Débits de débordement acceptables

Il est difficile de déterminer des valeurs précises correspondant à des débits de débordement acceptables pour toutes les conditions pouvant se rencontrer sur le terrain. Néanmoins, plusieurs manuels de génie côtier fournissent des valeurs limites pour différents types de structures et de niveaux de dommage. Le manuel de génie côtier américain (CEM, 2006) suggère que le franchissement des vagues serait dangereux pour les véhicules roulant à vitesse élevée à partir de débits de débordement de 0,001 l s-1 m-1 et représenterait un risque pour n’importe quel véhicule, peu importe sa vitesse, à partir de 0,5 l s-1

m-1 (Figure 60). Pour les piétons, les limites fournies par le manuel américain sont du même ordre de grandeur, les débordements constituant un danger pour les piétons dès 0,03 l s-1 m-1 et devenant très dangereux à partir de 1 l s-1 m-1. En ce qui concerne la sécurité structurelle, le manuel suggère que les dégâts aux installations (panneaux, etc.) débutent dès des débits de débordement de 0,001 à 0,03 l s-1 m-1, tandis que les dommages structuraux commencent à être observés en arrière du mur à partir de 20 l s-1 m-1 si aucune protection n’est présente. Des dommages commencent à affecter le mur et le revêtement à partir de débits de 50 l s-1 m-1, même si ceux-ci disposent d’une protection adéquate.

Le manuel EurOtop (Pullen et al., 2007), développé conjointement par des chercheurs britanniques, néerlandais et allemands, propose quant à lui des valeurs critiques un peu supérieures à celles du manuel de génie côtier américain (Tableau 11). Le manuel EurOtop suggère aussi que le franchissement des vagues commencerait à représenter un risque pour

aux débordements pourrait tolérer des débits plus élevés de l’ordre de 1 à 10 l s-1 _m-1_{. Le} manuel précise cependant que ces valeurs ne s’appliquent que pour des vitesses de débordement bien en-dessous de 10 m s-1 et pour des niveaux d’eau relativement bas. Une limite plus conservatrice de 0,03 l s-1 m-1, identique à celle du Coastal Engineering Manual américain, est cependant proposée par le manuel EurOtop pour les piétons non préparés ou se trouvant dans des environnements plus dangereux (promenade étroite, surélevée, etc.).

Figure 60. Valeurs des débits de débordements pour assurer la sécurité routière et structurelle d’après le manuel de génie côtier américain (USACE, 2006).

Tableau 11. Valeurs limites des débits de débordement pour assurer la sécurité routière et structurelle d’après le manuel EurOtop (Pullen et al., 2007)

Type de situation Débit

(l s-1 m-1)

Circulation pédestre

- Personnel entraîné, bien équipé, s’attendant à être mouillé, débordement à bas niveaux d’eau, pas de retombée de jets d’eau, faible risque de chute du chemin.

- Piéton averti, ayant une vue dégagée sur la mer, pas facilement impressionnable, capable de supporter d’être mouillé, se déplaçant sur un chemin large.

- Piéton non averti, ayant une mauvaise visibilité sur la mer, facilement impressionnable, mal équipé pour supporter être mouillé, se déplaçant sur un chemin étroit ou dangereux.

1 – 10 0,1

0,03

Circulation routière

- Circulation à faible vitesse, débordements pulsants à bas niveaux d’eau, pas de retombée de jets d’eau, véhicules non immergés.

- Circulation à vitesse modérée ou élevée, débordements pulsants accompagnés de retombées de jets ou de jets à haute vélocité.

10 – 50 0,01– 0,05 Sécurité structurelle

Murs côtiers ou digues

- Aucun dommage si la crête et l’arrière sont bien protégés

- Aucun dommage à la crête et à l’arrière dans le cas d’un remblai d’argile végétalisé

- Aucun dommage à la crête et à l’arrière d’un remblai non protégé - Dommage à un revêtement pavé ou caparaçonné derrière un mur côtier - Dommage à un terrain végétalisé ou légèrement protégé

50 – 200 1 – 10 0,1 200 50

En ce qui concerne la circulation routière, le manuel européen suggère que des débits de 0,01 à 0,05 l s-1 m-1 représentent un risque pour les véhicules se déplaçant à moyenne et haute vitesses. Pour la sécurité structurelle, le manuel européen rejoint le manuel de génie côtier américain en suggérant que les dommages structuraux commencent à être observés en arrière du mur à partir de débits compris entre 0,1 et 10 l s-1 m-1 si aucune protection n’est présente, et que les dommages commencent à apparaître sur le mur et le revêtement à partir de débits de 50 l s-1 m-1, même si ceux-ci disposent d’une protection.

Sur base des seuils de tolérance au débordement préconisés par le manuel de génie côtier américain, les résultats de la présente étude montrent que les valeurs de débordement mesurées dépassent systématiquement les limites de sécurité établies pour les piétons et la circulation routière, les débits de débordement les plus petits enregistrés étant de 0,1 l s-1 m-

risque pour les piétons et les véhicules, quel que soit leur vitesse. Ces débits sont également suffisants pour endommager les équipements routiers situés à proximité du mur. La limite à partir de laquelle des dommages structuraux commencent à apparaître au niveau des zones non protégées du mur et des revêtements non pavés n’est toutefois dépassée que pour T = 8 s, Zm = 1,2 m et H0 ≥ 1,25 m, ce qui correspond dans la réalité à une hauteur libre de mur de 2,4 m et une profondeur au pied de l’ouvrage de 2,48 m soumis à des vagues de H0 ≥ 2,5 m et de période T = 11,3 s. Dans ce cas, les débits de débordement observés, et remis à échelle réelle, atteignent des valeurs comprises entre 40 et 71 l s-1 m-1. Autrement, toujours à l’échelle réelle, les débits de débordement ne dépassent pas 5 l s-1 _m-1

. Les orifices de drainage doivent être adaptés en conséquence afin de prévenir les défaillances structurelles et limiter les accumulations d’eau.

Il faut cependant remarquer que la géométrie du déflecteur utilisé lors des expériences en canal ne correspondait pas à une échelle de 1:2 mais plutôt à une échelle de 1:4, de sorte que la largeur du déflecteur utilisé était deux fois plus petite que celle, à la même échelle, des déflecteurs qui équipent les murs de protection routière du MTMDET (largeur de 0,15 m au lieu de 0,30 m). En raison de cette largeur plus réduite, le déflecteur utilisé pour les expériences en canal a certainement intercepté moins efficacement les jets et les franchissements que ne l’aurait fait les déflecteurs réels, résultant en une surestimation des débits de débordement réels.