Projet Mittelplate : De la réalité au modèle, et du modèle à la réalité

MASTER 1 Ingénierie et Géosciences du Littoral

2011

MEMOIRE DE STAGE

Projet Mittelplate : De la réalité au modèle, et du modèle à la réalité.

Suivi en canal à houle des défenses côtières Ouest de l’île pétrolière Mittelplate (Allemagne).

NOUVELLON Antoine

Etablissement d’accueil : Département d’Hydromécanique et d’Ingénierie Côtière Leichtweiβ-Institute für Wasserbau, Université de Braunschweig (Allemagne).

Responsable du projet : Dr.-Ing.-Prof. OUMERACI Hocine

Date : 4 juillet 2011.

Sommaire

Sommaire 2

Introduction 4

I/ Présentation générale du projet Mittelplate : caractéristiques de l’île, environnement et suivi en canal à houle 5

1.1) Caractéristiques générales de l’île Mittelplate 6

1.2) Paramètres physiques de l’environnement de l’île Mittelplate 9

1.3) Projet Mittelplate, un suivi dans le temps 14

II/ Tests en canal à houles du profil Ouest: matériels, calibrations et méthodes 20

2.1) Conditions d’utilisation d’un modèle physique 21

2.2) Matériels utilisés lors des essais au laboratoire du LWI 24

2.3) Calibration des instruments de mesure 30

2.4) Déroulement des essais en canal à houle 32

2.5) Méthodes d’analyse des données : logiciel L-Davis 37

III/ Résultats des essais modélisant les défenses Ouest de l’île Mittelplate 42

3.1) Résultats : les forces et pressions maximales exercées sur le modèle lors des essais effectués avec les conditions de projet 43

3.2) Franchissement lors de la modélisation 46

IV/ Du modèle à la réalité : résultats et validités du profil West 1 49

4.1) Comparaison des résultats des deux profils et des essais effectués en 1985. 50

4.2) Validation par les méthodes de prédiction de la force au front des défenses côtières 53

4.3 Conclusion des essais en canal à houle 58

Conclusion 59

Références : 60

Remerciements 62

Résumé 63

Abstract 63

ANNEXE I : Résultats modèle : Forces maximales par tests et par niveau d’élévation de l’eau dans le canal à houle 65

Introduction

L’île Mittelplate est une plate-forme pétrolière située sur l’estran de l’estuaire de l’Elbe (Allemagne). Les défenses de cette île ont été conçues à partir des conclusions des essais en canal à houle réalisés en 1985 par le Leichtweiβ Institute für Wasserbau (LWI). Ce laboratoire dépend de l’Université de Braunschweig (Allemagne). Seulement, les expériences ont été conduites avec les conditions alors les plus pessimistes, car aucune donnée long-terme n’existait pour cette partie de la côte allemande. Suite aux conclusions de l’ingénieur Mai [Mai 2008] statuant des suivis effectuées depuis la construction de l’île Mittelplate (1987), le groupe RWE DEA, propriétaire à 50% de la plate-forme, décide de commander au LWI de nouveaux tests en modèle physique. Les résultats de ces nouvelles expériences auront pour but de vérifier la validité, avec les analyses actuelles, des paramètres de conception des défenses contre la mer de Mittelplate. Le présent rapport s’articulera donc autour de l’idée « de la réalité au modèle, et du modèle à la réalité ». En effet, cette idée est le véritable fil conducteur de toute modélisation physique en ingénierie côtière. Alors dans une première partie, nous présenterons les paramètres physiques, économiques et environnementaux de la zone d’implantation de l’île pétrolière. Ensuite, nous décrirons le matériel et les méthodes utilisés lors des tests en modèle physique. Disposant de toutes les informations du milieu de l’île Mittelplate, les essais en canal à houle ont commencé début mai 2011. Dans une troisième partie, nous analyserons les résultats des tests. Pour finir, et bouclé notre idée centrale, un quatrième chapitre sera dédié aux résultats transposées à la réalité. 

I/ Présentation générale du projet Mittelplate : caractéristiques de l’île, environnement et suivi en canal à houle

L’île Mittelplate est une plate-forme située dans l’estuaire de l’Elbe, en Allemagne [Figure 2]. Véritable île artificielle, elle est le lieu de forage et d’extraction de pétrole. Cette activité a été en mise en place et est assurée par le Consortium Mittelplate. Afin d’exposer correctement les motivations du projet, la première partie de ce rapport sera consacrée à la présentation générale de l’île Mittelplate. En ce sens, nous présenterons dans un premier temps les caractéristiques générales de l’île. Ensuite nous exposerons les conclusions des différents rapports décrivant l’environnement auquel est exposée la plate-forme. Enfin nous présenterons les caractéristiques demandées pour ce suivi en canal à houle.

Figure 2 : Photographie aérienne de l’île artificielle Mittelplate à marée montante ; source : RWE Company.

Caractéristiques générales de l’île Mittelplate

1.1.1 Localisation géographique

L’objet principal de ce rapport est une île, l’île artificielle Mittelplate. Elle est située dans le quart Sud-est de la Mer du Nord, ou plus précisément dans la partie allemande de la Mer des Wadden.

...