EP3768897B1 - Ouvrage hydraulique comprenant une carapace - Google Patents

Ouvrage hydraulique comprenant une carapace Download PDF

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EP3768897B1
EP3768897B1 EP19717542.5A EP19717542A EP3768897B1 EP 3768897 B1 EP3768897 B1 EP 3768897B1 EP 19717542 A EP19717542 A EP 19717542A EP 3768897 B1 EP3768897 B1 EP 3768897B1
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EP
European Patent Office
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blocks
block
ducts
shell
core
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EP19717542.5A
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EP3768897A1 (fr
Inventor
Cyril GIRAUDEL
Michel Fons
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artelia SAS
Original Assignee
Artelia SAS
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/129—Polyhedrons, tetrapods or similar bodies, whether or not threaded on strings

Definitions

  • the invention relates to a maritime or river hydraulic structure comprising a shell, such as a jetty, a groyne, an underwater reef, a detached breakwater, a full earth breakwater and a coastal road breakwater, a breakwater river, or a bank protection structure.
  • a shell such as a jetty, a groyne, an underwater reef, a detached breakwater, a full earth breakwater and a coastal road breakwater, a breakwater river, or a bank protection structure.
  • Artificial blocks of unreinforced concrete such as those described in the patent US 2,766,592 , US 5,441,362 and FR 2 791 370 are used to cover and provide lasting protection to a structure such as a dyke, made of natural rockfill, or to be used as a berm.
  • These blocks which comprise a central part with a solid core and legs projecting from this central part, have a geometry resulting from a compromise between robustness and hydraulic stability so as to resist, for example, shocks and mechanical forces due to swell and the waves.
  • the artificial blocks used until now can have dimensions of several meters in height and laterally (dimensions can be modified according to the application and the conditions of use targeted) and generally include solid parts made by concrete formwork.
  • these massive blocks are made of unreinforced concrete using highly reactive cements in order to have a rapid setting and produce blocks in large quantities in a minimum of time.
  • An object of the invention is to provide the sector for the production of maritime and river protection works with a new type of shell, presenting a spatial modulation of its porosity.
  • Another object of the invention is the use of rockfill blocks which can be produced with highly reactive cements with improved reliability.
  • the subject of the invention is a hydraulic structure comprising a shell formed of concrete blocks for rockfill nested one inside the other, in which the concrete blocks for rockfill comprise a central part with a solid core and legs which protrude from this central part, in which the blocks comprise at least one duct extending radially from the inside of the core of the central part and opening onto the outside of the block, in which the shell has a heterogeneous permeability, the shell being formed of first blocks having a first porosity, defined by a first number of ducts and/or by first duct dimensions specific to the first blocks, and at least second blocks having a second porosity, different from the first porosity and defined by a second number of ducts and/or by second duct dimensions specific to the second blocks, the number of channels of the second blocks being different from the number of channels of the first blocks and/or the dimensions of the channels of the second blocks being different from the dimensions of the channels of the first blocks.
  • the ducts in the blocks forming the shell it is possible to vary the porosity (permeability) of the shell of the hydraulic structure such as a coastal or river protection work, not by varying the size of the concrete blocks constituting the shell, but by varying the intrinsic porosity of these blocks by variations in the dimensions of the ducts and/or the number of these ducts in these blocks.
  • Another advantage of the blocks used is related to the heat of hydration generated during the formation of the concrete blocks.
  • the heat of hydration can cause two phenomena that can structurally damage the blocks.
  • the first is related to the thermal gradients induced by the heat of hydration, which cause differential expansions in the block and consequently induce significant stresses and cracks.
  • the second is related to the creation of deleterious secondary chemical compounds within the concrete, such as secondary etringite, affecting the durability of the blocks.
  • Secondary etringite extends over time, particularly in humid environments, which can induce degradation of the concrete from the inside which can go as far as the destruction of the structure formed by the concrete.
  • An openwork concrete block for riprap used in the hydraulic structure according to the invention comprises one or more ducts, open or non-open, through which natural and/or forced ventilation limits the temperature rise induced by the heat of hydration during the formation of the block, which eliminates or limits the block degradation phenomena detailed above.
  • the presence of such ducts makes it possible to better use the quantity of concrete necessary for the manufacture of the block by distributing it differently on the latter, which makes it possible to redistribute the volume of concrete equivalent to the volume of the ducts located in the central part of the block. block to increase the external volume of the latter accordingly.
  • the perforated block takes up more space in the structure and therefore makes it possible to reduce the number of blocks as well as the quantity of concrete for the entire riprap.
  • a concrete block for riprap can be formed from a core from which legs protrude according to a three-dimensional geometry.
  • the tabs have a hooking role for mutual interlocking between adjacent blocks and the core has the role of securing the tabs of a block to each other.
  • Blocks made up of legs protruding from a core instead of solid blocks make it possible to limit the consumption of concrete and, possibly, to obtain a better dispersion of wave energy.
  • a structure of given dimensions requires a quantity of concrete depending on the porosity of the material (here, an assembly of blocks) constituting it, porosity itself depending on the geometry of the blocks.
  • the tetrahedron is one of the simplest three-dimensional geometric shapes.
  • a tetrahedron 10 has four vertices S1, S2, S3 and S4 defining triangular facets and has a center of gravity G.
  • the figure 1B illustrates a conventional block 11 having a geometry based on a tetrahedron: a central part PC of the block comprises a solid core 12 in which the center of gravity G of the tetrahedron is located.
  • the legs are in contact at the level of zones 15 of birth of the legs. This geometry is known from the patent US 2,766,592 .
  • the core 12 is by nature the most compact part of the block, and therefore the one which is most affected by the problems caused by the heat of hydration generated during the setting phase of the concrete during the formation of the block.
  • a block according to the invention comprises conduits intended to facilitate the evacuation of the heat of hydration.
  • conduits In the conduits, a natural or forced circulation of a fluid between the core and the outside of the block can take place, thus allowing the evacuation of the heat of hydration and the limitation of the rise in temperature of the block.
  • the fluid can be the surrounding air or else a cooling liquid, such as water.
  • Fluid circulation can be forced by means such as fans or a pumped water circulation system.
  • conduits not significantly compromise the mechanical integrity of the block.
  • Ducts ending in a cul-de-sac allow direct access to the volumes of concrete to be cooled and can help maintain the mechanical robustness of the block compared to a similar block having ducts connected to each other.
  • connected ducts can form one or more through passages, for example by extending to the center of gravity of the block, inside the core, to facilitate the circulation of the fluid and promote the evacuation of the heat of hydration.
  • the figures 1C and 1D illustrate the application of the invention to the block of the figure 1B .
  • a block 100 according to the invention can be based on the conventional block 11 of the figure 1B and include ducts 20 and 30 which can be joined within the core, and/or tabs 30' ending in a cul-de-sac.
  • the figure 1D shows a section of a leg 14 of the block 100 comprising ducts 40 meeting and ducts 40 'dead end.
  • the ducts 20 are located along the extension directions of the legs and open out at the ends thereof.
  • the ducts 30 and 30 ' open between two adjacent legs in areas 15.
  • the ducts 20 make it possible to simultaneously cool the legs and the core, but they can be difficult to achieve depending on the length and the width of the legs.
  • Ducts 30 and 30' are more efficient for cooling the core and easier to produce, but they do not allow the legs to be cooled.
  • An advantage of the interconnection of all or part of the conduits 20, 30 and 40 is the creation of passages P′ allowing easy circulation of a fluid through the block.
  • Block 100 can rest stably on horizontal plane ground on its three support points SP1, SP2 and SP3.
  • One or more of the conduits may end in a dead end, such as conduits 30' and 40', instead of forming P passages such as conduits 20, 30 and 40.
  • the type and size conduits can play a role in the animal species colonizing the block once it is installed in its final location.
  • the section of a duct can be constant along its direction of extension.
  • the geometries of the ducts, their number and their dimensions are to be adapted according to the priorities of the project concerned, for example the robustness of the block, its longevity, the speed of production of the blocks, savings in concrete or the reconquest of the site by target animal species.
  • Rockfill blocks can have a more complex geometry than that of the stone block.
  • figure 1C but the principles described above apply equally regardless of the complexity of their geometry.
  • the figures 2A to 4B and 6 illustrate the case of a block 200 according to the invention based on that described in the patent FR 2 791 370 .
  • the block has three planes of symmetry, xoz, xoy, and yoz, corresponding respectively to cutting planes A-A', B-B' and C-C'.
  • the section plane AA' is normal to the view planes of the Figures 3A, 3B and 4A
  • the section plane BB' is normal to the view planes of Figures 3A, 3B and 4B
  • the cut plane CC' is normal to the view planes of the figures 4A and 4B .
  • the shape of the block 200 can be described as being established around a central part PC with a massive core 201, represented by the figure 2B in the same direction as the figure 2A , of cubic shape, having a first front face 110 and a second rear face 120 opposite to each other, a third lower face 130 and a fourth upper face 140 opposite to each other, and a fifth face left side 150 and a sixth right side face 160 opposite to each other.
  • the first and second faces 110 and 120 of the core are each provided with a front tab 310 projecting perpendicular to these faces.
  • Each front leg 310 has the general shape of a truncated pyramid having four substantially identical side faces 312 and a front face 314 parallel to the faces 110 and 120 of the core.
  • each front leg 310 The four side faces 312 of each front leg 310 are each extended by a widening facet 315 contiguous to widening facets 215 of the side legs to increase the robustness of the block.
  • the facets of widening are localized in areas of birth of the legs.
  • Each of the third and fourth faces 130 and 140 serves as a support for a lateral tab 210 in the form of an anvil.
  • the two lateral tabs 210 project perpendicularly from the two opposite faces 130 and 140 of the core, each of these two lateral tabs extending in two opposite lateral directions, left and right, parallel to the two opposite faces 130 and 140 and perpendicular to the directions of extension of the two front legs 310; these two lateral legs 210 each comprise a table 212 parallel to the faces 130 and 140 of the core 100, two front faces 214 opposite and parallel two by two to the faces 110 and 120 of the core, and can extend to cover the lateral faces opposite 150 and 160 from the core.
  • Each side leg 210 has the general shape of an anvil having a transverse indentation 216 extending over the entire width of the table separating it into two portions.
  • the front faces 214 of the side tabs 210 and the front faces 314 of the front tabs 310 can have a rough surface formed by pyramidal protrusions 400, which can contribute to reinforcing the block's ability to grip.
  • the pyramidal protuberances 400 of the front faces 214 are not represented in the figures 4A and 4B .
  • corner edges of the side and front legs are folded down and form chamfers.
  • the block comprises four conduits 610 and four conduits 620 joining in the core and emerging each in one of the widening facets 315 of the front tabs 310, in other words, opening into areas where the legs originate, between one of the front tabs and one of the side tabs; two conduits 630 joining and joining the conduits 610 and 620 in the core and each opening into the front face 314 of one of the two front legs 310, forming a through conduit which crosses the core and which opens at the ends of the front legs 310; and eight ducts 640 forming two to two four passages between the front and rear sides of the block at the front faces 214 of the side legs 210.
  • an effective ventilation of the core by convection can take place through the passages P and P′ formed by the ducts 610, 620 and 630 which meet inside it.
  • each side leg 210 can be used to lay the block on a flat and horizontal ground, parallel to the xoy plane of the figure 2A , for storage before use.
  • the ducts 610 form passages with rising orientations and are particularly effective for cooling the core of the block by convection.
  • the block 200 can be characterized by the following dimensions, as indicated in the figure 3A at 4D.
  • the side legs 210 can be characterized by widths 10(210) of 0.26, 11(210) of 0.29, 12(210) of 0.34, 13(210) of 0.27, 14(210) of 0.34, and by heights h1(210) of 0.17, h2(210) of 0.28, h3(210) of 0.01 and h4(210) of 0.01 and h5(210) of 0.01;
  • the front legs 310 can be characterized by widths 10(310) of 0.23, 11(310) of 0.25, 12(310) of 0.33, 13(310) of 0.51 and 14(310) of 0.43 and by heights hl(310) of 0.22, h2(310) of 0.30 and h3(310) of 0.01, h3(310);
  • the pyramidal protuberances 400 can be characterized by having a base width 1(400) of 0.01 and a height h(400) of 0.003.
  • conduits 610, 620, 630 and 640 being tapered with a draft angle of substantially 5°, it is preferred that the conduits 610, 620 and 630 have, respectively, diameters ⁇ at the outer surfaces of the block between 0.05 and 0.10 for ⁇ (610), between 0.6 and 0.12 for ⁇ (620) and between 0.04 and 0.08 for ⁇ (630) .
  • the upper limits of the duct diameters given above correspond to a compromise in which the cooling capacities of the ducts are maximized without a significant reduction in the robustness of the block.
  • these upper limits may be exceeded if, depending on the intended application, it is acceptable to modify the geometry of the block 200 to redistribute the structural volumes of this block, for example with the aim of increasing the porosity of the block, the latter corresponding to the volume of the openings formed in the block relative to the external volume of the block; increasing the number of ducts and/or their dimensions, and therefore their volumes, increases the porosity of the block, zero for a total absence of openings therein.
  • the porosity of the block can also be increased by the formation of an internal cavity Cav, located in the core and into which the ducts open, as illustrated in the figure 6 .
  • This internal cavity can have a characteristic dimension l Cav greater than the diameters of the ducts, and has the advantages of resulting in lower concrete consumption, a reduction in the emission of heat of hydration at the level of the core and better evacuation. of it.
  • conduits in a concrete block for rockfill according to the invention makes it possible to easily modulate the porosity or permeability of a structure made up of such blocks considered as a whole so that it has a heterogeneous porosity.
  • Hydraulic protection works comprising sets of identical blocks positioned next to each other in a homogeneous matrix, such as for example the breakwaters described in the patent application US 2015/0050086 .
  • the figures 5A1 and 5A2 represent, respectively, a cross section and a view from above of a coastal protection structure 500 consisting of a dike comprising, below a capping 510 surmounting an embankment 502 resting on a ground 503, an inclined shell 520 and made up of blocks for rockfill which covers and protects the embankment from external attacks; these blocks can be sized differently in different longitudinal portions of the carapace in order to meet the robustness requirements of these different portions while limiting oversizing.
  • a first longitudinal portion 504 and a second longitudinal portion 506 of the carapace 520 can be made up of blocks of the same shape but of different dimensions and weights, for example blocks of 6 m 3 for part 504 and blocks of 4 m 3 for part 506.
  • the interface between two longitudinal portions of the carapace is made abruptly, as illustrated by the figure 5B1 which shows a horizontal section X1-Y1 of the shell, passing directly from blocks 522 4 identical to each other in the longitudinal portion 504 to blocks 522 6 identical to each other in the longitudinal portion 506, which naturally leads to the use of oversized blocks on at least part of the armor layer of part 504 along the limit L1: in the example taken here, 6 m 3 blocks are used on a part of the armor layer where it might be acceptable to use smaller and/or lighter blocks.
  • blocks 525 according to the invention, the porosities of which are different depending on the positions of the blocks in the horizontal section X1-Y1, c ie at a given vertical position in the shell.
  • the blocks 525 4b having a higher porosity than the blocks 525 4a but can be of the same external shape and have the same external dimensions as these, so that the longitudinal portion 504 comprises two longitudinal portions 504 'and 504 "as indicated on the figure 5B2 , the blocks of the longitudinal portion 504′′ having a higher porosity than the blocks of the longitudinal portion 504′.
  • This strip of blocks with relatively high porosity allows both a saving in concrete and an improvement in the behavior of the breakwater by reinforcing its capacities directly linked to the porosity such as the energy dispersion of the swell and the resistance to overtopping by the waves; moreover, its constitution does not necessarily lead to additional difficulties in the placement of the blocks since they can all have the same external shape and the same external dimensions for the same portion longitudinal.
  • the blocks 522 4 are all conventionally dimensioned to withstand the stresses undergone in fact only by a median part PM of the shell, located below of an upper part PH and above a lower part PB as illustrated by the figure 5C1 , the middle part undergoing the most important loads due to the swell
  • the blocks are identical over the entire height of the carapace, oversized in relation to the weight and robustness requirements in the lower part and in the upper part of the carapace.
  • blocks according to the invention of different porosities depending on their vertical positions in the shell, as illustrated by the figure 5C2 , makes it possible to produce a shell having modular characteristics in the vertical direction by using blocks 525 of the same external geometry and of the same external dimensions, the lower part PB of the shell being made up of blocks 525 b having a first porosity, the part median PM of 525 m blocks having a second porosity and the upper part PH of 525 h blocks having a third porosity, the first and third porosities preferably being higher than the second porosity.
  • the functional advantages of this configuration are multiple; high porosity of the 525 b blocks in the lower PB part encourages the ecological conquest of the blocks by underwater animal species; a low porosity of the blocks 525 m in the middle part PM favors the robustness of the blocks to resist strong mechanical stresses imposed by the swell at this level of the structure as well as a high weight to resist the thrust of the swell; a high porosity of the 525 h blocks in the upper part PH, improves the dispersion of wave energy and limits the crossing of the structure by the waves.
  • a shell having only two of these three lower, middle and upper parts for example a shell comprising only the lower and middle parts or only the middle and upper parts.
  • a coastal protection structure 500 comprising a shell formed of concrete blocks and characterized in that, at a given vertical position in the shell, the blocks have a greater porosity higher in a first longitudinal portion 504" of the structure than in a second longitudinal portion 504' of the structure, and/or, in a given longitudinal portion of the shell, the blocks have a higher porosity in a lower part PB and in an upper part PH than in a middle part PM located above the lower part and below the upper part, as described in the figures 5A1 to 5C2 and the corresponding text.
  • a block 525 4a and a block 525 m can have zero porosity, equal to or less than 2%, 5%, 10% or 30%; a 525 4b block can have a porosity at least 2 percentage points higher, 5 percentage points, 10 percentage points, or 20 percentage points to the porosity of a 525 4a block; a 525 b block and/or a 525 h block can independently have porosities at least 2 percentage points, 5 percentage points, 10 percentage points, or 20 percentage points greater than the porosity of a 525 m block.
  • blocks 525 of the same type, according to the invention including the number and sizes of the ducts, and therefore the porosity and the weight, vary, without causing any particular difficulty in the installation of these blocks since their external dimensions can be the same.

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Description

    Domaine technique
  • L'invention concerne un ouvrage hydraulique maritime ou fluvial comprenant une carapace, tel qu'une jetée, un épi, un récif sous-marin, un brise-lames détaché, un brise-lames de terre plein et de route côtière, une digue de rivière, ou un ouvrage de protection de berge.
    • Technique antérieure
  • Des blocs artificiels de béton non armé, tel que ceux décrits dans le brevet US 2,766,592 , US 5,441,362 et FR 2 791 370 sont utilisés pour recouvrir et amener une protection durable à un ouvrage tel qu'une digue, formée d'enrochements naturels, ou pour être utilisés en berme.
  • Ces blocs, qui comprennent une partie centrale avec un noyau massif et des pattes saillant de cette partie centrale, ont une géométrie résultant d'un compromis entre robustesse et stabilité hydraulique de manière à résister par exemple aux chocs et aux forces mécaniques dus à la houle et aux vagues.
  • Les blocs artificiels utilisés jusqu'à présent, généralement constitués de béton non armé, peuvent avoir des dimensions de plusieurs mètres en hauteur et latéralement (dimensions modifiables selon l'application et les conditions d'emploi visées) et comportent en général des parties massives réalisées par coffrage de béton.
  • D'ordinaire, on fabrique ces blocs massifs en béton non armé en utilisant des ciments fortement réactifs afin d'avoir une prise rapide et produire des blocs en grande quantité dans un minimum de temps.
  • Il existe également des blocs artificiels comportant des ouvertures, tels que ceux décrit dans le document de brevet JPS58178707, ces dernières ayant pour effet d'améliorer l'absorption de l'énergie des vagues par rapport à un bloc massif.
  • Les blocs décrits ci-dessus sont souvent utilisés pour former des carapaces d'ouvrages hydrauliques, comme décrit dans le document JPS58178707
  • Cependant, il reste une marge d'amélioration dans la conception et l'utilisation de ces blocs.
  • Le document de brevet US3,091,087 divulgue une carapace selon le préambule de la revendication 1.
    • Exposé de l'invention
  • Un but de l'invention est d'apporter au secteur de la réalisation d'ouvrages de protection maritime et fluviale un nouveau type de carapace, présentant une modulation spatiale de sa porosité.
  • Un autre but de l'invention est l'utilisation de blocs d'enrochement pouvant être réalisé avec des ciments fortement réactifs avec une fiabilité améliorée.
  • A ces effets, l'invention a pour objet un ouvrage hydraulique comprenant une carapace formée de blocs de béton pour enrochement imbriqués les uns dans les autres, dans lequel les blocs de béton pour enrochement comprennent une partie centrale avec un noyau massif et des pattes qui saillent à partir de cette partie centrale, dans lequel les blocs comprennent au moins un conduit s'étendant radialement à partir de l'intérieur du noyau de la partie centrale et s'ouvrant sur l'extérieur du bloc, dans lequel la carapace présente une perméabilité hétérogène, la carapace étant formée de premiers blocs ayant une première porosité, définie par un premier nombre de conduits et/ou par de premières dimensions de conduit propres aux premiers blocs, et au moins de seconds blocs ayant une seconde porosité, différente de la première porosité et définie par un second nombre de conduits et/ou par de secondes dimensions de conduit propres aux seconds blocs, le nombre de canaux des seconds blocs étant différent du nombre de canaux des premiers blocs et/ou les dimensions des canaux des seconds blocs étant différentes des dimensions des canaux des premiers blocs.
  • Grâce aux conduits dans les blocs formant la carapace, on peut faire varier la porosité (perméabilité) de la carapace de l'ouvrage hydraulique tel qu'un ouvrage de protection côtière ou fluviale, non pas en faisant varier la taille des blocs de béton constituant la carapace, mais en faisant varier la porosité intrinsèque de ces blocs par des variations des dimensions des conduits et/ou du nombre de ces conduits dans ces blocs.
  • De cette manière, avec des blocs de porosités différentes, il est facile de moduler spatialement la porosité d'une carapace d'un ouvrage hydraulique, même en utilisant des blocs de forme et de dimensions extérieures identiques, en utilisant des blocs de porosités différentes en ajustant les dimensions des conduits et/ou le nombre de ces derniers dans lesdits blocs, ce qui permet de rendre hétérogène la perméabilité de la carapace et d'adapter ses caractéristique à l'environnement et à la fonction de chaque ouvrage, par exemple en ce qui concerne la dispersion d'énergie de la houle et la résistance au franchissement par les vagues.
  • Ceci est particulièrement avantageux pour réaliser une carapace de digue en talus, pour laquelle on peut précisément accroître la porosité de la carapace à des emplacements choisis, ce qui augmente significativement les performances hydrauliques de ladite digue sans complexifier outre mesure sa conception et sa fabrication grâce à l'emploi de blocs de mêmes tailles.
  • L'ouvrage hydraulique selon l'invention peut avantageusement présenter les particularités suivantes :
    • dans une portion longitudinale donnée de la carapace, la carapace peut comprendre en outre des troisièmes blocs ayant une troisième porosité, définie par un troisième nombre de conduits et/ou par de troisièmes dimensions de conduit propres aux troisièmes blocs, les premiers blocs, les seconds blocs et les troisièmes blocs pouvant être situés respectivement dans une partie basse, dans une partie médiane et dans une partie haute de la carapace, la partie médiane pouvant être située au-dessus de la partie basse et au-dessous de la partie haute, les premiers blocs et les troisièmes blocs pouvant avoir des porosités plus élevées que les seconds blocs ;
    • à un positionnement vertical donné dans la carapace, les premiers blocs peuvent être situés dans une première portion longitudinale de l'ouvrage et les seconds blocs peuvent être situés dans une seconde portion longitudinale de l'ouvrage, les second blocs pouvant avoir une porosité plus élevée que les premiers blocs ;
    • ledit conduit peut faire partie d'un passage traversant ;
    • lesdits blocs peuvent comprendre chacun plusieurs conduits avec au moins un conduit qui se termine en cul-de-sac ;
    • pour chaque bloc, le noyau est sensiblement de forme cubique et comporte deux faces frontales opposées et deux faces latérales opposées, les pattes pouvant comprendre deux pattes frontales saillant de la partie centrale respectivement perpendiculairement aux deux faces frontales du noyau et deux pattes latérales saillant de la partie centrale respectivement perpendiculairement aux deux faces latérales, chaque bloc pouvant comprendre au moins un conduit qui s'étend radialement à partir de l'intérieur du noyau de la partie centrale et qui s'ouvre sur l'extérieur du bloc entre une patte frontale et une patte latérale adjacente ;
    • chaque bloc peut comprendre en outre au moins un conduit traversant qui traverse le noyau et qui débouche à des extrémités des pattes frontales ;
    • chaque bloc peut comprendre en outre une cavité interne située dans la partie centrale et dans laquelle le conduit débouche ;
    • ledit passage traversant peut avoir une orientation montante, de manière à faciliter la circulation d'un fluide par convection à travers le bloc dans lequel il est compris quand le bloc repose au sol ;
    • les blocs peuvent comprendre en outre chacun des conduits additionnels respectivement dans les pattes, pour permettre la circulation d'un fluide dans la patte correspondante afin de favoriser l'évacuation de chaleur d'hydratation générée par le béton lors de la fabrication desdits blocs ; et
    • les conduits peuvent permettre une circulation d'un fluide dans le noyau afin de favoriser l'évacuation de chaleur d'hydratation générée par le béton lors de la fabrication desdits blocs.
  • La présence des conduits, et la possibilité de faire varier leur nombre et/ou leurs dimensions, offre la possibilité de concevoir une carapace de blocs pouvant être d'une même géométrie et d'une même taille, mais de porosités différentes pour adapter ces blocs aux besoins et/ou fonctions spécifiques de différentes parties de ladite carapace.
  • Un autre avantage des blocs utilisés est lié à la chaleur d'hydratation générée lors de la formation des blocs en béton.
  • On sait que lorsque le ciment du béton est hydraté et qu'il se solidifie, ou fait sa prise, il y a un dégagement de chaleur appelé chaleur d'hydratation.
  • Cette chaleur peut avoir des conséquences néfastes sur l'intégrité du bloc et la durabilité à court et long terme du béton si elle n'est pas contrôlée.
  • La chaleur d'hydratation peut provoquer deux phénomènes susceptibles d'endommager structurellement les blocs.
  • Le premier est lié aux gradients thermiques induits par la chaleur d'hydratation, qui provoquent des dilatations différentielle dans le bloc et induisent en conséquence des contraintes importantes et des fissures.
  • Le second est lié à la création de composés chimiques secondaires délétères au sein du béton, tels que l'étringite secondaire, affectant la durabilité des blocs.
  • L'étringite secondaire s'étend dans le temps, particulièrement dans les milieux humides, ce qui peut induire une dégradation du béton de l'intérieur qui peut aller jusqu'à la destruction de la structure formée par le béton.
  • Un bloc de béton ajouré pour enrochement utilisé dans l'ouvrage hydraulique selon l'invention comporte un ou plusieurs conduits, débouchants ou non débouchants, par lesquels une ventilation naturelle et/ou forcée limite l'élévation de température induite par la chaleur d'hydratation lors de la formation du bloc, ce qui supprime ou limite les phénomènes de dégradation des blocs détaillés ci-dessus.
  • Avantageusement, la présence de tels conduits permet de mieux utiliser la quantité de béton nécessaire à la fabrication du bloc en la répartissant différemment sur celui-ci, ce qui permet de redistribuer le volume de béton équivalent au volume des conduits situés dans la partie centrale du bloc pour augmenter d'autant le volume extérieur de ce dernier.
  • Ainsi, à masse identique de béton, le bloc ajouré prend plus de place dans l'ouvrage et permet donc de réduire le nombre de blocs ainsi que la quantité de béton pour l'ensemble d'un enrochement.
  • De plus, le fait de retirer de la partie centrale du bloc une masse de béton potentiellement chauffante par exothermie permet encore de faire diminuer la température générale de ce bloc.
    • Présentation sommaire des dessins
  • La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1A représente un tétraèdre ; la figure 1B représente un bloc conventionnel basé sur la géométrie du tétraèdre ; la figure 1C représente un bloc selon l'invention basé sur le bloc de la figure 1B ; la figure 1D représente un détail du bloc selon l'invention de la figure 1C ;
    • la figure 2A représente une vue en perspective d'un bloc selon l'invention ; la figure 2B représente le noyau du bloc de la figure 2A ;
    • la figure 3A représente une vue de face du bloc de la figure 2A ; la figure 3B représente une coupe C-C' du bloc de la figure 2A ;
    • les figures 4A et 4B représentent, respectivement, des coupes B-B' et A-A' du bloc de la figure 2A ;
    • les figures 5A1 et 5A2 représentent une coupe transversale et une vue d'en haut d'une digue, respectivement ;
    • les figures 5B1 et 5C1 représentent, respectivement, une coupe horizontale et une coupe transversale verticale de la digue des figures 5A1 et 5A2 montrant une structure de carapace de digue conventionnelle ;
    • les figures 5B2 et 5C2 représentent, respectivement, une coupe horizontale et une coupe transversale verticale transversale de la digue des figures 5A1 et 5A2 montrant une structure de carapace de digue mettant à profit une variation de porosité des blocs ; et
    • la figure 6 représente une coupe B-B' d'une variante du bloc de la figure 2A.
    Description d'un mode de réalisation
  • Un mode de réalisation de l'invention est décrit à l'aide des figures 1A à 5C2.
    • Bloc de géométrie simple
  • Les principes généraux sur lesquels est basé le mode de réalisation de l'invention vont être expliqués à l'aide des figures 1A à 1D dans le cas d'un bloc de géométrie simple.
  • Un bloc de béton pour enrochement peut être formé d'un noyau duquel des pattes saillent selon une géométrie tridimensionnelle.
  • Les pattes ont un rôle d'accrochage pour une imbrication mutuelle entre des blocs adjacents et le noyau a pour rôle de solidariser les pattes d'un bloc les unes aux autres.
  • Des blocs constitués de pattes saillant d'un noyau au lieu de blocs massifs permettent de limiter la consommation de béton et, éventuellement, d'obtenir une meilleure dispersion de l'énergie de vagues.
  • Un ouvrage de dimensions données requiert une quantité de béton fonction de la porosité du matériau (ici, un assemblage de blocs) le constituant, porosité elle-même fonction de la géométrie des blocs.
  • Le tétraèdre est l'une des plus simples formes géométriques tridimensionnelles.
  • Comme illustré en figure 1, un tétraèdre 10 comporte quatre sommets S1, S2, S3 et S4 définissant des facettes triangulaires et possède un centre de gravité G.
  • La figure 1B illustre un bloc conventionnel 11 ayant une géométrie basée sur un tétraèdre : une partie centrale PC du bloc comprend un noyau massif 12 dans lequel est situé le centre de gravité G du tétraèdre.
  • Quatre pattes 14 rayonnent, ou saillent, de cette partie centrale PC le long des quatre directions définies par le centre de gravité G et les quatre sommets S1, S2, S3 et S4 du tétraèdre.
  • Les pattes sont en contact au niveau de zones 15 de naissance des pattes. Cette géométrie est connue du brevet US 2,766,592 .
  • Le noyau 12 est par nature la partie la plus compacte du bloc, et donc celle qui est le plus concernée par les problèmes provoqués par la chaleur d'hydratation générée lors de la phase de prise du béton au cours de la formation du bloc.
  • Le fait que les blocs sont généralement formés d'un seul tenant au cours d'une unique opération de coffrage renforce encore cet aspect, puisque le noyau est isolé partiellement ou totalement de l'extérieur par les pattes qui l'entourent, elles-mêmes sources de chaleur d'hydratation.
  • Afin de limiter ou d'éliminer les problèmes provoqués par la chaleur d'hydratation, un bloc selon l'invention comprend des conduits destinées à faciliter l'évacuation de la chaleur d'hydratation.
  • Dans les conduits, une circulation naturelle ou forcée d'un fluide entre le noyau et l'extérieur du bloc peut s'opérer, permettant ainsi l'évacuation de la chaleur d'hydratation et la limitation de la montée en température du bloc.
  • Le fluide peut être l'air environnant ou bien un liquide de refroidissement, tel de l'eau.
  • La circulation du fluide peut être forcée par des moyens tels que des ventilateurs ou un système de circulation d'eau à pompe.
  • Il est préférable que les conduits ne compromettent pas significativement l'intégrité mécanique du bloc.
  • Des conduits se terminant en cul-de-sac permettent un accès direct aux volumes de béton à refroidir et peuvent favoriser le maintien de la robustesse mécanique du bloc par rapport à un bloc similaire ayant des conduits connectées les unes aux autres.
  • En complément ou en alternative à des conduits en cul-de-sac, des conduits connectées peuvent former un ou des passages traversants, par exemple en se prolongeant jusqu'au centre de gravité du bloc, à l'intérieur du noyau, pour faciliter la circulation du fluide et favoriser l'évacuation de la chaleur d'hydratation.
  • Les figures 1C et 1D illustrent l'application de l'invention au bloc de la figure 1B.
  • Comme illustré par les figures 1C et 1D, un bloc 100 selon l'invention peut être basé sur le bloc conventionnel 11 de la figure 1B et comporter des conduits 20 et 30 pouvant se rejoindre au sein du noyau, et/ou des pattes 30' se terminant en cul-de-sac.
  • La nomenclature utilisée pour le bloc conventionnel 11 de la figure 1B s'applique également au bloc 100 selon l'invention.
  • La figure 1D représente une section d'une patte 14 du bloc 100 comprenant des conduits 40 se rejoignant et des conduits 40' en cul-de-sac.
  • Les conduits 20 se situent le long des directions d'extension des pattes et débouchent aux extrémités de celles-ci. Les conduits 30 et 30' débouchent entre deux pattes adjacentes dans des zones 15.
  • Les conduits 20 permettent de refroidir simultanément les pattes et le noyau, mais ils peuvent être difficiles à réaliser selon la longueur et la largeur des pattes.
  • Les conduits 30 et 30' sont plus efficaces pour le refroidissement du noyau et plus facile à réaliser, mais ils ne permettent pas le refroidissement des pattes.
  • Des conduits 40 et 40' transversaux aux directions d'extension des pattes comme illustré dans la figure 1D, permettent de refroidir spécifiquement celles-ci.
  • Un avantage de l'interconnexion de tout ou partie des conduits 20, 30 et 40 est la création de passages P' permettant une circulation aisée d'un fluide à travers le bloc.
  • Le bloc 100 peut reposer de manière stable sur un sol plan horizontal sur ses trois points de support SP1, SP2 et SP3.
  • Lorsque le bloc est capable de reposer ainsi de sorte que les passages P' aient des orientations montantes comme illustré en figure 1C, une ventilation naturelle par convection à travers le bloc en cours de prise de béton est favorisée, puisque le bloc est alors plus chaud que l'air environnant.
  • De cette manière, un effet de cheminée peut s'opérer, favorisant l'évacuation de l'air réchauffé et l'aspiration d'air frais, et limitant donc l'élévation de température induite par la chaleur d'hydratation.
  • Ainsi, un refroidissement du bloc très efficace peut être obtenu, même sans circulation forcée.
  • Un ou plusieurs des conduits peuvent se terminer en cul-de-sac, comme les conduits 30' et 40', au lieu de former des passages P comme les conduits 20, 30 et 40.
  • Outre le fait que, à toutes choses égales par ailleurs, la robustesse du bloc est moins impactée et la réalisation du bloc plus aisée dans le cas de conduits en cul-de-sac que dans le cas de conduits connectées, le type et la taille des conduits peuvent jouer un rôle dans les espèces animales colonisant le bloc une fois celui-ci installé à son emplacement définitif.
  • En jouant sur la géométrie et les dimensions des conduits, il est possible de favoriser la reconquête écologique du site dans lequel le bloc est installé par une ou plusieurs espèces animales ciblées.
  • Pour des raisons pratiques de formation et d'utilisation des coffrages, il est préférable, lorsqu'un coffrage est utilisé pour réaliser les conduits, que les conduits s'élargissent en allant vers l'extérieur du bloc.
  • Alternativement, la section d'un conduit peut être constante le long de sa direction d'extension.
  • La ou les géométries des conduits, leur nombre et leurs dimensions sont à adapter en fonction des priorités du projet concerné, par exemple la robustesse du bloc, sa longévité, la vitesse de production des blocs, des économies en béton ou la reconquête du site par des espèces animales ciblées.
  • Des conduits de larges dimensions favorisent le refroidissement, les économies en béton et la simplicité des opérations de coffrage/décoffrage, mais risquent de fragiliser le bloc si celles-ci sont mal configurées ou dimensionnées.
    • Bloc de géométrie complexe
  • Les blocs pour enrochement peuvent présenter une géométrie plus complexe que celle du bloc de la figure 1C, mais les principes décrits ci-dessus s'appliquent de la même manière quelle que soit la complexité de leur géométrie. Les figures 2A à 4B et 6 illustrent le cas d'un bloc 200 selon l'invention basé sur celui décrit dans le brevet FR 2 791 370 .
  • Pour la description, nous considérons un bloc orienté selon les directions avant et arrière x et x', respectivement, les directions gauche et droite y et y', respectivement, et les directions haut et bas z et z', respectivement, comme indiqué sur la figure 2A.
  • Le bloc possède trois plans de symétrie, xoz, xoy, et yoz, correspondant respectivement à des plans de coupe A-A', B-B' et C-C'.
  • Le plan de coupe A-A' est normal aux plans de vues des figures 3A, 3B et 4A, le plan de coupe B-B' est normal au plans de vues de figures 3A, 3B et 4B, et le plan de coupe C-C' est normal aux plans de vue des figures 4A et 4B.
  • La forme du bloc 200 peut se décrire comme s'établissant autour d'une partie centrale PC avec un noyau massif 201, représenté par la figure 2B selon la même orientation que la figure 2A, de forme cubique, ayant une première face avant 110 et une seconde face arrière 120 opposées l'une à l'autre, une troisième face basse 130 et une quatrième face haute 140 opposées l'une à l'autre, et une cinquième face latérale gauche 150 et une sixième face latérale droite 160 opposées l'une à l'autre.
  • Les première et seconde faces 110 et 120 du noyau sont munies chacune d'une patte frontale 310 saillant perpendiculairement à ces faces.
  • Chaque patte frontale 310 a une forme générale en tronc de pyramide ayant quatre faces latérales 312 substantiellement identiques et une face frontale 314 parallèle aux faces 110 et 120 du noyau.
  • Les quatre faces latérale 312 de chaque patte frontale 310 se prolongent chacune par une facette d'élargissement 315 contigües à des facettes d'élargissement 215 des pattes latérales pour accroître la robustesse du bloc.
  • Les facettes d'élargissements sont localisées dans des zones de naissance des pattes.
  • Chacune des troisième et quatrième faces 130 et 140 sert d'appui à une patte latérale 210 en forme d'enclume.
  • Les deux pattes latérales 210 saillent perpendiculairement des deux faces opposées 130 et 140 du noyau, chacune de ces deux pattes latérales s'étendant dans deux directions latérales opposées, gauche et droite, parallèles aux deux faces opposées 130 et 140 et perpendiculaires aux directions d'extension des deux pattes frontales 310 ; ces deux pattes latérales 210 comprennent chacune une table 212 parallèle aux faces 130 et 140 du noyau 100, deux faces frontales 214 opposées et parallèles deux à deux aux faces 110 et 120 du noyau, et peuvent s'étendre jusqu'à recouvrir les faces latérales opposées 150 et 160 du noyau.
  • Chaque patte latérale 210 a une forme générale d'enclume possédant une échancrure transversale 216 s'étendant sur toute la largeur de la table séparant celle-ci en deux portions.
  • Les faces frontales 214 des pattes latérales 210 et les faces frontales 314 des pattes frontales 310 peuvent présenter une surface rugueuse formée par des protubérances pyramidales 400, ce qui peut contribuer à renforcer la capacité d'accroche du bloc.
  • Les protubérances pyramidales 400 des faces frontales 214 ne sont pas représentées dans les figures 4A et 4B.
  • Comme illustré, les arrêtes cornières des pattes latérales et frontales sont rabattues et forment des chanfreins.
  • Le bloc comprend quatre conduits 610 et quatre conduits 620 se rejoignant dans le noyau et débouchant chacun dans l'une des facettes d'élargissement 315 des pattes frontales 310, autrement dit, débouchant dans des zones de naissance des pattes, entre l'une des pattes frontales et l'une des pattes latérales ; deux conduits 630 se rejoignant et rejoignant les conduits 610 et 620 dans le noyau et débouchant chacune dans la face frontale 314 de l'une des deux pattes frontales 310, formant un conduit traversant qui traverse le noyau et qui débouche à des extrémités des pattes frontales 310 ; et huit conduits 640 formant deux à deux quatre passages entre les côtés avant et arrière du bloc au niveau des faces frontales 214 des pattes latérales 210.
  • Lors de la période de prise du béton dont est constitué le bloc 200, une ventilation effective du noyau par convection peut s'opérer par les passages P et P' formés par les conduits 610, 620 et 630 qui se rejoignent en son intérieur.
  • Les tables 212 de chaque patte latérale 210 peuvent servir à la pose du bloc sur un sol plan et horizontal, parallèle au plan xoy de la figure 2A, pour stockage avant utilisation.
  • Ainsi, les conduits 610 forment des passages à orientations montantes et sont particulièrement efficace pour un refroidissement du noyau du bloc par convection.
  • On a observé que les positionnements des conduits 610, 620 et 630 tels que définis ici permettent de limiter efficacement l'impact de la présence de ces conduits sur la robustesse du bloc.
  • Le bloc 200 peut être caractérisé par les dimensions suivantes, comme indiquées dans les figures 3A à 4D.
  • Les dimensions indiquées ci-dessous sont normalisées par rapport au côté H du cube dans lequel le bloc s'inscrit et valent substantiellement les valeurs indiquées.
  • Les pattes latérales 210 peuvent être caractérisées par des largeurs 10(210) de 0,26, 11(210) de 0,29, 12(210) de 0,34, 13(210) de 0,27, 14(210) de 0,34, et par des hauteurs h1(210) de 0,17, h2(210) de 0,28, h3(210) de 0,01 et h4(210) de 0,01 et h5(210) de 0,01 ; les pattes frontales 310 peuvent être caractérisées par des largeurs 10(310) de 0,23, 11(310) de 0,25, 12(310) de 0,33, 13(310) de 0,51 et 14(310) de 0,43 et par des hauteurs hl(310) de 0,22, h2(310) de 0,30 et h3(310) de 0,01, h3(310) ; les protubérances pyramidales 400 peuvent être caractérisées par des une largeur de base 1(400) de 0,01 et une hauteur h(400) de 0,003.
  • Dans le cas des dimensions ci-dessus, et pour le cas de conduits 610, 620, 630 et 640 coniques avec un angle de dépouille de substantiellement 5°, il est préférable que les conduits 610, 620 et 630 aient, respectivement, des diamètres Ø au niveau des surfaces extérieurs du bloc compris entre 0,05 et 0,10 pour Ø(610), entre 0,6 et 0,12 pour Ø(620) et entre 0,04 et 0,08 pour Ø(630).
  • Il est également préférable que les conduits 640 aient un diamètre minimum Ø(640) pris dans le plan C-C' compris entre 0,04 et 0,08 et soient éloignées d'au moins d=0,10 du bord du bloc considéré dans le plan C-C'.
  • Les limites supérieures des diamètres des conduits indiquées ci-dessus correspondent à un compromis dans lequel les capacités de refroidissement des conduits sont maximales sans réduction significative de la robustesse du bloc.
  • En revanche, ces limites supérieures peuvent être dépassées si, selon l'application visée, il est acceptable de modifier la géométrie du bloc 200 pour redistribuer les volumes structurels de ce bloc, par exemple avec pour objectif une augmentation de la porosité du bloc, celle-ci correspondant au volume des ouvertures formées dans le bloc rapporté au volume extérieur du bloc ; augmenter le nombre de conduits et/ou leurs dimensions, et donc leurs volumes, augmente la porosité du bloc, nulle pour une absence totale d'ouvertures dans celui-ci.
  • La porosité du bloc peut également être augmentée par la formation une cavité interne Cav, située dans le noyau et dans laquelle les conduits débouchent, comme illustré sur la figure 6.
  • Cette cavité interne peut avoir une dimension caractéristique lCav plus grande que les diamètres des conduits, et a pour avantages d'entraîner une plus faible consommation de béton, une réduction d'émission de chaleur d'hydratation au niveau du noyau et une meilleure évacuation de celle-ci.
  • Au-delà d'apporter des avantages à l'échelle d'un bloc unique, la présence des conduits dans un bloc de béton pour enrochement selon l'invention autorise de moduler aisément la porosité ou perméabilité d'un ouvrage constitué de tels blocs considéré dans son ensemble de sorte qu'il présente une porosité hétérogène.
  • On connait des ouvrages de protection hydraulique comprenant des ensembles de blocs identiques positionnés les uns à côté des autres selon une matrice homogène, comme par exemple les brise-lames décrits dans la demande de brevet US 2015/0050086 .
  • Ainsi, utiliser des blocs de porosités différentes pour former une carapace d'un ouvrage hydraulique, par exemple un ouvrage côtier exposé à la houle et aux vagues, peut amener plusieurs avantages à l'échelle de l'ouvrage, comme expliqué ci-dessous.
  • Les figures 5A1 et 5A2 représentent, respectivement, une coupe transversale et une vue d'en haut d'un ouvrage de protection côtière 500 constitué d'une digue comprenant, en contrebas d'un couronnement 510 surmontant un talus 502 posé sur un sol 503, une carapace 520 inclinée et constituée de blocs pour enrochement qui recouvre et protège le talus des agressions extérieures ; ces blocs peuvent être dimensionnés différemment dans différentes portions longitudinales de la carapace afin de répondre aux besoins en robustesse de ces différentes portions tout en limitant le surdimensionnement.
  • Ainsi, une première portion longitudinale 504 et une seconde portion longitudinale 506 de la carapace 520, séparées l'une de l'autre par une limite L1 inclinée d'environ 45° par rapport à l'horizontale, peuvent être constituées de blocs d'une même forme mais de dimensions et poids différents, par exemple des blocs de 6 m3 pour la partie 504 et des blocs de 4 m3 pour la partie 506.
  • Conventionnellement, l'interface entre deux portions longitudinales de la carapace se fait abruptement, comme illustré par la figure 5B1 qui montre une coupe horizontale X1-Y1 de la carapace, en passant directement de blocs 5224 identiques entre eux dans la portion longitudinale 504 à des blocs 5226 identiques entre eux dans la portion longitudinale 506, ce qui amène naturellement à utiliser des blocs surdimensionnés sur au moins une partie de la carapace de la partie 504 longeant la limite L1: dans l'exemple pris ici, des blocs de 6 m3 sont utilisés sur une partie de la carapace où il pourrait être acceptable d'utiliser des blocs plus petits et/ou plus légers.
  • Pour éliminer ou limiter ce surdimensionnement et adoucir l'interface entre les deux sections longitudinales, il est possible d'utiliser des blocs 525 selon l'invention, dont les porosités sont différentes selon les positions des blocs dans la coupe horizontale X1-Y1, c'est-à-dire à un positionnement vertical donné dans la carapace.
  • Ainsi, il est possible d'interposer une bande de blocs 5254b entre des blocs 5254a de la portion longitudinale 504 et les blocs 5256 constituant la carapace dans la portion longitudinale 506, les blocs 5254b ayant une porosité plus élevée que les blocs 5254a mais pouvant être de même forme extérieure et avoir les mêmes dimensions extérieures que ceux-ci, de sorte que la portion longitudinale 504 comprend deux portions longitudinales 504' et 504" comme indiqué sur la figure 5B2, les blocs de la portion longitudinale 504" ayant une porosité plus élevée que les blocs de la portion longitudinale 504'.
  • Cette bande de blocs à porosité relativement élevée, comprise entre les limites L1 et L2 indiquées sur la figure 5A2, permet à la fois une économie en béton et une amélioration dans le comportement de la digue en renforçant ses capacités directement liées à la porosité comme la dispersion d'énergie de la houle et la résistance au franchissement par les vagues ; de plus, sa constitution n'entraîne pas nécessairement de difficultés supplémentaires dans le placement des blocs puisqu'ils peuvent tous avoir la même forme extérieure et les mêmes dimensions extérieures pour une même portion longitudinale.
  • En outre, au sein d'une portion longitudinale donnée de la digue, par exemple la section 504, les blocs 5224 sont conventionnellement tous dimensionnés pour supporter des contraintes subies en fait uniquement par une partie médiane PM de la carapace, située au-dessous d'une partie haute PH et au-dessus d'une partie basse PB comme illustrée par la figure 5C1, la partie médiane subissant les efforts dus à la houle les plus importants
  • En conséquence, les blocs sont identiques sur toute la hauteur de la carapace, surdimensionnés par rapport aux besoins en poids et en robustesse dans la partie basse et dans la partie haute de la carapace.
  • Utiliser des blocs selon l'invention, de porosités différentes selon leurs positionnements verticaux dans la carapace, comme illustré par la figure 5C2, rend possible de réaliser une carapace ayant des caractéristiques modulables dans la direction verticale en utilisant des blocs 525 de même géométrie extérieure et de mêmes dimensions extérieures, la partie basse PB de la carapace étant constituée de blocs 525b ayant une première porosité, la partie médiane PM de blocs 525m ayant une second porosité et la partie haute PH de blocs 525h ayant une troisième porosité, les première et troisième porosités étant de préférence plus élevées que la seconde porosité.
  • Les avantages fonctionnels de cette configuration sont multiples ; une porosité élevée des blocs 525b en partie basse PB encourage la conquête écologique des blocs par des espèces animales sous-marines ; une porosité basse des blocs 525m en partie médiane PM favorise la robustesse des blocs pour résister aux fortes contraintes mécaniques imposées par la houle à ce niveau de l'ouvrage ainsi qu'un poids élevé pour résister à la poussée de la houle ; une porosité élevée des blocs 525h en partie haute PH, améliore la dispersion de l'énergie de la houle et limite le franchissement de l'ouvrage par les vagues.
  • En particulier, il est également possible de former une carapace ne possédant que deux de ces trois parties basse, médiane et haute, par exemple une carapace ne comprenant que les parties basse et médiane ou que les parties médiane et haute.
  • Il est également possible d'utiliser des blocs d'une géométrie quelconque, donc éventuellement indépendante des géométries des blocs décrits plus haut à l'aide des figures 1A à 4B, et de dimensions extérieures étant éventuellement les mêmes, de manière à former un ouvrage de protection côtière 500 comprenant une carapace formée de blocs de béton et caractérisée en en ce que, à un positionnement vertical donné dans la carapace, les blocs ont une porosité plus élevée dans une première portion longitudinale 504" de l'ouvrage que dans une seconde portion longitudinale 504' de l'ouvrage, et/ou, dans une portion longitudinale donnée de la carapace, les blocs ont une porosité plus élevée dans une partie basse PB et dans une partie haute PH que dans une partie médiane PM située au-dessus de la partie basse et au-dessous de la partie haute, comme décrit dans les figures 5A1 à 5C2 et le texte correspondant.
  • Dans la digue 500, un bloc 5254a et un bloc 525m peuvent avoir une porosité nulle, égale ou inférieure à 2%, à 5%, à 10% ou à 30% ; un bloc 5254b peut avoir une porosité au moins supérieure de 2 points de pourcentage, 5 points de pourcentage, 10 points de pourcentage, ou 20 points de pourcentage à la porosité d'un bloc 5254a ; un bloc 525b et/ou un bloc 525h peuvent avoir indépendamment des porosités au moins supérieures de 2 points de pourcentage, 5 points de pourcentage, 10 points de pourcentage, ou 20 points de pourcentage à la porosité d'un bloc 525m.
  • Ainsi, afin d'optimiser les fonctionnalités des différentes partie de la carapace tout en réduisant le volume de béton utilisé, il est possible d'utiliser des blocs 525 de même type, selon l'invention, dont le nombre et les tailles des conduits, et donc la porosité et le poids, varient, sans entraîner de difficulté particulière dans la mise en place de ces blocs puisque leurs dimensions extérieures peuvent être les mêmes.

Claims (11)

  1. Un ouvrage hydraulique (500) comprenant une carapace (520) formée de blocs de béton pour enrochement imbriqués les uns dans les autres, dans lequel les blocs (100, 200, 5254a, 5254b, 525b, 525m, 525h) de béton pour enrochement comprennent une partie centrale avec un noyau (12, 201) massif et des pattes (14, 310, 210) qui saillent à partir de cette partie centrale, dans lequel les blocs comprennent au moins un conduit (20, 30, 30', 610, 620, 630) s'étendant radialement à partir de l'intérieur du noyau de la partie centrale et s'ouvrant sur l'extérieur du bloc, caractérisé en ce que la carapace présente une perméabilité hétérogène, la carapace étant formée de premiers blocs (5254a, 525b) ayant une première porosité, définie par un premier nombre de conduits et/ou par de premières dimensions de conduit propres aux premiers blocs, et au moins de seconds blocs (5254b, 525m) ayant une seconde porosité, différente de la première porosité et définie par un second nombre de conduits et/ou par de secondes dimensions de conduit propres aux seconds blocs, le nombre de canaux des seconds blocs étant différent du nombre de canaux des premiers blocs et/ou les dimensions des canaux des seconds blocs étant différentes des dimensions des canaux des premiers blocs.
  2. L'ouvrage hydraulique (500) comprenant une carapace (520) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une portion longitudinale donnée de la carapace, la carapace comprend en outre des troisièmes blocs (525h) ayant une troisième porosité, définie par un troisième nombre de conduits et/ou par de troisièmes dimensions de conduit propres aux troisièmes blocs, les premiers blocs (525b), les seconds blocs (525m) et les troisièmes blocs (525h) étant situés respectivement dans une partie basse (PB), dans une partie médiane (PM) et dans une partie haute (PH) de la carapace (520), la partie médiane (PM) étant située au-dessus de la partie basse (PB) et au-dessous de la partie haute (PH), les premiers blocs (525b) et les troisièmes blocs (525h) ayant des porosités plus élevées que les seconds blocs (525m).
  3. L'ouvrage hydraulique (500) comprenant une carapace (520) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à un positionnement vertical donné dans la carapace, les premiers blocs (5254a) sont situés dans une première portion longitudinale (504') de l'ouvrage et les seconds blocs (5254b) sont situés dans une seconde portion longitudinale (504") de l'ouvrage, les second blocs (5254b) ayant une porosité plus élevée que les premiers blocs (5254a) .
  4. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que ledit conduit fait partie d'un passage traversant (P, P') .
  5. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits blocs comprennent chacun plusieurs conduits (20, 30, 30', 610, 620, 630) avec au moins un conduit (30') qui se termine en cul-de-sac.
  6. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque bloc :
    - le noyau (201) est sensiblement de forme cubique et comporte deux faces frontales (110, 120) opposées et deux faces latérales (130, 140) opposées ;
    - les pattes comprennent :
    - deux pattes frontales (310) saillant respectivement perpendiculairement des deux faces frontales du noyau ; et
    - deux pattes latérales (210) saillant respectivement perpendiculairement des deux faces latérales ; et
    en ce que chaque bloc comprend au moins un conduit (610, 620) qui s'étend radialement à partir de l'intérieur du noyau et s'ouvre vers l'extérieur du bloc entre une patte frontale et une patte latérale adjacente.
  7. L'ouvrage hydraulique (500) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque bloc comprend en outre au moins un conduit traversant (630) qui traverse le noyau et qui débouche à des extrémités des pattes frontales (310) .
  8. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bloc comprend en outre une cavité (Cav) interne située dans la partie centrale (PC) et dans laquelle le conduit débouche.
  9. L'ouvrage hydraulique (500) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit passage traversant (P') a une orientation montante, de manière à faciliter la circulation d'un fluide par convection à travers le bloc dans lequel il est compris quand le bloc repose au sol.
  10. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs comprennent en outre chacun des conduits additionnels (40, 40', 640) respectivement dans les pattes, pour permettre la circulation d'un fluide dans la patte correspondante afin de favoriser l'évacuation de chaleur d'hydratation générée par le béton lors de la fabrication desdits blocs.
  11. L'ouvrage hydraulique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 9, caractérisé en ce que les conduits permettent une circulation d'un fluide dans le noyau afin de favoriser l'évacuation de chaleur d'hydratation générée par le béton lors de la fabrication desdits blocs.
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