FR2877022A1 - Swell attenuating device for protecting places e.g. harbors, has raft with perforations on part of its surface and placed between perpendicular upstream and downstream edges extended at their base by stubs of same determined length - Google Patents
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- E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
Abstract
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
L'invention se rapporte au domaine de l'hydraulique maritime et elle concerne p(us particulièrement un perfectionnement au dispositif d'atténuation de la houle 5 dit en dos de chameau décrit dans le brevet européen EP 0 381 572 B1. The invention relates to the field of maritime hydraulics and particularly relates to an improvement to the device for attenuating the so-called camel back swell described in European Patent EP 0 381 572 B1.
Art antérieur Les dispositifs d'atténuation de la houle sont bien connus. Ils permettent de protéger des sites quelconques, par exemple des ouvrages maritimes, des installations côtières ou offshore ou encore des ports, de l'énergie des vagues incidentes venant se briser contre ces sites. PRIOR ART Wave attenuation devices are well known. They make it possible to protect any sites, for example maritime works, coastal or offshore installations or ports, from the energy of incident waves breaking against these sites.
Les dispositifs les plus courant font appel à des talus en enrochement ou à des structures en béton, ou une combinaison des deux, qui forment un obstacle vertical pour les vagues incidentes. The most common devices involve rip rap slopes or concrete structures, or a combination of both, which form a vertical obstruction for incident waves.
Or, la houle étant un phénomène ondulatoire, il est apparu plus avantageux d'exploiter ce phénomène pour obtenir une onde de houle transmise au site à protéger présentant une amplitude sensiblement réduite par rapport à l'onde de houle incidente. C'est l'objet du brevet européen N 0 282 479 délivré au nom du Gouvernement Monégasque et divulguant un dispositif d'atténuation de la houle exploitant un principe particulièrement novateur et connu depuis sous le nom de mur d'eau fixe . However, the swell being a wave phenomenon, it has appeared more advantageous to exploit this phenomenon to obtain a wave of waves transmitted to the site to be protected having a substantially reduced amplitude compared to the incident wave of waves. It is the object of the European patent N 0 282 479 issued on behalf of the Monegasque Government and disclosing a wave attenuation device exploiting a particularly innovative principle and known since as the fixed water wall.
Ce dispositif comporte une plaque horizontale fixe faiblement immergée dans la houle incidente dont les bords amonts et aval sont relevés jusqu'à une cote positive au dessus de la surface libre de l'eau de sorte que la houle incidente ne puisse se propager librement au dessus de la plaque. Pour un dimensionnement adapté de la plaque, par rapport aux houles incidentes, la masse d'eau emprisonnée sous la plaque ne peut avoir que des déplacements horizontaux et se comporte globalement comme un obstacle inertiel homogène vis-à-vis de la houle incidente qui est réfléchie sur ce mur d'eau fixe . This device comprises a fixed horizontal plate weakly immersed in the incident swell whose upstream and downstream edges are raised up to a positive dimension above the free surface of the water so that the incident swell can not propagate freely above of the plate. For a suitable dimensioning of the plate, with respect to the incident waves, the mass of water trapped under the plate can only have horizontal displacements and behaves globally as a homogeneous inertial obstacle with respect to the incident swell which is reflected on this wall of fixed water.
Ce dispositif qui donne toute satisfaction pour des houles de période faible (inférieure à 5 secondes) engendre toutefois pour des houles de périodes plus importantes un effet de clapotis qui agit défavorablement sur l'amplitude de l'onde de houle transmise au site à protéger. C'est pourquoi, dans le brevet européen N 0 381 572 précité, délivré également au nom du Gouvernement Monégasque, il a été proposé un perfectionnement au dispositif d'atténuation de la houle qui permet d'éviter cet effet de clapotis. Un exemple préférentiel d'un tel dispositif perfectionné est illustré aux figures 6 à 8 de ce brevet européen qui montre une plaque horizontale ayant un profil symétrique dit en dos de chameau . Ce dispositif perfectionné dont une réalisation exemplaire est aujourd'hui opérationnelle dans le port de La Condamine de la Principauté de Monaco donne toute satisfaction pour une gamme étendue de périodes de houle. This device, which is very satisfactory for swells with a short period of time (less than 5 seconds), however, gives waves of longer periods a ripple effect which adversely affects the amplitude of the wave of waves transmitted to the site to be protected. This is why, in the aforementioned European Patent No. 3,381,572, also issued on behalf of the Monegasque Government, it has been proposed an improvement to the wave attenuation device which makes it possible to avoid this rippling effect. A preferred example of such an improved device is illustrated in Figures 6 to 8 of this European patent which shows a horizontal plate having a symmetrical profile said camel back. This sophisticated device, an exemplary embodiment of which is now operational in the port of La Condamine in the Principality of Monaco, is satisfactory for a wide range of swell periods.
Il est toutefois apparu que, pour les houles de forte période (de 6 à 10 secondes), les efforts hydrodynamiques horizontaux et verticaux et les moments de renversement agissant sur le dispositif étaient importants. Leur réduction serait donc de nature à minimiser le dimensionnement tant des structures de l'atténuateur que de ses supports ou liaisons. However, it was found that for swells with a strong period (6 to 10 seconds), the horizontal and vertical hydrodynamic forces and the overturning moments acting on the device were important. Their reduction would therefore be likely to minimize the dimensioning of both the attenuator structures and its supports or links.
Objet de l'invention L'objet de l'invention est donc de proposer un perfectionnement à l'atténuateur de houle du type dos de chameau qui permette une minimisation des efforts horizontaux et verticaux comme du moment de renversement tout en préservant l'efficacité atténuatrice de la structure de base. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is therefore to propose an improvement to the swell attenuator of the camel-back type which allows a minimization of the horizontal and vertical forces as well as the reversal moment while preserving the attenuating efficiency. of the basic structure.
Ces buts sont atteints par un dispositif d'atténuation de la houle comportant une plaque horizontale faiblement immergée dans la houle incidente, ladite plaque étant maintenue en position sous la surface libre de l'eau et présentant des bords perpendiculaires amont et aval relevés jusqu'à une cote positive au dessus de la surface libre de l'eau, de sorte que la houle incidente ne puisse se propager librement par- dessus ladite plaque, lesdits bords amont et aval étant chacun prolongés à leur base par un onglet d'une même longueur déterminée, l'ensemble formant ainsi une structure à profil symétrique dit en dos de chameau , caractérisé en ce que ledit bord perpendiculaire amont comporte des perforations sur au plus 50% de sa surface. These aims are achieved by a wave attenuation device comprising a horizontal plate slightly immersed in the incident wave, said plate being held in position under the free surface of the water and having perpendicular edges upstream and downstream up to a positive dimension above the free surface of the water, so that the incident swell can not propagate freely over said plate, said upstream and downstream edges being each extended at their base by a tab of the same length determined, the assembly thus forming a symmetrical profile structure said camel back, characterized in that said upstream perpendicular edge has perforations on at most 50% of its surface.
Cette perforation du bord amont permet une diminution notable de l'effort horizontal notamment pour des houles de fortes périodes nonobstant l'accroissement de l'effort vertical. This perforation of the upstream edge allows a significant decrease in the horizontal force especially for swells of strong periods notwithstanding the increase of the vertical force.
De préférence, ledit bord perpendiculaire amont comportent des perforations sur environ 30% de sa surface. Preferably, said upstream perpendicular edge has perforations on about 30% of its surface.
Avec cette porosité aux environs de 30%, on obtient un bon compromis sur une gamme de périodes de houle étendue, c'est à dire une diminution sensible de l'effort horizontal sans détérioration trop importante de l'effort vertical. With this porosity around 30%, we obtain a good compromise over a range of extended swell periods, ie a significant reduction in the horizontal force without excessive deterioration of the vertical force.
Avantageusement, la partie de plaque comprise entre lesdits bords amont et aval, ou radier, comporte des perforations sur au plus 30% de sa surface. Advantageously, the plate portion between said upstream and downstream edges, or raft, has perforations on at most 30% of its surface.
Cette perforation du radier offre, notamment pour des houles de fortes périodes, une réduction significative de l'effort vertical comme une amélioration de l'efficacité de l'atténuateur. This perforation of the raft offers, especially for swells of strong periods, a significant reduction of the vertical force as an improvement of the effectiveness of the attenuator.
De préférence, ledit radier comportent des perforations sur environ 10% de sa surface. Preferably, said raft comprises perforations on approximately 10% of its surface.
Avec cette porosité aux environs de 10%, on obtient un bon compromis sur une gamme de périodes de houle étendue, c'est à dire une amélioration sensible de l'effort vertical sans détérioration visible de l'atténuation. With this porosity around 10%, a good compromise is obtained over a range of extended swell periods, that is to say a significant improvement in the vertical force without visible deterioration of the attenuation.
Selon un mode préférentiel de réalisation, ledit radier comporte des perforations sur environ 10 % de sa surface et ledit bord perpendiculaire amont comporte des perforations sur environ 30% de sa surface. According to a preferred embodiment, said slab has perforations on about 10% of its surface and said upstream perpendicular edge has perforations on about 30% of its surface.
Ces perforations du bord amont et du radier permettent une diminution notable 5 des efforts hydrodynamiques tout en ne pénalisant pas ou quasiment pas les performances d'atténuation de la houle du dispositif. These perforations of the upstream edge and the raft allow a significant reduction in hydrodynamic forces while not penalizing or almost no attenuation performance of the swell of the device.
Selon le mode de réalisation envisagé, ladite plaque horizontale peut être maintenue en position sous la surface libre de l'eau au moyen de supports rigides de type jackets, piles ou pieux ancrés sur le fond de la mer ou au moyen de câbles tendus ou de bielles ancrés sur le fond de la mer. According to the embodiment envisaged, said horizontal plate can be held in position under the free surface of the water by means of rigid supports such jackets, piles or piles anchored on the seabed or by means of tensioned cables or connecting rods anchored on the bottom of the sea.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
Les caractéristiques de la présente invention sont détaillées ci-après, à titre illustratif et non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre un premier exemple de réalisation d'un dispositif atténuateur selon l'invention, - les figures 2A à 2D sont quatre graphes montrant l'évolution respectivement du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My dans le dispositif de la figure 1, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités du bord amont de 10%, 20% et 30% respectivement, - la figure 3 illustre un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif atténuateur selon l'invention, - les figures 4A à 4D sont quatre graphes montrant l'évolution respectivement du 25 coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My dans le dispositif de la figure 3, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités du radier de 10%, 20% et 30% respectivement, la figure 5A illustre un troisième exemple de réalisation d'un dispositif atténuateur selon l'invention lorsque celui-ci repose sur des supports rigides de type jackets, ou piles ou pieux, - la figure 5B illustre une variante du troisième exemple de réalisation d'un dispositif atténuateur selon l'invention lorsque celui-ci, doté d'une flottabilité positive, est maintenu en position par des câbles tendus ou des bielles ancrés au fond de la mer, - les figures 6A à 6D sont quatre graphes montrant l'évolution respectivement du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My dans le dispositif de la figure 5A, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités du radier et du bord amont de 10%, 20% et 30%, - les figures 7A à 7D sont quatre graphes montrant l'évolution respectivement du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My dans le dispositif de la figure 5B et dans un dispositif muni de perforations sur le bord aval, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités des bords amont et aval de 30%, et - la figure 8 montre un dispositif atténuateur en dos de chameau de l'art antérieur. The features of the present invention are detailed below, by way of illustration and without limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 illustrates a first embodiment of an attenuator device according to the invention; 2A to 2D are four graphs showing the evolution respectively of the transmission coefficient CT, of the horizontal force Fx, of the vertical force Fz and of the inversion moment My in the device of FIG. 1, for a range of period of swell ranging from 4 s to 14 s and for upstream edge porosities of 10%, 20% and 30% respectively; FIG. 3 illustrates a second embodiment of an attenuator device according to the invention; FIG. 4D are four graphs showing the evolution respectively of the transmission coefficient CT, the horizontal force Fx, the vertical force Fz and the reversal moment My in the device of FIG. 3, for a period range of swell ranging from 4 s to 14 s and for porosities of the raft of 10%, 20% and 30% respectively, FIG. 5A illustrates a third embodiment of an attenuator device according to the invention when it is based on jackets, or piles or piles, rigid supports; FIG. 5B illustrates a variant of the third embodiment of an attenuator device according to the invention when the latter, having a positive buoyancy, is held in position by tensioned cables or rods anchored to the seabed, - Figures 6A to 6D are four graphs showing the evolution respectively of the transmission coefficient CT, the horizontal force Fx, the vertical force Fz and the moment of My reversal in the device of FIG. 5A, for a range of swell period ranging from 4 s to 14 s and for pores of the slab and the upstream edge of 10%, 20% and 30%, FIGS. 7A to 7D are four graphs showing the evolution respectively of the transmission coefficient CT, the horizontal force Fx, the vertical force Fz and the inversion moment My in the device of FIG. 5B and in a device provided with perforations on the downstream edge, for a range of swell ranging from 4 s to 14 s and porosities of the upstream and downstream edges of 30%, and - Figure 8 shows a camel back attenuator device of the prior art.
Description détaillée de modes de réalisation Detailed description of embodiments
La figure 8 rappelle tout d'abord la configuration dite en dos de chameau du dispositif d'atténuation de houle décrit dans le brevet européen N 0 381 572 et auquel est appliqué le perfectionnement de l'invention. Figure 8 firstly recalls the so-called camel configuration of the wave attenuation device described in European Patent No. 381 572 and to which the improvement of the invention is applied.
Ce dispositif comporte une plaque horizontale 10 faiblement immergée et dont les bords amont 12 et aval 14 sont relevés perpendiculairement jusqu'à une cote positive au dessus du niveau de la surface libre de l'eau. Au bord amont est associé un onglet ou béquet amont 12A et au bord aval un onglet ou béquet aval 14A de même forme que l'onglet amont. Du fait de la longueur très importante de ce type de dispositif, le volume d'eau présent dans le bassin formé entre les bords amont et aval, en cas de franchissement du bord amont par forte houle, ne peut être évacué par les deux seules extrémités latérales du dispositif et il est donc nécessaire de prévoir des ouvertures 16 pratiquées dans le bord aval pour permettre l'évacuation de l'eau accumulé dans le bassin entre deux houles successives. L'ensemble forme un profil symétrique à deux bosses semblable à un dos de chameau. Selon le mode de réalisation envisagé, la plaque peut être soit maintenue fixement, sous la surface de l'eau, par des supports rigides 18 de type jackets ou pieux verticaux ou obliques ou encore piles de diamètre suffisant, fermement ancrés sur le fond de la mer, soit maintenue en flottaison, sous la surface de l'eau, après lui avoir donné une flottabilité positive (par création dans la plaque d'espaces vides de sorte à présenter un poids total inférieur à la poussée d'Archimède) et ancrée sur le fond de la mer par des câbles tendus ou des bielles. This device comprises a horizontal plate 10 slightly immersed and whose upstream edges 12 and downstream 14 are raised perpendicularly to a positive dimension above the level of the free surface of the water. At the upstream edge is associated an upstream tab or spoiler 12A and at the downstream edge a downstream tab or spoiler 14A of the same shape as the upstream tab. Due to the very long length of this type of device, the volume of water present in the basin formed between the upstream and downstream edges, in case of crossing the upstream edge by strong swell, can not be evacuated by the only two extremities. side of the device and it is therefore necessary to provide openings 16 made in the downstream edge to allow the evacuation of water accumulated in the basin between two successive swells. The whole forms a symmetrical profile with two humps similar to a camel's back. According to the embodiment envisaged, the plate can be either held fixedly, under the surface of the water, by rigid supports 18 of jackets type or vertical or oblique piles or stacks of sufficient diameter, firmly anchored on the bottom of the sea, to be kept floating, under the surface of the water, after having given it a positive buoyancy (by creating in the plate empty spaces so to present a total weight lower than the buoyancy of Archimedes) and anchored on the bottom of the sea by stretched cables or connecting rods.
Selon un premier exemple de réalisation de l'invention illustré à la figure 1, applicable à l'un ou l'autre des deux modes de réalisation précités, mais qui trouve préférentiellement application, sans que cela ne soit limitatif, lorsque l'atténuateur est maintenu fixe sur des supports rigides de type jackets, piles ou pieux ancrés sur le sol naturel de la mer, il est pratiqué des perforations 22 dans le bord amont 12 du dispositif sur au plus 50% de la surface de ce bord amont. According to a first exemplary embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, applicable to one or the other of the two aforementioned embodiments, but which preferentially finds application, without this being limiting, when the attenuator is maintained fixed on rigid supports like jackets, piles or piles anchored on the natural soil of the sea, it is practiced perforations 22 in the upstream edge 12 of the device on at most 50% of the surface of this upstream edge.
En outre, le bord aval est dépourvu d'ouvertures, l'évacuation de l'eau en cas de franchissement du bord amont s'effectuant maintenant au travers des perforations 22 lors du reflux des vagues entre deux houles successives. On permet ainsi au bassin formé entre les bords amont et aval de se vider rapidement en évitant la formation d'un matelas d'eau résiduel. In addition, the downstream edge is devoid of openings, the evacuation of the water in case of crossing the upstream edge now taking place through the perforations 22 during the reflux of the waves between two successive waves. This allows the pool formed between the upstream and downstream edges to empty quickly avoiding the formation of a residual water bed.
Les performances de l'atténuateur correspondant sont illustrées en regard des figures 2A à 2D sur lesquelles ont été représentés quatre graphes montrant respectivement l'évolution du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités du bord amont de 10%, 20% et 30% respectivement. The performances of the corresponding attenuator are illustrated with reference to FIGS. 2A to 2D on which four graphs showing respectively the evolution of the transmission coefficient CT, the horizontal force Fx, the vertical force Fz and the moment have been represented. My reversal, for a range of swell period ranging from 4s to 14s and for upstream edge porosities of 10%, 20% and 30% respectively.
Ces courbes ont été obtenues à partir de calculs numériques et corroborés par des essais effectués en canal à houle avec une maquette à l'échelle 1/30ième d'un atténuateur de houle ayant une largeur W = 30 m, un tirant d'eau t = 9,50 m, une cote d'arase c = 2 m et une largueur d'onglet a = 5 m. L'atténuateur est supposé reposé fixement à une profondeur P = 80 m du fond sous marin. Le coefficient CT a été mesuré pour une hauteur crête à creux de la houle incidente H = 2 m correspondant à une hauteur de houle moyenne dans le bassin méditerranéen. Les efforts Fx et Fz et le moment de renversement My ont par contre été mesurés pour une hauteur de la houle incidente H = 10 m correspondant à une houle de tempête très exceptionnelle de type centennale. Les perforations du bord amont sont pratiquées depuis la cote -4m sous le niveau de la surface libre de l'eau. These curves were obtained from numerical calculations and corroborated by wave-channel tests with a 1/30 scale scale model of a wave attenuator having a width W = 30 m, a draft t = 9.50 m, arase height c = 2 m and miter width a = 5 m. The attenuator is assumed to be fixed at depth P = 80 m from the sea floor. The CT coefficient was measured for a peak to valley height of incident H = 2 m, corresponding to an average wave height in the Mediterranean basin. The Fx and Fz forces and the reversal moment My were, on the other hand, measured for an incident wave height H = 10 m corresponding to a very exceptional storm surge of centennial type. The perforations of the upstream edge are practiced from the -4m below the level of the free surface of the water.
La figure 2A permet de comparer le coefficient de transmission CT d'un atténuateur de houle en dos de chameau de l'art antérieur illustré par la courbe en traits pleins avec un atténuateur amélioré pour ces trois porosités différentes. On peut noter une grande amélioration de l'efficacité de l'atténuateur, en particulier pour les fortes périodes (10 à 14s). Ainsi, à une période T =10s, CT passe de 0,40 à 0,25 pour une porosité de 30%. FIG. 2A compares the CT transmission coefficient of a camel backwash attenuator of the prior art illustrated by the solid line curve with an improved attenuator for these three different porosities. It can be noted a great improvement of the attenuator efficiency, especially for the strong periods (10 to 14s). Thus, at a period T = 10s, CT goes from 0.40 to 0.25 for a porosity of 30%.
De même, l'effort horizontal illustré sur la figure 2B est largement diminué au fur et à mesure que la porosité augmente. On peut ainsi constater que pour une porosité de 30%, l'effort horizontal Fx maximal passe ainsi de 105t/m à 50t/m. Par contre, l'effort vertical s'accroît fortement, comme le montre la figure 2C, notamment pour les périodes inférieures à T = 12s avec une porosité de 30%. Similarly, the horizontal force illustrated in Figure 2B is greatly decreased as porosity increases. It can be seen that for a porosity of 30%, the maximum horizontal force Fx thus passes from 105t / m to 50t / m. By cons, the vertical force increases sharply, as shown in Figure 2C, especially for periods less than T = 12s with a porosity of 30%.
A la figure 2D, il apparaît que le moment de reversement par rapport à l'axe horizontal passant par O (point sur la surface supérieur de l'atténuateur au centre du radier) est amélioré du fait de la diminution de l'effort horizontal nonobstant l'accroissement de l'effort vertical. In Figure 2D, it appears that the moment of return with respect to the horizontal axis passing through O (point on the upper surface of the attenuator in the center of the slab) is improved because of the decrease of the horizontal force notwithstanding the increase of the vertical force.
D'une façon générale, la perforation de bord amont 12 est bénéfique pour le fonctionnement global de l'atténuateur. Toutefois, l'accroissement des efforts verticaux doit être précisément contrôlé. On notera également qu'il a pu être constaté que le fait de perforer fortement le bord amont (notamment avec une porosité supérieure à 50%) rendait la structure de l'atténuateur quasiment asymétrique, celui-ci se comportant alors comme une plaque horizontale avec un seul bord aval, et donc son comportement aux efforts hydrodynamiques relativement défavorable. In general, the upstream edge perforation 12 is beneficial for the overall operation of the attenuator. However, the increase in vertical forces must be precisely controlled. It will also be noted that it has been found that the fact of strongly perforating the upstream edge (especially with a porosity greater than 50%) made the attenuator structure almost asymmetrical, which then behaves like a horizontal plate with only one downstream edge, and therefore its behavior with relatively unfavorable hydrodynamic forces.
Un deuxième exemple de réalisation de l'invention est illustré à la figure 3. Dans cet exemple, qui trouve préférentiellement application lorsque le dispositif d'atténuation est doté d'une flottabilité positive et maintenu en position sous la surface de l'eau par un système de câbles tendus ou de bielles ancrés sur le fond de la mer, il est pratiqué des perforations 20 dans la partie 10A de la plaque horizontale, appelée radier, disposée entre le bord amont et le bord aval du dispositif. Ces perforations petites et nombreuses sont pratiquées sur au plus 30% de la surface de ce radier (ce taux de porosité est le rapport entre la surface percée et la surface support des perforations). En outre, comme précédemment, le bord aval est dépourvu d'ouvertures, l'évacuation de l'eau en cas de franchissement du bord amont s'effectuant maintenant au travers des perforations 20. A second exemplary embodiment of the invention is illustrated in FIG. 3. In this example, which is preferably applied when the attenuation device is provided with a positive buoyancy and maintained in position under the surface of the water by a system of tensioned cables or rods anchored on the seabed, perforations 20 are made in the portion 10A of the horizontal plate, called the raft, disposed between the upstream edge and the downstream edge of the device. These small and numerous perforations are practiced on at most 30% of the surface of this slab (this rate of porosity is the ratio between the pierced surface and the support surface of the perforations). In addition, as previously, the downstream edge is devoid of openings, the evacuation of the water in case of crossing the upstream edge now taking place through the perforations 20.
Les performances de l'atténuateur amélioré selon le deuxième exemple de réalisation de l'invention sont illustrées en regard des figures 4A à 4D sur lesquelles ont été représentés comme précédemment quatre graphes montrant respectivement l'évolution du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités du radier de 10%, 20% et 30% respectivement. Les conditions d'essai sont les mêmes que précédemment. The performances of the improved attenuator according to the second exemplary embodiment of the invention are illustrated with reference to FIGS. 4A to 4D on which have been represented as previously four graphs respectively showing the evolution of the transmission coefficient CT, of the effort horizontal Fx, the vertical force Fz and the reversal moment My, for a range of swell period ranging from 4 s to 14 s and for the porosity of the slab of 10%, 20% and 30% respectively. The test conditions are the same as before.
La figure 4A permet de comparer le coefficient de transmission CT d'un atténuateur de houle en dos de chameau de l'art antérieur illustré par la courbe en traits pleins avec un atténuateur amélioré selon l'invention pour les différentes porosités précitées. Dans l'art antérieur, le coefficient de transmission est inférieur à 0,1 jusqu'à une période de 8 secondes puis augmente progressivement jusqu'à 0,40 à T =10s et atteint 0,70 pour une période de 12 secondes. Avec l'invention, on peut noter que ce coefficient CT est peu modifié dans les basses périodes pour des porosités de 10 et 20 % et amélioré aux périodes élevées, la limite de porosité pouvant être évaluée à 30%, pourcentage à partir duquel l'atténuation commence à se dégrader à faible période. FIG. 4A makes it possible to compare the transmission coefficient CT of a camel backwash attenuator of the prior art illustrated by the curve in solid lines with an improved attenuator according to the invention for the various porosities mentioned above. In the prior art, the transmission coefficient is less than 0.1 up to a period of 8 seconds and then gradually increases to 0.40 at T = 10s and reaches 0.70 for a period of 12 seconds. With the invention, it can be noted that this coefficient CT is little modified in the low periods for porosities of 10 and 20% and improved at high periods, the porosity limit can be evaluated at 30%, percentage from which the attenuation begins to deteriorate at low period.
La comparaison des efforts horizontaux est effectuée sur la figure 4B et l'on peut constater que ceux-ci sont peu modifiés. Pour une porosité de 30%, l'effort horizontal Fx passe ainsi de 105t/m à 90t/m. Par contre, les efforts verticaux sont beaucoup plus atténués, comme le montre la figure 4C. Ainsi, pour les périodes les plus extrêmes, par exemple T = 12s, l'effort vertical Fz est divisé par deux passant de 50t/m à 25t/m avec une porosité de 30%. The comparison of the horizontal forces is carried out in FIG. 4B and it can be seen that these are little modified. For a porosity of 30%, the horizontal force Fx thus passes from 105t / m to 90t / m. By cons, the vertical forces are much more attenuated, as shown in Figure 4C. Thus, for the most extreme periods, for example T = 12s, the vertical force Fz is halved from 50t / m to 25t / m with a porosity of 30%.
A la figure 4D, il apparaît une nouvelle fois que le moment de reversement par rapport à l'axe horizontal passant par O (point sur la surface supérieur de l'atténuateur au centre du radier) est amélioré du fait de la réduction de l'effort vertical et du maintien de l'effort horizontal. In FIG. 4D, it again appears that the moment of reversal with respect to the horizontal axis passing through O (point on the upper surface of the attenuator in the center of the slab) is improved because of the reduction of the vertical force and maintaining the horizontal force.
D'une façon générale, la perforation du radier 10A apporte pour des porosités au plus égales à 30%, notamment en cas de tempête extrême, une réduction significative de l'effort vertical comme une amélioration de l'efficacité de l'atténuateur aux périodes correspondantes. En contrepartie, cette efficacité est légèrement moindre pour des hauteurs de houle faible, c'est-à-dire pour des périodes inférieures à T = 5s. Avec une porosité aux environs de 10% on obtient un bon compromis sur une gamme de période de houle étendue, c'est à dire une amélioration sensible de l'effort vertical sans détérioration visible de l'atténuation. In general, the perforation of the slab 10A provides for porosities at most equal to 30%, especially in the event of an extreme storm, a significant reduction of the vertical force as an improvement of the efficiency of the attenuator at the periods corresponding. In return, this efficiency is slightly lower for low wave heights, that is to say for periods less than T = 5s. With a porosity around 10% a good compromise is obtained over a range of extended swell period, that is to say a significant improvement of the vertical force without visible deterioration of the attenuation.
Un troisième exemple de réalisation de l'invention est illustré à la figure 5A. Dans cet exemple de réalisation, il est pratiqué des perforations 20 dans la partie 10A de la plaque horizontale, appelée radier, disposée entre le bord amont et le bord aval du dispositif et des perforations 22 dans le bord amont 12 du dispositif. Ces perforations sont pratiquées sur au plus 30% de la surface du radier comme de celle du bord amont. En outre, comme précédemment, le bord aval est dépourvu d'ouvertures, l'évacuation de l'eau en cas de franchissement du bord amont s'effectuant maintenant au travers des perforations 20 ou 22. A third embodiment of the invention is illustrated in FIG. 5A. In this embodiment, perforations 20 are made in the portion 10A of the horizontal plate, referred to as the slab, disposed between the upstream edge and the downstream edge of the device and perforations 22 in the upstream edge 12 of the device. These perforations are practiced on at most 30% of the surface of the raft as of that of the upstream edge. In addition, as previously, the downstream edge is devoid of openings, the evacuation of the water in case of crossing the upstream edge now taking place through the perforations 20 or 22.
Les performances de l'atténuateur correspondant sont illustrées en regard des figures 6A à 6D sur lesquelles ont été représentés les quatre graphes montrant respectivement l'évolution du coefficient de transmission CT, de l'effort horizontal Fx, de l'effort vertical Fz et du moment de renversement My, pour une gamme de période de houle allant de 4 s à 14 s et pour des porosités identiques du radier et du bord amont de 10%, 20% et 30% respectivement. Les conditions d'essai sont les mêmes que précédemment, les perforations de bord amont étant aussi pratiquées depuis la cote -4m sous le niveau de la surface libre de l'eau. The performances of the corresponding attenuator are illustrated with reference to FIGS. 6A to 6D on which are represented the four graphs respectively showing the evolution of the transmission coefficient CT, of the horizontal force Fx, of the vertical force Fz and the My reversal moment, for a range of swell period ranging from 4 s to 14 s and for identical porosity of the slab and the upstream edge of 10%, 20% and 30% respectively. The test conditions are the same as before, the upstream edge perforations being also practiced from the -4m below the level of the free surface of the water.
La figure 6A permet une nouvelle fois de comparer le coefficient de transmission CT d'un atténuateur de houle en dos de chameau de l'art antérieur illustré par la courbe en traits pleins avec un atténuateur amélioré selon le troisième exemple de réalisation de l'invention pour les trois porosités précitées. On peut noter que l'efficacité de l'atténuateur se rapproche de celle obtenue avec perforation du radier seul. FIG. 6A again makes it possible to compare the transmission coefficient CT of a camel backwash attenuator of the prior art illustrated by the solid line curve with an improved attenuator according to the third embodiment of the invention for the three porosities mentioned above. It can be noted that the effectiveness of the attenuator is close to that obtained with perforation of the raft alone.
Par contre, comme dans le cas de la perforation du bord amont, l'effort horizontal illustré sur la figure 6B est largement diminué au fur et à mesure que la porosité augmente. On peut ainsi constater que pour une porosité de 30%, l'effort horizontal Fx maximal passe ainsi de 105t/ni à 60t/m. Mais surtout, l'effort vertical est également diminué, comme le montre la figure 6C, passant par exemple de 40t/m à 25 t/m pour une période T = 12s avec une porosité de 30%. On the other hand, as in the case of the perforation of the upstream edge, the horizontal force illustrated in FIG. 6B is greatly diminished as the porosity increases. It can be seen that for a porosity of 30%, the maximum horizontal force Fx thus passes from 105t / ni to 60t / m. But above all, the vertical force is also decreased, as shown in Figure 6C, for example from 40t / m to 25 t / m for a period T = 12s with a porosity of 30%.
Le moment de reversement par rapport à l'axe horizontal passant par 0 (point sur la surface supérieur de l'atténuateur au centre du radier) est peu modifié par rapport à la configuration de la figure 1 (bord amont perforé seulement). The moment of reversal with respect to the horizontal axis passing through 0 (point on the upper surface of the attenuator in the center of the slab) is little modified with respect to the configuration of FIG. 1 (perforated upstream edge only).
D'une façon générale, la perforation combinée du radier 10A et du bord amont 12 est encore plus bénéfique pour le fonctionnement global de l'atténuateur puisque aussi bien l'effort horizontal que l'effort vertical sont diminués alors que l'atténuation est très peu modifiée. Des essais complémentaires ont en outre montré que, pour obtenir une amélioration sensible tant de l'effort horizontal que de l'effort vertical sans détérioration visible de l'atténuation sur une gamme de période de houle étendue, il n'est pas obligatoire que la porosité soit identique au niveau du radier et du bord amont et qu'une porosité aux environs de 10%( 5%) sur le radier et aux environs de 30%( 10%) sur le bord amont assure le meilleur compromis quant au couple efficacité d'atténuation/efforts hydrodynamiques. Cette dernière configuration est surtout avantageuse lorsque l'atténuateur est doté d'une flottabilité positive et maintenu sous la surface de l'eau par un système de câbles tendus ou de bielles ancrés au fond de la mer, comme illustré sur la figure 5B qui montre une plaque horizontale munie de bords amont et aval 12, 14 et retenue par des câbles 24 ancrés au fond de la mer par moyens d'ancrage 26. Cette plaque horizontale comporte différents espaces vides, par exemple celui référencé 28, agencés de telle sorte que son poids total soit inférieur ou égal à la poussée d'Archimède. In general, the combined perforation of the raft 10A and the upstream edge 12 is even more beneficial for the overall operation of the attenuator, since both the horizontal force and the vertical force are decreased while the attenuation is very low. little modified. Further tests have further shown that in order to obtain a significant improvement in both the horizontal and vertical forces without visible deterioration of the attenuation over a range of extended wave periods, it is not mandatory that the porosity is identical at the level of the slab and the upstream edge and that a porosity around 10% (5%) on the slab and about 30% (10%) on the upstream edge ensures the best compromise as to the efficiency torque attenuation / hydrodynamic forces. This last configuration is especially advantageous when the attenuator is provided with a positive buoyancy and maintained under the surface of the water by a system of tensioned cables or rods anchored to the seabed, as illustrated in FIG. 5B which shows a horizontal plate provided with upstream and downstream edges 12, 14 and retained by cables 24 anchored to the bottom of the sea by anchoring means 26. This horizontal plate comprises different voids, for example that referenced 28, arranged so that its total weight is less than or equal to the buoyancy of Archimedes.
Les graphes des figures 7Aà 7D illustrent d'ailleurs une telle configuration optimum (référencée am sur les figures) qui est comparée à une configuration inverse (référencée av sur les figures) dans laquelle c'est le bord aval qui est percé avec une porosité de 30%, le radier gardant sa porosité de 10%. Cette comparaison permet de constater que la fonction des perforations de bord amont est tout à fait différente de celle des perforations du bord aval. The graphs of FIGS. 7A to 7D also illustrate such an optimum configuration (referenced am in the figures) which is compared with an inverse configuration (referenced av in the figures) in which it is the downstream edge which is pierced with a porosity of 30%, the slab retaining its porosity of 10%. This comparison shows that the function of the upstream edge perforations is quite different from that of the perforations of the downstream edge.
En effet, si l'effet sur l'atténuation du dispositif (figure 7A) est peu différent selon que les perforations sont effectuées sur le bord amont ou le bord aval, notamment pour les périodes de houle faible ou intermédiaire, on peut noter sur les figures 7B et 7C que la perforation du bord amont (associée à celle du radier) contribue fortement à la diminution des efforts horizontaux et verticaux alors que celle du bord aval est pratiquement sans effet sur ces efforts voire les augmente très légèrement notamment pour des périodes de houle forte. Il en est de même du moment de renversement qui est amélioré avec une perforation du bord amont alors qu'il est très légèrement dégradé avec une perforation du bord aval. Indeed, if the effect on the attenuation of the device (FIG. 7A) is little different depending on whether the perforations are carried out on the upstream edge or the downstream edge, in particular for periods of low or intermediate swell, it may be noted on the FIGS. 7B and 7C show that the perforation of the upstream edge (associated with that of the raft) strongly contributes to the reduction of the horizontal and vertical forces while that of the downstream edge has practically no effect on these forces, or even increases them very slightly, especially for periods of strong swell. It is the same with the reversal moment which is improved with a perforation of the upstream edge while it is very slightly degraded with a perforation of the downstream edge.
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