulences d'eau, le matériau formant le fond de ladite côte étant du sable ou un matériau similaire pouvant être déplacé par lesdites turbulences, caractérisé en ce que ledit élément stabilisa- teur comprend deux parois supérieures inclinées, de manière à former un "Vé" renversé, l'une des parois, dite arrière, étant destinée à être disposée parallèlement à ladite côte et l'autre étant dite avant, et en ce que lesdites parois supérieures inclinées sont prolongées chacune par une paroi latérale verticale destinée à être enfoncée dans ledit matériau, de manière à ancrer ledit élément stabilisateur sur le fond de ladite côte. L'invention a encore pour objet un ouvrage de génie maritime pour la stabilisation de côte sableuse ou composée de matériaux similaires, constitué par au moins un assemblage de tels éléments. L'invention sera mieux comprise et d'autres caracté- ristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - les figures 1A et lB illustrent un exemple d'élément stabilisateur selon un mode de réalisation préféré de l'invention, en perspective et en vue de côté, respectivement; - la figure 2 illustre, en perpective, un assemblage de plusieurs éléments selon les figures 1A et lB; - et les figures 3A et 3B illustrent un ouvrage de génie maritime complet comprenant plusieurs assemblages d'éléments stabilisateurs. On va maintenant décrire de façon détaillée un exemple d'élément stabilisateur 1, selon un mode de réalisation préférée de l'invention, par référence aux figures lA et lB. On supposera dans ce qui suit que le littoral, à protéger et à stabiliser, est composé essentiellement de sable, référencé Sa. L'élément 1 comporte deux parois supérieures inclinées, 10 et 11. La paroi 11, ou paroi avant, destinée à être tournée face au large, présente avantageusement une pente plus douce que la pente de la paroi arrière, 10. L'élément stabilisateur 1 comporte également des parois verticales, 12 et 13, prolongeant, vers le bas, les parois inclinées, 11 et 12 respectivement. De façon avantageuse, on prévoit une dalle horizontale interne 14, courant sensiblement sur toute la longueur de l'élément 1. Cette dalle 14, de faible largeur par rapport à la largeur totale de l'élément 1, est disposée sur l'arrière de l'élément 1, sensiblement à l'intersection des parois 10 et 13. Selon une première caractéristique importante de l'invention, les parois verticales, avant 12 et arrière 13, sont enfoncées dans le sable Sa. Le frottement des parois offre une résistance au basculement. La dalle 14 repose à plat sur le fond de la mer. Ces dispositions procurent une bonne stabilité et permettent d'être insensibles, dans de grandes proportions, aux variations du fond de la mer. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on prévoit également des fentes 110 réalisées dans la paroi inclinée 11, c'est-à-dire celle destinée à être tournée en direction du large. Il est clair qu'un ouvrage complet ne comprend pas en pratique qu'un seul élément stabilisateur. Un tel ouvrage, comme il le sera montré ci- après, est constitué de plusieurs éléments assemblés jointivement. Aussi, il est avantageux de prévoir des découpes, 111 et 112, sur les bords droit et gauche de la paroi 11. Ces découpes ont la même longueur que les fentes 110, mais une largeur sensiblement égale à la moitié de la largeur iF de celles-ci. De ce fait, une fois deux éléments 1 disposés côte à côte, la fente, que l'on appellera composite, 111- 112, en jointure de ces deux éléments, aura la même largeur que les fentes centrales 110. Les fentes centrales 110 (ou les fentes composites 111-112) facilitent un équilibre hydrostatique entre l'extérieur de l'élément 1, lorsqu'il est enfiché dans le sable et plongé dans l'eau, et l'intérieur de celui-ci. En effet, il subsiste une enceinte de section sensiblement triangulaire délimitée par les faces internes des parois supérieures, 10 et 12, et le sable Sa (fond de la mer). Enfin, pour faciliter l'assemblage côte à côte des éléments 1, on prévoit des organes d'emboîtement de formes complémentaires. Ces éléments sont disposés le long de la paroi inclinée arrière 10. Dans l'exemple décrit, on a prévu une feuillure 100 prolongeant latéralement la paroi 10, sur sa gauche, et une rainure latérale 101 creusée dans cette même paroi, mais sur sa partie droite. La figure 2 illustre un assemblage de quatre éléments disposés côte à côte et réunis les uns aux autres par les organes complémentaires précités. Les éléments communs aux figures précédentes portent les mêmes références et ne seront redécrits qu'en tant que de besoin. Les références sont seulement complétées par des indices, a à d, associés chacun à l'un des quatre éléments stabilisateurs, la à ld. Outre les possibilités d'assemblage et d'emboî- tement (0l1a-10Ob à 101c-100d) des différents éléments stabilisateurs, la à ld, la figure 2 illustre clairement la constitution des fentes composites, par exemple llla-112b, qui s'intercalent de façon régulière entre deux séries de fentes centrales, par exemple 110a et 110b. = i T - Les dimensions et la nature des éléments modulaires de stabilisation dépendent naturellement de l'application précise envisagée, c'est-à-dire essentiellement de l'envi- ronnement, et notamment de la houle prise en compte au large, de la vitesse crête à crête des vagues, de l'effet de gifle, des courants, de l'effort hydrostatique et de la force de basculement exercés sur l'élément. Ces données sont obtenues par l'expérimentation. Pour fixer les idées et sans que cela soit limitatif en quoi que ce soit de la portée de l'invention, on va préciser ci-après un exemple de réalisation pratique. L'élément 1 est réalisé en béton armé et les parois ont une épaisseur de 25 cm. La longueur hors tout (face extérieure des deux parois verticales, 12 et 13) est de 7,50 m, les projections sur une surface horizontale des parois supérieures, 10 et 11, étant égales à 1,5 m et 6 m, respectivement, leurs inclinaisons respectives étant d'environ 60 et 30 degrés. La hauteur des parois verticales, 12 et 13, est de 2 m, et leur largeur de 2,5 m. Les fentes, ou 111-112, couvrent la quasi-totalité de la paroi 11 et ont une longueur de 5,4 m, pour une largeur de 20 cm. Naturellement les encoches 111 et 112 ont une largeur individuelle de 10 cm. Dans l'exemple décrit la rainure 101 a une profondeur de 10 cm. De même, la feuillure 100 dépasse latéralement la paroi 10 sur cette même distance, pour autoriser l'encastrement. A partir des éléments modulaires qui viennent d'être décrits, on va pouvoir construire des ouvrages stabilisa- teurs de littoral. Pour ce faire, on assemble les éléments stabilisateurs 1 en une ou plusieurs rangées, disposées parallèlement à la plage. Un tel ouvrage est illustré par les figures 3A et 3B, en vues de côté et de haut, respectivement. Dans l'exemple décrit, on suppose que l'ouvrage stabilisateur 3 comprend deux rangées, 3a et 3b, d'éléments stabilisateurs 1, assemblés en ligne, côte à côte de façon jointive. Ces deux rangées, 3a et 3b, forment des obstacles aux courants et aux mouvements des vagues, et sont séparées par une zone vide Zv. Cette brèche laisse le libre passage à l'eau, mais autorise aussi l'arrivée et le dépôt de sable sur la plage ou à proximité immédiate de celle-ci. Ce sable se dépose dans des zones situées à l'arrière des rangées d'éléments stabilisateurs 3a et 3b, zones dites tranquillisées. De façon préférentielle, on implante les rangées 3a et 3b sensiblement parallèles à ce que l'on appellera le trait de côte TC, c'est-à-dire le sommet de la plage. La distance d séparant l'ouvrage 3 de la ligne des basses eaux 1BE, la longueur lzv de la zone vide ZV séparant deux rangées successives, 3a et 3b, d'éléments stabilisateurs 1, ainsi que les longueurs, la et lb, des obstacles individuels formés par ces rangées, sont déterminées de façon à ce que les matériaux se déposent selon deux zones de dépôts, Zda et Zdb, présentant un grand recouvrement. Cette disposition permet d'obtenir une bande de dépôt de largeur relativement homogène. En supposant qu'il existe des variations importantes du niveau de la mer dues aux marées, on s'arrange également pour que le niveau moyen des eaux Nmoy affleure sensiblement au sommet des éléments stabilisateurs 1, comme le montre plus particulièrement la figure 3A. Les vagues, et le sable éventuellement entrainé, glissent sur les parois inclinées avant (figures lA et lB: 11), en pente douce, et les matériaux entraînés, quel que soit le mode (par la brèche formée par la zone vide ZV ou au-dessus des obstacles, 3a et 3b), sont retenus dans les zones tranquillisées, en arrière des éléments stabilisateurs 1. Un reflux des vagues est rendu plus difficile par la pente plus accentuée des parois arrières (figures 1A et lB: 11). La pente douce des parois avant 11 des éléments stabilisateurs 1 permet également de casser les vagues et de transformer les turbulences en flux laminaire. Bien que des valeurs numériques caractérisant un tel ouvrage dépendent essentiellement de la configuration du littoral à équiper: pente de la plage, etc., et, comme il a été indiqué, des conditions maritimes locales: amplitude des marées, etc., des valeurs typiques sont les suivantes: distance séparant l'ouvrage de la ligne de basses eaux: d = 80 m; longueurs des obstacles individuels: la = lb = 80 à m; - largeur de la zone vide: lzv = 70 m environ. L'ouvrage stabilisateur 3 est constitué d'éléments stabilisateurs 1 dont les dimensions ont été précédemment précisées à titre d'exemple. A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés. Il doit être clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisations explicitement décrits, notamment en relation avec les figures 1A à 3B. En particulier, les valeurs numériques n'ont été précisées que pour fixer les idées. Elles dépendent essentiellement de l'application précise visée. De même, le nombre de fentes réalisées sur la paroi supérieure inclinée faisant face à la mer n'est pas limité. On aurait pu, par exemple prévoir trois fentes sur chaque élément, et pas de fentes aux jonctions, fentes dites composites. Les fentes ont été supposées perpendiculaires à l'arête entre les parois supérieures inclinées, ce qui présente l'avantage de laisser subsister des voies de passage entre l'extérieur et l'intérieur de l'élément stabilisateur, même lorsque celui- ci n'est pas entièrement immergé. Par contre si celui-ci est immergé en permanence, rien ne s'oppose à ce que les fentes soient horizontales. Les matériaux utilisables sont essentiellement liés à l'application spécifique envisagée et participent d'un simple choix technologique à la portée de l'Homme du Métier. Il doit être clair aussi que, bien que particu- lièrement adaptée à la protection et à la stabilisation d'un littoral sableux, exposé à la houle de mer, on ne saurait cantonner l'invention à ce seul type d'applications. Elle s'applique tout aussi bien à la protection des berges d'un lac ou d'une mer intérieure. Le sable n'est pas non plus le seul matériau susceptible d'être déplacé par le mouvement des vagues ou par les courants. REVENDICATIONS 1. Elément stabilisateur d'une côte exposée à des turbulences d'eau, le matériau formant le fond de ladite côte étant du sable (sa) ou un matériau similaire pouvant être déplacé par lesdites turbulences, caractérisé en ce que ledit élément stabilisateur (1) comprend deux parois supérieures inclinées (10, 11), de manière à former un L"Vé" renversé, l'une des parois (10), dite arrière, étant destinée à être disposée parallèlement à ladite côte et l'autre étant dite avant, et en ce que lesdites parois supérieures inclinées (10, 11) sont prolongées chacune par une paroi latérale verticale (12, 13) destinée à être enfoncée dans ledit matériau (sa), de manière à ancrer ledit élément stabilisateur (1) sur le fond de ladite côte. 2. Elément stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi supérieure avant (11) est munie d'au moins une ouverture (110, 111- 112), de manière à assurer un équilibre hydrostatique entre l'extérieur et l'intérieur dudit élément stabilisa- teur (1). 3. Elément stabilisateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pente de ladite paroi inclinée avant (11) est moins accentuée que celle de ladite paroi arrière (10). 4. Elément stabilisateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni d'une dalle horizontale (14) de faible largeur, disposée près de la jonction entre ladite paroi supérieure inclinée arrière (10) et ladite paroi verticale (13) la prolongeant, et en ce que cette dalle (14) court le long de ladite paroi verticale (13) et est destinée à reposer à plat sur ledit fond, lorsque lesdites parois verticales (12, 13) sont enfoncées dans ledit matériau. 5. Elément stabilisateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi supérieure inclinée arrière (10) est munie de moyens d'emboîtement latéraux de formes complémentaires (10Oa- lOla à lOOd-10ld), de manière à assembler et imbriquer, deux à deux, lesdits éléments (la à ld), en les disposant côte à côte, pour réaliser des arrangements linéaires jointifs d'éléments stabilisateurs (1). 6. Ouvrage de génie maritime pour la stabilisation d'une côte, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une rangée (3a, 3b) d'éléments stabilisateurs (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, formant un obstacle auxdites turbulences, lesdits éléments (1) étant disposés accolés, de façon jointive, en ligne sensiblement parallèle à ladite côte, et en ce que lesdites parois latérales verticales (12, 13) sont enfoncées dans ledit matériau (Sa), de manière à ancrer lesdits éléments stabilisateurs (1). 7. Ouvrage de génie maritime selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lesdits éléments stabilisateurs (1) étant immergés dans une étendue d'eau dont le niveau est variable, ceux-ci sont disposés à une distance (d) de la ligne marquant un niveau dit de basses eaux (1BE) telle que le niveau moyen (Nmoy) desdites variations affleure au sommet dudit "Vé". 8. Ouvrage de génie maritime selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rangées (3a, 3b) d'éléments stabilisateurs (1) formant des obstacles auxdites turbulences et séparées par des zones (ZV) vides d'éléments stabilisateurs, de manière à autoriser la pénétration d'eau transportant ledit matériau et son dépôt en arrière desdites rangées (3a, 3b), dans des zones dites tranquillisées, et en ce que les longueurs relatives (la, lb) desdites rangées (3a, 3b), des zones vides (ZV) et ladite distance (d) séparant les éléments stabilisateurs (1) de ladite ligne marquant le niveau de basses eaux (1BE) sont déterminées pour obtenir un recouvrement desdits dépôts (Zda, Zdb) pour deux rangées consécutives (3a, 3b), de manière à créer une bande de dépôts dudit matériau en bordure de côte de largeur sensiblement homogène. -TT rnr