Les infrastructures maritimes : Généralités I. Présentation générale des ports Un port est une plate-forme intermodale d échanges entre l eau et la terre (Conseil Economique et Social, 1993). I.1. Aspects historiques Historiquement les ports maritimes étaient choisis dans des sites naturellement abrités, et servaient au commerce et à la pêche. Du fait de leurs caractéristiques propres (lieu d accès et d échanges), leurs positions devenaient évidemment stratégiques. Les ports étaient donc marqués par le souci militaire, que ce soit à leur construction ou à leur aménagement : fortifications, munitions, et soldats leur donnaient des airs de châteaux forts. Puis après les grandes découvertes, le commerce maritime prit une extension considérable, ainsi que les guerres navales qui sévirent pendant plusieurs siècles. Cela généra un extraordinaire développement des ports, se renforçant encore par les progrès techniques : - l arrivée au XIXème siècle de la machine à vapeur : 1ère traversée transatlantique par un navire à vapeur, le Great Western, en 1838 ; - ouvertures du canal de Suez (1869) et du Panama (1914). Les traversées s accélérant, le trafic maritime se densifia, resserrant les liens intercontinentaux. Le rôle et la spécificité des ports de commerce se confirmant achevèrent de les séparer des ports militaires. La vie d un port et son administration en faisaient un lieu très particulier, un monde à part. Petit à petit il n est devenu qu un lieu de passage, modernisé physiquement. La technologie permit la construction d abris artificiels sur des littoraux sableux et linéaires très exposés aux éléments, de navires aux tonnages toujours plus grands, d infrastructures adaptées à leur démesure. Par ailleurs, les ports fluviaux étaient subordonnés aux voies d eau existantes (fleuves, rivières), des canaux ne furent creusés que plus tard. Le transport de passagers était fréquent, aujourd hui il ne l est que pour le tourisme. I.2. Aspects économiques Les activités portuaires génèrent de la valeur ajoutée dans trois secteurs : pêche, commerce (passagers et marchandises), et plus récemment (depuis une trentaine d années) la plaisance. De cette façon de nombreux emplois sont créés localement sur la zone portuaire mais sont aussi induits indirectement sur toute la chaîne de transport et dans l industrie. Les acteurs de la vie portuaire se divisent en deux groupes : - les intervenants portuaires liés au fonctionnement du port : services, administration ; - les clients du port liés à son utilisation : les armateurs des navires, les chargeurs des marchandises, les plaisanciers. 1
Le commerce mondial nécessite aujourd hui de très nombreux échanges : -importations et exportations transitent par les ports de commerce. Les quatre grands ports mondiaux en terme de quantité de marchandises (plus de 200 millions de tonnes annuels) et de nombre de conteneurs (plus de 15 millions) sont Singapour, Shanghai, Rotterdam et Hong-Kong. I.3. Aspects environnementaux Les ports sont essentiels en terme d aménagement du territoire. D une part, leur cadre d action se situe localement à l interface eau terre : il y a un impact fort sur ces écosystèmes particuliers, littoraux ou estuariens, qui sont très fragiles. D autre part, la zone d influence d un port s étend aujourd hui très loin dans les terres : c est la notion économique d hinterland. En effet de nombreuses dessertes doivent être mises en place en amont et aval du port : elles sont portées d un côté par les réseaux terrestres, de l autre par les voies fluviales ou maritimes. Elles permettent le pré- et le postacheminement des hommes et leurs marchandises. II. Infrastructures maritimes Différents ouvrages maritimes portuaires existent (Grenier, 1998) : II.1. de protection - Digues à talus ou en enrochements, verticales (pleines ou réfléchissantes, absorbantes) d accostage ou d exploitation. - Quais massifs (maçonnerie, blocs, caissons, palplanches), rideaux (parois moulées, palplanches). - Appontements adossés à un talus, isolés perpendiculaires au rivage. - Ducs d albe souples (pieux), rigides. - Ecluses Simples (pertuis équipé d une porte pour maintenir un plan d eau constant), à sas (combinaison de 2 écluses simples permettant de maintenir un plan d eau constant et d assurer une circulation des navires). Ces infrastructures, qu elles soient marines ou terrestres, sont présentées dans ce qui suit : II.2. Infrastructures marines Chenal : Un chenal est une voie empruntée par les bateaux afin d accéder au port. La hauteur de fond du chenal et le tirant d eau du bateau sont les paramètres déterminant si ce dernier peut emprunter le premier. Un chenal a une relation avec un balisage latéral, qui délimite ainsi les dangers à la navigation. Ils sont constamment maintenus en état par les dragues. 2
Un chenal a une longueur variable, dépendamment de la profondeur des eaux côtières. Les bateaux naviguant sur un chenal sont soumis à une réglementation de navigation. Canal Un canal est un cours d'eau artificiel et navigable. Il peut d être d eau douce (fluvial) ou maritime. Ses caractéristiques sont sa profondeur et sa largeur, déterminant ainsi quels navires peuvent y accéder. Il est en général rectiligne pour faciliter la navigation. Ecluse Une écluse est un ouvrage d'art hydraulique implanté dans un canal ou un cours d'eau pour le rendre navigable et permettre aux bateaux de franchir des dénivellations. L'écluse comprend un sas dans lequel on peut faire varier le niveau de l'eau. Il est isolé des biefs amont et aval par des portes munies de vannes. Bassin Un bassin est une enceinte aménagée pour recevoir des bateaux. On parle, selon sa fonction et de son emplacement, de bassin de mouillage (destiné aux opérations de chargement et déchargement), de bassin en eau profonde (destiné aux bateaux à grand tirant d eau), de bassin à flot (dans les ports à marée) ou de bassin ouvert (dans les ports fluviaux ou sans marée). On appelle une darse un bassin rectangulaire essentiellement destiné à l accostage des cargos. Dans les grandes zones portuaires industrielles, les darses sont séparées par des môles ou des traverses, et implantées en épi par rapport au chenal d accès, ceci afin d optimiser l utilisation spatiale du port. Dock flottant Le dock flottant est une structure particulière servant principalement à la réfection des bateaux. Contrairement à une cale sèche (ou forme de radoub), il s'agit d'une superstructure qu'on immerge pour y faire entrer les bâtiments, puis qu'on l élève audessus de l'eau pour mettre le navire à sec. Le système repose sur le principe des ballasts. Cale sèche L'usage principal de la cale sèche est le radoub, c'est-à-dire l'entretien de la coque des navires. On peut parfois également y construire des bateaux. Dans ce cas, il n'y a pas de lancement mais une mise à l'eau de la forme. Ouvrages de protection Les ports maritimes étant situés sur le littoral, ils sont soumis aux contraintes naturelles : houle, courants, marée, vent, brouillard Jetée ou digue 3
Une jetée est une construction en bois, pierre ou béton qui s avance dans l eau afin de protéger un port contre la violence des lames et de la houle ; pour cette fonction, on l appelle alors un brise-lames ou, par abus de langage, une digue. Elle peut également servir à l embarquement et au débarquement des cargaisons ou des passagers. Autrefois, la jetée principale supportait généralement un phare, dans les ports maritimes. Il existe également des jetées sur lesquelles on peut se promener, appelées jetées-promenade. Les digues les plus fréquentes sont : - les digues à talus, constituées par un noyau en enrochements non classés, protégées par d autres couches classées et par une carapace en enrochements naturels ou artificiels. Coupe sur brise-lames port de Bizerte (Grenier, 1998) - les digues en caissons, constituées par un soubassement en enrochements et une partie supérieure verticale. Si l épaisseur du soubassement est supérieure à 30% de la profondeur la digue est dite «mixte», ou verticale - les digues verticales avec écran et fondations en pieux, Toutefois il existe aussi : - les digues flottantes, pouvant être des ouvrages mineurs de protection des ports de plaisance ou de conception novatrice très coûteux (exemple de Monaco) - les digues à claire-voie, peu onéreuses, fréquentes au siècle dernier pour guider les courants et baliser les chenaux d accès des ports à marée. II.3. Infrastructures terrestres Mur coupe-vent Dans un port les matériels de manutention peuvent être très élevés, donc particulièrement sensibles à des vents forts. Cet ouvrage de protection permet de dévier le vent et ainsi diminuer son énergie. Quai, appontement et ponton Les quais doivent permettre l accostage et l amarrage des navires avec prise en compte des conditions de marnage (Jezequel et al., 1995). 4
Le quai supporte tout ou partie de l outillage de manutention (grue, portique, convoyeurs, voies ferrées ou routières ) et constitue une zone de stockage. C est un appontement lorsque l ouvrage d accostage est complètement dissocié du terre-plein et qu il n a pas de fonction de stockage. Les postes sur des quais de type rectiligne concernent les trafics de conteneurs, marchandises diverses, la plupart des vracs solides (Silva et Soulat, 2006). De grandes surfaces doivent être disponibles à l arrière du quai (le remblai) pour stocker les marchandises et faciliter les voies d accès terrestres (route, fer). Il existe plusieurs sortes de quai : - structure continue : rôle de soutènement du terre-plein à l arrière ; - structure isolée : appontements, ducs d Albe (sur pieux ou en caissons). Ouvrages poids à structure continue : Les ouvrages poids portent ce nom car ils voient leur stabilité assurée par leur poids grâce au frottement mobilisé entre leurs fondations et le sol (par exemple digues et quais). Cela comprend les quais massifs construits en maçonnerie (A), ou blocs de béton (B), ou caissons de béton armé (C), ou murs en L (D). Les quais en soutènement plan comportent les quais sur pieux : ils se composent d une plate-forme et de pieux la supportant, de soutènements ou systèmes d ancrage tenant l ensemble, des défenses et bollards équipant le quai pour rendre son utilisation possible. Coupe schématique d un quai sans soutènement avant (ouvert) en faible hauteur d eau (fig.1 Jezequel et al., 1995) Les soutènements frontaux et latéraux des quais sont en général assurés par des rideaux de palplanches, ou parfois des murs de béton armé ou des parois moulées préfabriquées. Les remblais sous l ouvrage sont à distinguer de ceux du terre-plein, à l arrière de l ouvrage. Ils peuvent être d origine hydraulique (dragages devant l ouvrage) ou d apports bennés. Une carapace de blocs et gros éléments protège la surface du talus. 5
Les défenses, déformables, sont placées sur le front d accostage. Elles protègent à la fois les navires et le quai en absorbant une partie de l énergie de l accostage. Ducs d Albe à structure isolée : Un duc d Albe consiste en des pilotis (pieux ou caissons : poteaux de bois, tubes d acier, blocs de ciment) ancrés dans le fond des bassins ou des chenaux, sur lequel un navire peut s amarrer ou s appuyer, en bief, aux abords d une écluse, dans les darses d un port de mer. Le terme provient de Ferdinand Alvare de Tolède, duc d'albe, qui faisait amarrer ses bateaux à des pieux lors de son séjour au Portugal. Les pontons sont des plates-formes flottantes ou sur pilotis reliées au bord et servant de point d'arrivée et de départ ainsi que de station aux bateaux de voyageurs. Ils sont très fréquents dans les ports de plaisance. Terre-pleins Les zones constructibles du port se localisent sur les zones industrielles, ou bien sur les terre-pleins : ce sont les surfaces horizontales construites par remblaiement sur la portion littorale. Ces surfaces sont souvent gagnées sur l eau. Pont Divers réseaux de transport sont présents sur un port, des ponts sont alors nécessaires à leurs intersections pour permettre le franchissement des différents axes : canaux, voies ferrées, voies routières. Référence : GRENIER G., Infrastructures portuaires Module «ouvrages de génie civil», support de cours. ENPC, 1998, 85 p. Alexandre BAGUET & Isabelle LORTAL, Projet de Structuration : LES PORTS université Prière et Marie curie, Mars 2008. 6