La présente invention concerne un dispositif modulable de contrôle de l'érosion des sols, ayant pour fonction principale de ralentir ou d'accélérer la vitesse des fluides naturels d'érosion pour influer sur la sédimentation des éléments meubles du sol qui sont en transit.

Les fluides ambiants (eau, air) sont des facteurs concourant d'une manière générale à l'érosion des sols tant en milieu marin que terrestre, en raison de la vélocité d'érosion qu'ils peuvent atteindre soit naturellement, soit sous l'effet d'interventions de l'homme. Un ralentisseur de courant marin ou fluvial peut être assimilé par analogie à la reproduction artificielle d'une ride sédimentaire (mega- ride..) décollant ascensionnellement le courant à partir du fond, et favorisant ainsi la sédimentation et le regroupement des éléments meubles en transit littoral dans de nouvelles rides sédimentaires naturelles de façon à simuler un profil de delta ou d'estuaire régénérant les rives meubles.

Sur les rivages marins ou fluviaux, des dispositifs de ralentissement sont le plus souvent réalisés en remplissant des enveloppes en matériau géotextile souple (boudins, sacs...) avec un ballast pondéreux tel que du sable ou du béton qui en assure à lui seul le déploiement. Ainsi lestés, ces dispositifs prennent une forme hemicylindrique d'aile allongée et ont tendance à s'enfouir progressivement dans le sable sous leur propre poids. Pour lutter contre cet effet d'enfouissement progressif, d'autres techniques consistent, comme dans le brevet US 690 585 (HOLMBERG) (figure la) à poser le ralentisseur sur un tapis en matériau géotextile poreux ancré dans le sol par des poches périphériques.

Dans le cas où ces ralcntisscurs de forme convexe et relativement rigide, sont fixés sur un tapis souple et poreux, la surpression hydrostatique subie par l'aile en décollant le courant et les vagues du fond est transmise quasi-integralcmcnt à travers le tapis poreux dans le sol sous le dispositif et peut avoir pour effet de le soulever et de le faire basculer. En outre, ces dispositifs ne peuvent être déployés que ballastés et sont lourds, fragiles, encombrants, inesthétiques et inamovibles. Lorsqu'ils sont construits en de grandes longueurs, ils souffrent d'une fragilité longitudinale et peuvent se casser lors de la modification des sols. Par ailleurs, il se peut que la position et/ou l'orientation de ces dispositifs doivent être modifiées afin d'obtenir un meilleur effet de

reconstitution compte-tenu des caractéristiques des facteurs marins intervenant dans la zone de travail.

Sur les parties émergées du sol, l'érosion peut être provoquée soit par un tarissement sédimentaire par exemple lorsque l'érosion marine réduit la source de sable sec alimentant les dunes du rivage, soit par une énergie trop forte des fluides d'érosion (pluie et vent....) sur un sol meuble ayant perdu sa couche végétale.

Cette destruction de la couche végétale résulte parfois d'ouvrages ou d'actions de l'homme, notamment en matière de travaux routiers, d'exploitations minières, d'exploitations agricoles.

C'est ainsi que des méthodes et des dispositifs de lutte contre l'érosion sont utilisées pour régénérer la couverture végétale à l'abri de barrières coupe-vent, par l'emploi de filets en matériau géotextile étendus sur le sol (figure le) ou maintenus verticalement (figure lb) ou bien encore par la plantation de haies (bocage) ralentissant l'écoulement de l'eau de pluie dans les champs.

Mais les dispositifs souples sont longs à déployer fragiles et instables, tandis que les plantations sont soumises aux aléas de la nature et de l'économie agricole. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients ou du moins de les atténuer de manière satisfaisante, tout en apportant un meilleur contrôle de l'érosion des sols par un dispositif simple et polyvalent (marin ou terrestre).

Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'un dispositif de contrôle de l'érosion des sols, destiné à être posé au sol ou encastré dans le sol, comprenant une partie inférieure dotée de moyens de fixation au sol et une partie supérieure dotée de moyens d'atténuation de l'énergie des fluides d'érosion, caractérisé en ce que lesdits moyens d'atténuation comprennent une carène rigide protubérante et en ce que lesdits moyens de fixation comprennent une base imperméable en regard du sol soumise à une première pression hydrostatique en dépression par rapport à une seconde pression hydrostatique s'appliquant sur la face supérieure desdits moyens de fixation et résultant de la force pressante des fluides d'érosion agissant sur la carène, et en ce que les parties inférieure et supérieure sont solidaires l'une de l'autre au moins sur leurs bords périphériques et délimitant un volume intérieur susceptible d'être

rempli au moins partiellement par du ballast ou par la matière constitutive des moyens de fixation et/ou d'atténuation, cette matière pouvant former un bloc unique avec lesdits moyens.

Selon un premier mode de réalisation, la partie supérieure est fixée de manière amovible sur la partie inférieure.

Selon un autre mode de réalisation, le dispositif est creux et monobloc.

Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif est plein et monobloc. Selon une caractéristique avantageuse, les extrémités de la carène comportent des moyens d'assemblage modulaires adaptés pour coopérer avec les moyens correspondants de dispositifs du même type pour réaliser un assemblage de forme globalement continue ; lesdits moyens d'assemblage comprenant un profil mâle s'emboîtant dans un profil femelle pour former une chaîne continue longitudinale et/ou un profil à joues épousant au moins partiellement et sans discontinuité les flancs latéraux de la partie supérieure pour former des chaînes latérales.

Du fait de sa base imperméable anti-enfouissement et de sa carène rigide, un tel dispositif disposé dans une direction croisant la direction des fluides d'érosion reçoit une poussée hydrostatique qu'il ne peut transmettre au sol en raison de l'imperméabilité de sa base. De ce fait, le dispositif crée un différentiel de pression de part et d'autre de cette surface de base imperméable et se trouve plaqué au sol par une force d'autant plus forte que l'énergie des fluides d'érosion est plus importante. Dans une application au littoral, l'effet de ralentissement produit par ce dispositif modulaire va de pair avec un effet sédimentaire. Disposé en rangées parallèles sensiblement perpendiculaires au courant d'érosion, le dispositif modulaire ralentit le courant et fait sédimenter les alluvions.

Disposé en rangées sensiblement convergentes vers un goulet, l'effet du dispositif modulaire est alors d'accélérer le courant et de provoquer la dispersion des alluvions et donc une érosion contrôlée.

Bien que le domaine de la présente invention s'étende naturellement au contrôle de l'érosion terrestre aussi bien qu'à celui de l'érosion marine par ralentissement des fluides d'érosion, elle sera mieux comprise à la lumière des exemples existants de ses applications maritimes ou fluviales de contrôle de l'érosion.

L'invention sera illustrée par la description qui va suivre accompagnée des dessins annexés sur lesquels :

- les figures la à le représentent des vues en perspective des dispositifs ralentisseurs conventionnels ; - les figures 2a et 2b représentent des vues en perspective du dispositif de la présente invention sur différents sites ;

- les figures 3a à 3c représentent des vues en perspective de différents modes de réalistion du dispositif de la présente invention ;

- les figures 4a à 4c représentent des vues en perspective avec coupes partielles de variantes de réalisation du dispositif de la présente invention ;

La figure 5 représente une vue en perspective d'une variante de réalisation ;

- la figure 6 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de la présente invention avec des moyens d'ancrage ; et,

- la figure 7 représente une vue en perspective d'un assemblage modulaire de plusieurs dispositifs selon l'invention.

Les figures la à le illustrent l'art antérieur. Selon la figure 2a, le dispositif R selon l'invention pour le ralentissement de l'érosion (courant C, vent V) est associé de façon modulaire à d'autres dispositifs du même type pour réaliser un assemblage (Rl,R2...Rn) qui est placé par rapport au rivage en une ou plusieurs rangées contigϋes partiellement immergées produisant un effet d'acerction maritime et éolieπ. De façon générale, le dispositif R comporte une partie inférieure 1 dotée de moyens de fixation au sol et une partie supérieure 2 dotée de moyens d'atténuation de l'énergie des fluides d'érosion. Les moyens d'atténuation comprennent une carène rigide protubérante 5.

Sur la figure 2b, le dispositif de ralentissement de l'érosion, objet de la présente invention, comprend au moins un module R comprenant une base imperméable et une carène. Il peut être placé indifféremment sur un sol immerge ou émergé et son effet d'accrétion optimum est obtenu lorsque la direction du module R fait un angle droit avec la direction du fluide d'érosion dominant dans le milieu considéré (courant, marée, ruissellement pluvial, vent...).

La figure 3a représente le dispositif de l'invention réalisé en deux parties. La partie supérieure 2 est dotée de moyens d'atténuation des fluides d'érosion et réalisée sous forme d'une carène rigide protubérante 5 de profil parabolique à sommet convexe et à bords périphériques horizontaux. La partie supérieure 2 est solidarisée à une partie inférieure 1 par un moyen d'attache de préférence amovible tel qu'un boulonnage 6.

La partie inférieure 1 comprend des moyens de fixation au sol constitués d'une base imperméable 3 en regard du sol. La base imperméable 3 comporte des faces dièdres 3a, dont l'angle de jonction est par exemple supérieur à 100 ^* et se prolonge à l'intérieur de la carène 5 par une bande horizontale 3b formant une jupe périphérique et à ses extrémités longitudinales à l'extérieur de la carène 5 par une bavette 3c qui évite les phénomènes d'érosion associés aux perturbations d'extrémité de carène et peut participer éventuellement à l'assemblage avec un autre module ou à l'ancrage au sol grâce à des encoches 21 recevant des organes d'attache appropriés (sangles....). Les extrémités longitudinales du dispositif définissent une ouverture entre la base 3 et la carène 5.

La figure 3b représente un dispositif constitué d'une base imperméable plane 3 et d'une carène fermée 5 dont les faces latérales sont constituées de plans dièdres s'étendant de façon inclinée de part et d'autre d'un sommet en arête et se prolongeant par des bords périphériques aplatis, tandis que les extrémités longitudinales 5a,5b sont réalisées respectivement avec un profil male/femellc pour être emboîtables d'un module à l'autre. L'angle des dièdres est choisi par exemple autour d'une valeur de 90 ^* de façon à donner au fluide d'érosion un mouvement ascensionnel qui le freinera. La carène est, éventuellement, pourvue d'orifices 7 munis de bouchons 8 pour introduire un ballast, lequel pourra avantageusement être de mousse absorbante, par exemple pour stocker un liquide. La figure 3c représente un module du dispositif de la présente invention dont la carène est parabolique et comporte des bords périphériques aplatis. La carène 5 est percée d'orifices 7 permettant le chargement de ballast, qui peuvent être masqués notamment de l'intérieur par un bouchon ou un clapet anti-retour 8. La base imperméable 3 est munie au moins sur ses bords longitudinaux d'une jupe périphérique 12 pénétrant dans le sol avec une profondeur suffisante pour faire obstacle à

la propagation latérale des pressions des fluides d'érosion sous le dispositif. Les extrémités 10 et 11 sont réalisées respectivement avec un profil convexe mâle et concave femelle de telle sorte que deux modules du même type puissent être emboîtés l'un dans l'autre avec un effet au moins partiel de rotule et constituer une chaîne continue longitudinale.

Il a été réalisé notamment un prototype dont les dimensions hors tout sont : longueur 60 cm, largeur 9 cm, hauteur 6 cm avec profil parabolique, base imperméable rigide convexe à 5 mm au-dessus du sol partie supérieure posée (non solidaire) sur la partie inférieure vitesse moyenne du courant ambiant chargé en sable (rivière) 7,5 Km/h On obtient une accrétion complète de sable (recouvrement complet du dispositif) en 1 heure.

Sur la figure 4a, la paroi de la base 3 de forme sensiblement parabolique peut utilement être plus épaisse au centre que sur les bords, de façon à obtenir une rigidité variable sur sa largeur et à permettre une déformation de flexion plus rapide des bords en accroissant ainsi le contact du dispositif avec le sol meuble sous la surface de base. Des orifices 7 permettent la circulation du fluide d'érosion et la sédimentation à l'intérieur du volume interne creux du dispositif.

La figure 4b montre un dispositif dans lequel le volume interne situé entre la partie inférieure 1 et la partie supérieure 2 est partiellement rempli par accrétion de ballast 15 (granulats) et comporte des orifices 7 de remplissage près du sommet de la carène 5. On obtient ainsi une amélioration progressive de la stabilité du dispositif.

La figure 4c montre un dispositif monobloc qui peut être creux ou plein, et comporte une partie supérieure 2 et une partie inférieure 1.

Le volume intérieur est rempli dans ce cas par la matière constitutive (béton....) des moyens de fixation et d'atténuation dont respectivement la base 3 et la carène 5

Au cours de la mise en oeuvre du dispositif de l'invention, la face inférieure de la base imperméable 3 est soumise à une première pression hydrostatique en dépression par rapport à une seconde pression

hydrostatique s'appliquant sous l'effet des fluides d'érosion, sur la face supérieure de la base 3 et/ou sur la carène 5.

La figure 5 illustre un mode de réalisation avantageux comportant notamment une base imperméable 3 et une carène 5 pourvue d'un évidement 5a longitudinal permettant la pénétration rapide de ballast, de fluides d'érosion, de sédiment naturel ou l'introduction par adaptation d'un ralentisseur traditionnel en matériau géotextile.

La figure 6 illustre un mode de réalistion du dispositif comportant des cavités aveugles 18 ménagées sur la paroi latérale à la partie inférieure de la carène 5 en se prolongeant sur les bords périphériques.

Les cavités 18 reçoivent des organes d'ancrage 9 rapportés et adaptés pour déborder à partir du bord périphérique et s'enfoncer dans le sol. Ces cavités peuvent également servir à la manutention du dispositif.

La figure 7, en association avec la figure 3c, représente le mode d'assemblage des dispositifs modulaires de l'invention selon deux directions. L'extrémité femelle 11 possède des joues 14 formées par des prolongements de la carène 5 qui viennent épouser les flancs latéraux de la carène 5 d'un module du même type pour constituer un assemblage de forme globalement continue en chaîne latérale. L'extrémité mâle 10 avec un profil convexe et/ou en saillie s'emboite dans l'extrémité femelle 11 à profil concave et/ou rentré.

D'une manière générale et en référence à l'ensemble des dessins, il faut préciser que le dispositif, une fois posé au sol ou encastré dans le sol ne peut pas se déplacer verticalement ou latéralement sous l'action des fluides d'érosion, ou flotter dans le fluide ambiant grâce à la partie inférieure 1, qui est dotée des moyens de fixation au sol constitué de la base 3 éventuellement assistés des organes d'ancrage 9 ou du ballast 15 en fonction des efforts d'arrachement. La fixation du dispositif est renforcée par tous moyens de ballastagc ou d'ancrage en fonction des densités respectives du dispositif et du fluide d'érosion ainsi que de l'énergie dudit fluide dans la zone de travail.

La base 3 du dispositif est soumise, sur sa face inférieure à une première pression hydrostatique qui est en dépression par rapport à la pression hydrostatique du fluide d'érosion ambiant en raison de l'imperméabilité de la surface de base qui peut, par exemple, être complétée latéralement par la jupe imperméable 12 pénétrant dans le sol.

Lorsque le fluide d'érosion, par exemple la pluie, le courant marin, la marée, le vent, accroît sa vélocité d'érosion, l'imperméabilité de la surface de base fait obstacle à la communication de cette pression au sol sous le dispositif et accentue Pécart de pression hydrostatique par rapport à la pression des fluides d'érosion sur et/ou à l'intérieur de la carène.

Les surfaces matérialisées par la base 3 et la carène 5 produisent ainsi un effet de ventouse qui presse le dispositif au sol.

La base 3 et la jupe 12 sont réalisées de préférence avec un matériau élastomère imperméable et l'adhésion sur le sol peut être renforcée en réalisant sur la face inférieure de ladite base des reliefs à la manière des sculptures de pneumatique.

Le dispositif peut être réalisé d'un seul bloc par rotomoulage de polyéthylène. Le béton éventuellement armé peut également être un matériau approprié. Le dispositif de l'invention est réalisé de manière à résister aux efforts d'arrachement des fluides d'érosion, qui peuvent atteindre 12 tonnes par m2 sur le rivage et 100 kg par m2 en cas d'érosion éolienne.

Le dispositif de l'invention peut également être utilisé par exemple pour décoller le vent d'une dune en cours d'érosion ou pour ralentir l'eau de ruissellement sur un domaine minier montagneux à ciel ouvert, provoquant respectivement l'accroissement de la dune et l'élévation du relief.

Dans un mode avantageux de réalisation de la surface de base concave en regard du sol, la grande portée de la surface de base permet sa flexion et le contact de la voûte concave avec le sédiment sousjacent s'opposant aux forces de glissement ou d'arrachement. Dès la pose les moyens d'ancrage et de ballast inhérents à l'invention permettent d'ancrer solidement le dispositif dans le sol.

Dans un mode de réalisation avantageux, les bords périphériques de la carène 5, sont tangents à l'horizontale et permettent ainsi de renforcer la fixation du dispositif une fois encastré dans le sol en résistant aux arrachements par les fluides d'érosion.

Dans un autre mode avantageux de réalisation, la base 3 est souple et comporte une solide toile imperméable plane au repos. Dans le but de donner un mouvement ascensionnel aux fluides d'érosion, la carène 5 sera protubérante, par exemple, de forme

parabolique, hémicylindrique, ou dièdre et de bords périphériques horizontaux ou pénétrant dans le sol.

Selon un mode de réalisation avantageux, le rapport des dimensions entre la largeur et la hauteur est de préférence supérieur à 1,5 de sorte que la surface de base peut avoir une largeur égale par exemple à

3 fois la hauteur et une longueur comprise par exemple entre 1,5 et 6 fois la largeur.

Les orifices 7 peuvent avoir une section variable de quelques centimètres ou décimètres carrés de forme régulière et de préférence allongée pour pouvoir être masquées de l'intérieur. En raison de sa légèreté, le dispositif peut être utilisé sur des tombants de chenal et être suspendu par un ancrage quelconque fixé dans les cavités 18 ou dans les encoches 21.

Dans le cas où la partie inférieure et la partie supérieure ne sont pas monobloc, elles sont alors assemblées par boulons ou par tout mode d'assemblage compatible avec les qualités chimiques et mécaniques du matériau.