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1. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Mesures de protection des rives Eléments linéaires Eléments décomposés Pans de rochers artificiels Empierrements Murs de protection • Mur de soutènement aval • Mur-poids • Mur plié • Mur en blocs • Paroi moulée Epis • Epis en blocs • Epis en béton Blocs résiduels artificiels Enrochements Blocs résiduels artificiels

2. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements pour des rivières de montagne Enrochements pour des rivières de montagne

3. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau

5. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Théorie du charriage - début du mouvement Théorie du charriage - début du mouvement Sous-couche du lit (charriage permanent) Hauteur d'eau hcr pour laquelle le début du mouvement se produit: J d 1) - (s cr cr h mUS θ = J : pente de frottement. θcr : contrainte de cisaillement critique adimensionnelle θcr > 0.047 charriage bien développé. θcr = 0.03 - 0.047 pas de charriage régulier. θcr< 0.03 aucun mouvement. dmUS : diamètre moyen des grains de la sous-couche. s : densité spécifique s = ρs/ ρ. Pavage du lit Hauteur d'eau hcr pour laquelle le pavage du lit est détruit. a) avec dmDS = d90 US J d ) 1 s ( h US 90 cr cr − θ = b) selon Günter (granulométrie du pavage connue) (0.4% < J < 2%) 67 . 0 d d J d ) 1 s ( cr cr h mUS mDS mDS ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − θ = 1 1 2 2

6. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Le début du charriage Le début du charriage Diagramme de Shields Contrainte de cisaillement adimensionnelle ( )d 1 s g − ρ τ = θ ( ) d 1 s J h − = θ (par définition) h : hauteur d’eau J : pente de frottement d : diamètre des grains s : 7 . 2 6 . 2 s ÷ = ρ ρ h<<b 3 / 1 2 s 50 * g d d ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ υ ρ ρ − ρ = Diamètre adimensionel cr θ = θ θ

7. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Stabilisation des berges - Dimensionnement des enrochements Stabilisation des berges - Dimensionnement des enrochements Contraintes de cisaillement maximales sur les berges J h g 0.77 max Rmax ρ = τ Contraintes de cisaillement adimensionnelles d 1) - (s J h 0.77 d 1) - (s g B max B Rmax = ρ τ = θ hmax : hauteur d'eau maximale sur les berges J : pente de frottement s : s = ρs/ρ = 2.65 dB : diamètre des blocs Blocs de pierres enterrées selon la profondeur d’affouillement attendue Blocs comme refuge à poissons hmax m 1 α Filtre ou géotextile

8. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Dimensionnement des enrochements selon Stevens et al Dimensionnement des enrochements selon Stevens et al Procédure de dimensionnement d ) 1 s ( J h 17 . 16 B max cr − = θ θ = η tan tan S ; cos S m m α ϕ = α η = ξ 4 2 S S 2 m ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ξ − + ξ = Hmax : hauteur d'eau maximale sur les berges J : pente de frottement s : densité spécifique s = ρs/ ρ. θ : contrainte de cisaillement adimensionnelle θcr : contrainte de cisaillement adimensionnelle critique θcr = 0.047 en général (formule 1) θcr = 0.1 pour des rivières de montagnes avec des gros blocs dans le lit (formule 1 : 16.17 −−> 7.7 ) η ,ξ : facteurs de dimensionnement selon Stevens et al α : angle du talus avec l'horizontale (tan α = 1:m) ϕ : angle d'un talus d'enrochements stable sans écoulement: blocs < 1t −−> ϕ = 40 − 45°. blocs > 1t −−> ϕ = 45 − 60°. S : coefficient de sécurité (Smin = 1.0 / 1.3 selon conditions) Sm : coefficient de sécurité sans écoulement 1 2 3

9. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec une seule couche Enrochement avec une seule couche Géotextil HQ10 - HQ20 Poids du bloc réduit HHQ Tapis des blocs/ Protection contre l'affouillement

10. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements - Aspects constructifs Enrochements - Aspects constructifs Remblai Pied du talus de l'enrochement Lit surface trop lisse blocs posés défavorab- lement blocs posés favorablement

12. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement en deux couches Enrochement en deux couches poids réduit du bloc géotextil blocs du pied couplés avec des câbles en acier tapis des blocs / protection contre l'affouillement HHQ HQ10 - HQ50

13. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec risberme Enrochement avec risberme HQ10 - HQ50 poids réduit du bloc géotextil risberme chemin de rive groupe de blocs HHQ tapis des blocs / protection contre l'affouillement

14. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement en deux couches Enrochement en deux couches

15. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements – Protection contre l'affouillement Enrochements – Protection contre l'affouillement S S hm hm S S hm hm S S hm hm S S hm hm Affouillements en courbe:

16. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements – Protection contre l'affouillement Enrochements – Protection contre l'affouillement Estimation des affouillements à l'extérieur des tronçons-courbes β ⎛ ⎞ = ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ = ⋅ et sin k i m m m i R S h R h k R avec S : profondeur de l'érosion mesurée à partir de la surface de l'eau hm : profondeur d'eau moyenne Ri : rayon local Rm : rayon moyen sin β : pente transversale locale du lit L'exposant k selon l'approche de Kikkawa (1976) vaut: avec θ : facteur de Shields (contrainte de cisaillement adimensionnelle) (vitesse de cisaillement) k =(2.575⋅ c − 4.078) θ θ ⋅ = − ⋅ ( 1) m m h J s d = = ⋅ ⋅ * * / , m m c V V V g h J

17. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements – Protection contre l'affouillement Enrochements – Protection contre l'affouillement Estimation des affouillements causés par l'écoulement méandrant Profil rectangulaire: Profil trapézoïdal: avec S : profondeur de l'érosion mesurée à partir de la surface de l'eau hm : profondeur d'eau moyenne B : largeur du lit dm : diamètre moyen de la granulométrie du lit n : pente de talus de la rive (1 : n) = + 0.15 6 ( / ) m m B S h b d − − = + ⎡ ⎤ − − ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 0.15 2 ( ) 2 ( ) 6 m m m m B n S h S h B n S h d

19. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé talus à pente régulière talus à pente ondulée

20. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau 2 configurations modélisées λ = L = 1000 mm 0.30 L 0.23 L 0.19 L L = 1000 mm Configuration avec talus à pente ondulée Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe

21. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe Erosion dans l'anse Erosion à la pointe de l'ondulation

22. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Érosion locale Érosion globale Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé en courbe

23. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Grande variabilité de l’écoulement le long du pied du talus Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Grande variabilité de l’écoulement le long du pied du talus 50° 60° Zone d’eau calme (extérieure) Ressaut noyé Zone d’eau calme (intérieur) Zone de charriage Pied de l’enrochement

24. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Erosion et écoulement local Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Erosion et écoulement local 50° 60° Zone d’eau calme (extérieure) Zone d’eau calme (intérieur) Zone de charriage Ressaut noyé

25. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé Enrochement avec talus à pente variable et pied ondulé présente les avantages suivants : • Impression que la protection de rives géométrique et monotone est remplacée par une rive à l’aspect naturel • La rugosité de la rive est augmentée par le talus à pente variable et le pied ondulé ce qui réduit le danger de l’affouillement au pied de l’enrochement • Les petites baies entre les ondulations produisent une morphologie variée du lit proche de la rive (bancs de sable et fosses d’érosion locales) et servent de refuges aux poissons lors des crues. Enrochement avec talus Enrochement avec talus à à pente variable et pied ondul pente variable et pied ondulé é pr pré ésente les sente les avantages suivants : avantages suivants : • • Impression que la protection de rives g Impression que la protection de rives gé éom omé étrique et monotone trique et monotone est remplac est remplacé ée par une rive e par une rive à à l l’ ’aspect naturel aspect naturel • • La rugosit La rugosité é de la rive est augment de la rive est augmenté ée par le talus e par le talus à à pente variable et pente variable et le pied ondul le pied ondulé é ce qui r ce qui ré éduit le danger de l duit le danger de l’ ’affouillement au pied de affouillement au pied de l l’ ’enrochement enrochement • • Les petites baies entre les ondulations produisent une Les petites baies entre les ondulations produisent une morphologie vari morphologie varié ée du lit proche de la rive (bancs de sable et e du lit proche de la rive (bancs de sable et fosses d fosses d’é ’érosion locales) et servent de refuges aux poissons rosion locales) et servent de refuges aux poissons lors des crues lors des crues. .

26. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements pour les rivières en plaine Enrochements pour les rivières en plaine ¾Dimensionnement avec démarche de Stevens et al. avec θcr = 0.05 et ϕ < 45o (angle de repose du talus) ¾Epaisseur minimale des enrochements en remblai L'épaisseur minimale de l'enrochement en remblai dépend de la granulométrie choisie: • - granulométrie avec les grains de diamètre presque uniforme dmin = 0.9 dm, dmax = 1.1 dm : épaisseur minimale s = 1 à 3 dm - granulométrie étendue avec dmin = 0.6 dm, dmax = 1.6 dm : épaisseur minimale s = 1.5 dm (resp. s > dmax) Le pied de l'enrochement doit être fondé à une profondeur suffisante pour résister aux affouillements attendus.

27. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Enrochements pour les rivières en plaine Enrochements pour les rivières en plaine

29. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Empierrement avec mortier ou béton Empierrement avec mortier ou béton Wassen-Göschenen, Reuss

33. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection Mur de soutènement en "L" Murs de protection Mur de soutènement en "L" Ö Stabilité (renversement) • poids propre • forme du pied Ö Sécurité contre l'affouillement • profondeur de la fondation • rugosité de surface Ö Résistance contre l'abrasion Problématique du dimensionnement Gurtnellen

34. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection – Macro-rugosité verticale pour augmenter la sécurité contre les affouillements Murs de protection – Macro-rugosité verticale pour augmenter la sécurité contre les affouillements Espacement des rainures: 10 à 15 x épaisseur des rainures Choix de l’épaisseur: e ≥ d90

35. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection – Macro-rugosité verticale pour augmenter la sécurité contre les affouillements Murs de protection – Macro-rugosité verticale pour augmenter la sécurité contre les affouillements

41. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection – Augmentation de la sécurité contre le renversement par des corps de stabilisation Murs de protection – Augmentation de la sécurité contre le renversement par des corps de stabilisation Saas Almagell, Vispa Elément de rugosité Mur de protection Corps de stabilisation Canalisation Arrêt au pied de la fondation Elément de rugosité Mur de protection Corps de stabilisation Canalisation Arrêt au pied de la fondation Elément de rugosité Mur de protection Corps de stabilisation Canalisation Arrêt au pied de la fondation Elément de rugosité Mur de protection Corps de stabilisation Canalisation Arrêt au pied de la fondation

42. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection Mur-poids Murs de protection Mur-poids Etapes de bétonnage Revêtement avec blocs Etapes de bétonnage Revêtement avec blocs Etapes de bétonnage Revêtement avec blocs Etapes de bétonnage Revêtement avec blocs

43. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection Combinaison: mur de soutènement en "L" – mur-poids Murs de protection Combinaison: mur de soutènement en "L" – mur-poids

44. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Proposition d'un nouveau type de mur de protection: mur plié Proposition d'un nouveau type de mur de protection: mur plié Mur plié avec revêtement en pierres taillées 1 1 2 2 0 1 5 m Dalle de pied resp. de couverture Mur plié avec revêtement en pierres taillées 1 1 2 2 0 1 5 m Dalle de pied resp. de couverture Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m

45. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Comparaison d'un mur de soutènement en "L" avec un mur plié Comparaison d'un mur de soutènement en "L" avec un mur plié Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m Coupe 1-1 Dalle de pied Coupe 2-2 Mur plié revêtement en pierres Dalle de couverture 0 1 5 m max. Kolktiefe A 5 m 0 1 Affouillement maximal max. Kolktiefe A 5 m 0 1 Affouillement maximal Mur de soutènement en "L" Epaisseur: 0.6 à 1.40 m Sécurité au renversement: 1.50 Volume du béton par m' de longueur: 12.72 m3/m (100%) Mur plié Epaisseur: 0.6 m Sécurité au renversement: 1.50 Volume du béton par m' de longueur: 80% (90% sans dalle de couverture)

46. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Murs de protection – mur en blocs Murs de protection – mur en blocs

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