come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Les ouvrages verticaux en enrochements sont des dispositifs innovants et alternatifs aux ouvrages de type caissons verticaux. Les blocs sont encagés par une structure métallique ou des pieux, le tout occupant une emprise réduite au sol. Ce type d’ouvrage offre de multiples avantages : impact faible en cours de travaux, possibilité de s’implanter à proximité des zones de vie marine sans impact significatif, perméabilité laissant circuler une partie des courants. Dans le cadre du réaménagement du port de Banyuls-sur-Mer
Le beton est un materiau composite complexe, dont les differents composants lui permettent de s’adapter a des usages tres differents grâce a ses caracteristiques physicochimiques adaptables a des cahiers des charges tres varies. Ses performances mecaniques, sa durabilite exceptionnelle et son cout modere justifient l’utilisation large de ce materiau dans la construction des ouvrages maritimes. Immerge dans l’environnement marin, le beton est susceptible d’etre colonise par les differents organismes marins qui se regroupent ensemble sur la surface sous leur forme sessile nommee biofilm/biofouling. Cette colonisation forme le point de depart de differentes interactions biologiques pouvant avoir lieu entre le materiau et son environnement marin (biodeterioration/bioprotection). Le cycle et la vitesse de colonisation vont dependre des conditions environnementales comme de la nature du substrat (composition, proprietes physico-chimiques du support…) ainsi que des proprietes de microorganismes concernes. Dans le but d’etudier la bioreceptivite du beton dans l’environnement marin, cet article se focalise successivement sur les parametres du milieu marin qui influent sur sa colonisation et sur les organismes concernes. Les caracteristiques intrinseques du beton qui sont susceptibles d’influencer la bioreceptivite et les mecanismes conduisant a la formation du biofilm et a la biocolonisation des betons sont decrits. Enfin, le sujet de l’effet positif (bioprotection) ou negatif (biodeterioration) des organismes vivants sur le beton est evoque. Bioreceptivity of cementitious materials in seawater: mechanisms, acting factors and consequences Abstract: Concrete is a complex composite material; whose different components allow it to adapt to very different uses due to its physicochemical characteristics adaptable to very varied conditions. Its mechanical performance, exceptional durability and moderate cost explain the wide use of this material in the construction of marine structures. Submerged in the marine environment, the concrete will be colonized by various marine organisms that gather together on the surface in their sessile form called biofilm/biofouling. This colonization is the starting point for different biological interactions that may occur between the material and its marine environment (biodeterioration/bioprotection). The cycle and the rate of colonization will depend on environmental conditions such as the nature of the substrate (composition, physicochemical properties of the support, etc.) as well as the properties of the concerned microorganisms. In order to study the bioreceptivity of concrete in the marine environment, this paper focuses successively on the characteristics of the marine environment that affect the colonization of the concrete and the concerned organisms. Then, the intrinsic parameters of concrete that can influence bioreceptivity are listed and described. The same goes for the mechanisms leading to the biofilm formation and the biocolonisation of concretes. Finally, the subject of the positive (bioprotection) or negative (biodeterioration) effect of the biofilm formation on concrete is discussed. Key words: Concrete, Marine environment, Biocolonization, Biofilm/Biofouling, Bioreceptivity/Biodeterioration.
Cette communication propose un récit et une analyse en sciences humaines et sociales du travail des experts scientifiques du Bureau d'expertise en hydrogéologie, risques inondation, météorologiques et géotechniques (BEHRIG) de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN).Le cas présenté ici est celui du développement, après l'inondation partielle de la centrale nucléaire du Blayais en 1999, de nouvelles approches scientifiques visant la prise en compte, pour des calculs statistiques, de l'une des variables explicatives de certains phénomènes maritimes et de l'aléa submersion marine nommée "surcote".Cette communication a été coécrite par un docteur en Sciences de gestion de Mines ParisTech et des "experts scientifiques" de l'IRSN qui ont activement participé au travail d'évaluation du risque d'inondation, notamment autour des questions de surcote marine entre 2009 et aujourd'hui.Ce travail est le fruit d'une ouverture et d'un intérêt commun pour nos disciplines respectives et d'une volonté de faire travailler ensemble sciences humaines et sociales et sciences "dures".
Aujourd’hui, les evolutions technologiques pour preserver l’ecosysteme planetaire ne sont pas a la hauteur des enjeux, malgre la prise de conscience reelle des amenageurs publics et prives qui elaborent des projets plus respectueux de l’environnement, dans une optique de developpement durable. L’une des voies d’amelioration est l’ecoconception des projets de genie civil maritime qui permet de relier l’ouvrage et ses materiaux constitutifs a l’ecosysteme environnant. Elle favorise l’integration des ouvrages aux ecosystemes pour developper la biodiversite, dans un projet inscrit sur un territoire au capital naturel a gerer et a preserver. Les exigences de resistance et de durabilite doivent etre enrichies de gains environnementaux, qualifiables et quantifiables par les politiques publiques. Dans cette demarche, la triple relation ecosysteme – ouvrages – materiaux des ouvrages est un parametre cle a considerer. Le couplage entre l’approche performantielle de formulation des betons et une methodologie d’ecoconception serait une reponse innovante et systemique a la problematique.
Due to its exceptional tidal range and the immensity of its intertidal zones, Mont-Saint-Michel is a favored model for research on coastal hydro-sedimentary processes, present-day sedimentary dynamics and the reconstruction of coastal paleo-environments. The purpose of this article is to analyze the erosion/sedimentation processes which govern the sedimentary dynamics and the recent evolution of the characteristic sedimentary environments of the bay. The western bay head is made up of tidal sand and silt deposits, where the extent of the surface sediment reworking is less than 10 cm and linked to the nature of the substrate and the wind direction. Added to these tidal dynamics are the dynamics of the swell, which set coarse bioclastic sands in motion as the waves wash away the shore. These sands migrate on the tidal flat at rates of several dozen m/year and accumulate on the upper tidal flat, forming a relatively stable non-continuous coastal barrier of large shell banks. The eastern part of the bay is an estuarine zone, where the morpho-dynamics of the sandy tidal flat are constrained by shifting channels. Studies of the interaction between vegetation and sedimentation around Mont-Saint-Michel show sedimentary accretion rates varying from 0.2 to 10 cm/year, depending on the morpho-dynamic context of the salt marsh front. The volume of sediment deposited by the tide leads to cyclical deposition of calcareous muds followed by the steady advance of salt marshes at a rate of about 17 ha/year between La Chapelle Sainte-Anne and the Roche Torin point. The bay has filled for thousands of years to the rhythm of sea level oscillations, leading to the gradual infilling of the Dol marsh and the advance of the shoreline. In addition to this natural evolution, human activities have developed in the bay, both on the western tidal flat (fixed fisheries and shellfish farming) and on the eastern estuarine side (polder formation, construction of dikes and a dam) and have altered the landscapes, the historical evolution of which was reconstructed from old documents.
Coastal erosion is a real threat on the Ivorian coast and particularly at the mouth of the Bandama River. Hydrosedimentary dynamics led to the relocation of the city of Grand-Lahou to the northern part of this region in the 1970s. Erosion not only modifies the coastline but also causes migration from the mouth of the Bandama River, destroying homes and plantations. This study, based on a 2D hydrodynamic model, using Mike 21 HD software, reconstructed the flow in the Grand-Lahou estuary. The strongest currents are located at the mouth and particularly in the pass. During low water periods, flow currents reach 1.4 m/s in the channel, while during high water periods, high flows tend to block flow currents and intensify ebb currents. Current velocities reach 1.8 m/s in the pass during ebb and are reduced to 0.35 m/s in the flow.
Le suivi morpho-sédimentaire des côtes, effectué, à travers des mesures de levés topographiques au DGPS à haute résolution spatiale (5 cm de précision) a permis d’identifier 7 profils de plage et de quantifier les changements morphologiques sur cette plage entre octobre 2014 et février 2016. Les profils de plage ont été identifiés à partir du profil topographique de la première mission de terrain (29 décembre 2014). Il s’en est suivi une interpolation de lignes 3D sur les modèles surfaciques (TIN), calculés à partir du logiciel ARCGIS 10.2.2. Les évolutions sédimentaires enregistrées sur ces profils ont montré un équilibre sédimentaire dans le secteur du Phare (±16000 m 3 ), suivi de sédiments engraissés entre le Phare et l’Aéroport (compris entre +3350 et +48880 m 3 ), dont certaines quantités ont été érodées entre la localité de Derrière Wharf et l’Aéroport (-1050 m 3 ). Ces évolutions traduisent l’instabilité du trait de côte et confirment le sens du transit sédimentaire de la dérive littorale de l’ouest vers l’est de la côte. Les quantités érodées pourraient s’expliquer par le piégeage des sédiments dans la baie de Port-Bouët dû aux effets conjugués des protections du canal de Vridi et du Trou-sans-fond qui entaillent l’avant-côte.
L'activité humaine sur le littoral a un impact majeur sur l'environnement et sur la biodiversité sous-marine. La démarche d'éco-conception permet d'intégrer les objectifs environnementaux à la conception structurelle des ouvrages qui sont aptes à remplir leurs fonctions techniques et une fonction environnementale de support de la biodiversité. L'éco-conception des ouvrages est une approche globale et systémique qui est initiée par le client au moment du programme et qui se poursuit lors de la conception puis jusqu'à la phase d'exécution. A la demande de l’Office Environnemental de la Corse, cette méthodologie a été appliquée au projet expérimental de récifs artificiels et de corps morts du Ricantu dans la baie d’Ajaccio. Les ouvrages immergés ont pour but de proposer des habitats destinés aux espèces cibles à forte valeur ajoutée pour la pêche. Cet article décrit la démarche suivie pour éco-concevoir les ouvrages à construire 1) méthodologie suivie, 2) essais préliminaires en laboratoire pour évaluer les paramètres prioritaires, 3) réalisation d’ouvrages à l’échelle 1. La relation écosystème-ouvrage, le design des formes et des matériaux ont été investigués avec des objectifs de bio-mimétisme affirmés. Le suivi scientifique des ouvrages expérimentaux depuis près de 2 ans offre un retour d’expérience concret indispensable à la consolidation de la méthodologie à adopter dans le but de concevoir des ouvrages éco-conçus durables.
The coastal area of the eastern Adriatic is characterized by a prevalence of carbonate rocks and well-developed karst. Present freshwater input into the Adriatic is quite large, mostly through coastal and submarine springs (vruljas). However, there are also a number of rivers debouching in the Adriatic along the eastern coast. Most of them have canyon like fluviokarstic valleys that were carved dominantly during Pleistocene and were drowned during post-Last Glacial Maximum sea-level rise. This caused formation of estuaries which were gradually filled to a different extent during Holocene highstand (last 7.500 years). The intraestuarine delta progradation was rather different in those estuaries depending on the quantity of the river-borne material. Human impact on progradation rate in some of the estuaries has been shown. Formation, evolution et caracteristiques des estuaires karstiques - Exemple de l’Adriatique Resume : La zone cotiere de l'Adriatique orientale est caracterisee par une predominance de roches carbonatees et de karst bien developpe. Les apports actuels d'eau douce dans l'Adriatique sont assez importants, principalement a travers les sources cotieres et sous-marines (vruljas). Cependant, il y a aussi un certain nombre de rivieres qui debouchent dans l'Adriatique le long de la cote orientale. La plupart d'entre elles ont des vallees fluvio-karstiques qui ont ete sculptees de facon dominante au cours du Pleistocene et ont ete noyees pendant l'elevation maximale du niveau de la mer apres le dernier episode glaciaire. Cela a provoque la formation d'estuaires qui ont ete progressivement remplis a un degre different au cours de l'Holocene (ces 7.500 dernieres annees). La progradation du delta intra-estuarien etait plutot differente dans les estuaires en fonction de la quantite de materiel vehicule par la riviere. L'impact humain sur le taux de progradation dans certains des estuaires a ete demontre. Mots cles : Estuaires ; Sedimentation ; Delta intra-estuarien ; Progradation ; Riviere allogenique ; Influence anthropique.
Le present article evoque les specificites de la conception de ce type d’ouvrage par rapport a des ouvrages portuaires classiques. Elles sont principalement liees a la recherche systematique d’ouvrages aussi proches que possible de la mer par beau temps, tout en en assurant confort et securite acceptables par tempete. Ceci entraine d’une part a rechercher des solutions aussi peu encombrantes ou visibles que possible pour reduire les franchissements, et d’autre part a traiter les problemes lies a des structures basses exposees a la houle, problemes que l’on cherche en general a eviter. Design of urban extensions at sea. Specificities and challenges Abstract: The design of offshore urban extensions presents specificities compared to port structures design. In particular, the search for minimal overall height for architectural and urbanistic reasons leads to new solutions for overtopping management, which in turn lead to new types of structural problems. Key words: Coastal Engineering; Maritime hydraulics; Maritime works; Littoral environment; Breakwater; Overtopping.
Les effets non-lineaires et dispersifs etant particulierement importants pour les vagues en zone cotiere, nous etudions et developpons un modele potentiel completement non-lineaire et dispersif resolvant les equations d’Euler-Zakharov qui regissent l’evolution temporelle de la position et du potentiel des vitesses a la surface libre. La formulation mathematique ainsi que sa mise en œuvre numerique sont exposees, avec la presentation de la methode d’extension du domaine d’une a deux dimensions d’espace horizontales. Les capacites non-lineaires et dispersives de la version 1DH du modele sont demontrees a travers l’application a deux cas tests : d’abord, la generation et la propagation des harmoniques libres et liees associees aux vagues regulieres creees par un generateur de vagues de type piston sur un fond plat d’apres les experiences de CHAPALAIN et al. (1992), puis la propagation de vagues irregulieres au-dessus d’une barre sous-marine d’apres les experiences de BECQ-GIRARD et al. (1999). La bonne representation des transferts d’energie entre les differentes composantes harmoniques montre la capacite et la precision du modele a representer les effets dispersifs et non-lineaires d’ordres eleves. Le developpement d’une version 2DH du modele a ete teste pour simuler la propagation de vagues regulieres sur une marche immergee semi-circulaire agissant comme une lentille convergente, afin de reproduire deux des experiences de WHALIN (1971). Les premiers resultats obtenus utilisant des fonctions de base radiales pour calculer les derivees dans le plan horizontal montrent la capacite du modele de simuler des cas de bathymetries variables en 2DH. Cette methode semble prometteuse en vue de l’application a des cas realistes. Development of a nonlinear and dispersive numerical model of wave propagation in the coastal zone Abstract: Nonlinear and dispersive effects are significant for nearshore waves, leading to the study and development of a fully nonlinear and dispersive potential-flow model solving the Euler-Zakharov equations, which determine the temporal evolution of the free surface elevation and velocity potential. The mathematical model and its numerical implementation are presented, as well as the approach chosen to extend the model to two horizontal dimensions. The nonlinear and dispersive capabilities of the 1DH version of the model are demonstrated by applying the model to two test cases: (1) the generation of regular waves created by a piston-like wave maker and the propagation of the associated free and bound harmonics over a flat bottom, following the experiments of CHAPALAIN et al. (1992), and (2) the propagation of irregular waves over a barred beach profile, following the experiments of BECQ-GIRARD et al. (1999). The accuracy of the model in representing high-order nonlinear and dispersive effects is demonstrated by the reproduction of the energy transfers between different harmonic components. Then, the development of the 2DH version of the model is tested simulating the propagation of regular waves over a semi-circular step acting as a converging lens, reproducing two experiments of WHALIN (1971). The initial results obtained using Radial Basis Functions to estimate the horizontal derivatives demonstrate the ability of the model to simulate wave propagation over variable 2DH bathymetries. These results indicate the potential of applying the model to simulate realistic cases. Keywords: Nonlinear waves; Coastal hydrodynamics; Water wave simulation; Numerical modeling; Wave models; Radial Basis Functions.
Due to their location at the intersection between sea and land, marine facilities are most vulnerable to various climate change impacts, but restrictions for the management of climate change challenges are evident like differences in planning horizons and lack of relevant information. As a basis for climate change adapted processes in port planning and operation a matrix containing possible climate change impacts and possibly affected port assets is presented. Furthermore, steps of a vulnerability analysis of seaports against climate change effects are described and the sensitivity of specific port assets to climate change effects as well as possible adaptation measures are exemplified. Ports maritimes et changement climatique - Impacts et mesures d'adaptation Resume : En raison de leur emplacement a l'interface entre mer et terre, les installations marines sont les plus vulnerables aux divers impacts lies au changement climatique, mais les limites dans la gestion des defis climatiques sont evidentes comme les differences dans la planification a long terme et le manque d'informations pertinentes. Comme element de reference pour les processus adaptes aux changements climatiques dans la planification et l'exploitation des ports, une matrice presentant les impacts possibles du changement climatique et les eventuels biens portuaires affectes est presentee. En outre, les etapes d'une analyse de la vulnerabilite des ports maritimes contre les effets du changement climatique sont decrites et la sensibilite des biens portuaires specifiques aux effets du changement climatique ainsi que les mesures d'adaptation possibles sont illustrees. Mots cles : Changement climatique ; Vulnerabilite ; Exposition ; Sensibilite ; Capacite d'adaptation ; Mesures d'adaptation ; Ingenierie portuaire ; Structures maritimes.
Despite a global context of shoreline retreat, coastal areas and in particular sandy coasts are increasingly attractive. To handle the problem of coastline retreat different management strategies are deployed and among them soft methods as windbreakers or hard ones as seawalls. But all those methods are known to interfere in the natural evolution of the beach/dune systems at different timescales. To underline potential influences of management strategies on erosion and recovery periods, high frequency DGPS surveys coupled with video images are recorded at a workshop-site exhibiting various management strategies, Biscarrosse beach (SW of France) from November 2015 until September 2016. Results for the winter 2016 highlight a global erosion of the beach associated to a dune foot retreat and an alongshore variability in the beach response to events. The same patterns can be observed during the seasonal recovery period (April to August), in particular a lag in the berm reconstruction in front of the seawall. The LVI (Longshore Variation Index) reflects possible sediment processes taking place between the different sections of the beach: while recovery seems to be dominated by cross-shore exchanges in the unmanaged section, longshore sediment processes seem to be the origin of the recovery in the managed section. This variability could be linked to a permanent rip current visible (98% of observation) in front of the seawall that could cause an offshore sediment export explaining both the lag in term of recovery timescale and the different sediment processes involved during the recovery period. During the erosion season, sediment exchanges between the beach and the dune are limited due to the presence of seawalls and beach erosion and dune retreat in the two ends on the wall accelerated.
La façade maritime méditerranéenne est bordée par plusieurs départements littoraux sur lesquels des enjeux de gestion du Domaine Public Maritime (DPM) naturel forts existent.La délimitation du DPM est complexe et un éventail de techniques est disponible.Afin d'apporter des éléments d'appréciation, le Cerema s'est penché sur l'approche probabiliste qui vise à estimer l'action des vagues au niveau du rivage à partir des données hydrauliques disponibles.Les périodes de retour associées au niveau d'eau avec l'action des vagues sont étudiées pour une plage à enjeux de Méditerranée.Le sujet étant sensible, toute référence à la localisation de cette plage a été supprimée.Ce travail utilise les données de niveau d'eau issues des observations (données REFMAR sous data.shom.fr)et des données d'états de mer issues de la simulation numérique (données ANEMOC-2, EDF R&D et Cerema).Deux approches probabilistes sont utilisées.La première est une approche empirique pour l'estimation des périodes de retour inférieures ou égales à un an.La deuxième, pour les périodes de retour supérieures à un an, est une approche basée sur la théorie des valeurs extrêmes avec la modélisation de la dépendance vague / niveau par une loi bivariée des valeurs extrêmes (loi de Gumbel).Pour la deuxième approche, du fait du domaine de validité limité de la loi bivariée, le résultat est encadré par une estimation basse (non conservative) et une estimation haute (conservative).Pour ces deux approches la modification des états de mer lors du transfert des vagues du large à la côte est prise en compte.L'action des vagues sur le niveau d'eau est calculée par la formule de wave run-up de STOCKDON et al. (2006).Les résultats se présentent pour un site donné sous la forme de plusieurs profils de période retour pour une pente donnée de la plage et avec des domaines de validité différents.Les limites associées à ces résultats sont discutées.
The determination of the borders and the internal structure of a coastal flood protection system, then the understanding of its behavior during past events contribute widely to determine actions to improve its performance. To set up in this domain a proven methodology, transposable in other places prone to episodes of marine floods, four sites with contrasted configurations were chosen for case studies. These sites are representative of most of the situations met during the storm Xynthia which hit the French Atlantic coast in February, 2010: - Loix is a peninsula surrounded by a set of basins and marshes, - Les Boucholeurs extends in border of a vast bay and presents houses on the sea front directly exposed to waves as well as setback constructions on the location of former leveed marshes, - Boyardville-La Perrotine is an urbanized zone crossed by a leveed canal connecting the sea front with a vast zone of swamp and a marina, - Batz-sur-Mer is characterized by salterns along which urbanization developed. These sites are structured by a network of natural features, levees, canals and ditches, road and railway infrastructures, involving many actors for their management. This paper presents case studies conclusions. It focuses on the way the main identifiable stakes were actually protected during the passage of the storm Xynthia.
Dehydration of the dredged sediments is necessary in different operations of sediment valorization: lagunage, handling and transport of sediments. The evaluation of hydric properties (WC water content, LL liquidity limit, PL plastic limit, SL shrinkage limit) and of undrained shear strength Su must be made to ensure the follow-up of these operations (slopes stability, reversal of wind-rows in lagunage basins, bearing capacity of engines circulating on layers of sediments, consistency of the sediments, effect of remolding under cyclic request,…), rate of dehydration or drying. In first approach, the relation Su–WC could answer the problems posed. Measurement of the water content WC can be given by sampling; these samples obtained which also make it possible to follow the evolution of the components of the sediments (environmental properties, OMC organic matter content, pollutants level). For measurement of undrained shear strength, two laboratory tools are transposable on site: Vane Shear Test (VST) and the T-Bar Test (TBT). The first provides discrete measurements of Su, the second, continuous measurements. This last is sometimes used in laboratory. TBT Test can be used in vertical alternate cycles (penetration-extraction) and record the degradation of undrained strength. This tool allows the establishment of the relation Su–WC. Once presented the T-Bar Test geometry, kaolin clay properties and experimental set-up are given. Some geometry influences, (diameter, proximity, roughness) are commented.
In this work, we present The method of decomposition domain to solve the Navier-Stokes equations. Two applications are presented to illustrate the advantages of the method: the first concerns the jet emitted from the bottom in an open channel and the second deals with the lateral racking problem. These two applications concern the problem of creating artificial circulation of the water masses in order to homogenize the physical parameters of the medium. In applying the decomposition method, the field of studies is broken down into sub areas to take better account of the physical processes and the numerical methods suited to their applications. Two numerical methods are used, a finite difference near the wall and a particle method in high traffic areas. In the interfaces of sub-domains, using coupling conditions by the particle-mesh method.
