2. Geometries complexes


1. Explication du principe de la nouvelle configuration
2. Nouvelle configuration simple
3. Nouvelle configuration combinée avec un allongement
4. Configuration extrême (allongement+bloquage)
5. Cas d'une digue au large

1. Explication du principe de la nouvelle configuration

    Grâce aux études précédentes, nous savons que la houle incidente pénétrant à l'intérieur de l'avant port, dépend essentiellement de l'orientation des digues et moyens de protections. Cette houle incidente est responsable d'une agitation souvent trop importante dans l'avant port. Le but de cette nouvelle géométrie est donc de dissiper l'énergie de la houle avant son arrivée dans la zone aménageable.

    Dans la partie précédente, la manière que nous avions choisie pour dissiper l'énergie était de type rupture : la houle incidente percutait la digue de manière oblique ce qui entraînait sa cassure. Dans ce nouveau cas, une autre méthode est utilisée :le bloquage. Ici, la houle percute la digue sur toute sa longueur et est bloquée. L'orientation de la digue est conçue de manière à ce que le front de houle incidente le plus critique (120°N) lui arrive parallèlement.

    La digue, constituée d'enrochements, est perméable. Elle possède donc un coefficient de reflexion faible (CR=0.5) c'est pourquoi l'énergie se dissipera fortement à son contact. 

    Certes le franchissement est présent, mais seulement en cas de tempêtes extrêmes. Ce problème n'affectera que la partie de l'entrée de l'avant port, là où la digue est orientée parallèlement au front d'onde. L'agitation supplémentaire induite par la franchissement sera quant à elle estompée par la digue Est située en face, ce qui empêchera la pénétration d'une perturbation dans l'avant port.

    De plus, en cas de tempête, les bateaux n'ont pas l'autorisation de sortir, l'agitation dans la zone d'entrée/sortie n'est donc pas un problème majeur : l'essentiel est de protéger la zone d'amarrage.

2. Nouvelle configuration simple

   Rappelons que pour la construction de chaque nouvelles géométries des critères sont à respecter (entrée de la passe de 59 m, les limites de la concession, rappel des critères).

   Afin de bloquer la houle à 120°N d'incidence, il nous faut orienter la digue de manière à ce que sa normale corresponde à 120°N. Après calcul, nous avons trouvé que l'angle d'orientation était de 120° par rapport à la fin de la digue initiale Ouest (voir schéma ci-dessous).


                                                  Orientation des angles d'incidences (Source: Binôme 1 du BEI)

    En revanche, en respectant ce critère d'orientation strictement, nous ne respectons plus le critère de largeur de passe à l'entrée de l'avant port. Il faut donc trouver un compromis entre les deux. Nous avons décidé de modifier légèrement l'angle d'orientation de la nouvelle digue et d'accepter une entrée de largeur de passe de 56m. Sachant que le critère de largeur de passe doit être 1.5 à 2 fois plus élevé que le plus grand des bateaux (30mètres), une largeur de 56 m est tout à fait acceptable.

    Le schéma ci-dessous récapitule la nouvelle configuration et ses caractéristiques :

 

Schéma
                                                       Schéma de la nouvelle configuration (Source: Binôme 1 du BEI)

    Les conséquences sur l'agitation résiduelle d'une telle géométrie dans les conditions climatiques de notre tempête de projet (rappel des conditions de tempête de projet) sont les suivantes :

 

 

 

    

 

              Représentation de la hauteur de houle et de la phase sous Artemis (Source: Binôme 1 du BEI)

    On remarque que la hauteur de houle est encore trop élevée pour accueillir des places à flots (jusqu'à 0.8m de hauteur de houle dans la zone potentielle). De plus, l'agitation résiduelle est globalement la même que pour un simple allongement de la digue de 20m. La différence de dissipation d'énergie entre une cassure et un bloquage n'est donc pas flagrante. On peut donc penser que cette géométrie n'est pas celle à retenir. En effet, la construction avec un changement d'orientation de la digue est plus complexe qu'un simple rajout d'enrochements dans la même direction. On élimine alors cette configuration.

3. Nouvelle configuration combinée avec un allongement

    Nous avons vu précédemment que l'allongement d'une digue pouvait nous permettre d'éviter l'entrée de plusieurs houles incidentes. Afin d'améliorer ce type de géométrie, et de dissiper le reste de l'énergie de la houle pouvant pénétrer dans le port, nous choisissons de combiner l'allongement avec une digue orientée à 120° par rapport à la digue initiale.

   En effet, l'allongement ne peut excéder 30m ; ceci correspond à la limite autorisée par la concession du port. Pour contrer cette limite nous sommes dans l'obligation d'envisager une inclinaison différente de la digue pour augmenter la surface d'impact.

On opte pour un allongement de 10 m combiné avec une digue orientée à 120° de 30 m.
Voici les résultats obtenus concernant l'agitation résiduelle pour une tempête de projet :

 

 

  

 

 

                  Représentation de la hauteur de houle et de la phase sous Artemis (Source: Binôme 1 du BEI)

    On remarque que la hauteur de houle est globalement respectable à l'intérieur de l'avant port. En effet, celle ci atteint une valeur maximale de 0.6m. Nous sommes juste au dessus du critère limite que nous nous sommes imposé. En revanche, la plupart des endroits ne dépassent pas le demi mètre d'agitation. On peut considérer qu'en cas de tempête cette configuration est tout à fait acceptable.

4. Configuration extrême (allongement+bloquage)

    La géométrie ci-dessous est qualifiée d'extrême. Au vue d'une agitation toujours supérieure à 0.5 à l'intérieur de l'avant port, nous avons décidé d'utiliser tout l'espace de la concession du port afin de bloquer le plus d'houle incidente possible.

    Nous avons souligné dans la partie précédente qu'une houle incidente de 120°N devait être stoppée par une digue d'orientation 120° par rapport à la digue initiale. Pour visualiser cette hypothèse, nous avons décidé de prolonger la digue de la configuration précédente en l'orientant petit à petit vers un angle bloquant les angles d'incidence de houle critique (110 et 120 degrés) tout en gardant une largeur de passe acceptable.

Voici l'agitation résiduelle obtenue en cas de tempête de projet :

  

 

   

 

 

                    Représentation de la hauteur de houle et de la phase sous Artemis (Source: Binôme 1 du BEI)

    Les critères d'agitation résiduelle en cas de tempête de projet sont totalement respectés dans toute la zone potentielle et même dans la zone Ouest. L'état d'agitation correspond à celui du confort pour les bateaux (0.15m de houle). Cette configuration est donc très propice à l'aménagement de places à flots.

    Cette configuration est réalisée, peut-être, au détriment d'un bon renouvellement de l'eau à l'intérieur du port. Une étude courantologique (courant de marée, débit provenant du grau quand le barrage est ouvert) serait nécessaire pour la valider. De plus, une forte accumulation de sédiments risque de se produire sur la zone modifiée ainsi que des endroits fortement érodés ce qui entraînera de forts coûts de maintenance. On retrouvera probablement l'effet brise lame. Une étude sédimentologique serait donc également nécessaire.

5. Cas d'une digue au large

   Une autre configuration envisageable utilisant le principe bloquant d'une houle incidente est de construire une nouvelle digue en mer, en avant du port. Son orientation est choisie en fonction de la houle critique. Ce type de digue permet de contrer les effets indésirables dans l'avant port dus au franchissement. En effet, un espace est réservé pour d'éventuelles projections d'eau dues au franchissement et induisant une forte agitation. L'agitation résiduelle de cette digue est une nouvelle fois atténuée à l'approche des digues de l'avant port ce qui assure une faible hauteur de houle et un confort pour les bateaux à l'intérieur de ce dernier.

    L'inconvénient de ce genre d'installation est avant tout économique. En effet, il est essentiel de regarder la bathymétrie avant toute construction. Dans cette zone, elle s'avère beaucoup plus élevée qu'au niveau de l'avant port. Un volume de matériaux conséquent sera donc nécessaire. La méthode de construction sera elle aussi très coûteuse. Il est sur qu'une construction en mer sans base autour initialement sera plus contraignante qu'une simple extension d'une digue déjà existante.

    On ne retiendra donc pas cette configuration.


                                     Schéma de la configuration de la digue au large (Source: Binôme 1 du BEI)