Défense contre les inondations et protection des berges
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Rideaux de palplanches - des solutions efficaces pour construire et améliorer les défenses contre les inondations et les berges des canaux
Les rideaux de palplanches peuvent être utilisés de différentes manières pour les systèmes de défense contre les inondations ou pour la protection des berges. Pour les nouveaux talus fluviaux, ils peuvent assurer l'étanchéité, le soutien et la stabilisation. Ils sont également utilisés pour renforcer les talus fluviaux existants. Lorsque l'espace est un problème, par exemple dans les ports ou les zones urbaines, les rideaux de palplanches peuvent former des murs anti-inondation indépendants.
Les exemples suivants constituent les graines à partir desquelles les clients, les concepteurs et les ingénieurs peuvent faire germer des solutions créatives, et ne constituent en aucun cas une liste exhaustive des possibilités d'utilisation des palplanches dans les talus fluviaux.
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Les rideaux de palplanches dans les digues anti-inondation peuvent servir de coupure pour réduire les fuites et améliorer la stabilité. Ils peuvent être rendus étanches par le dépôt naturel de terre ou par l'introduction de systèmes d'étanchéité. Les palplanches stabilisent également l'épaulement intérieur et la crête en croisant les cercles de glissement, tandis que l'épaulement extérieur est stabilisé par l'abaissement de la ligne d'infiltration. Des trous d'évacuation peuvent être ajoutés pour recréer l'écoulement naturel et prévenir l'assèchement. Les rideaux de palplanches éliminent également le risque d'érosion par les animaux ou les racines des arbres.
Un rideau de palplanches peut retenir une crue de conception plus importante sans nécessiter plus d'emprise au sol, en projetant la hauteur requise au-dessus de la crête. Cela permet d'économiser l'empreinte du talus fluvial. Les rideaux de palplanches autostables sont suffisamment solides pour transférer les fortes pressions hydrostatiques dans le talus fluvial situé en dessous. Ils stabilisent également l'épaulement intérieur et abaissent la ligne d'infiltration dans l'épaulement extérieur.
Les rideaux de palplanches situés à la base du talus fluvial jouent un rôle important dans la stabilisation des pentes en dirigeant la pression des terres de l'épaulement vers la fondation. Pour ce faire, il suffit d'enfoncer les palplanches à une profondeur suffisante. Si la hauteur de sol retenue par le rideau de palplanches est supérieure à trois ou quatre mètres, il peut être nécessaire d'ancrer le rideau. En fonction de l'espace disponible et des caractéristiques du sous-sol, la force d'ancrage peut être assurée par un mur d'ancrage, des ancrages précontraints ou des pieux de tension. L'épaulement du talus fluvial stabilisé de cette manière peut donc être plus raide que ce qui serait possible sans rideau de palplanches. Cette solution permet de réaliser des économies d'espace substantielles. Et si la voie d'eau doit être élargie, les rideaux de palplanches permettent d'obtenir un profil de berge vertical et non en pente.
Les rideaux de palplanches peuvent également protéger les bâtiments contre les affaissements. Dans ce cas, le rideau de palplanches est enfoncé à l'extérieur du talus fluvial. Les bâtiments voisins sont ainsi isolés du talus fluvial, ce qui élimine les interactions les plus défavorables entre celui-ci et eux.
En tant que mur anti-inondation, un rideau de palplanches peut simplement remplacer une digue anti-inondation, sans aucune réduction de performance. Cette option est particulièrement intéressante dans les ports ou dans d'autres lieux où l'espace est limité. Il peut également être utilisé pour protéger des bâtiments isolés, etc. En outre, un mur anti-inondation en palplanches d'acier peut être relié à un talus fluvial de terre sans le moindre problème.
Rideaux de palplanches - une solution technique très avantageuse
Pour la défense contre les inondations et la protection des berges des canaux, les rideaux de palplanches présentent un certain nombre d'avantages.
La technique du rideau de palplanches - le choix idéal
Lors du choix des profils de palplanches, il faut tenir compte de critères relatifs à la résistance et à la procédure d'installation. Si les palplanches sont destinées à former une simple barrière étanche, c'est-à-dire sans fonction de soutènement des terres, le choix des profils se fera exclusivement en fonction des critères de mise en œuvre et d'étanchéité. Si, par contre, le rideau de palplanches remplit une fonction de soutènement des terres, le choix du profil sera basé principalement sur ses caractéristiques géométriques. Il est évident que le concepteur tiendra compte d'autres critères (type de sol, procédure de mise en place, etc.) qui détermineront les longueurs maximales de palplanches qui ne poseront pas de problèmes de fonçage.
Comportement structurel
La section transversale d'un talus fluvial et le profil choisi pour un rideau de palplanches susciteront un certain nombre de solutions possibles. Celles-ci dépendent de la nature du projet (défense contre les inondations ou protection des berges) et des caractéristiques du site. Il est donc impossible de dresser ici une liste des méthodes de conception ayant des valeurs universelles. Ce chapitre sert principalement à présenter une série de principes fondamentaux que les ingénieurs concepteurs peuvent appliquer à leur projet.
Les charges auxquelles un rideau de palplanches est exposé consistent généralement en des pressions exercées conjointement par la terre et l'eau. En ce qui concerne la pression hydraulique, une analyse limitée à la crue de référence (ill. 1) est généralement insuffisante. La résistance et la stabilité sont souvent conditionnées par une décrue rapide après une période d'inondation relativement longue.
Ceci est illustré dans le deuxième cas de charge (décrue, fig. 2) où le risque de rupture hydraulique de la fondation peut s'avérer déterminant pour le dimensionnement du rideau de palplanches. Il est interdit de considérer pour la conception tout matériau du côté de la résistance passive qui pourrait être emporté dans des cas extrêmes (ill. 3 - 5).
Outre la stabilisation purement statique, un rideau de palplanches peut également - indirectement - avoir des effets bénéfiques sur la stabilité globale d'un talus fluvial :
- l'abaissement de la ligne d'infiltration améliore la stabilité de l'épaulement extérieur qui peut donc être plus raide ou optimisé d'une autre manière,
- L'allongement de la ligne d'infiltration améliore la sécurité en ce qui concerne le risque de rupture hydraulique,
- En cas de fuite à travers la couche imperméable, un rideau de palplanches central empêche la migration des sédiments fins, prévenant ainsi l'érosion vers l'arrière dans l'épaulement situé du côté de la terre. En outre, le rideau réduit considérablement le risque de canalisations causées par des animaux fouisseurs.
Ces effets positifs supplémentaires sont surtout obtenus lorsque les rideaux de palplanches sont enfoncés dans une couche de sol imperméable.
Imperméabilité
Le degré d'imperméabilité des rideaux de palplanches peut varier considérablement, en fonction de l'utilisation ou pas de systèmes d'étanchéité par serrure et des types de produits d'étanchéité. Vous trouverez plus d'informations à ce sujet dans la brochure « Le rideau de palplanches imperméable ». Si un rideau de palplanches doit avoir une fonction de retenue des terres tout en empêchant l'assèchement de l'épaulement extérieur, des trous d'évacuation peuvent être aménagés pour permettre le passage de l'eau (voir EAU 2012, R51). La norme européenne EN 12063, annexe E, contient des informations sur le calcul des débits à travers les rideaux de palplanches. Il convient toutefois de rappeler que si le rideau de palplanches n'est pas enfoncé dans une couche de sol imperméable, seuls des calculs numériques peuvent déterminer avec précision le débit et la ligne d'infiltration (c.-à-d. des éléments finis).
Étanchéité
La perte d'épaisseur d'une palplanche en acier dans le sol est pratiquement nulle. Les taux de corrosion dans l'eau douce sont également faibles. Cependant, pour des raisons esthétiques, les rideaux de palplanches visibles reçoivent souvent une forme de revêtement ou de bardage. Les couleurs foncées sont recommandées, car elles se salissent moins vite. Vous trouverez plus d'informations sur les systèmes de revêtement dans le catalogue général « Palplanches acier », au chapitre « Étanchéité ».
Installation
Les talus fluviaux sont vulnérables au tassement et peuvent donc être affectés par des vibrations. Les perturbations du talus fluvial peuvent être considérablement réduites grâce à l'utilisation d'engins vibrants de pointe permettant un moment excentrique variable. En cas de doute, un système d'enregistrement des vibrations peut être utilisé ; il émet un signal d'avertissement lorsqu'un seuil de vibration donné est dépassé. Dans ce cas, il convient de procéder à un préforage, à un pressage hydraulique ou à un fonçage par choc. Dans le cas du fonçage par choc, des vitesses de vibration plus élevées sont acceptables dans la plupart des cas. Le pressage hydraulique, quant à lui, ne génère aucune vibration. Dans tous les cas, si le rideau de palplanches doit servir de coupure, il est recommandé d'apporter le plus grand soin à l'intégrité du mur.
Rideaux de palplanches et aménagements paysagers - pour des environnements naturels créatifs
Grâce aux rideaux de palplanches acier, l'aspect des berges des canaux peut être très naturel et répondre non seulement à des critères esthétiques, mais aussi à des exigences économiques et écologiques. Que les rideaux de palplanches servent de protection contre les inondations ou de soutien des berges, ils doivent s'intégrer le plus harmonieusement possible dans le paysage urbain ou rural. Ils peuvent être peints, habillés de bois, de briques ou de pierres, ou masqués par des plantes ; des plantations adaptées favorisent le rétablissement d'écosystèmes qui peuvent être mis à mal par l'intervention de l'homme dans le fonctionnement de la nature.
Les berges végétalisées améliorent la qualité de vie
Paré de plantes, un rideau de palplanches longeant les berges d'un canal prendra des allures attrayantes et naturelles. Le verdissement a un effet positif sur le paysage et la qualité de vie, d'autant plus que les berges des cours d'eau sont généralement très appréciées en tant qu'espaces de loisirs. Comme la végétalisation doit tenir compte du paysage local et des exigences écologiques, son succès dépendra en grande partie des plantes choisies.
Idéalement, l'écosystème naturel devrait être préservé en le modifiant le moins possible et en le complétant de manière bien ciblée. L'utilisation de rideaux de palplanches permet de végétaliser les accotements, car il n'y a pas de risque que la barrière étanche soit endommagée par des racines, etc. Dans le cas des talus fluviaux, la présence d'arbres permet de protéger la circulation du vent. Il convient toutefois de rappeler que les plantes ne doivent jamais constituer un obstacle à l'inspection du talus.
Tout comme les balcons ou les murs d'une maison peuvent être ornés de fleurs dans des paniers suspendus, un rideau de palplanches peut être agrémenté de « biotopes suspendus ». Il existe une grande variété de matériaux, de formes, de couleurs et de possibilités de placement, qui peuvent être combinés.
Les biotopes suspendus peuvent être placés au-dessus ou au-dessous de la ligne d'eau, en fonction de leur destination, c'est-à-dire s’ils sont destinés à des plantes de marais ou à des plantes plus strictement aquatiques ou totalement immergées. Il en existe deux types : l'un repose sur la face extérieure de la palplanche, l'autre se niche dans le creux de la palplanche.
Considérations relatives à l'intégration des palplanches
Les aspects suivants doivent être pris en compte lors du revêtement et/ou de la végétalisation des rideaux de palplanches :
- une section acier soudée ou une fondation en béton peut servir de support aux travaux de maçonnerie.
- Lors du choix du revêtement, il convient de tenir compte des charges d'impact tant du côté de l'eau que du côté de la terre.
- Les cavités causées par l'écoulement de l'eau le long des rideaux de palplanches doivent être comblées de manière à ce que les charges soient transférées directement à la barrière d'acier. Il est important d'éviter l'accumulation de grandes quantités d'eau dans les cavités de ruissellement ; de grandes quantités d'eau pourraient causer des dommages dus au gel, à l'efflorescence et à la corrosion.
- Si les composants auxiliaires en acier ne sont pas fixés conformément aux meilleures pratiques professionnelles, il y aura un risque d'altération des métaux en contact.
- Pour les rideaux de palplanches enduits et végétalisés, il faut s'assurer que la partie recouverte reste accessible. Sinon, l'entretien serait plus compliqué.
- Le bois peut être utilisé comme matériau de revêtement à condition qu'il soit suffisamment durable.
Vous trouverez plus d'informations à ce sujet dans la brochure « Palplanches métalliques - Aménagements écologiques et paysagers des berges ».
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