Présentation PowerPoint - Cerema Eau, mer et fleuves
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Sensibilité des digues à talus au changement climatique Céline Trmal CETMEF/DPMVN Plan de l'intervention ► Objet de l’étude ► Les paramètres hydrauliques dans la conception des digues à talus ► L’impact du changement climatique sur les paramètres hydrauliques ► Illustration sur deux cas d’étude de digues à talus ► ▬ Digue en grande profondeur d'eau ▬ Digue en faible profondeur d'eau Évolution des houles à l’ouvrage Évolution des franchissements Évolution des volumes des blocs de carapace Conclusion 2 2 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Objet de l'étude ► Exemples de formule de prédimensionnement ▬ Franchissement q g H m0 3 ▬ Rc = 0.2 exp − 2.3 H m0 γ f Stabilité de la carapace M = débit franchissant : q ρ H1/ 33 3 ρ KD − 1 cot α ρω V = M /ρ Rc volume V des blocs de carapace 3 3 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Les paramètres hydrauliques dans la conception des digues à talus – Le niveau d’eau ► Niveau d’eau : les différentes composantes ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ Niveau d’eau moyen Marée astronomique Surcote météorologique comprend les effets : des dépressions atmosphériques du vent qui pousse l’eau à la côte (wind set-up) de la vitesse de déplacement des dépressions Wave set-up : surélévation du niveau d’eau due au déferlement des vagues Seiches : oscillations de période de l’ordre de plusieurs minutes à une ou deux heures Rock Manual 2007 Rock Manual 2007 4 4 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Les paramètres hydrauliques dans la conception des digues à talus – Le niveau d’eau ► Niveaux extrêmes de dimensionnement : ▬ étude de SIMON, 1994 et bientôt 2008 ▬ combinaison entre les niveaux de marée et les surcotes de pleine mer Marée + = Niveau extrême Surcote de pleine mer 5 5 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Les paramètres hydrauliques dans la conception des digues à talus – La houle ► Détermination du climat de houle au large et des extrêmes Exemple EDF/CETMEF 6 6 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Les paramètres hydrauliques dans la conception des digues à talus – La houle ► Étude de l'évolution possible de la bathymétrie ► Propagation de la houle à l'ouvrage avec le niveau d'eau et la bathymétrie de projet 7 7 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Impact du changement climatique sur les paramètres hydrauliques - Synthèse ► Évolution des niveaux d’eau : ▬ ▬ Remontée séculaire des niveaux marins (valeurs du GIEC) : 4e rapport : de 0.18 à 0.59 m (3e rapport de 2001 : de 0.09 à 0.88 m) valeur moyenne : 0.38 m au lieu de 0.49 m (3e rapport) Évolution des surcotes (programme DISCOBOLE) : ► étude des données des marégraphes (Pirazzoli 2005) : grande dispersion, moyenne de 0.15 cm/an ( de –0.05 à +0.53 cm/an) atlas numérique des surcotes passées (1979-2003) (LNHE) : stationnarité simulation numérique du climat futur (2087-2111) (LNHE) : augmentation les plus fortes en Manche orientale et en Mer du Nord (surcote centennale 0.35 m) Évolution des houles : ▬ ▬ Atlas numérique des états de mer passés (1979-2003) (LNHE) : stationnarité Atlas numérique des états de mer futurs (24 ans au voisinage de 2100) : en cours 8 8 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus ► ► Deux cas : ▬ en grande profondeur d'eau : peu de transformation de la houle entre le large et la digue ▬ en faible profondeur d'eau : amortissement des houles supérieur à 10 %, ie d / Hs < 3 Points communs ▬ ► hauteurs de houle au large, pentes des fonds, débits annuels franchissants Différence ▬ cote du pied de la digue et niveau d’eau, ie profondeur d'eau 9 9 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus - Méthode Paramètre de sortie Paramètre d’entrée ΔH = H f − Hi (%) au large Hi Propagation Reef 2000 ΔH = H f − Hi (%) à l’ouvrage Hi ∆Rc (m) pour garder le même débit franchissant ∆q (%) Hf ∆N (cm) Hi ∆M (%) 10 10 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus - Résultats ► Présentation des résultats Exemple : Si le niveau d’eau s’élève de 0.5 m et la hauteur significative au large augmente de 20 %, à l’ouvrage la hauteur significative augmentera de 12 %. L’augmentation est calculée par rapport à la situation actuelle. 11 11 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus – Évolution des houles à l’ouvrage ► ► Cas forte profondeur ▬ Les houles ne sont pas modifiées par les fonds ▬ Toute augmentation des houles au large conduit à une augmentation des houles à l’ouvrage ▬ Une élévation du niveau d’eau ne change pas les houles à l’ouvrage Cas faible profondeur 12 12 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus – Évolution des houles à l’ouvrage ► ► Cas forte profondeur ▬ Les houles ne sont pas modifiées par les fonds ▬ Toute augmentation des houles au large conduit à une augmentation des houles à l’ouvrage ▬ Une élévation du niveau d’eau ne change pas les houles à l’ouvrage Seule l’élévation du niveau d’eau augmente les houles à l’ouvrage Cas faible profondeur Influence non négligeable de l’accroissement des houles au large 13 13 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus – Évolution des franchissements ► Cas forte profondeur ► Cas faible profondeur ► Le débit franchissant de départ est le même soit 0.1 l/s ► Les variations des débits sont exponentielles ► ► Si la houle augmente fortement, de forts débits franchissants sont plus vite atteints en forte profondeur Si la houle augmente peu, les débits franchissants augmenteront plus rapidement en faible profondeur 14 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus – Évolution des franchissements ► Calcul du rehaussement nécessaire pour conserver le débit actuel de 0.1 l/s ► Cas forte profondeur ► ► ► Cas faible profondeur Sans augmentation des houles, le rehaussement est bien supérieur à l’élévation du niveau marin en faible profondeur Si les houles augmentent, le rehaussement devient vite très important en forte profondeur 15 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Illustration sur deux cas de digues à talus – Évolution des volumes des blocs de carapace ► Cas forte profondeur ► En forte profondeur, seule une augmentation des houles augmentera le volume des blocs de carapace à mettre en place, si cette augmentation a lieu le volume s’accroît fortement ► En faible profondeur, les volumes varient peu et en cas d’élévation du niveau marin → instabilité moins probable ► Cas faible profondeur 16 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Conclusions et perspectives ► Impact significatif de l’élévation du niveau de la mer sur le franchissement, en forte et faible profondeur d’eau ► Rehaussement supérieur à l’élévation du niveau de la mer en cas faible profondeur d’eau, même sans augmentation des houles ► Instabilité de la carapace importante à prévoir en cas d’augmentation des houles en forte profondeur ► Étude de sensibilité à conduire au cas par cas ► Phénomène de fatigue non pris en compte en ce qui concerne la carapace 17 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008 Conclusions ► L’étude fait partie du programme DISCOBOLE (Dimensionnement des Structures Côtières et des Ouvrages de Bord de mer à Longue Échéance) piloté par EDF R&D/LNHE Merci de votre attention 18 7e JST – Paris – 8, 9 et 10 décembre 2008
