Traitement durable et écoresponsable des matériaux de dragage
Résumé
La tâche consistait à traiter 4.8 millions m3 des matériaux de dragage générés lors
de la construction du projet « Dubai Harbor » à Dubai, Emirats Arabe Unis. L’idée était de
réutiliser les matériaux qui ont des caractéristiques adéquates pour la réutilisation. Puis, de
trouver une manière convenable pour placer les matériaux restants soit dans un site terrestre
ou dans un site maritime. L’impact de mettre les matériaux dans un site terrestre sont connus
et les effets sont facile à investiguer. Mais, l’impact de placer les matériaux dans un site
maritime est difficile à évaluer. L’impact environnemental est également difficile à quantifier,
surtout que des outils numériques n’existent pas.
La première étape était, alors, de définir des scenarios de dragage et des scenarios de rejets
des matériaux dragués au fond marin. Puis, identifier des sites potentiels de réception selon des
critères prédéfinis. Les critères étaient principalement : le développement de la vie aquatique
dans ces sites (des sites récemment utiliser pour emprunter du sable), la profondeur et
l’emplacement par rapport des zones sensibles.
Ensuite, pour chaque scenario l’effet à court terme, i.e. la descente des matériaux vers le fond
en ouvrant les portes de la barge / le navire de dragage a été quantifiée en utilisant des
approches de calcul empiriques combiné avec des outils de modélisation numériques,
notamment STFate pour évaluer la forme globale de la descente et SYSIPHE (TELEMAC) en
combinaison des modules de courant marin (TELEMAC3D) et de la propagation de la houle
(TOMAWAC) pour déterminer l’ampleur du transport sédimentaire de la panache des
matériaux .
La question, après, était d’évaluer l’évolution et la stabilité des matériaux dragués à long terme
sous l’effet des courants marins et l’effet de la houle. Ainsi, le modèle et la forme des matériaux
descendu au fond marin ont été reproduit avec un logiciel de transport sédimentaire (SISYPHE).
Seuls les nouveaux matériaux du fond peuvent se déplacer, le reste du fond a été immobiliser.
Ainsi, les résultats obtenus montrent seulement l’évolution des matériaux dragués et placés au
fond de manière à déterminer s’ils sont stables ou pas.
Les résultats ont montré que les matériaux de dragage peuvent être placés dans un fond marin
avec une manière contrôlée est durable, économique et écoresponsable. Les détails de
programmation et de préparation des model ne sont pas développés ici parce qu’ils nécessitent
un article séparé.
MOTS CLEFS : dragage, cycle de dragage, dispersion sédimentaire, modélisation hydrodynamique,
modélisation du transport sédimentaire, Telemac, impact environnemental
Abstract
I developed a solution for the offshore disposal of the dredged
materials through multiple steps: firstly, I identified the material characteristics from the
geotechnical campaigns. I estimated the volumes of the materials that will be problematic
during the placement works, e.g the fines that they will be stripped away when the placement is
done through opening the bottom doors of the barge/dredging vessel. I used all the samples and
boreholes to determine the volume and characteristics of the materials that cannot be
re-used for reclamation. I defined the criteria for the re-usability of the materials.
Then, I choose a potential site for disposal based on criteria including that the site is recently
used to borrow sand for other projects, the site is depleted and deep enough to accommodate
all the dredged material. I created maps with the locations of the selected site for easier
presentation and communication with the client and authorities. The next step was that I
estimated the dredging cycle to calculate the time needed to dredge the materials, to transport,
and to place the materials. Based on the contractor “Method Statement”, I identified the vessel
that will be used for the works. The vessel was a 180m TSHD.
I developed and combined four different numerical models that are TELEMAC, TOMAWAC,
SYSIPHE and STFATE to assess the impact of placing the dredged materials under the
hydrodynamic and wave forces: a combined hydrodynamic and wave model, a sediment
dispersion model, a seabed evolution model and bottom doors placing model. I developed a
stepped approach that combines theoretical aspects, empirical analysis, and numerical
modelling. The conclusion was that the stripped away fines, during the placement, will not
exceed the extent of the allocated area. The materials placed on the seabed will be stable and
remains withing the placement area.
The details of the set up of the models and the modifications applied to the source code are not
detailed here and require a separate paper.
KEYWORDS: Dredging, TSHD, dredging cycle, Numerical modelling, hydrodynamics, sediment
transport