Les digues verticales maritimes

Les digues sont des structures maritimes construites pour abriter le port contre les vagues, et peuvent souvent aussi servir de support aux quais et aux esplanades dans les zones abritées.

Dans ce cas, nous allons parler des digues verticales. Elles diffèrent des autres types de digues en ce que l’énergie des vagues n’est pas dissipée, comme c’est le cas des digues brise-lames, puisque cette énergie est réfléchie.

Les digues verticales comportent plusieurs parties bien différenciées : un trottoir, qui est la base de la digue ; une digue, un monolithe qui forme le mur vertical faisant face aux vagues ; et un épaulement, qui réduit le déversement des grosses vagues.

Les digues verticales sont fondamentalement caractérisées par ces aspects :

Ce sont des ouvrages à rupture instantanée, ce qui peut signifier l’effondrement total de la structure.

Ils sont plus minces que les brise-lames, car ils absorbent moins d’énergie en réfléchissant une partie de l’énergie des vagues dans leur structure.

Ce sont des œuvres de la gravité qui résistent par le propre poids des éléments qui la composent et qui, bien qu’étant des éléments individuels, forment une structure monolithique.

On peut faire une première classification de ce type de digues, en fonction de leur comportement, étant pures celles où il n’y a jamais de rupture dans les vagues, et mélangées celles où il peut y avoir une rupture dans les vagues sur le front.

Si l’on examine le type de structure, les digues verticales peuvent être classées comme

Digue en blocs : c’est la plus ancienne typologie en raison de sa simplicité constructive, qui consiste à placer des blocs de pierre les uns sur les autres, de taille plus ou moins grande. L’ensemble peut être perforé verticalement, en le remplissant de ciment, pour lui donner une plus grande rigidité.

Ils sont actuellement en désuétude.

Barrage à caisson : les barrages à caisson sont en béton armé, de forme parallélépipédique, et de grandes dimensions. Chacun de ces caissons possède une série d’ouvertures en haut pour permettre au caisson de flotter.

Ces structures sont fabriquées dans des caissons et transportées par flottage jusqu’à leur emplacement final. Ici, leurs cavités sont remplies d’eau pour être ancrées (ces cellules peuvent également être remplies de matériau granulaire pour assurer leur stabilité). Le quai est formé en plaçant ces caissons successivement.

Les digues à caissons sont largement utilisées dans les zones de grande profondeur, étant peu utilisées dans les zones de petite profondeur, car il est plus économique de construire une digue brise-lames.

Barrage-écran et autres : ces barrages sont formés au moyen de deux écrans et remplissent l’espace entre eux. Elles sont indiquées lorsque les vagues sont de faible intensité et dans les endroits où le tirant d’eau est modéré.

Pendant leurs escales, les navires doivent pouvoir stationner en toute sécurité dans
le port, à l’abri de l’agitation de la houle :

• Ils peuvent être simplement “mouillés” sur leurs ancres ou sur des coffres d’amarrage. S’ils doivent transborder leurs cargaisons, la manutention est faite au moyen de leurs engins de bord ou par des grues flottantes. Les marchandises sont déposées ou enlevées sur des engins également flottants qui assurent la liaison avec les infrastructures terrestres.
• Ils sont de préférence accostés et amarrés à leur poste d’opération, ce qui permet de prendre ou de déposer les cargaisons directement à terre, sans nécessiter un transbordement par un moyen flottant.

Les ouvrages d’accostage et d’amarrage sont :
• les quais, qui outre l’amarrage et l’accostage des navires, assurent une liaison directe entre le navire et les infrastructures terrestres du port.
• les appontements qui sont des ouvrages permettant l’accueil et le stationnement des navires mais n’assurant pas une liaison directe avec les parties terrestres (où se trouvent les installations de stockage des cargaisons). Ils peuvent cependant servir à l’approche ou au dépôt de la marchandise.
• les ducs d’Albe qui sont des ouvrages ponctuels permettant l’accostage et/ou l’amarrage des navires. Ils ne disposent pas de plate-forme sur laquelle peuvent être déposées les marchandises ou être installés des engins de manutention.

Les “ducs d’Albe” utilisés comme ouvrages d’accostage
Autrefois constitué par des faisceaux de pieux en bois, les ducs d’Albe sont aujourd’hui réalisés au moyen de tubes métalliques ou de caissons en palplanches soudées entre elles, battus verticalement dans le sol.Ils résistent aux efforts d’accostage par leur flexion offrant une résistance croissant de façon pratiquement proportionnelle à leur déplacement horizontal en tête des tubes. Des défenses placées sur un bouclier sur lequel s’appuie la coque du navire contribuent également à l’absorption de l’énergie d’accostage. La butée du sol sur la partie enterrée des tubes métalliques équilibre l’effort horizontal imposé à leur tête. Afin d’économiser la quantité d’acier, les tubes ont une épaisseur variable calculée de telle manière que les contraintes de flexion soient sensiblement les mêmes sur toute la hauteur de l’ouvrage. Ces ouvrages sont indiqués quand le sol de fondation a des caractéristiques permettant le battage des tubes (sable ou argile). Quand les fonds sont rocheux, les ducs d’Albe sont alors réalisés sous forme d’ouvrage massif (caissons en béton armé). Ils doivent, dans ce cas, être équipés de défenses suffisantes pour limiter à des valeurs admissibles les efforts d’accostage imposés à l’ouvrage ou à la coque du navire.
L’origine du nom “duc d’Albe” (ou souvent “dolphin” dans les ports anglo-saxons) est issu du titre de “l’inventeur” des anciens ouvrages en bois qui était un prince hollandais portant le titre de “Duc d’Albe”

Ports maritimes : Généralités sur les digues

Les digues protègent les ports contre les assauts des houles du large et permettent (par réfraction / diffraction de la houle incidente) de réduire l’agitation intérieure à moins d’un mètre d’amplitude. Elles doivent être construites par des profondeurs plus importantes qu’autrefois (jusqu’à une cinquantaine de mètres) et doivent résister à des vagues dont l’amplitude peut dépasser la dizaine de mètres – d’autant plus grande que la profondeur au pied de l’ouvrage est plus importante. Les grandes digues modernes sont, en général, du type “à talus”, constituées par des couches d’enrochements de poids croissant depuis l’intérieur vers les faces externes, elles comportent une carapace contre laquelle vient se briser la houle et sont surmontées par un couronnement massif en béton de ciment. Cette carapace est faite d’enrochements naturels de poids élevé (plus de 5 tonnes) et plus généralement, lorsque les ouvrages sont exposés à de fortes houles, de blocs artificiels de béton (cubiques ou de forme plus compliquée) pesant jusqu’à 25 et même parfois plus de 30 tonnes : les ” tétrapodes” ou “acropodes” (brevet français Sogreah) offrent le double avantage d’accroître la rugosité de la face extérieure (ce qui permet d’absorber l’énergie libérée par le déferlement de la houle) et d’assurer un enchevêtrement des blocs qui assure leur bonne tenue. Afin de réduire le volume des matériaux utilisés, la partie supérieure de certaines
 igues de type mixte est constituée de caissons en béton armé, dont la conception (avec orifices sur la face extérieure et compartimentage intérieur) permet une bonne absorption de l’énergie de la houle (par exemple brevet Jarlan).

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