La ceinture de caissons, un rempart de conception (quasi) inédite

2019-10-22T12:09:50+00:0022 octobre 2019|Actualités, Monaco|

Un rappel : la ceinture de caissons est une superstructure sinueuse de 500 mètres de long. Composée à la manière d’un puzzle entre juillet 2018 et juillet 2019, elle est constituée de 18 pièces de béton, les « caissons », assemblées une par une à 200 mètres du littoral de Monaco.

Chaque caisson est remorqué depuis son site de fabrication au Grand Port de Marseille
et positionné sur son emplacement spécifiquement défini. Photo © SAM L’Anse du Portier

Chacun des caissons est lui-même un ouvrage massif de forme trapézoïdale, aux dimensions imposantes : 28 x 33 mètres de côté, 26 mètres de haut, pour un poids de 10 000 tonnes « à vide ».
Une fois ballasté sur son emplacement définitif, le caisson dépasse les 20 000 tonnes.
Au fond, à moins 20 mètres sous la surface, la ceinture de caissons repose sur un remblai d’assise et émerge donc de six mètres au-dessus des flots.

L’assemblage des caissons formant la ceinture s’est achevé le 18 juillet 2019. Photo © Bouygues TP MC

Le dimensionnement et la forme de cet ouvrage sont le résultat d’études qui incluent deux facteurs :

Les spécificités du milieu naturel : Elles prennent en compte la force de la houle et des vagues, la courantologie particulière dans cette zone géographique, les effets du changement climatique en cours et les différents scénarios de hausse du niveau des mers.

Les contraintes des choix architecturaux : pour ses concepteurs, le futur quartier de L’Anse du Portier est un ouvrage maritime urbain. Contrairement à ce qui se fait généralement en matière de construction offshore, l’ensemble des bâtiments et des ouvrages terrestres seront aussi proches que possible du niveau de la mer (six mètres au-dessus) et à seulement dix mètres du littoral1.

Lors de la conception de cette ceinture de caissons, c’est donc une approche radicalement différente par rapport aux règles et usages habituels en matière de construction maritime qu’il a fallu mettre en oeuvre pour préparer la réalisation de cette ceinture2. La structure doit contrer les effets hydrauliques pour protéger le quartier et les bâtiments fondés sur pieux.
Sa conception pionnière et innovante repousse à leurs limites extrêmes l’ensemble des techniques connues en matière de construction en mer.

Absorber la puissance de la mer pour protéger l’éco-quartier

Aujourd’hui, les caissons assemblés ressemblent depuis le large, aux touches d’un gigantesque piano : on aperçoit une alternance de surfaces claires en béton et de volets noirs occultants.

Les caissons et leurs ouvertures « Jarlan », aujourd’hui occultées par ces volets noirs. Photo © SAM L’Anse du Portier.

Jusqu’à la fin des travaux de génie civil, ces volets bouchent l’entrée des chambres Jarlan, des espaces de dissipation de la force des vagues. Lorsqu’ils seront retirés, ils permettront aux caissons de remplir leur fonction en dévoilant leur véritable structure.

L’objectif est de casser l’énergie de la houle et des vagues.
Pour remplir cette fonction, la façade des caissons tournée vers le large est percée d’ouvertures verticales et rectangulaires. Elles s’amorcent trois mètres sous le niveau de la mer et se poursuivent 4 mètres au-dessus. Elles s’ouvrent à l’intérieur des caissons sur les chambres Jarlan.

Les ouvertures « Jarlan » sur la façade des caissons. Photo © Bouygues TP MC.

Ces chambres permettent de limiter les franchissements et la réflection de l’énergie de la houle et des vagues.

S’agissant de franchissements, si le mur du caisson était simplement plein, la vague prendrait appui dessus, comme sur un tremplin, pour frapper et franchir le caisson. On imagine les conséquences dommageables pour la sécurité des personnes et l’intégrité des constructions de l’autre côté du mur.

S’agissant de la réflexion : en frappant un mur plein, l’eau rebondirait, renvoyant au large une partie de son énergie. Dans ce cas de figure, les conséquences seraient ressenties dans les deux réserves marines protégées environnantes, au niveau de l’entrée du Port Hercule et de la plage du Larvotto.

Les chambres Jarlan occupent sur 7 mètres de hauteur la partie supérieure des caissons. Photo © SAM L’Anse du Portier.

Le fonctionnement des chambres Jarlan

Grâce aux ouvertures dans les caissons, l’eau entre dans les chambres Jarlan.
La vague, laminée une première fois par ces fentes perd dès cet instant, une partie significative de son énergie.
Elle passe ensuite dans les deux chambres d’atténuation successives par un mouvement de piston : la vague remplit progressivement une chambre vide, puis l’autre, un processus connu pour réduire la puissance d’un fluide.

La fonction d’absorption des caissons permet de traiter 100m3 d’eau par mètre linéaire. Sur l’ensemble de la ceinture, ce sont 45 000m3 qui peuvent être absorbés pour chaque vague.

Enfin, pour l’eau qui réussirait à « grimper » le long des caissons, un dernier dispositif est à l’oeuvre : les murs chasses mer. Il s’agit de pièces de béton de forme spécifique qui surmontent les caissons. C’est via ce becquet que l’eau, qui aura progressé verticalement, sera chassée vers l’extérieur.

Sans ces dispositifs, le coefficient de réflexion des caissons serait de 0.9.

Le dispositif Jarlan fait chuter le coefficient de réflexion à 0.35.

La future promenade du bord de mer. Sur la droite de l’image, le mur chasse mer. Photo © Valode et Pistre Architectes.
1. Les ingénieurs Bouygues prennent pour exemple le cas de Beyrouth (Liban) où la société de construction a développé un ouvrage urbain en mer. Une ceinture de caissons avait été réalisée, mais les bâtiments se trouvaient entre 50 et 80 mètres à l’arrière de celle-ci.
2. Sur l’ensemble des études menées et le dimensionnement du projet, voir le dossier n°16 consacré aux études hydrauliques.