La contribution de sédiments fluviaux à la défense contre les inondations en Flandre

Transcription

1 Les enjeux des sédiments L2MGC, Université de Cergy-Pontoise La contribution de sédiments fluviaux à la défense contre les inondations en Flandre ir. Hans QUAEYHAEGENS Chef de projets Dépt. de l Escaut Maritime

2 Navigation intérieure: une source de prospérité 2

3 Objectifs de Voies navigables de Flandre (Waterwegen & Zeekanaal) Promouvoir le transport fluvial travaux d infrastructure, travaux de dragage d'entretien, développement de terrains au bord de l eau, Régulation des eaux la protection des implantations humaines contre les inondations La vie sur l eau et sur les rives stimuler les loisirs nautiques et le tourisme, préservation de la nature, 3

4 Bassin versant de l Escaut l Escaut maritime le Haut Escaut l Escaut maritime le Haut Escaut 4 Longueur: 350 km Superficie: km 2 Population: 10,5 million

5 Zeeschelde vergelijking met wereldrivieren Caractéristiques de l Escaut Débit de décharge (m³/s) Volume des marées (million m³) Longueur (km) Bassin versant (km²) Densité de population (habitants/km²) Escaut Elbe Loire Rhin Nil Yangtze Amazone Débit de décharge, longueur, superficie du bassin versant: relativement limité Volume des marées, densité de population: relativement important 5

6 Zeeschelde vergelijking met wereldrivieren l Escaut maritime Amplitudes moyennes des marées 6 4,0 m 6,0 m 3,0 m 3,5 m

7 Evolution à long terme des marées Marée moyenne + 20 cm en 100 ans 20 cm/eeuw 7

8 Elévation du niveau de la mer 8

9 Sigmaplan (1977) overstroming 1953 Tempêtes violentes sur la mer dur nord Date Niveau d eau à Anvers Contribution de la tempête (^ (^ (^ (^ vent fort du nord-ouest + marée d équinoxe 9

10 La tempête de 1953 en Flandre Wintam Baasrode Wintam Antwerpen 10

11 La tempête de 1953 aux Pays-Bas: 1835 victimes 11

12 Le plan Delta

13 13

14 La tempête de

15 La tempête de

16 Le plan Sigma

17 mètres au-dessus du niveau des mers Le plan Sigma 1977 Mer du nord Anvers Gand KM 17

18 Mesures du plan Sigma actualisé en La dépolderisation 18

19 Mesures du plan Sigma actualisé en Zones de débordement contrôlé 3. Zones à marée réduite 19

20 Fonctionnement d une zone d inondation contrôlée (ZIC) digue de ceinture ZIC digue submersible Escaut Zeeschelde 20

21 La zone d inondation contrôlée Tielrodebrouck (93 ha) 21

22 Une digue submersible 22

23 Une digue submersible 23

24 La zone d inondation contrôlée Tielrodebroek 24

25 Remise en honneur d écotypes estuariens 25

26 Mise en oeuvre du plan Sigma Besoins de sable, argile, terres arables, Projet Sigma Lieu Superficie Besoins (m³) Bergenmeersen Wichelen 41 ha Paardeweide Wichelen, Berlare 85 ha Wijmeers I Wichelen, Berlare 159 ha Wijmeers II Wichelen, Berlare 28 ha Grote Vijver Mechelen 103 ha Heindonk Mechelen 37 ha Zennegat Mechelen 65 ha Bunt Hamme 67 ha Klein Broek Temse 32 ha Groot Broek Grote Wal-Kleine Wal-Zwijn Temse, Waasmunster 65 ha Hamme 125 ha Vlassenbroek Dendermonde 239 ha > m³

27 Travaux de dragage d entretien: production de sédiments

28 Valorisation des sédiments Rapprocher l offre de sédiments et la demande de matières premières (sable, argile, terres arables)

29 Projet pilote Vlassenbrouck Description Construction d une digue de compartimentation entre deux zones inondables en utilisant des sédiments Aucun stockage intermédiate entre dragage et réutilisation des sédiments Transport routier des sédiments inderdit Caractéristiques de la digue: Longueur: 800 m Pentes: 1:5 Largeur de la crête: 7,0 m Hauteur: 4,5 m Volume: m³

30 Projet pilote Vlassenbrouck Objectifs Générer des gains d'efficacité Réduire la consommation de matières premières Réduire les nuisances causées par le chantier aux habitants de la région Stimuler le transport fluvial Développer des techniques de génie civil innovantes

31 Projet pilote Vlassenbrouck Critères de conception Mêmes critères de conception qu une digue traditionnelle soumise aux marées Mécanismes de défaillance (facteur de sécurité): Percement, éclatement, retassure, L influence des niveaux de marées tempêtes Evolution de la nappe phréatique, changements de la pression d eau Stabilité Soulèvement de couches imperméables Formation de plans de glissement Imperméabilité Tassements Charge de trafic: 15 kn/m²

32 Projet pilote Vlassenbrouck Appel d offres Classement des offres selon le prix et le pourcentage de réemploi de sédiments La seule offre à 100% de réemploi a été choisie (entreprises Jan de Nul-Envisan) Méthode proposée: renforcement du sédiment à l aide d additifs Avantages: Perméabilité très limité (fraction fine) Risque de glissements internes minimal

33 Projet pilote Vlassenbrouck Caractérisation du sédiment campagne d échantillonnage caractérisation géotechnique Parameter unit Dry matter (DM) content 65.8 % Geotechnical water content 52.3 % Density 1.65 ton/m³ Organic Matter 3.7 % DM Particle size distribution sand (63µm - 2mm) 61.5 % silt (2µm - 63µm) 24.4 % clay (<2µm) 14.1 % Plasticity index (Ip) 11.5 Undrained shear strength (cu) 0 kpa Limon sableux Clay (< 2 µm) SAND ( µm) Loam (63-2µm) caractérisation environnementale identification du sous-sol Sédiments non-contaminé Réemploi comme matériau de construction

34 Projet pilote Vlassenbrouck Sélection des additifs échantillonnage dosage maturation essais 250 différentes combinaisons ont été testées

35 Méthode de mise en œuvre 1. Unité de pompage flottante

36 Méthode de mise en œuvre 2. Installation de mélange

37 Méthode de mise en œuvre 3. Transport sur le chantier

38 Méthode de mise en œuvre 4. Travaux de terrassement

39 Méthode de mise en œuvre 5. Végétalisation des pentes Herbes mixtes Polymères 300 kg/ha Irrigation (été sec)

40 Méthode de mise en œuvre Résumé

41 % passing (on dry weight) Projet pilote Vlassenbrouck Contrôles de qualité lors de l exécution des travaux Variabilité des sédiments dragués Essais in situ Essais en laboratoire Contrôle du procédé Echantillonage Granulométrie Optimisation du Teneur en M.O. pompage/mélange Teneur en eau all granulometries average granulometry Sieve mesh size (µm)

42 Projet pilote Vlassenbrouck Contrôles de qualité lors de l exécution des travaux Essais de perméabilité Essais in situ + Essais en laboratoire Contrôle qualité infiltromètre oedomètre objectif atteint! OK! k = m/s

43 Projet pilote Vlassenbrouck Contrôles de qualité lors de l exécution des travaux Tests de résistance Essais in situ + Essais en laboratoire Contrôle qualité résistence au cisaillement c u résistence au cisaillement c u objectif atteint! cohésion et angle de frottement interne φ c u = 35- >100 kpa c = 8-30 kpa φ = OK!

44 Projet pilote Vlassenbrouck Résumé des contrôles de qualité Calculations de stabilité Conception Exécution Densité humide [kn/m³] Résistence au cisaillement c u [kpa] Cohésion [kpa] Angle de frottement interne [ ] Permeabilité [m/s] n.a >

45 Projet pilote Vlassenbrouck Résultat

46 Projet pilote Vlassenbrouck Contrôles de qualité après travaux

47 Projet pilote Vlassenbrouck Conclusions Développement d une méthode innovante de réemploi de sédiments La digue construite correspond à toutes les exigences préalables Le projet pilote démontre que la technique de valorisation est economiquement viable

48 Sinterklaasstorm

49 51