Etude comparative de différents types d'ouvrages pour lutter contre l'agitation dans une rade portuaire

Etude comparative de differents types d'ouvrages pour lutter contre l'agitation dans une rade portuaire

Cct article prescnte ccvtains rCsultnts d'une C t ~ ~ d c hyc l ra~~l ic l~~c ~.kaliscc dans le c:~tl~-e (111 pro.jct tl';~mCn:rgerncnts portuaires de Rivikrc-al l -Rend en GnspPsic clans In PI-ovince tlc Quebec par Ic Ministcrc dcs T I X V ~ L I X publics tlu C;~n:~ila. Lc prqjct prbvoit la cons t r~~c t ion d c nollvcalls q ~ ~ a i s i~ I'intPrieur du havre csistant pour satisfaire les hesoins dcs p5chcur.s h a ~ ~ t ~ ~ r i e u r s et ci,tie~.s. Dcs e t ~ ~ d c s priliminaires ont I-CvCIC que. clans Ics conditions p1.6scntcs. l'agitation dcs v : ~ g ~ ~ c s h I'intPrieur du port pouvait p e r t ~ ~ r b e r la navigation dulxnt ~ ~ n c p5riodc s~rflisammcnt prolongic pour songer trouvcr Ics rnoycns tle ~.cmctlicr- i~ uric tellc situation. Lcs ingenicurs du b1inistl;l.c des Tr;rvaus p ~ ~ b l i c s ont proposc diver5 types tl'ouvragcs. mais i l etait difficilc tl'cv:~lucr I'effic;~citC. ~relntive d e chacun d'cux. C'cst pourquoi i l f u t j ~ ~ g i . nCccssairc d c proccder i~ ~ ~ n c bt~ltlc sur modkle reduit d ; ~ n s Ic but d c tlctcrmincr Llnc solution i~ In fois efficace ct 6conornicl~lc. ct qlri pr isente peu d'cntl.avcs h la navigation. On presentc dans c c mimoire les resul t ;~ts rcl;~tiEs i~ I'cfficaciiC dcs diffc~.cntcs v;u.iantes envisag6es.

Sonic results of an cspcrimcntal s t ~ ~ d y on a scale model of thc project of Rivi61.e-au-Rcnml Harbor irnpl-ovcmcnts in the Province of Quebec. c211.1.iccl out for the Dcp:u.trnent of I'l~blic Wol-ks of Can ;~da , are presented. This s t ~ ~ d y has been dictated by the const l -~~ct ion of new wh;~rfs insidc the h;~rbor where tlic wave agitation could ~1tt;lin a level such that ship manoeuv~.ing can he affected. The hydl.sulic model s t ~ ~ t l y was then ~~ntlc~. t ;~kc 'n in ortlcl. to cvaluatc the ~.elativc efficiency of different types of solutions proposetl by engineer\ of the Dcp;u.trncnt of Public Works in o~.tlcr to rctluce the \vavc agitation insidc the ha rho^. nc:~~. the p~.oposccl S ~ ~ L I C ~ L I I . ~ to iln acceptable level. The main constraints on thcsc p1.0tcction S ~ I . L I C ~ L I I . C \ ;II.C that they sI10~1ltl not hold LIP the maritime traffic and that they s h o ~ ~ l t l be economical. This p;ipcl.prccnts the rc \~~l t so t ' most promising s t r ~ ~ c t ~ ~ r e s ti) hc ~1setl in 01-dcl- to provide an additional p~.otcction.

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Introdl~ction En 1974 et 1975, I'une des phases du projet

d'arnknagement des installations portuaires de Riviere-au-Renard, en GaspCsie, consistc en la const~.uction cle nouveaux quais pour les besoins de la pSche le long des c6tes et en haute-nier. Un des principaux probli.mes reli6s ;I ce projet concerne la dkterrnination du plus haut niveau d'agitation tolCrable B I'intCrieur du port sans que les manoeuvres des navires puissent en t tre gtnies. I1 fallait done prdvoir des rnoyens Cconomiquernent justifirtbles qui puissent Cventuellement remddier :I une telle situation.

Pour augmentes la protection d'un port Cquipk d'installations classiques i l cxistc plusieurs rnoyens qui peuvent Stre classifiCs en trois catCgories selon que les ouvrages psoposks sont situ6s a I'extCrieur du port, i~ I'entrCe du port ou :I I'intCrieur du port. Le problhme con- siste alors i Cvaluer I'efficacitC relative de

chacun dcs types d'ou\~ragc 17ropo5dset clc clioisir celui qui se r@vklc Ic plus dconomique- mcnt rentable.

A la suite d'une Ctude prCliminaire des divers correclifs qui poilrraient Etre apportis, il a Cl@ jug6 essenticl de procider ;I une ttuclc hydrau- lique sur moclkle rCduit afin clc prdciser cerlains aspects cles cliffdrentes variantes propos6es. L'dtucle sus modkle rCduit a kt@ rCalis6e de juin B novembi-e 1974 au 1aboratoi1.c d'hydrau- liql~e clu dkparternent de G@nic civil d e I'uni- \,crsitC Laval, sous la direction dc I'auteur.

Les objectifs clu programme d'essais or& clone consist6 ?I mettre en relief difi6rentcs solutions suscepliblcs cl'appol.ter Line protcc- lion suppICme11tai1.e dans la saclc esistantc contre I'apitation et ce principalcrnent aux enclsoits oil I'on d6sire y itiiplanler d e nouveaux quais. Trois variantes principales, suivant la position dcs ouvrages B I'extCrieur, h I'cntsCe ou 5 I'intdrieur clu port, ainsi que des

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FIG. I . Localisatio~l ct port cle Rivitkc-au-Renald. a c t ~ ~ e l ct projete.

sous-variantes ont fait I'objct d'essais sur le modkle rkduit. Le type de solution retenue devait, tout en Ctant Cconorniqueme~lt justi- fiable, satisfaire un critkre essentiel, soit ne pas crier d'obstacles rnajeurs h la navigation.

Position du Probleme L a figure 1, telle que fournie par le Minis-

tkre des Travaux publics, nlontre le plan de localisation des installations portuaires actuelles de Rivikre-au-Renard et des nouveaux quais projetis. Le port de Rivikre-au-Renard, dont I'activitC principale est relike ?I la p&che, est situC en bordure du golfe St-Laurent sur le versant sud non loin de Gaspd. L a rade est situte B l'intirieur d'une baie oij vient se jeter la rivikre du m h e nom et est protCgke contre l'agitation des vagues par deux brise-lames alignCs presque parallklement B la rive dont le plus important est situ6 du c8tC ouest et I'autre vient s'appuyer contre les quais existants. Le port est sournis B I'attaque des vagues prin-

cipalement en provenance du nord-est sous un angle d'environ 180" allant du nord-ouest au sud-est. L e marnage des grandes marCes h cet endroit est de I'ordre de 6 pieds ( 1.8 m ) .

Dans le but de rCpondre aux besoins des pkcheurs hauturiers et cetiers, on projette prt- sentement la construction de quais qui permet- tront aux navires de venir s'amarrer. Une ktude prtliminaire effectuCe par la division de 1'Ctude des lames du Ministkre des Travaux publics, basCe sur une mkthode de prCvision des lames et sur des diagrammes de diffraction (sans tenir compte de la rCfraction interne dans le port) a rCvClC que le pourcentage du temps, durant lequel I'agitation des vagues B I'intCrieur du port pouvait causer certains ennuis aux navires, Ctait t rop considkrable. La fig. 2 montre la rose des vents h Rivikre-au-Renard qui a permis de determiner la rose des vagues montrke h la fig. 3 en utilisant la mtthode de prCvision des lames en eau profonde de Sverdrup, Munk et Bretschneider (Ippen 1966), dite rnCthode S.M.B. I1 a Ctd en- suite possible de dbduire, en utilisant des diagrammes de diffraction (U.S. Army Corps of Engineers 1973), les courbes d e frCquences de la fig. 4 montrant le pourcentage du temps pour lequel les vagues dCpassent une certaine hauteur en diffkrents points dans la rade. On a choisi quatre points reprksentatifs dksignCs A, B, C et D , B I'intkrieur de l a rade et un point de rCf6rence soit E h I'extCrieur du port. Leur emplacement apparait sur l a fig. 1. A la lumikre de ces rtsultats, dont les plus importants concernent les points A et B, on a alors jug6 utile de prockder h une Ctude sur mocl6le rCduit de fason h trouver une solution avan- tageuse pour remCdier ?I ce problkme.

Rkalisation du Modele Rkduit L a houle gCnCrCe par le vent Ctant un phC-

nomkne B surface libre, il s'cnsuit clue les conditions de similitude sont principalement rCgies par la similitude d e Froude. Dans le but de concilier le choix d'une Cchelle clui doit ktre sufisamment grande pour obtenir le plus de prCcision possible et I'espace disponible en laboratoire, il a kt6 jug6 plus utile d e ne repro- duire qu'une partie du port telle que montrCe B la fig. 5. Le choix d e l'tchelle fut arr&tC a

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FIG. 2. Rose des vents h Rivikre-au-Renard, P.Q. FrCquence des vents. de avril B dCcenibre (1970, 1971 et 1972). NOTE: L'Cchelle logarithniique racliale donne le pourcentage clu temps pour lequel In vitesse du vent en noeuds est Cgale ou sup61-ieure h la valeur indiq~16e.

1:80, et sans distorsion Ctant donnC les cffets la profondeur d'eau h sont directement d'Cchelle importants qu'entrafnerait un rnodkle 1'Cchelle gComCtrique: distordu sur les phknomenes de diffraction, les- [I] AL =AH = hh = 1:80 quels sont directement concernCs dans la pr&- sente Ctude. tandis que la cC1Cr-it6 de I'onde C et la pCriode

L~~ ~ ~ h ~ l l ~ ~ de similitude pour les car act^- T sont donnCes a une Cchelle &gale a la racine

ristiques de la houle sont les suivantes: la de l'Cchelle linCaire:

longueur d'onde L, la hauteur des lames H et [2] AC = AT = XL~I" 1 :g

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FIL 3 . V a g ~ ~ e s en eau profonde B Rivikre-au-Renard, P.Q. Fr6quence des vent, cle avril B cl6cernb1.e (1970. 1971 et 1972). NOTE: L'6chelle lognrithmiql~e ~.:lcli:tle tlonnl: le polll.cent:ige clu temps ~ O L I ~ leqllel la hauteur significatives des vagues en pieds est 6gale oil sup61ieurc ?I la valeur int1iquC.e.

ce q ~ ~ i reprtsente les Lchelles principalement utilisdcs pour le niod?lc.

La construction du inocltle a kt6 1.6alisCc >I

I'aiclc cle gabwits en niasonitc dc 1 po (0.64 cm) d'kpaisseur repsoduisant ?I 1'6cliellc rtduite les profils transvcrsaux des sections clonnkes. La topogrnphie clu lit entre cllaquc gabarit s'obtieiit alors par interpolation. LC lit propre-

tncnt dit est constitui cl'une mince couchc cie bkton appuyte sur- uiic couche d e pierscs con- cassees, reprdsentant ainsi un fond fixc. Aux limites du mod?le, oil a prdvu dcs amortisscurs cle lioulc de facon A respecter les conditions qui y sont iniposies. Le tout est encaclrt par des murettes en b t ton de hauteur appropridc.

Les essais ont kt6 rialisks sous des concli-

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FIG. 4. Conditions des vagues en quatre points h l'inttrieur du port par rapport aux vagiies B l'exttrieur du port.

FIG. 5. Section reproduite sur modZle riduit.

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FIG. 6. VLIC d u bnttcur- 5 houle.

FIG. 7. Battcur B volet.

tions cle lioulc r6guli;re. Pour des ~ a i s c ~ n s cle simplicitd, on a choisi un batteur dc type volct (fig. 6 ) qui engenclrc dcs rnouverncnts orbitaux en forme dc cercles corrcsponclant ii dcs conditions en eau profoncle telles quc sclicmatisdes ;I la fig. 7. Quoiquc la lioule r6ellc nc reprd- scntc pas ces contlitions, c'cst-h-dire qu'clle correspond ;I des conditions de profondeur intcrmzdiaire, ccci n'a pas tellemcnt d'influencc sur les 1.6sultats dtant donnC que I'Ctude est comparative. Le mCcanisme de fonctionnement a 6tC conGu dc tclle sorte qu'un simple change- Inent de position des bras ou d'engrenages

permet d'ajuster ii volontd respectivement l'am- plitudc et la frdquence de la lioule gtntr6e.

La hauteur de la houle sur le mod6le a kt6 rnesul-te ii I'aicle d e jauges de niveau B variation de rtsistance relikes ;I un enregistreur sur papier quadrill6 par I'intermtdiaire d'un pont de diodes (fig. 8 ) . Les jauges consistent en deux fines dlectrodcs en aluminium d e diamktrc constant de 1/16 po (0.16 crn), maintenues ii dgale distance I'une d e I'autre d e 1 po ( 1.27 cm) (fig. 9 ) .

Les mesures des vagues ont Ctt cffectuCes en six points sul- le modkle, soit en quatre points A, B, C et D situds B I'intirieur du port ct en deux points E el F situCs 21 I'extirieur du port, l e sq~~e l s apparaissent sur la fig. 5 . Parmi ces points figurent les deux stations A (Stn 46) et E (Stn 45) oil des mesures e n n a t u ~ e ont dtd faites, afin cle perrnettre I'ttalonnage du rnodklc. Ces niesul-es ant Ctt prises d e rnai 2 juillet 1974 par le service cles donnies du Ministere dc I'Envi~.onnement. A I'inttrieur, 2 la station 46, on a install6 LIII apparcil du type jaugc de niveau tandis qu' i I'extCrieur, i~ la station 45, on a utilist une b o u i e du type accdldromktre.

Une analysc des rksultats dcs mcsures prises cn naturc a permis de ddduire q u e Ic rapport entre les hauteurs cles vagues a u point A et celles au point E variait elltre 0.09 et 0.16 avcc un dcart type moycn de 0.05, et que c'est dans la direction nord-ouest ~ L I C le rapport est le plus klcvd. Les clonntes de la direction des vagucs ont 6t6 estimdes B partir d e celles de In

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FIG. 8. Systkme de mesures cle niveau d'eau.

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FIG. 9. G n ~ ~ g e s de mesure tlu niveau d'eau.

direction des vents mesurdes h~ la station mk- tCorologique dc Rivii-re-au-Renard. Ceci est cn accord avcc la plus grande esposition du point A (Stn 4 6 ) aux vagues en provenance de cette direction. I1 y a lieu cle signaler que la campagne dc mesures s'est en'ectude clurant I'CtC, c'est-$-dire durant unc pCriode relative- lncnt calme en ce qui conccrne I'agitation des vagues. II Ctait nlors dificile de dCduire I'influencc des plus fortes vagues, ktant donnd la prdsence d'un Ccran rocheux en face du brise- lames.

Exploitatioti du Mod& Essais et Ititerpretation

Cot~di t io i~s d'essais Pour assurer unc protection supplCn~cntai~-c

duns un port ddjh existant. i l existe tsois types principaus de solutions, selon que les ouvrages cle protection se situent A l'extdrieur, au nivcau de I'entrCe ou ;I I'intCrieur du port.

Parnii les ouvrages qui peuvent rdduire I'agitation des vagues, ce sont les brise-lames

fixes du type conventionnel et les brise-lames flottants qu-i sont les plus couramrnent utilisCs. Des brise-lames de type particulicr cornnie les brise-lames pneumatiques ou hyclrauliques ne reqoivent pas autant d'attcntion d c la part des praticiens. De fagon h ne pas nuire h la navigation, i l va de soi que I'utilisation de brise-lames flottants i I'entrke n'est pas con- seillCe. D e fagon similaire, i l n'est pas indiqud d'utiliser une structure fixe h I'intdl-ieur du port, puisque lcs manoeuvres de navigation seraient alors gEnCes.

Pour chacun de ces trois types de solutions envisagies, on a considCr6 les cas suivants:

Des brise-lames en cnrocliements et dcs brise-lames flottants, comme ouvrages h I'ext6

' ,

Prolongement des digues actuelles suivant des axes tels quc la navigation soit peu afiec- t ie ;

Emplacement de brise-lames flottants i I'intkrieur du ~ o r t .

Dans cliaque cas, on n aussi pris en considd- ration I'influence cle la longueur de I'ouvrage sur le degrd dc protection assurkc. Lcs com- ~a ra i sons - ont C t C Ctablics sur la base cles conditions initialcs, c'est-A-dire sans la r7rdsence de la structure proposCe.

Les essais ont dtC rkalis6s pour deux conditions cle hauteurs de vague soit 15 et 9 piecls (4.6 et 2.7 ni) , pour dcux pdriodes diffkrcntes soit 9 et 6 s et pour dcux directions cl'approche c'est-h-dire nord et nord-cst. Le niveau d'eau utilisC pour les essais correspond clans tous les cas h cclui dc la pleine nicr.

Pour les essais avec les brise-lames flottants. on a utilisk un type d e brise-lames en forme de 'A', (fig. l o ) , lequel a clonnd des rCsultats intkrcssants lors cl'essais antkrieurs en laboratoire (Ofuyo 1968). L e sclidrna du brisc-lanics utilisd pour les essais apparait ii la fig. I 1 .

Etalo~li~rrge d ~ r modi.le Les rapports entre les 11auteu1-s de la vague

mesurCcs sur rnodele au point A (Stn 4 6 ) et cellcs au point E (Stn 4 5 ) varient suivant les caractkristiques de la houle. Le tableau suivant 1.6sume les principaux rksultats obtenus :

Un coup d'oeil sur les risultats rdv2le que, pour la pkriode de 9 s, le rapport est plus dlevk pour la direction nord-est que pour la

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FIG. 10. Brise-lames flottant en forme de 'A'.

FIG. 11. Perspective du brise-lames flottant en forme de 'A' utilisk.

direction nord lorsque la hauteur de la vague hauteurs sont plus grandes et d e cc fait une est de 15 pieds (4.6 m ) contrairement au cas perte d'Cnergie importante. oh la vague est de 9 pieds (2.7 m). Cette diffC- Les risultats de la campagne d e mesures ont rence s'explique par la prCsencc d e 1'Ccran donnC pour la direction nord un rapport rocheux en avant du brise-lames ouest qui moyen de 0.13 avec un Ccart type de 0.06 et entraine un dCferlement des vagues dont les pour la direction nord-est un rapport moyen

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TABLEAU 1. Rapport entre les hauteurs de houle niesurdes sur modele aLlx points A et E

Periode 9 secondes Periode 6 secondes

H = 15 pieds H = 9 pieds H = 6 pieds H = 9 pieds

Direction nord 0 .13 0 .26 - -

Direction nord-est 0.15 0.21 0 .42 0 .31

dc 0.10 avec un Ccart type de 0.04. T I faut noter que la cornparaison est rendue diflicilc par le fait que durant la carnpagne de rnesures les hauteurs des vagues h I'cxtCrieur du port n'ont pas dkpass6 4 pieds (1.2 rn) tandis que les cssais sur rnodkle ont dtk rkalisks avec des hauteurs plus grancles.

Maintenant si on compare ces rdsultats avcc I'ktude prkliminail-e dc prCvision cles lames et de diffraction prCsentCe 131-Ccddernment (fig. 4), on constate que le rapport entre 13 hauteur de la vague au point A et celle au poilit E varie de 0.1 1 pour une vague de 2.5 picds (0.76 rn) h 0.33 pour unc vague de 9 pieds (2.7 m ) i~ I'extdrieur du port au point E. L a variation de cc rapport en fonction dc la liautcur cle la Iioule s'cxplique par Ic fait quc, en nature, Ies houlcs plus fortes o11t uiie pdriodc plus grande. et clue ce dcriiier p2u-amhtre a une influence clirecte sur le coefficient cle clift'r-action.

RPsllltats des essliis slrr mocl?le i.Pd~lit Ap'Zs ~Crification du modelc sous les con-

ditions actuelles, Ies difldrentcs solutions pso- posdcs ont dtk sournises ;I cles cssais sur rnodklc en vuc de cl6termincr Icur efficacitk. L a fig. 12 montre Ics crnplaccrnents dcs digues qui consistent en:

I . Prolongement ~ L I quai cxistant suivnnt son axe actuel;

2, Prolongement du q ~ ~ a i cxistant suivant son axe parallkle ;I celui du quai intkricur;

3. Prolongement du brise-lames oucst suivant un axe parallele au quai existant;

4. Installation d'un brise-lames devant I'en- tr6e vers la direction ouest;

5. Tnstallation d'un brise-lames dcvant I'en- tr6e vcrs la direction est; Les trois premikrcs variantes proposbes sont rattacl~des A l'entrde du port, tandis que les dcux clerliieres variantes sont situkes i I'exttrieur du port. L a fig. 13 montre les cmplace-

FIG. 12. Emplacement des digues. variante 1 5 5.

rncntg cles brise-lames flottants cnvisagbs durant Ics essnis; ces variantes sont:

6. Brise-lames flottant devant I'entrke du port placC parallklement aux bsise-lames cxis- tants;

7. Brise-lames flottant situC h mi-chemin entre I'extrkrnitd du quai existant ct le point de jonction des quais projetks, ct placd parnll~le- nlcnt au quai existant;

8. Brise-lames flottant situk au ticrs de la distance entre I'cxtrCmitd du quai existant et le point de jonction des quais projetds, et place parallklement au quai existant;

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FIG. 13. Emplacement des brise-lames flottant en forme de 'A', variante 6 5 9.

11 est aussi po5siblc de conlbiner cn partie Ics cas psdcidents pour obtcnir unc nouvelle variante. Nous avons Ct~idit LIII cas possible conlme suit:

9. Dcux sections dc brise-lames flottant placdes cornme dicrit dans le cas no 8 en plus du pi-olongernent du q ~ i a i existant d'une longueur de 107 pieds (32.6 m ) .

Les figs 14 et 15 prdscntent les r2sultats obteil~is respectivement pour les brisc-lamcs fixes (variantes 1 5 ) et pour les brise-lames flottants (variantes 6 a 9 ) . Ces figures mon- trent le pourcentage de rCduction de la hauteur des vagues aux points A et B par rapport aux conditions initiales en fonction cle la longueur de I'ouvrage projetC.

I1 est intCressant de constater que, h quel- ques exceptions prks pour le cas des brise- lames flottants, le pourcentage de stduction cle hauteur de la vague est sensibleinent le mCme aux deux points A et B dans la majorit6 des cas CtudiCs. I1 a pu aussi Stre noti que les variations des hauteurs de la vague aux points

C et D sont en moyenne nulles, t t an t tantBt un ~ C L I plus fortes tant6t un peu plus faibles.

Quoique les vagues en provenance de la direction nosd-est sont en gkntral Lln peu plus fortes et cela sptcialement au point B, le pourcentage de Idduction aux points A et B est pra t iq~~ement le m&me, pour un ouvrage donnC, que la vague proviet~ne d u nord ou du r~ord-est. La plus grande exposition du point A a u s vagues en provenance d u ilord est atlCnute par la prksence de I'dcran rocheux en avant du brise-lames ouest.

A cause de la lirnite imposCe par la profondeur d'eau, ce sont les vagues d'une hauteur de I'ordre de 9 pieds ( 3 m ) qui donnent la pl~is gsande agitation 2 I'intCrieur clu port. L o r s q ~ ~ c la hauteur de la vague est supCrieurc ;I cettc valeur lirnite, i l sc produit un dtferle- merit des vagues h I'extGrieur d u port et les vagues qui y pCn6trent sont ainsi 1-dduites. Mais encore I$ Ics pourcentages d e ~Ccluction des hauteurs des vagues pour ~ 1 1 1 m&me type d'ouvragc sont du mCme ordre de grandeur.

E n ce qui concerne I'influence d e la p6riode des vagues sur le pourcentagc de I-Ccluction d e la hauteur de la vague aux points de mesure, il n'a dtC possible de la ditectcr, sauf dans le cas des brise-lames flottants. 11 a cepcndant Ctk possible dc vCrifier que la pdriode avait Lme influence sus la hauteur de la vague elle-mtme cn Lin point donnt, le pl~Cnorn&ne principal dtant alors la diftraction des vagues, mais le peu de rdsultats obtenus n'ont pas pcrmis une gCnCralisation en ce sens. Une cornparaison cntre les rCsultats obtenus sur Ic ~nodkle et les

a tarnme valeurs cICterminCes B I'aide d'un cli g . cle rCfraction a pi1 mcttre en Cvidence la bonne concorclance des rCsultats et la validitt de la mCthode de calcul des hauteurs cle vagucs dans le cas oil les ouvrages sont relits h I'entl.Ce du port.

L1~ltilisation de brise-lames flottants entraine une r2cIuction d e la surface i protdges. En effet, lorsque ceus-ci sont ~itilisCs i I'intCrieur clu port (variantes 7 et S ) , ils protkgent bien le point B mais laissent dtcouvel-t le point A. I1 faudrait alors utiliser un ouvrage de plus grande dimension, mais cette CventualitC doit i t r e tcar t te en raison de son entrave a la navigation.

Les courbes prksenttes dans les figs 14 et 15 peuvent alors Ctre utilisCes pour dkterminer

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FIG. 14. Pourcentage de riduction de la hauteur de la vague aux points A et B en fonction de la longuer de l'ouvrage.

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6 0 0 ( p l e d ] 7CO

0 3 0 6 0 9 0 120 150 180 210 (ml longueur de iouvroge

FIG. 15. Pourcentage de riduction de la hauteur de la vague :lux points A et B en fonction de la longueur de l'ouvrage.

le type d'ouvrage h retenir. Cela peut s'effec- exprim6 en annuitks, comprend le coQt d e con- tuer A I'aide cl'un climension~iement optimal struction (investissement) et le coiit des KC- (Ouellet 1974), c'est-&-dire en dCterminant le parations (exploitation) qui tieniient compte coilt total niininial cle l'ouvrage qui reniplit les des pertes Cconorniques. I1 faut alors rCpCter exigences qui lui sont assign6es, soit clans le le calcul pour chaque cas considCr6 pour dC- cas prCsent un clegrk de protection sans trop terminer l'ouvrage qui rCpondra au critkre de nuire h la circulation maritime. Le coQt total, dimensionnement optimal.

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FIG. 16. Conditions des vagues en qilatre points 5 1'intil.ieur du pol-t par s;rpport aux vagiles h In exttrieur ~ I L I port.

Q u e l q ~ ~ e s fois il n'est pas ntcessaire d'effcc- tuer ce travail et les seuls rdsultats prbsentds aus figs 14 et 15 peuvent scrvir :I rejcter certaincs solutions. C'est ainsi que I'on peut rejetcr les ouvrages utilists B I'extCricur du port coniparativement ceux utilisCs & I'entrCe du port. Et il en est de m&nie si on compare les ouvrages rattachds au brise-lames ouest par 1.apport h ccux du brise-lames est qui comprend le quai existant. I1 en dtcoule aussi quc les brise-lames flottants n'offre~it pas autant d'avantages que les ouvrages rclits B I'entrie du j~ort , 2 I'esception peut-Stre de la variante 9. qui a toutefois le dbsavantage de combiner deus solutions 2 la fois.

I1 en rtsulte donc que le nornbre de cas sournis au critkre dc dimensionnement optimal est ainsi rCduit. D a m le cas prtsent il apparait que les solutions qui font intervenir le prolongement du quai existant apparaissent les plus pronietteuscs. On peut alors h I'aide d'un dimensionnement dtterminer la distance et I'orientation du prolongement du quai existant qui reprtsenteront les conditions les plus avantageuses.

Une fois le choix final effectui, il est alors

possible de dtterminer Ics nouvelles conditions de vagucs :I 1'intCrieur du port, suivant un scliCma analogue A celui de la fig. 4. En adop- tant pa l cxemple unc solution inte~.midiairc cntrc la premikre et la troisi6me variante, le pourcentage moyen dc ~Cduetion de la hauteur de vague aux points A et B est de I'ordre d e 65%). tandis que la lx~uteur d e \!ague aux points C et D demeure sensiblenie~it la mcme. La fig. 16 montre les courbes d e frtquence d e la hauteur des vagucs dans Ic cas de la solutio~l intermtdiaire proposte.

Les Ctudes sur 1iiod6le rtduit ont permis d e cornparer I'eflicacitt dc diffdrents types d'ouvrages devant assurer une protection suppl6- mentaire contre I'agitation des vagucs 5 I'endroit de nouveaux quais projctCs 2 I'intirieur du port de Rivikre-nu-Renard. I1 a CtC possible de conclure que dans le cas ttudid, il est prtf trable de construire des ouvrages au niveau de I'entrke du port plut6t qu'a I'exttrieur ou ;i

l1int6rieur du port. L'~~tilisation d e diagralnmes de diffraction peut s'avtrer un nioyen peu col*~teux et d'unc precision sutlisante pour dd-

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duire les conditions de vagues 2I I'intCrieur du port. 11 faut toutefois rappeler que ces solutions ont kt& ClaborCes pour protCger un secteur dCterminC du port de Rivikre-au-Renasd. La protection d'un autre secteur du port de m&me que les dispositions difftrentes d'un autre port exigeraient une certaine interprktation en vue de la transposition des solutions proposies.

Les rtsultats obtenus ont permis de com- parer I'efficacitt des difftrentes solutions pro- posCes, parini lesquelles la solution 2I adopter peut &tre clioisie h I'aide du crithre de dimensionnement optimal. A I'aide des rksultats prCliminaires, plusieurs solutions peuvent Ctre rejetCes 2I priori et il ne reste alors qu'un nombre restreint de solutions auxquelles on peut appliquer le critkre d-e diniensionnement optimal.

Les rbultats obtenus dans cette ttude, pour- raient Cventuellement servir de point de dCpart B des projets similaires sur des amknagements portuaires.

L'auteus dCsire remercier la direction du Miiiistkre des Travaux publics du Canada pour lui avoir accord6 I'autorisation de presenter des rCsultats relatifs 21 ce projet. Des remercie- ments s'adt-essent a M. Marc Brunet, ingtnieur responsable du projet, pour son itroite col- laboration durant les difTti-entes pllases d e cette Ctude. L e dtpartemeiit de Gtnie civil de I'uni- versitt Laval a fourni I'assistance technique nLcessaire B I'Ctude sur modele rCduit.

I P P E N , A. T. 1966. Estual.y and coaslline hydrodynamics. 111: Wave generation by wind. deep ant1 shallow water. Chap. 3, by C. L. Bretschneidel.. McGraw-Hill Book Co.. New York, N.Y.,pp. 136-196.

OFUYA, A. 0 . 1968. On floating breakwaterh. C . E . Res. Rep. No. 60, Dep. Civ. Eng.. Queen':, Univ.. Kingston. Ont., 162 p.

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Documents

Etude comparative de différents types d'ouvrages pour lutter contre l'agitation dans une rade portuaire