Utilisation de la roche dans les
ouvrages de lutte contre l'érosion
Table des matières
- Introduction
- Avantages
- Inconvénients
- Dimensions des roches ou des pierres
- Forme des roches et des pierres
- Répartition des pierres de différentes
tailles
- Détermination du diamètre moyen
des pierres (d50)
- Disposition des enrochements
- Épaisseur de l'enrochement
- Matériau filtrant
- Exigences d'entretien
- Aide technique
Introduction
On utilise la roche et la pierre dans de nombreux ouvrages de lutte contre
l'érosion. Ces matériaux absorbent normalement les forces
érosives de l'eau et transmettent l'énergie à la
fondation sous-jacente.
Exemples d'ouvrages anti-érosifs utilisant roches ou pierres
- Aménagement d'une descente enrochée. Dans ce genre d'ouvrage,
on utilise la pierre pour guider des volumes d'eau moyens le long d'un
plan incliné. Les descentes enrochées s'accompagnent habituellement
de voies d'eau ou de fossés gazonnés.
- Enrochement d'un cours d'eau. L'enrochement protège les berges
et le lit du cours d'eau afin de prévenir l'érosion et
d'assurer un meilleur écoulement de l'eau. Il résout les
problèmes que posent les fossés plus étroits et
les fortes dénivellations. L'enrochement prévient de plus
le décrochement dû au suintement latéral.
Figure 1. Enrochement destiné à
protéger les berges dans une courbe.
- Gabions. On utilise la pierre comme matériau de remplissage
des gabions. La claie grillagée confine la pierre et l'empêche
de se déplacer. Les gabions résistent donc à des
débits d'eau plus importants. Ils conviennent également
à des dénivellations plus fortes et sont en conséquence
nécessaires à certains projets.
Figure 2. Pierre utilisée comme matériau
de remplissage des gabions.
- Traverses submergées. Les roches ou les pierres servent souvent
à prévenir l'érosion aux endroits où la
machinerie traverse les cours d'eau.
- Protection des zones fortement menacées par l'érosion.
Les roches ou les pierres servent à prévenir l'érosion
à des endroits précis tels que sous les sorties de drainage
souterrain, le long des berges concaves dans les courbes, aux entrées
des ouvrages pour la descente des eaux ou aux déversoirs de secours.
Avantages
- Protection complète dès l'installation. Aucun délai
d'implantation, contrairement aux couvertures végétales.
- Possibilité d'auto-remplacement des pierres. Les pierres
qui se déplacent sous l'effet d'une force érosive
excessive sont souvent remplacées du fait du processus
d'éboulement.
- Capacité des pierres de se déplacer ou de s'adapter
aux mouvements de la base ou des fondations, éliminant
ainsi les vides qui donnent prise à l'érosion.
- Caractère économique du matériau, surtout
si l'on trouve localement des pierres de la dimension et de la
forme recherchées.
Inconvénients
- Frais de transport parfois exorbitants, si la distance à parcourir
est grande.
- Difficulté à préciser et à se procurer
le type de pierre recherché.
- Acheminement des roches ou des pierres du point d'accès
des camions jusqu'à l'ouvrage en cours d'aménagement
pouvant entraîner des coûts élevés et
le compactage du sol, si ce dernier est gorgé d'eau.
- Inefficacité des enrochements pour la plupart des dénivellations
supérieures à 1,5 m (5 pi).
Dimensions des roches ou des pierres
Deux méthodes servent à déterminer et à préciser
les dimensions des pierres.
- Diamètre. La méthode la plus courante consiste à
classer les roches ou les pierres selon leur diamètre. De nombreuses
carrières de l'Ontario vendent la pierre selon des calibres qui
varient de 50 mm (2 po) à 250 mm (10 po). Les pierres plus grosses
(pour les enrochements de protection) doivent normalement faire l'objet
de commandes spéciales. On peut par ailleurs se procurer des
pierres plus petites, mais leur utilisation dans les ouvrages anti-érosifs
est très restreinte.
- Poids. On utilise parfois le poids pour classer ou préciser
la taille des pierres. Toutefois, bien souvent, la conception et la
réalisation d'un projet obligent à connaître le
rapport entre le poids et le diamètre. Le tableau 1 établit
une correspondance approximative entre le poids et le diamètre
des pierres.
Tableau 1. Rapport entre le diamètre et le poids
des pierres angulaires
| Diamètre |
Poids |
| mm |
po |
kg |
lb |
| 50 |
2 |
0,25 |
0,5 |
| 100 |
4 |
2 |
4 |
| 150 |
6 |
7 |
15 |
| 200 |
8 |
16 |
35 |
| 250 |
10 |
34 |
75 |
| 300 |
12 |
50 |
110 |
Hypothèses :
- La roche a une densité de 2 400 kg/m3 (150 lb/pi3);
- Les pierres sont de forme cubique;
- Les dimensions réelles sont environ 10 % inférieures
au diamètre précisé.
Forme des roches et des pierres
La plupart des roches ou des pierres utilisées dans les ouvrages
de lutte contre l'érosion sont de forme angulaire afin de pouvoir
s'imbriquer les unes dans les autres et former une masse stable. De cette
façon, si une pierre est soumise à une force érosive
importante, la force sera transférée à toute la masse.
Les pierres rondes qu'on trouve fréquemment dans les champs conviennent
rarement aux ouvrages anti-érosifs. On doit, si on les utilise,
prendre certaines précautions pour s'assurer qu'elles rempliront
leur rôle.
La blocaille de béton peut remplacer roches ou pierres, pourvu
qu'elle soit de forme angulaire et de dimensions comparables aux roches
prévues pour le projet. Cette blocaille doit être résistante
aux intempéries ainsi qu'à l'action du gel et de l'eau.
Tout débris, telles les tiges d'armature, doit être soit
enlevé, soit pris en considération dans la conception de
l'ouvrage.
La largeur des roches, des pierres ou des morceaux de béton doit
correspondre au moins au tiers de leur longueur.
Répartition des pierres de différentes
tailles
On a constaté qu'une bonne répartition de pierres angulaires
de dimensions différentes placées au hasard de façon
à former une masse dense donne de meilleurs résultats qu'une
masse de grosses pierres parsemées de vides. Autrement dit, il
est important de prévoir dans un ouvrage des pierres de tailles
différentes afin que les vides se trouvent comblés et que
les pierres s'imbriquent les unes dans les autres.
Pour préciser les grosseurs de pierres recherchées au moment
de passer une commande, on utilise normalement la valeur D50, qui exprime
le diamètre moyen des pierres. Cette valeur indique que le poids
total des pierres proviendra à 50 % de pierres d'un diamètre
supérieur au D50 et à 50 % de pierres d'un diamètre
inférieur au D50 (voir la section précédente sur
les dimensions des pierres).
Le tableau 2 présente une bonne répartition de pierres
de grosseurs différentes exprimée en pourcentages par rapport
au poids total.
Tableau 2. Répartition des roches et des pierres
en fonction de leur grosseur
| Grosseur |
Pourcentage du poids total constitué de pierres
de calibre inférieur à la valeur indiquée |
| 100 |
| 80 |
| 50 |
| 10 |
K représente la valeur D50 précisée.
Tiré d'un article sur les enrochements publié en 1978 par
le ministère des Transports de l'Ontario.
Le tableau qui précède indique, par exemple, que si le
D50 = 200 mm (8 po), soit 16 kg (35 lb), c'est dire que 10 % des pierres
pèseront 1,6 kg (3,5 lb) ou moins, 50 % des pierres devraient peser
16 kg (35 lb) ou moins, 80 % des pierres, 32 kg (75 lb) ou moins et 100
% des pierres, moins de 48 kg (105 lb). Toujours se rappeler cependant
qu'il s'agit là d'une répartition idéale. En pratique,
il est impossible d'obtenir une répartition aussi précise.
On ne peut en conséquence que tendre vers une répartition
aussi proche que possible des valeurs données.
Détermination du diamètre moyen
des pierres (d50)
On trouve dans d'autres publications du Ministère de l'Agriculture
et de l'Alimentation de l'Ontario des tableaux qui précisent les
dimensions des pierres à rechercher en fonction des débits
prévus.
Disposition des enrochements
Des études menées par la United States Corps of Engineers
démontrent qu'il n'y a pas plus d'avantages à disposer les
pierres une à une à la main qu'à décharger
une couche équivalente de pierres de forme angulaire. Le choix
d'une méthode plutôt que l'autre doit donc dépendre
de l'envergure de l'ouvrage, de l'accessibilité par l'équipement
et de la disponibilité de la main-d'oeuvre.
Épaisseur de l'enrochement
Habituellement l'épaisseur de l'enrochement correspond à
1,5 à 2,0 fois le diamètre de la pierre la plus grosse,
sous réserve d'un minimum de 0,5 m (18 po). Toutefois, si les plans
prévoient une épaisseur différente, celle-ci doit
être respectée.
Matériau filtrant
Tout enrochement doit normalement reposer sur un matériau filtrant
pour éviter les affouillements sous l'action des eaux souterraines
ou superficielles. Il peut s'agir d'un matériau granulaire ou d'un
géotextile.
Exigences d'entretien
L'entretien des ouvrages de roches ou de pierres est nécessaire
si l'on veut en prolonger la durée de vie utile. Voici les mesures
à prendre :
- Inspecter fréquemment l'ouvrage, surtout après un violent
orage. Vérifier si des pierres se sont déplacées.
Lorsque des vides se créent, il arrive que des pierres
déboulent de plus haut et viennent les combler. Il faut
alors remplacer périodiquement les pierres disparues du
sommet de l'ouvrage. Il arrive aussi que les vides restent entiers.
Dans ce cas, un entretien constant s'impose si l'on veut éviter
toute défaillance de l'ouvrage.
- Surveiller les déplacements de la base ou des fondations,
normalement causés par un matériau filtrant mal
placé ou endommagé. Pour empêcher l'eau de
se frayer un chemin sous le matériau filtrant, en réinstaller
un nouveau.
- Entretenir les ouvrages de lutte contre l'érosion et
les ouvrages de drainage situés en amont et en aval, car
si ces derniers venaient à céder, ils risqueraient
de provoquer la défaillance de l'enrochement sous l'effet
de l'affouillement, de l'atterrissement ou d'une augmentation
du débit.
Aide technique
On peut consulter des ingénieurs-conseils et des entrepreneurs
compétents spécialisés dans les ouvrages de lutte
contre l'érosion aux étapes de la conception et de l'aménagement.
Les offices de protection de la nature offrent aussi de l'aide technique
et peuvent superviser les travaux dans certaines régions de la
province. On peut par ailleurs s'adresser au ministère de l'Agriculture
et de l'Alimentation de l'Ontario pour de l'information ainsi que d'autres
fiches techniques sur le sujet.
Tout ouvrage de lutte contre l'érosion doit obligatoirement respecter
les lois et règlements en vigueur, notamment la Loi sur l'aménagement
des lacs et des rivières et la Loi sur les pêches.
Le ministère de l'Agriculture et de l'Alimentation de l'Ontario
ainsi que d'autres organismes peuvent à l'occasion offrir de l'aide
financière. Pour en bénéficier, il importe de s'assurer,
avant et pendant les travaux, que les critères d'octroi des subventions
sont respectés.
Nous remercions le Secrétariat d'État pour sa contribution
financière à la réalisation de la présente
fiche technique.
