CETE laboratoire Normandie Centre régional des Ponts et Les...

CETE Normandie Centre

laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois

Les rapports Affaire n° 120360

CETMEF

Courantologie dans des

méandres en rivière de plaine

Novembre 2009

MINISTERE DE L'ÉCOLOGIE, DE L'ÉNERGIE, DU DÉVELOPPEMENT DURABLE ET DE L'AMENAGEMENT DU TERRITOIRE

CETE Normandie Centre – Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Blois

Affaire 120360 Courantologie en méandre de rivières de plaine novembre 2009 sur 61

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A Juillet 2009 Version provisoire B Novembre 2009 Version définitive

Affaire suivie par

Erwan Le Barbu – Département Sciences de l’Environnement - Unité « Cours d’Eau »

Tél. : 02 54 55 49 16 – fax : 02 54 55 48 71

Mél : [email protected]

Destinataires CETMEF A l’attention de Monsieur Patrick Chasse...................... (1 ex) Département « Sciences de l’Environnement » ................ (1 ex) Secrétariat (affaire 110480)................................................ (1 ex) Centre de Gestion « CG4 » / 35



Sommaire

INTRODUCTION................................................................................................................................................. 7 I. PRÉSENTATION DES SITES ET PROTOCOLES DE MESURES....................................................... 8

A. PRINCIPE DE MESURE DE L’ADCP ............................................................................................................. 8 1. Principe physique.................................................................................................................................... 8 2. Protocole de mesure et mesures effectuées par l’aDcp........................................................................... 9

B. PROTOCOLE DE MESURE......................................................................................................................... 10 C. PRÉSENTATION DES SITES DE MESURE.................................................................................................... 11

1. En Loire moyenne ................................................................................................................................. 11 2. Sur l’Isère à Grenoble........................................................................................................................... 11

D. CONDITIONS HYDROLOGIQUES DES MESURES EFFECTUÉES .................................................................... 12 1. Mesures en Loire................................................................................................................................... 12 2. Mesures sur l’Isère à Grenoble............................................................................................................. 12

II. RÉSULTATS ET ANALYSES .............................................................................................................. 13 A. EN LOIRE MOYENNE .............................................................................................................................. 13

1. Méandre de Bouteille ............................................................................................................................ 13 2. Méandre de saint Benoît ....................................................................................................................... 16 3. Méandre de Sigloy................................................................................................................................. 19 4. Méandre de Chateauneuf ...................................................................................................................... 21 5. Méandre de Sandillon ........................................................................................................................... 25 6. Évaluation de la répétabilité des mesures............................................................................................. 31

B. SUR L’ISÈRE À GRENOBLE ..................................................................................................................... 32 C. CONCLUSION ......................................................................................................................................... 33

III. COMPARAISON AVEC UN MODÈLE HYDRAULIQUE 2D ......................................................... 34 A. CONSTRUCTION DU MODÈLE .................................................................................................................. 34

1. La géométrie ......................................................................................................................................... 34 2. Les coefficients de Strickler................................................................................................................... 36 3. Les conditions aux limites ..................................................................................................................... 37 4. Autres paramètres de modélisation....................................................................................................... 38

B. RÉSULTATS ............................................................................................................................................ 39 1. Mise en eau du modèle et de sa stabilisation ........................................................................................ 39 2. Les lignes d’eau .................................................................................................................................... 41 3. Les vitesses............................................................................................................................................ 43

C. CONCLUSION ......................................................................................................................................... 50 CONCLUSION ................................................................................................................................................... 51



Table des Illustrations Figure 1: aDcp Diren Centre : Rio Grande Teledyne RDI 1200 kHz, 4 transducteurs............................ 8 Figure 2 : Principe de fonctionnement d’un ADCP (source : formation aDcp RDI France 2003) ........... 8 Figure 3 : l’effet Doppler (source : guide aDcp , groupe Doppler)........................................................... 8 Figure 4 : Composition des vitesses de l’aDcp ....................................................................................... 9 Figure 5 : Caractéristiques géométriques des mesures effectuées par un aDcp ................................... 9 Figure 6 : Exemple de profil de vitesse mesuré avec un aDcp (LRPC Blois, Sandillon le 30/04/2009)10 Figure 7 : Embarcation et aDcp............................................................................................................. 10 Figure 8 : Potence de l’aDcp ................................................................................................................. 10 Figure 9 : Localisation des sites de mesure en Loire moyenne (source : géoportail)........................... 11 Figure 10 : Localisation du site de mesure sur l’Isère à Grenoble (source : géoportail)....................... 11 Figure 11 : Contexte hydraulique des premières mesures en Loire ..................................................... 12 Figure 12 : Profils de mesure effectués à Bouteille............................................................................... 13 Figure 13 : Profils de vitesse du méandre de Bouteille lors des mesures d’avril 2009......................... 14 Figure 14 : Profils de mesure effectués à saint Benoît ......................................................................... 16 Figure 15 : Profils de vitesse du méandre de Bouteille lors des mesures d’avril 2009......................... 17 Figure 16 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure des deux derniers profils de la boucle

de Saint Benoît ............................................................................................................................. 18 Figure 17 : Profils de mesure effectués à Sigloy................................................................................... 19 Figure 18 : Profils de vitesse du méandre de Sigloy lors des mesures d’avril 2009............................. 19 Figure 19 : Comparaison des deux campagnes de mesure : dernier profil de Sigloy (vitesses

moyennées sur 30 m) ................................................................................................................... 20 Figure 20 : Profils de mesure effectués à Châteuneuf.......................................................................... 21 Figure 21 : Profils de vitesse du méandre de Sigloy lors des mesures d’avril 2009............................. 22 Figure 22 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure de la boucle de Chateauneuf .......... 24 Figure 23 : Profils de mesure effectués à Sandillon.............................................................................. 25 Figure 24 : Profils de vitesse du méandre de Sandillon lors des mesures d’avril 2009........................ 26 Figure 25 : Profil 1 Sandillon campagne septembre 2009 .................................................................... 28 Figure 26 : Exemple de courantologie uniforme en étiage (Profil 5 Sandillon campagne septembre

2009)............................................................................................................................................. 28 Figure 27 : Profil de vitesse à Sandillon en étiage ( fosse de l’affouillement amont)............................ 28 Figure 28 : Gradient de vitesse en intrados de méandre en étiage (Sandillon profil 4 septembre 2009)

...................................................................................................................................................... 29 Figure 29 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure de la boucle de Sandillon................ 29 Figure 30 : Comparaison des 3 mesures conduites sur les profils 1 et 4 à Sandillon en avril 2009..... 31 Figure 31 : Profils de vitesse du méandre de l’Isère à Grenoble lors des mesures de mai 2008......... 32 Figure 32 : Comparaison des 3 profils des 3 allers de l’Isère à Grenoble en mai 2008 ....................... 32 Figure 33 : Bathymétrie initiale du modèle ............................................................................................ 34 Figure 34 : Bathymétrie finale utilisée ................................................................................................... 35 Figure 35 : Rugosité du modèle 2003 ................................................................................................... 36 Figure 36 : Rugosité a du modèle 2009 ................................................................................................ 37 Figure 37 : Pente amont et aval de Sandilon pour différentes crues (source SIEL) ............................. 38 Figure 38 : Lignes d’eau modélisées..................................................................................................... 38 Figure 39 : Localisation des points de contrôle de la mise en eau et de la stabilité du modèle ........... 39 Figure 40 : Évolutions de la cote de la ligne d’eau aux points de contrôle ........................................... 40 Figure 41 : Évolutions de la vitesse aux points de contrôle .................................................................. 40 Figure 42 : Évolution des débits linéiques aux points de contrôle ........................................................ 41 Figure 43 : Ligne d’eau modélisée au dernier pas de temps de calcul (condition aval maximale)....... 41 Figure 44 : Comparaison des lignes d’eau aux droits des points de contrôle (condition aval maximale

ou minimale) ................................................................................................................................. 42 Figure 45 : Courantologie modélisée condition aval maximale et localisation des profils de vitesse

mesurés avec l’aDcp .................................................................................................................... 43 Figure 46 : Courantologie modélisée condition aval maximale et géométrie amont modifiée.............. 44 Figure 47 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 7 (condition aval maximale et

minimale) ...................................................................................................................................... 45 Figure 48 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 3 en condition aval maximale

(géométrie amont horizontale et en biais) .................................................................................... 45 Figure 49 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 4 en condition aval maximale

(rugosité 2003 et 2009c)............................................................................................................... 46



Figure 50 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 3 en condition aval maximale (rugosité 2003 et 2009c)............................................................................................................... 46

Figure 51 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 5 en condition aval maximale (rugosité 2003 et 2009c)............................................................................................................... 46

Figure 52 : Comparaison des profils de vitesse modélisés (rugosité 2009c et condition aval maximale) avec les profils de vitesse mesurés par aDcp .............................................................................. 47

Figure 53 : Comparaison des profils bathymétriques du modèle Mike et mesuré avec l’aDcp ............ 49 Figure 54 : Comparaison des profils des rapports V/Vmoy modélisés sous Mike (625 et 2000 m3/s) . 50

Table des tableaux Tableau 1 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Bouteille (campagne avril

2009)............................................................................................................................................. 15 Tableau 2 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Bouteille (campagne mai

2009)............................................................................................................................................. 15 Tableau 3 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Saint Benoît (campagne

avril 2009) ..................................................................................................................................... 17 Tableau 4 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Saint Benoît (campagne mai

2009)............................................................................................................................................. 18 Tableau 5 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sigloy (campagne avril

2009)............................................................................................................................................. 20 Tableau 6 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sigloy (campagne mai

2009)............................................................................................................................................. 20 Tableau 7 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Châteauneuf (campagne

avril 2009) ..................................................................................................................................... 23 Tableau 8 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Châteauneuf (campagne

mai 2009) ...................................................................................................................................... 23 Tableau 9 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sandillon (campagne avril

2009)............................................................................................................................................. 27 Tableau 10 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sandillon (campagne

septembre 2009)........................................................................................................................... 27 Tableau 11 : Valeurs des vitesses moyennes et maximales sur les allers de l’Isère à Grenoble

(campagne mai 2008)................................................................................................................... 32 Tableau 12 : Synthèse des coefficients de Strickler utilisés ................................................................. 36 Tableau 13 : Cote de la ligne d’eau à l’échelle de Sandillon pour les rugosités testées ...................... 42 Tableau 14 : Tableau de synthèse de la comparaison des crues d’avril 2009 et de novembre 2008.. 50

Annexe Annexe A : Débits évalués lors des campagnes de mesure................................................................. 52 Annexe B : Position des profils des campagnes de mesure................................................................. 55 Annexe C : Profils de vitesses caractéristiques dans les méandres..................................................... 59



Introduction

Le LRPC de Blois a mené en 2008 des études bibliographiques sur les méthodologies françaises et internationales de dimensionnement des enrochements des coudes en rivières de plaine. Le rapport avait conclu que la méthodologie actuelle du dimensionnement de la blocométrie repose principalement sur la valeur de la vitesse de l’écoulement à proximité de l’ouvrage à enrocher.

Des études de la SOGREAH ont été réalisées en modèle réduit pour des cours d’eau à fortes pentes. Ces études ont montré que la valeur de cette vitesse pouvait être estimée par le produit de la vitesse moyenne de l’écoulement dans une section rectiligne par un coefficient multiplicateur compris entre 1 et 1,4.

Jusqu’à présent, la valeur de ce coefficient multiplicateur était surestimée dans un souci de sécurité. En effet, en surestimant cette vitesse, la granulométrie des blocs est surestimée également. A l’heure actuelle, il semblerait que la granulométrie des enrochements soit trop surestimée. En effet, compte tenu de la granulométrie des cours d’eau, il paraît impensable que l’écoulement soit assez puissant pour faire se déplacer de tels blocs pour des cours d’eau à sable comme l’est la Loire notamment.

Cette étude se propose de réaliser des mesures de profils de vitesse sur des méandres de plaine (Loire moyenne). Ces mesures ont été conduites à l’aide d’un profileur de courant par effet Doppler (aDcp : acoustic Doppler curent profiler). A l’aide de ces mesures, les coefficients de sur vitesse ont été évalués. Ces résultats seront comparés à des mesures réalisées sur l’Isère à Grenoble lors du stage de fin d’étude au Cemagref de Lyon de LE BARBU Erwan.

Après avoir rapidement présenté l’outil aDcp, une description du protocole ainsi que des sites

de mesure sera réalisée. Dans un deuxième temps, les profils de vitesses seront analysés. Enfin, une comparaison des mesures réalisées à Sandillon avec les résultats du modèle hydraulique 2D Mike 21 sera réalisée.



I. Présentation des sites et protocoles de mesures

A. Principe de mesure de l’aDcp

1. Principe physique

Les appareils utilisés par la technique acoustique étudiée ici sont des aDcp (acoustic Doppler current profiler). Ils sont classiquement utilisés sur des cours d’eau pour la mesure du débit : le jaugeage.

Ces appareils sont constitués des plusieurs membranes (transducteurs) qui émettent une onde ultra sonore (de 300 à 2400 kHz). Après avoir émis l’onde, l’aDcp passe en mode écoute. La figure 1 présente l’aDcp utilisé lors des mesures.

Figure 1: aDcp Diren Centre : Rio Grande Teledyne RDI 1200 kHz, 4 transducteurs

Le signal acoustique frappe les MES présentes dans le fluide (figure 2). Il est alors renvoyé dans toutes les directions y compris celle du transducteur.

L’onde ré émise a été déformée par les MES. Cette déformation permet de caractériser certaines des propriétés physiques des MES présentes dans le milieu.

Figure 2 : Principe de fonctionnement d’un ADCP (source : formation aDcp RDI France 2003) Deux paramètres de l’onde ré émise sont utiles afin de caractériser le milieu traversé :

Le changement de fréquence traduit la vitesse des MES L’intensité du signal traduit la concentration des MES.

Par effet Doppler, le changement de fréquence entre le signal émis et le signal perçu par l’aDcp

est proportionnel à la valeur de la vitesse projetée sur l’axe source-recepteur. La figure 3 présente le principe Doppler.

Figure 3 : l’effet Doppler (source : guide aDcp , groupe Doppler)

Comme l’onde réalise un aller retour entre l’aDcp (émetteur puis récepteur) et la particule en

suspension (réceptrice puis émettrice), la formule qui permet de déterminer la vitesse V est déterminée par la formule suivante :

0

01

2)cos(

fffCV

−=α



2. Protocole de mesure et mesures effectuées par l’aDcp

L’aDcp évalue ainsi la vitesse de l’eau par rapport à son référentiel (mobile). Parallèlement, ce dernier évalue également la vitesse du fond du cours d’eau par rapport à son référentiel. Par composition des vitesses, il évalue la vitesse de l’eau par rapport au fond qui est considérée comme fixe. La figure 4 illustre cette composition des vitesses.

Figure 4 : Composition des vitesses de l’aDcp

Chaque mesure (vitesse du fond et vitesse de l’eau) est appelée ensemble de mesure. Pour

chaque ensemble de mesure, le signal perçu par l’aDcp est analysé par tranche temporelle. Ces tranches temporelles correspondent à des tranches verticales sur lesquelles les paramètres sont analysées (intensité et fréquence). En faisant se déplacer l’aDcp sur un profil en travers de cours d’eau (avec une embarcation), un maillage de la section est réalisé (figure 5). L’analyse des fréquences et des intensités permet de déterminer des profils de vitesses et d’intensités (permettant notamment de positionner le fond).

Figure 5 : Caractéristiques géométriques des mesures effectuées par un aDcp

La taille verticale de la maille est un paramètre modifiable par l’opérateur. Pour l’aDcp utilisé,

cette taille peut être réduite jusqu’à 5 cm. Dans un souci de robustesse des résultats, une maille de 10 cm a été choisie. La taille de la maille horizontale dépend de la vitesse de l’embarcation. Compte tenu de la rapidité des mesures (C=1500 m/s dans l’eau), la taille de la maille élémentaire est de l’ordre centimétrique. Dans un souci de lisibilité, les résultats ont été traité en moyennant les valeurs de 5 ensembles de mesure. La figure 6 présente un exemple de profil de vitesse mesuré avec un aDcp.



Figure 6 : Exemple de profil de vitesse mesuré avec un aDcp (LRPC Blois, Sandillon le 30/04/2009)

Certaines zones ne présentent pas de mesures. Il s’agit des berges ainsi que d’une bande de

40 centimètres à proximité de la surface libre et d’une bande de 30 centimètres environ (fonction de la hauteur d’eau) à proximité immédiate du fond. Hormis ces zones, les mesures sont conduites sur l’ensemble de la section.

B. Protocole de mesure

Les mesures ont été conduites par l’équipe bathymétrique du LRPC de Blois. L’aDcp utilisé est celui de l’équipe hydrométrique de la DIREN Centre. L’appareil a été fixé sur l’embarcation (figure 7) via une potence (figure 8) permettant d’immerger le capteur lors des mesures.

Figure 7 : Embarcation et aDcp Figure 8 : Potence de l’aDcp

Lors de la réalisation de chaque profil en travers, la position des rives a été évaluée à l’aide

d’un GPS portable. Chaque profil en travers a fait l’objet de deux mesures au minimum (un aller retour) afin de valider la courantologie observée lors de la première mesure.



C. Présentation des sites de mesure

1. En Loire moyenne

Les sites sur lesquels le LRPC Blois a réalisé des mesures de courantologie sont des méandres en Loire moyenne entre Sully sur Loire et Orléans dans le Loiret (45). Cinq méandres ont ainsi fait l’objet de mesures : Bouteille, Saint Benoît, Sigloy, Chateauneuf et Sandillon de l’amont vers l’aval. La figure 9 présente la localisation des méandres.

Figure 9 : Localisation des sites de mesure en Loire moyenne (source : géoportail)

Sur chaque méandre, un ensemble de 4 profils en travers ou plus a été défini de façon à bien

caractériser la courantologie de chacun des méandres.

2. Sur l’Isère à Grenoble

D’autres mesures ont également été analysées. Ces mesures ont été conduites par le Cemagref de Lyon lors du stage de fin d’étude réalisé par Erwan Le Barbu début 2008 à l’aval d’une boucle de l’Isère à Grenoble. Bien que l’objectif premier de ces mesures ait été l’analyse des intensités, la localisation de ces dernières est intéressante dans un souci de comparaison des profils de vitesse pour des méandres de rivière de plaine à faible pente (Loire) et à plus forte pente (Isère). La figure 10 présente la localisation du site de mesure de l’Isère à Grenoble.

Figure 10 : Localisation du site de mesure sur l’Isère à Grenoble (source : géoportail)

Les mesures n’ont été conduites que sur un unique profil en travers sur ce site.



D. Conditions hydrologiques des mesures effectuées

1. Mesures en Loire

Les premières mesures en Loire ont été conduites fin avril 2009 lors d’une petite crue de la Loire (700 m3/s en débit de pointe à Orléans). La figure 11 présente le contexte hydraulique des mesures.

Figure 11 : Contexte hydraulique des premières mesures en Loire

Les débits mesurés lors des mesures sont bien en accord avec les débits mesurés par la

DIREN Centre aux stations de Gien (plus à l’amont) et d’Orléans (plus à l’aval). Seul les dernières mesures (réalisées à Sandillon) présentent des débits mesurés trop faible de 7 % inférieur au débit théorique (sur une moyenne de 15 valeurs). Les valeurs de débits mesurés semblent être systématiquement sous évalué. Cette sous évaluation peut s’expliquer par la non prise en compte de l’immersion de l’appareil dans l’eau et de sa possible variation entre deux campagnes de mesures. Compte tenu des résultats attendus en terme de courantologie, aucune analyse plus fine ne sera réalisée.

En vue de caractériser la répétabilité de la courantologie pour toutes les classes de débits, des mesures complémentaires ont été réalisées sur les mêmes profils pour des débits bien plus faibles. Une seconde campagne de mesure a été conduite en mai 2009 pour les méandres de Bouteille, Saint Benoit, Sigloy et Châteauneuf (le débit de la Loire lors de cette campagne de mesure était de 150 m3/s). Une dernière campagne de mesures a été réalisée en septembre 2009 sur le méandre de Sandillon (débit de la Loire de 100 m3/s). Lors de cette campagne, les extrémités des profils n’ont pas été repérées par GPS. Les profils ont été positionnés approximativement en superposition des profils réalisés en avril 2009.

Les valeurs des débits évalués lors des mesures sont présentées en annexe A. Ces valeurs

sont relativement robustes pour la campagne d’avril 2009. Toutefois, les écarts à la moyenne ne sont pas satisfaisants pour la campagne menée en mai 2009. Les faibles profondeurs y ont notamment induit des incertitudes importantes sur l’estimation des débits (importance plus grande de l’immersion du capteur, distance des berges mal évaluées, faiblesse/absence des mesures pour des profondeurs faibles). Par ailleurs, la localisation des profils sur des sites à la courantologie particulière rend difficile la mesure exact du débit.

Pour réaliser des mesures robustes de débits, les hydromètres se placent sur des sections où

l’écoulement est uniforme et où les profondeurs sont les plus importantes possibles. En cas de trop faible profondeur, un autre type d’aDcp est utilisé (Stream Pro RDI).

2. Mesures sur l’Isère à Grenoble

Les mesures sur l’Isère à Grenoble ont été conduites mi mai 2008 lors de la fonte du manteau neigeux alpin. Le débit était alors relativement soutenu lors des mesures (250 m3/s) mais ne constituait pas une crue.



II. Résultats et analyses

La description des fichiers de mesure et la localisation (GPS) des profils est disponible en annexe B.

A. En Loire moyenne

Sur l’ensemble des figures présentant les cartes de situation des méandres ainsi que les mesures effectuées, le code couleur est le suivant :

Profils noirs représentant les mesures effectuées en avril 2009 Profils rouges représentant les mesures effectuées en mai 2009.

1. Méandre de Bouteille

a) Présentation des profils de mesure effectués

Figure 12 : Profils de mesure effectués à Bouteille

Les mesures n’ont pas été réalisées sur des profils en travers similaires. Aucune comparaison

de profils de vitesse à fort et à faible débit n’a pus être effectué.



b) Analyse

La figure 13 présente les profils de vitesse mesurés lors de la campagne de mesure d’avril 2009. Les vitesses représentées sont les valeurs moyenne des vitesses verticales.

oo1

0

50

100

150

200

0 100 200 300Dist RG (m)

V (c

m/s

)

0

1

2

3

prof

onde

ur (m

)

Vmoy 5 ensVmoy 30mbathymétrie

Figure 13 : Profils de vitesse du méandre de Bouteille lors des mesures d’avril 2009

Dans un souci de lisibilité des résultats, les vitesses ont été moyennées tous les 30 mètres.

Les profils de vitesses ne correspondent pas aux formes de profils de vitesse théoriques avec

des valeurs maximales en extérieur de méandre (ici en rive gauche). La bathymétrie du site n’est pas en accord avec la configuration géométrique du méandre. On s’attendait effectivement à trouver des fonds plus importants en extrados. Ces fonds ne se retrouvent que sur le profil 4 (fichier 007).

Les vitesses moyennes verticales brutes (noir) ont été moyennées sur des distances de 25 m

(points rouges) de façon à lisser les oscillations parasites des valeurs de vitesse. Ces oscillations traduisent les incertitudes de mesure relativement importante du fait sans doute des faibles profondeurs. L’effet du moyennage sur 25 m est nettement visible : les tendances globalement restent identifiables mais les pointes des valeurs de vitesses sont lissées. Aussi, les coefficients alpha sont plus faibles que ceux obtenus avec les valeurs de vitesse moyennes verticales brutes.



Le tableau 1 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la première campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 meandre001 0.88 1.04 1.18 intrados 1.2 1.36 intrados Profil 2 001 0.84 1.13 1.35 intrados 1.34 1.60 intrados Profil 3 003 0.97 1.25 1.29 intrados 1.5 1.55 intrados Profil 4 007 0.86 1.07 1.24 intrados 1.22 1.42 intrados Profil 5 010 1.14 1.32 1.16 intrados 1.45 1.27 intrados

Tableau 1 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Bouteille (campagne avril 2009)

Les coefficients sont relativement importants mais la localisation des vitesses maximales reste au centre de l’écoulement et non pas à proximité de l’extrados du méandre. Les valeurs des coefficients alpha sont très importantes pour les valeurs de vitesses brutes. Ces valeurs sont faussées par les incertitudes de mesure (profil 007 à 100 m de la rive gauche notamment).

Le tableau 2 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la deuxième campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil a data 001 1.19 1.42 1.19 intrados 1.54 1.29 intrados Profil b data 006 0.76 0.89 1.17 intrados 1.06 1.39 intrados Profil c data 009 0.77 1.02 1.32 intrados 1.08 1.40 intrados Profil d data 012 0.75 0.9 1.20 intrados 1.05 1.40 intrados Profil e data 016 0.77 0.93 1.21 intrados 1 1.30 intrados Profil f data 017 0.76 0.92 1.21 intrados 1.09 1.43 intrados Profil g data 020 0.93 1 1.08 intrados 1.3 1.40 intrados

Tableau 2 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Bouteille (campagne mai 2009) Les remarques restent similaires :

aucun gradient de vitesse en lien avec la courbure du site n’est observé les faibles profondeurs induisent des incertitudes de mesure.

Aucune comparaison n’a pu être effectuée. En effet, les profils de mesures n’ont pas été réalisés

aux mêmes endroits.



2. Méandre de saint Benoît


Figure 14 : Profils de mesure effectués à saint Benoît

Les deux derniers profils ont été réalisés sur des secteurs identiques, ils pourront donc être

comparés.



b) Analyse La figure 15 présente les profils de vitesses mesurés lors de la campagne de mesure d’avril 2009.

Figure 15 : Profils de vitesse du méandre de Bouteille lors des mesures d’avril 2009

Le premier profil présente des gradients de vitesse importants mais non expliqués. La

présence de l’île centrale pourrait expliquer que les écoulements sont plus importants dans le bras rive gauche du fait de la présence à l’amont du méandre de Bouteille.

La courantologie du deuxième profil redevient uniforme. Le troisième profil est situé en sortie de courbure. Sur ce secteur, les écoulements sont

contraints par une légère saillie de la digue. Un affouillement est identifiable en extrados de méandre (en rive droite). Le profil de vitesse montre des vitesses plus importantes en extrados (1,6 m/s) qu’en intrados (1 m/s). Le maximum de vitesse n’est pas situé à proximité immédiate de la berge mais à une vingtaine de mètres de celle ci.

Le dernier profil est situé en sortie de courbure. La courantologie et la bathymétrie sont plus homogènes.

Le tableau 3 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la première campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 004 1.05 1.4 1.33 intrados 1.64 1.56 intrados Profil 2 data 006 1.22 1.47 1.20 intrados 1.62 1.33 intrados Profil 3 data 010 1.1 1.4 1.27 25 1.6 1.45 20 Profil 4 data 012 1.14 1.27 1.11 intrados 1.37 1.20 intrados

Tableau 3 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Saint Benoît (campagne avril 2009)



Les valeurs de vitesses ainsi que des coefficients alpha restent cohérents avec les remarques émises ci dessus. Le tableau 4 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la deuxième campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil a data 022 0.94 1.15 1.22 intrados 1.27 1.35 intrados Profil b data 026 0.66 0.83 1.26 intrados 1.1 1.67 intrados Profil c data 033 0.91 1.15 1.26 10 1.4 1.54 5 Profil d data 034 0.74 0.85 1.15 intrados 1 1.35 intrados

Tableau 4 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Saint Benoît (campagne mai 2009)

Le profil b présente un gradient de vitesse important explicable mais la présence d’un rétrécissement momentanée du lit de la Loire sur ce secteur.

La figure 16 présente une comparaison entre les deux campagnes de mesures des profils de

vitesses des deux derniers profils en travers effectués.

profil 3

00.20.40.60.8

11.21.41.6

0 50 100 150 200distance RG (m)

alph

a

0

1

2

3

4

prof

onde

ur (m

)

avril 2009mai 2009

Figure 16 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure des deux derniers profils de la boucle de Saint Benoît

Les incertitudes de mesures (oscillations) sont plus importantes pour la deuxième campagne

de mesure. Néanmoins, les tendances ainsi que les valeurs du coefficient alpha restent similaires entre les deux campagnes de mesure.



3. Méandre de Sigloy


Figure 17 : Profils de mesure effectués à Sigloy

Les deux profils ont été réalisés sur des secteurs identiques, ils pourront donc être comparés.

b) Analyse

La figure 18 présente les profils de vitesse mesurés lors de la campagne de mesure d’avril 2009.

Figure 18 : Profils de vitesse du méandre de Sigloy lors des mesures d’avril 2009



Le premier transect est situé en entrée de courbure. La courantologie et la bathymétrie y sont uniformes. Le deuxième profil en travers est situé en sortie de courbure, le profil de vitesse présente une légère assymétrie avec des vitesses plus marquées en extrados (1.5 m/s en rive gauche) qu’en intrados (1 m/s en rive droite). Les vitesses maximales sont situées à une cinquantaine de mètres de la rive. La bathymétrie présente cette même dissymétrie.

Le tableau 5 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la première campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 014 1.16 1.31 1.13 intrados 1.46 1.26 intrados Profil 2 data 016 1.18 1.38 1.17 55 1.52 1.29 64

Tableau 5 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sigloy (campagne avril 2009)

Les valeurs de vitesses ainsi que des coefficients alpha restent cohérents avec les remarques émises ci dessus. Le tableau 6 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la deuxième campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 036 0.61 0.76 1.25 intrados 0.86 1.41 intrados Profil 2 data 039 0.77 0.84 1.09 intrados 0.97 1.26 intrados

Tableau 6 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sigloy (campagne mai 2009)

Le premier profil n’est pas positionné de façon similaire entre les deux campagnes de mesures. Le gradient de vitesse observé lors de la campagne de mesure de mai 2009 est plus important. La figure 19 illustre la comparaison du deuxième profil.

Figure 19 : Comparaison des deux campagnes de mesure : dernier profil de Sigloy (vitesses moyennées sur 30 m)

La bathymétrie est similaire : seule la hauteur d’eau est plus faible en mai 2009. La forme de

variation du profil de vitesse reste identique mais les valeurs extrêmes sont moins marquées en mai 2009.



4. Méandre de Chateauneuf


Figure 20 : Profils de mesure effectués à Châteuneuf

Les mesures d’avril 2009 et de mai 2009 ont été conduites sur les mêmes transects. Des

comparaisons pourront être réalisées.



b) Analyse


Data018

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200Dist RD (m)

V (c

m/s

)

0

1

2

3

4

prof

onde

ur (m

)

Vmoy 5 ensVmoy 30mbathymétrie

Figure 21 : Profils de vitesse du méandre de Sigloy lors des mesures d’avril 2009

Les deux premiers profils sont situés en entrée de la courbure de Chateauneuf. La

courantologie ainsi que la bathymétrie y sont uniformes. Les deux profils suivants sont situés dans le méandre. Le gradient de vitesse entre l’intrados

(rive gauche) et l’extrados (rive droite) est très marqué. La bathymétrie présente également une dissymétrie nette.

Le dernier profil est situé en sortie de courbure, le profil de vitesse retrouve son homogénéité

avec un légère dissymétrie du côté de l’extrados amont (rive gauche).



Le tableau 7 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la première campagne de mesure. moyenne 30 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 018 1.11 1.45 1.3 intrados 1.5 1.35 intrados Profil 2 data 022 1.33 1.46 1.10 intrados 1.63 1.23 intrados Profil 3 data 024 1.09 1.45 1.33 15 1.76 1.61 15 Profil 4 data 025 1.11 1.49 1.34 35 1.7 1.53 20 Profil 5 data 027 0.96 1.14 1.19 intrados 1.2 1.25 intrados

Tableau 7 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Châteauneuf (campagne avril 2009)

Les valeurs de vitesses ainsi que des coefficients alpha restent cohérents avec les remarques émises ci dessus. Le coefficient alpha est plus important pour les mesures brutes que pour les moyennes sur 30m. Le tableau 8 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la deuxième campagne de mesure. moyenne 25 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 041 0.75 0.87 1.16 intrados 1 1.33 intrados Profil 2 data 042 0.7 0.79 1.13 intrados 0.9 1.29 intrados Profil 3 data 044 0.82 1.04 1.27 15 1.23 1.50 12 Profil 4 data 046 0.6 0.73 1.22 37 0.92 1.53 18 Profil 5 data 048 0.69 0.77 1.12 intrados 0.95 1.38 intrados

Tableau 8 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Châteauneuf (campagne mai 2009)

Dans le méandre (profil 3 et 4), le coefficient de sur vitesse semble être légèrement plus important pour la première campagne de mesure (débit important). La position du maximum de vitesse par rapport à la berge de l’extrados reste identique (15 et 35 m).



La figure 22 présente la comparaison des profils de vitesse des deux campagnes de mesure.

Figure 22 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure de la boucle de Chateauneuf

Les deux premiers profils n’ont pas été réalisés sur des profils rigoureusement identiques ce

qui explique la différence en terme de bathymétrie. La courantologie reste similaire. Pour des profondeurs de 1 m, les incertitudes de mesures deviennent relativement importantes (profil 2).

Les deux profils situés dans le méandre présentent des bathymétries similaires. La répartition

des vitesses sur la section reste globalement similaire même si on observe une diminution du coefficient alpha maximale en extrados.

Le dernier profil présente des incertitudes de mesure marquées (profondeur de l’ordre du

mètre). En moyenne, les variations des vitesses sur le profil en travers ainsi que les valeurs du coefficient alpha restent similaires.



5. Méandre de Sandillon


Figure 23 : Profils de mesure effectués à Sandillon

Les profils I et II ont été réalisés dans le bras secondaire rive gauche. Ces mesures

permettent de caractériser la répartition des débits dans ces deux bras.



b) Analys e


Figure 24 : Profils de vitesse du méandre de Sandillon lors des mesures d’avril 2009

Le premier transect est situé au droit de la saillie de la digue à Bou. Le gradient de vitesse est

très marqué ainsi que la bathymétrie. En rive droite, la présence des palplanches est bien identifiée. Le deuxième transect est situé à l’aval de la confluence des deux bras en entrée du méandre.

Les écoulements sont déjà plus importants en rive gauche. Le troisième transect est situé en entrée de méandre, la courantologie est uniforme. La

bathyémtrie présente déjà une dissymétrie avec des fonds plus importants en rive gauche (futur extrados).

Le quatrième et le cinquième transect sont situés dans la courbure. La bathymétrie ainsi que la courantologie présentent un gradient très marquée avec des fonds (respectivement des vitesses) plus importantes en extrados (rive gauche).

Le dernier transect est situé à l’aval du méandre. Un basculement du chenal est observé au niveau de la bathymétrie ainsi qu’au niveau du profil de vitesse. Les vitesses et les fonds sont plus importants en rive droite.



Le tableau 9 présente les valeurs de ces coefficients pour l’ensemble des profils de la

première campagne de mesure. moyenne 25 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 032 1.28 1.73 1.35 12 2.14 1.67 2 Profil 2 data 037 1.07 1.29 1.21 62.5 1.5 1.40 57 Profil 3 data 039 1.19 1.4 1.18 90 1.64 1.38 96 Profil 4 data 047 1.22 1.6 1.31 37 2 1.64 14 Profil 5 data 041 1.14 1.6 1.40 40 1.84 1.61 26 Profil 6 data 047 1 1.28 1.28 intrados 1.38 1.38 intrados

Tableau 9 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sandillon (campagne avril 2009)

Les valeurs de vitesses ainsi que des coefficients alpha restent cohérents avec les remarques émises ci dessus. Les coefficients de sur vitesse maximaux sont atteints au niveau des profils 1, 4 et 5 avec des valeurs de coefficients atteignant jusqu’à 1,6 en vitesse instantanées et 1,4 en vitesses moyennées sur 25m.

Le maximum des vitesses est atteint à une certaine distance de la berge (15, 25m pour les

profils 4 et 5). Le profil situé à Bou est particulier : le maximum de vitesse est atteint à proximité immédiate de la berge du fait de la présence des palplanches.

Une comparaison de ces valeurs avec la campagne de mesure réalisée pour des conditions

d’étiage est intéressante à réaliser. Le tableau 10 présente une synthèse des valeurs mesurées. moyenne 25 m instantané fichier V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Profil 1 data 2001 0.56 0.7 1.28 15 0.9 1.6 23 Profil 2 data 2011 0.74 0.95 1.27 intrados 1.1 1.47 intrados Profil 3 data 2013 0.7 0.9 1.3 milieu 1 1.5 milieu Profil 4 data 2018 0.66 0.85 1.28 12 0.95 1.44 5 Profil 5 data 2021 0.65 0.76 1.17 milieu 0.87 1.3 milieu Profil 6 data 2024 0.6 0.65 1.1 milieu 0.75 1.25 milieu

Tableau 10 : Valeurs de vitesses moyennes et maximales sur la boucle de Sandillon (campagne septembre 2009)

Seuls les profils 1 et 6 ont été positionnés de façon précise (repères en berges identifiables). Les autres profils ont été positionnés approximativement lors de la campagne de septembre 2009.

Les vitesses moyennes maximales sont nettement plus faibles (de l’ordre de 2). Les coefficients des vitesses maximales en revanche restent similaires.

Le profil réalisé à Bou qui présentait les vitesses les plus importantes en bordure immédiate des palplanches a changé. En bordure immédiate des palplanches, les vitesses sont très faibles. Les vitesses maximales sont atteintes à 15 m de ces dernières. La figure 25 illustre ce constat.

Plus généralement, les vitesses maximales sont plutôt atteintes au milieu de l’écoulement

(profils 3, 5 et 6). La figures 26 illustre cette courantolgie. A l’amont de la fosse (entre le profil 3 et le profil 4), les écoulements les plus rapides sont

localisé en rive droite (intrados) sur une zone de très faible profondeur. Les écoulements y « rejoignent » la fosse dans laquelle les écoulements sont lents et uniformes (figure 27).

Seul le profil 4 présente des vitesses maximales en extérieur de la courbure (rive gauche). La figure 28 illustre cette courantologie.



Figure 25 : Profil 1 Sandillon campagne septembre 2009

Figure 26 : Exemple de courantologie uniforme en étiage (Profil 5 Sandillon campagne septembre 2009)

Figure 27 : Profil de vitesse à Sandillon en étiage ( fosse de l’affouillement amont)



Figure 28 : Gradient de vitesse en intrados de méandre en étiage (Sandillon profil 4 septembre 2009)

Les figures 29 présentent les comparaisons des bathymétries et des profils transversaux des

coefficients alpha des profils de Sandillon en petite crue et en étiage.

Figure 29 : Comparaison entre les deux campagnes de mesure de la boucle de Sandillon



Seul le profil 4 présente une courantologie similaire en crue en en étiage. En étiage, les vitesses maximales sont globalement situées au milieu des sections et non pas

en extérieur de courbure comme lors de la crue d’avril 2009. Le profil de Bou présente des vitesses faibles à proximité immédiate des palplanches alors

qu’elles étaient maximales lors de la crue. Les vitesses maximales sont souvent situées dans des zones de faibles profondeurs. Ce

constat s’explique sans doute par l’impact plus fort des seuils et des pentes localement induites sur les écoulements d’étiage que sur les écoulements en crue.

En annexe C sont présentés les champs de vitesse des profils en travers les plus représentatifs de la courantologie des coudes en rivière de plaine lors de la petite crue d’avril 2009.



6. Évaluation de la répétabilité des mesures

Systématiquement, deux mesures ont été réalisées sur chaque transect afin d’évaluer la répétabilité de ces dernières. La figure 30 présente une illustration de la comparaison des trois mesures qui ont effectuées sur deux transects de la boucle de Sandillon (transect 1 et 4).

Figure 30 : Comparaison des 3 mesures conduites sur les profils 1 et 4 à Sandillon en avril 2009

La bathymétrie reste très similaire. Les variations sont principalement dus à la différence de

trajectoire entre les trois mesures et à l’impossibilité d’en tenir compte. Les mesures de vitesse sont cohérentes surtout pour les secteurs où la profondeur est supérieure à 1 mètre. Pour les secteurs à faible profondeur, les mesures présentent des incertitudes plus importantes (jusqu’à 50 cm/s). Les valeurs moyennes restent néanmoins similaires.

Les résultats sont concluants : pour des hauteurs d’eau importantes, les mesures de vitesses

sont robustes. Pour des hauteurs d’eau plus faibles, les vitesses sont en moyenne bonnes mais elles présentent des variations importantes dues aux incertitudes de mesure.

Ces comparaisons ont été effectuées pour chaque mesure. Les résultats montrent la

robustesse des mesures.



B. Sur l’Isère à Grenoble Trois allers et retours ont été effectués lors des mesures. La figure 31 présente une illustration

de la bathymétrie et de la courantologie du premier aller.

Figure 31 : Profils de vitesse du méandre de l’Isère à Grenoble lors des mesures de mai 2008

La courantologie tout comme la bathymétrie présentent une dissymétrie marquée. Les fonds

et les vitesses sont plus importantes en extrados (rive droite). Dans un souci de lisibilité des résultats, les vitesses ont été moyennées tous les 5 mètres.

Le tableau 11 présente les valeurs de ces coefficients pour les trois aller effectués.

moyenne 5 m instantané V moy Vmax alpha max distance berge Vmax alpha max distance berge m/s m/s m m/s m Q1 1.43 1.73 1.21 12 1.91 1.34 7 Q2 1.35 1.78 1.32 12 1.88 1.39 16 Q3 1.38 1.76 1.28 12 1.95 1.41 10

Tableau 11 : Valeurs des vitesses moyennes et maximales sur les allers de l’Isère à Grenoble (campagne mai 2008)

Les coefficients alpha sont plus importants pour les valeurs brutes. Leurs valeurs sont égales à 1,4. Sur les vitesses moyennées sur 5 mètres, ce coefficient tombe à 1,3. Les valeurs des vitesses sont robustes entre les trois mesures. La figure 32 présente une comparaison des profils mesurés pour les 3 allers de cette campagne.

Figure 32 : Comparaison des 3 profils des 3 allers de l’Isère à Grenoble en mai 2008

La bathymétrie et les profils de vitesses moyennés sur 5 mètres sont très similaires.



C. Conclusion

Les coefficients de sur vitesses mesurées sur les méandres de Loire semblent être plus importants que ceux mesurés sur l’Isère à Grenoble. Les sites en Loire sont plus contraints (saillie de la digue, pincement de l’écoulement au droit de la courbure maximale de l’écoulement) que le site de Grenoble. En effet, le site de Grenoble présente une bathymétrie en extrados plus « douce » que celle observée à Sandillon notamment. Par conséquent, les forts coefficients mesurés sur la Loire seraient des réactions hydrauliques à des contraintes géométriques imposées par les ouvrages.

Par ailleurs, le coefficient maximal de 1,4 trouvé dans la bibliographie semble être insuffisant pour caractériser les vitesses maximales dans un méandre contrairement à ce qui était attendu. Sur le site de l’Isère à Grenoble, malgré les relativement faibles débits, le coefficient de 1,4 est atteint.

Lors des analyses, il s’est avéré que le coefficient de sur vitesse dépend très fortement du maillage spatial pris en compte. En effet, ce coefficient dépend de la distance de moyennage. Pour des vitesses moyennes verticales sur 1 mètre, le coefficient est nettement plus important que pour des vitesses moyennées sur 5 voir 30 mètres. L’outil aDcp permet de se doter de mesure de profil de vitesse sur des pas d’espace très restreint (moins de 20 cm). Il semble ainsi être indispensable de connaître la distance de moyennage choisie pour évaluer ce coefficient.

Le coefficient de sur vitesse pris en compte pour le dimensionnement des enrochements est censé prendre en compte la vitesse au droit des enrochements. Or, le maximum de vitesse est atteint à plus de 10 m de la berge et non pas en bordure immédiate de la berge. Les vitesses aux abords des zones à enrochements sont relativement faibles (inférieures aux vitesses moyennes). Le coefficient de sur vitesse sur cette zone devrait ainsi être inférieur à 1. L’aDcp ne permet pas de réaliser des mesures précises à proximité des berges et proche du fond. Néanmoins, une bande de vitesses faibles est systématiquement observée sur les profils de vitesses mesurées à l’aDcp (voir Annexe C).

La comparaison des mesures réalisées en avril et en mai 2009 pour deux conditions de débits semble montrer que les valeurs des coefficients de sur vitesses dépendent des conditions hydrauliques. En étiage, les coefficients maximaux semblent être plus faibles. Les vitesses maximales restent positionnées à une distance non négligeable de la berge.

Sur le site de Sandillon, la courantologie en étiage ne montre pas des vitesses fortes en extérieur de courbe (excepté pour un seul profil). Au contraire, les vitesses maximales sont atteintes au milieu de la section comme dans le cas d’écoulement dans des sections rectilignes. Les valeurs des coefficients alpha maximaux restent similaires à ceux mesurés en crue. Seuls leur localisation change.

Il serait très intéressant de poursuivre ces mesures en crue sur un site particulier comme le site de Sandillon présentant des gradients de vitesses particulièrement bien marqués dans le méandre et au niveau de la saillie de la digue à «Bou la Binette ».

L’analyse des profils de vitesse a également montré qu’une profondeur minimale de 1 m est nécessaire pour des valeurs de vitesse robustes en non bruitées. Cette profondeur minimale est réduite avec un autre appareil type d’aDcp : Stream Pro développé par RDI également. Cet appareil permet de réaliser des mesures pour des faibles hauteurs d’eau.

Il serait très intéressant de comparer les mesures réalisées avec l’aDcp avec des résultats de courantologie modélisés par un modèle hydraulique 2D par exemple. Le chapitre suivant compare les profils de vitesse mesurés avec les profils de vitesse modélisés par le logiciel Mike 21 utilisé par le LRPC de Blois.



III. Comparaison avec un modèle hydraulique 2D

Une modélisation hydraulique 2D des écoulements a été réalisé sur le site de Sandillon afin de comparer les vitesses modélisées avec les vitesses mesurées avec l’aDcp. Le modèle hydraulique qui a été utilisé est le logiciel Mike 21 développé par DHI.

A. Construction du modèle

Le modèle utilisé est une reprise d’un modèle qui avait été constitué en 2003 afin de modéliser les écoulements des crues extrêmes (cinquantennale, centennale et deux centennale) fortement débordante en lit majeur.

Le modèle est constitué d’un maillage de 5*5m. Il couvre l’ensemble de la boucle de Sandillon

avec 440 mailles horizontales et 400 mailles verticales.

1. La géométrie

La bathymétrie utilisée est celle qui a été réalisé le 11 juillet 2003. Les profils effectués (figure 33) étaient suffisamment proches pour réaliser une interpolation des cotes du fond du lit entre les profils.

Figure 33 : Bathymétrie initiale du modèle

La bathymétrie plus fine aux abords de la digue a permis de traduire de façon très précise

l’affouillement dans cette zone où les vitesses sont censées être plus importantes. De même, un karst situé à l’entrée de la courbe a également été bien cartographié avec la bathymétrie.



Concernant le lit majeur ainsi que les îlots et bancs sableux fréquemment hors d’eau à faible

débit, le MNT réalisé pour le compte de la DIREN Centre a été utilisé. Ce MNT très précis a permis couplé à la bathymétrie et aux interpolations a permis de se doter d’un modèle aux caractéristiques géométriques fines (figure 34).

Figure 34 : Bathymétrie finale utilisée

Le MNT permet de bien traduire les formes des zones hors d’eau en étiage. Les bancs

sableux ainsi que les îlots sont remarquablement bien définis. La digue (contours noirs) et également très bien identifiable. Elle constitue une véritable frontière pour les écoulements du modèle. La présence de chenaux dans le lit majeur est identifiée. Par ailleurs, une ancienne gravière est également très nettement visible.

A l’amont du modèle, une zone a été modélisée à la cote de 104 m NGF (insubmersible pour

la crue deux centennales. Cette zone bien qu’en eau a été mise hors d’eau pour des soucis de divergence du modèle. En effet, l’injection du débit se réalise de façon perpendiculaire à la frontière. Par ailleurs, la configuration géométrique de cette frontière induit des vitesses très importantes en rive droite source de divergence du modèle. Un test a été réalisé afin de prendre en compte une limite amont en biais et non plus horizontale.



2. Les coefficients de Strickler

Des tests de sensibilité ont été réalisés sur les valeurs des coefficients de Strickler. La configuration initiale s’est contentée de reprendre les valeurs des coefficients utilisés lors de la modélisation de 2003 (figure 35).

Figure 35 : Rugosité du modèle 2003

Une distinction entre le lit mineur amont et aval avait été réalisée. Par ailleurs, la forme des

zones de frottements plus important à l’aval était inexpliquée. Par conséquent, une autre configuration représentant plus fidèlement les zones émergées en lit mineur et distinguant les zones boisées des zones sableuses a été réalisée (figure 36). Seule la rugosité du lit mineur a été modifiée. Celle du lit majeur a été conservée.

Des tests de sensibilité sur la valeur des coefficients de Strickler ont été réalisés sur cette nouvelle configuration. Les valeurs des coefficients de Strickler sont présentées dans le tableau 12.

lit mineur lit majeur ilots végétalisés bancs sableux amont aval foret autre Strickler 2003 35 35 45 42 5 15 Strickler 2009 a 35 39 42 42 5 15 Strickler 2009 b 25 29 32 32 5 15 Strickler 2009 c 30 34 37 37 5 15

Tableau 12 : Synthèse des coefficients de Strickler utilisés



Figure 36 : Rugosité a du modèle 2009

3. Les conditions aux limites

Les mesures effectuées ont été réalisées fin avril 2009 lors d’une petite crue de la Loire. L’outil aDcp permet de mesurer les champs de vitesses en 3 dimensions sur un profil en travers. Aussi, le débit a été évalué à 625 m3/s lors des mesures effectuées sur le site de Sandillon.

Par ailleurs, la lecture de la ligne d’eau à l’échelle de Sandillon a également été réalisée.

Cette échelle se situe au milieu du modèle en rive gauche. La ligne d’eau à l’aval du modèle reste inconnue mais peut être évaluée à partir de la cote de la ligne d’eau d’une échelle de mesure située plus à l’aval du modèle (Checy). La cote de cette échelle n’a pas été relevée lors des mesures. L’analyse des lignes d’eau aval (échelle de Checy) et amont (échelle de Bou la Binette) a été réalisée sur les crues renseignées sur le site du SIEL (Diren Centre).

La figure 37 présente une synthèse des pentes amont et aval observées en fonction de la

hauteur d’eau à Sandillon.



Figure 37 : Pente amont et aval de Sandilon pour différentes crues (source SIEL)

Si la pente de la ligne d’eau aval est relativement stable avec l’intensité de la crue (entre 0,4

et 0,6 /1000), la pente de la ligne d’eau amont semble être plus faible (0,25/1000) pour des fortes crues que pour des crues plus faibles (0,5 /1000).

La hauteur d’eau relevée lors des mesures est de 0,4 m (cote de 96,27 m NGF). Dans cette configuration, la pente de la ligne d’eau aval est comprise entre 0,35 /1000 et 0,45 /1000. La condition aval de 95.51 m NGF ou de 95,68 m NGF est ainsi obtenue. Ces deux conditions aval ont été modélisées. La figure 38 illustre ces valeurs.

Figure 38 : Lignes d’eau modélisées

4. Autres paramètres de modélisation

Le modèle Mike 21 a besoin d’une ligne d’eau initiale. Cette ligne d’eau a été prise égale à la moyenne de la ligne d’eau aval (environ 95.6 m NGF) et de la ligne d’eau amont (96,8 m NGF) soit la cote de 96,2 m NGF.

Le pas de temps de calcul est également un paramètre de calcul. Ce temps doit être suffisamment important pour que la propagation des écoulements ne saute pas plus d’une maille entre deux pas de temps de calculs. Compte tenu de la taille des mailles de 5 m et d’une vitesse maximale supposée de 2.5 m/s, un pas de temps de 2 s a été choisi permettant de reproduire des vitesses jusqu’à 2.5 m/s sans prendre en compte la célérité de l’onde. Un pas de temps de calcul de 1 seconde serait plus pertinent mais le modèle n’a pas planté signe que 2 secondes suffisent.

Au début du calcul, le modèle injecte progressivement le débit jusqu’à atteindre sa valeur maximale (ici de 625 m3/s). Ce temps a été choisi égal à 2500 pas de temps. Si ce temps est trop cours, le modèle diverge (risque de gradient spatial de vitesse ou de cote de la ligne d’eau trop important). La durée de la modélisation a été choisie à 15000 pas de temps. Cette durée est nécessaire afin de trouver une situation d’équilibre du modèle (en vitesses et en cote des ligne d’eau).



B. Résultats

1. Mise en eau du modèle et de sa stabilisation

Au premier pas de temps de calcul, le logiciel présente une ligne d’eau constante à 96,2 m NGF. A partir de cet instant, le modèle se « vidange » le débit est progressivement injecté à l’amont du modèle. Afin d’illustrer cette période transitoire, 5 points ont été identifiés sur le modèle. Ces points sont répartis spatialement sur le modèle afin de permettre de visualiser les évolutions des paramètres sur l’ensemble du modèle. La figure 39 présente la localisation de ces points sur le fond de plan de la cote des lignes d’eau obtenue pour une condition aval maximale.

Figure 39 : Localisation des points de contrôle de la mise en eau et de la stabilité du modèle

Les évolutions de la cote de la ligne d’eau, des vitesses (moyenne verticale) et de la hauteur

d’eau peuvent être analysées et sont présentées dans les figures 40 et 41.

En pointillés figure les paramètres correspondant à la modélisation en condition aval minimale et en traits pleins en condition aval maximale.



Figure 40 : Évolutions de la cote de la ligne d’eau aux points de contrôle

Figure 41 : Évolutions de la vitesse aux points de contrôle

Les cotes des lignes d’eau commencent toutes à 96,2 m NGF comme cela a été spécifié. Dès

les premiers temps de calcul, les zones situées vers l’amont voient leur ligne d’eau augmenter et tendre vers leurs valeurs finales. Au contraire, les zones situées plus à l’aval voient leurs lignes d’eau diminuer et tendre vers leurs valeurs finales. Pour les zones intermédiaires, la ligne d’eau décroît tout d’abord (vidange du modèle) avant de s’exhausser légèrement jusqu’à atteindre leur valeur finale.

Très rapidement, les lignes d’eau se stabilisent (à partir de 12 000 s soit 6 000 pas de calcul). Le modèle a réalisé des calculs sur 15 000 pas de calcul soit 30 000 secondes.

La mise en eau du modèle dure 2 500 pas de calcul soit 5 000 secondes. Cet intervalle de

temps est identifiable sur le graphe des vitesses du point situé à l’amont. En effet, c’est à partir de 5 000 s que la vitesse cesse de progresser. Après 5 000 secondes, sa vitesse décroît car le débit est alors constant et sa cote de ligne d’eau continue à augmenter. Les zones se stabilisant le moins rapidement sont celles situées à l’aval. Dans cette étude, le modèle est suffisamment petit géographiquement pour que ce temps de stabilisation (3 500 pas de calcul soit 7 000 secondes) soit faible.

A titre d’information les évolutions du débit linéique (produit de la hauteur d’eau et de la vitesse) a également été analysé. Cette analyse est présentée dans la figure 42.



Figure 42 : Évolution des débits linéiques aux points de contrôle

Sur le point situé à l’amont, le débit linéique atteinte sa valeur finale à partir de 5 000

secondes. Pour les autres points de contrôle, l’atteinte de la stabilité est plus importante pour les points situés à l’aval du modèle. Plus le modèle présente un linéaire de cheminement important, plus le temps de stabilisation le sera également.

2. Les lignes d’eau

La figure 43 présente les lignes d’eau au dernier pas de temps de mesure dans le cas de la condition aval maximale.

Figure 43 : Ligne d’eau modélisée au dernier pas de temps de calcul (condition aval maximale)



Les écoulements se produisent exclusivement en lit mineur. L’île située à l’amont immédiat du méandre n’est pas complètement en eau. Seuls les passages transversaux sont immergés. Les cotes des lignes d’eau décroissent naturellement vers l’aval. Les lignes d’eau relativement élevées en amont du modèle sont des artéfacts de la modélisation. Sur ce secteur, les résultats ne doivent pas être analysés. En effet, du fait des conditions d’injection du débit notamment, les lignes d’eau et les champs de vitesse y sont erronés.

Un test de sensibilité a été réalisé sur les conditions aval du modèle (condition aval maximale

ou minimale selon la pente de la ligne d’eau aval). Une comparaison des lignes d’eau modélisées a été effectuée au droit des points de contrôle du modèle. Cette comparaison est illustrée dans la figure 44.

Figure 44 : Comparaison des lignes d’eau aux droits des points de contrôle (condition aval maximale ou minimale)

L’impact de la condition aval sur la ligne d’eau décroît en se rapprochant vers l’amont du

modèle. A l’amont du modèle (point de contrôle amont), l’impact devient nul.

Un contrôle de la ligne d’eau au droit de l’échelle de Sandillon a été réalisé (point de coordonnées 109 horizontal et 68 vertical). La cote relevée lors des mesures était de 96,27 m NGF. La cote modélisée sous Mike est de 96,187 m NGF pour une condition aval maximale et de 96,132 pour une condition aval minimale.

Les lignes d’eau modélisées semblent être trop faibles. Les coefficients de Strickler seraient

trop importants pour modéliser ces écoulements. Différentes rugosités ont été testées pour une condition aval maximale (figure 38). Les résultats en terme de cote de la ligne d’eau à l’échelle de Sandillon sont présentés dans le tableau 13.

Rugosité Cote eau échelle (m NGF)

Strickler 2003 96.187 Strickler 2009 a 96.169 Strickler 2009 b 96.34 Strickler 2009 c 96.242

Tableau 13 : Cote de la ligne d’eau à l’échelle de Sandillon pour les rugosités testées

La diminution généralisée du coefficient de Strickler par 10 (2009 b) est trop importante. Sa réduction généralisée par 5 (2009 c) est bien plus satisfaisante. C’est ce fichier de rugosité qui a été finalement retenu.



3. Les vitesses

a) Courantologie modélisée

La figure 45 présente la courantologie modélisée par le logiciel Mike ainsi que les profils sur lesquels des mesures aDcp ont été réalisées.

Figure 45 : Courantologie modélisée condition aval maximale et localisation des profils de vitesse mesurés avec l’aDcp

A l’amont du modèle, les vitesses sont particulièrement importantes à proximité de la rive

droite. Cette zone est sous l’influence des conditions de l’alimentation du modèle. En effet, le modèle injecte un débit orienté sur l’horizontale. Par conséquent, à proximité immédiate de la limite amont les écoulements sont artificiellement concentrés ver la rive droite. Très rapidement, la courantologie redevient plus homogène comme cela est observée in situ.

La prise en compte d’une condition amont en biais au lieu de la géométrie horizontale permet

de mieux modéliser la courantologie à l’amont du modèle. La figure 46 présente la courantologie du même modèle avec une modification de la géométrie de la frontière amont.



Figure 46 : Courantologie modélisée condition aval maximale et géométrie amont modifiée

Le contre courant modélisé en lit majeur rive gauche à l’amont du modèle est bien plus faible.

Ceci traduit une meilleure représentativité des écoulements. Sur les autres secteurs, la courantologie est similaire.

Dans le méandre, les vitesses maximales atteignent 2,25 m/s en extrados de méandre à Sandillon. Visuellement, un gradient de vitesse entre l’extrados et l’intrados semble être visible. L’analyse puis la comparaison des profils de vitesse au droit des 7 profils permettra de valider la courantologie modélisée.



b) Comparaison des profils de vitesse des tests de sensibilités

Une comparaison des profils de vitesse a été réalisée sur l’ensemble des tests de sensibilité effectués et détaillés plus haut. Le profil P4 a été choisi comme exemple du fait de sa position intéressante dans le méandre de Sandillon.

La figure 47 illustre l’impact de la condition aval sur le profil de vitesse du profil 7 le plus

sensible pour ce test de sensibilité.

Figure 47 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 7 (condition aval maximale et minimale)

L’impact de la condition aval est relativement faible (4 cm/s au maximum). Néanmoins, pour

une condition aval faible, les hauteurs d’eau sont plus faibles et donc les vitesses sont légèrement plus importantes pour laisser s’écouler un même débit.

La figure 48 illustre l’impact de la forme de la géométrie de la frontière amont sur le profil de vitesse du profil 3 le plus sensible pour ce test de sensibilité.

Figure 48 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 3 en condition aval maximale (géométrie amont

horizontale et en biais) L’impact de la forme (horizontale ou en biais) de la géométrie de la frontière amont est nul.

La figure 49 illustre l’impact de la rugosité sur le profil de vitesse du profil 4.



Figure 49 : Comparaison des profils de vitesse modélisés sur le profil 4 en condition aval maximale (rugosité 2003 et 2009c)

L’impact de la rugosité est relativement faible (5 cm/s au maximum). Néanmoins, pour une

rugosité importante, les hauteurs d’eau sont plus importantes et donc les vitesses sont légèrement plus faibles pour laisser s’écouler un même débit. Contrairement à l’impact de la condition aval où les profils de vitesses étaient systématiquement amplifiés, seule la zone située entre 100 et 150 m de la rive droite sont impact de façon importante par la rugosité. L’impact de la rugosité est en effet local selon les modifications locales de la rugosité entre les deux tests comparés.

A titre d’information, les figures 50 et 51 illustrent l’impact de la rugosité sur le profil de vitesse

des profils 3 et 5.



L’impact reste très faible (9cm/s d’écart maximal pour le profil 3 et 7cm/s pour le profil 5 pour

des vitesses supérieures à 1,2 m/s). Les résultats en terme de vitesse sont très robustes aux tests de sensibilités effectués.



c) Comparaison des profils de vitesse modélisés et mesurés

La figure 52 présente une comparaison des profils de vitesses modélisés sous Mike (condition aval maximale et rugosité 2009 c) avec les profils de vitesse mesurés avec l’aDcp.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 20 40 60Distance RD (m)

Vite

sse

(m/s

)

0

1

2

3

prof

onde

ur (m

)

P1 MikeP1 aDcpbathymétrie

Figure 52 : Comparaison des profils de vitesse modélisés (rugosité 2009c et condition aval maximale) avec les profils de vitesse

mesurés par aDcp



Les profils de vitesse modélisés sont globalement satisfaisant : les ordres de grandeur des vitesses

et des évolutions de ces dernières dans les profils sont globalement respectés (profils 1 et 4 remarquablement bien modélisés). Toutefois, quelques différences notables sont identifiables :

Profil 2 : vitesses mesurées fortes à proximité des berges Profil 3 : profils de vitesse modélisé en double cloche (écoulements provenant des 2 bras) ; les

vitesse mesurés sont plus homogènes sur l’ensemble du profil Profil 5 : la position des vitesses maximales est plus proche de l’extrados pour les mesures. La

valeur de la vitesse maximale est plus importante pour les mesures (0,3 m/s). En extrados, les vitesses modélisées près de la berge sont trop faibles (0,4 m/s).

Profil 6 : La position des vitesses maximales est bien modélisé. L’intensité des vitesses en intrados et en extrados est sous estimé par le modèle (jusqu’à 0,4 m/s).

Profil 7 : L’écoulement mesuré se déporte de la rive gauche vers la rive droite. Le modèle ne reproduit pas ce gradient de vitesse conduisant à une sous estimation des vitesses en rive droite de 0,6 m/s.

La bathymétrie du modèle peut être la source de ces écarts. La figure 53 présente la comparaison

des bathymétrie du modèle et mesuré par l’aDcp.



Figure 53 : Comparaison des profils bathymétriques du modèle Mike et mesuré avec l’aDcp

Les ordres de grandeur, la localisation des fosses et leur profondeur sont globalement bien

respectés. Trois profils présentent des singulartité non observés par les mesures aDcp : Profil 2 : sous Mike, la berge remonte en rive gauche mais reste à 3 m de fond avec l’aDcp Profil 4 : le début de l’affouillement en pied de digue à l’extrados (rive gauche) est mesuré

avec l’aDcp mais non modélisé sous Mike Profil 7 : En rive gauche, Mike présente une chenal secondaire plus élevé que le chenal

principal non mesuré par l’aDcp.



C. Conclusion

Le modèle Mike parvient relativement bien à modéliser la courantologie de Sandillon. La position et la valeur des vitesses maximales reste néanmoins sous estimée par rapport aux mesures effectuées.

Le débit modélisé reste très faible. Il serait très intéressant de réaliser une comparaison sur un épisode de crue plus important (Q> 1000 2000 m3/s). La figure 54 présente une comparaison des profils de vitesse modélisés sous Mike entre avril 2009 (Q = 625 m3/s) et novembre 2008 (Q=2000 m3/s). Le tableau 14 présente une synthèse des valeurs de vitesses modélisées lors de cette comparaison.

Figure 54 : Comparaison des profils des rapports V/Vmoy modélisés sous Mike (625 et 2000 m3/s)

30 avril 2009 novembre 2008 Vmoy Vmax Alpha max Vmoy Vmax Alpha max profil 5 1.08 1.47 1.36 2.02 2.4 1.2 profil 6 0.89 1.46 1.64 1.79 2.4 1.31

Tableau 14 : Tableau de synthèse de la comparaison des crues d’avril 2009 et de novembre 2008

Le coefficient de sur vitesse en extrados est plus faible pour la crue de novembre (1,3 contre 1,64 sur le profil 6). En effet, si pour la crue de novembre 2008 la valeur de la vitesse augmente en extrados, sa valeur augmente plus (proportionnellement) en intrados du méandre qu’en avril 2009. La modélisation de la crue de novembre 2008 a montré ses limites en terme de modélisation des vitesses en extraods (comparaison avec des mesures de vitesse de surface pour le compte de l’AITL DDE 45). Des mesures plus complètes à l’aDcp auraient été bien plus intéressantes car permettant de se doter d’un profil de vitesse.

L’outil aDcp est un outil puissant de validation et de calage de modèle 2D. Il permet de contrôler des profils de vitesse mais également de contrôler au droit de ces profils si les hauteurs d’eau sont bien modélisées. Par ailleurs, cet outil permet une mesure du champ de vitesse en 3 dimensions. La mesure des champs de vitesses hélicoïdaux dans les méandres peut ainsi être réalisée.



Conclusion

Des mesures de profils de vitesse des écoulements dans des coudes en rivières de Loire ont été réalisées à l’aide d’aDcp outils de mesure de profils verticaux de vitesse. L’objectif de ces mesures est d’évaluer la courantologie de ces sites où les vitesses des écoulements sont censées être maximales en extérieur de courbure. Ces fortes vitesses induisent des problématiques d’affouillement des ouvrages de protection (digues) qui justifient des protections par enrochements eux même dimensionnés selon les vitesses de l’écoulement.

En l’absence de mesure des vitesses à proximité des enrochements sur ces sites à

géométries contraintes, les gestionnaires utilisent des formules empiriques afin d’évaluer la vitesse avec un coefficient multiplicateur de la vitesse moyenne de l’écoulement. Ce coefficient a été évalué à 1,4 par des études en modèles réduits par la Sogreah et la CNR.

Les mesures ont été conduites sur 5 méandres de la Loire moyenne (Bouteille, Saint Benoit,

Sigloy, Chateauneuf et Sandillon). Sur chaque site, 4 à 5 profils ont été réalisés en doublons afin de bien caractériser les écoulements sur l’ensemble du méandre et d’estimer la robustesse des mesures. Deux campagnes de mesures ont été réalisées : une lors d’une petite crue de la Loire (Qp = 700 m3/s à Orléans) et une en condition d’étiage (Q < 150 m3/s).

Les profils situés dans la courbure en sortie de méandre présentent les gradients de vitesses

(et de bathymétrie) les plus important. Les coefficients de sur vitesse atteignent des valeurs jusqu’à 1,6 mais jamais en bordure immédiate des berges (de 5 à 15 m). En condition d’étiage, les sur vitesses dans les coudes de rivières sont souvent plus limitées excepté en sortie de méandre. Des profils de vitesse présentant des vitesses maximales au centre des sections sont même observés dans certains cas.

Un modèle hydraulique 2D a été réalisé sur le site pilote de Sandillon présentant la courbure

la plus marquée. Les écoulements des conditions hydrauliques de la petite crue ont été modélisés. Les profils de vitesses modélisés ont été comparés aux profils de vitesse mesurés. Les valeurs des vitesses maximales semblent être légèrement sous estimée. Par ailleurs, les vitesses maximales modélisées se produisent à distance plus importante que celles observées in situ.

Les écoulements de la crue de novembre 2008 (Qp = 2000 m3/s à Orléans) ont également été

modélisés. Les profils de vitesses obtenus montrent des gradients transversaux de vitesse plus faibles que ceux modélisés pour la petite crue qui s’est produite lors des mesures. Des mesures à plus fort débits devraient être conduites pour valider ou infirmer cette constatation.

Le coefficient de sur vitesse de 1,4 ne semble pas être aberrant compte tenu des résultats obtenus. Il serait souhaitable de réaliser d’autres mesures en crue sur le site pilote de Sandillon par exemple pour compléter les campagnes de mesures déjà réalisée. Les enrochements mis en place par les gestionnaires des digue de la Loire (AITL DDE 45) sont trop récent pour avoir un retour d’expérience suffisant. Depuis 5 ans, les enrochements qui ont été mis en place ont tous tenus. Aucune crue importante ne s’est produit sur ce laps de temps. Mesures réalisées par : Erwan Bourban et Robert QUENIOUX.

Blois, le 6 Novembre 2009

Rapport établi par

L’Ingénieur des TPE

Erwan Le Barbu



Annexe A : Débits évalués lors des campagnes de mesure

débit

fichier m3/s

écart à la moyenne

27/04/2009 après midi mesure a 000 270 après midi mesure a 001 377 après midi mesure b 000 334 6% après midi mesure b 001 340 7% après midi mesure b 002 311 -2% après midi mesure b 003 296 -6% après midi mesure b 006 313 -1% après midi mesure b 007 294 -7% après midi mesure b 008 320 1% après midi mesure b 009 324 2% moyenne 316.5

débit

fichier m3/s


29/04/2009 Matin 003 517 1% Matin 004 500 -2% Matin 005 507 -1% Matin 006 493 -3% Matin 008 540 6% Matin 010 507 -1% Matin 011 500 -2% Matin 012 517 1% Matin 013 512 0% Matin 014 501 -2% Matin 015 530 4% Matin 016 506 -1% moyenne 510.8 Après midi 017 576 6% perte fond Après midi 018 524 -4% Après midi 019 550 1% Après midi 021 550 1% Après midi 022 500 -8% Après midi 023 545 0% Après midi 024 541 -1% Après midi 025 544 0% Après midi 026 533 -2% Après midi 027 536 -2% Après midi 028 560 3% Après midi 029 572 5% moyenne 544.25



débit

fichier m3/s


30/04/2009 Matin 030 655 5% Matin 031 650 4% Matin 032 675 8% Matin 037 624 0% Matin 038 620 -1% Matin 039 621 -1% Matin 040 626 0% Matin 041 617 -1% Matin 042 632 1% Matin 023 617 -1% Matin 045 644 3% Matin 046 626 0% Matin 047 597 -4% Matin 048 521 -17% pb en bord Matin 049 651 4% moyenne 625.1 débit

fichier m3/s


Bras sd RD 033 270 0% 034 267 -1% 035 262 -3% 036 283 5% moyenne 270.5

débit

fichier m3/s


27/05/2009P001 132.19 -14% P005 144.47 -6% P006 145.43 -6% P008 155.78 1% P012 163.13 6% P014 156.99 2% P015 159.9 4% P016 172.93 12% P017 152.34 -1% P018 181.4 18% P019 146.7 -5% P020 169.14 10% P022 152.93 -1% P023 120.36 -22% P026 147.77 -4% P027 169.3 10% P032 147.5 -4% P033 157.53 2%moyenne 154.21



débit

fichier m3/s


28/05/2009P034 140.08 -7% P035 141.62 -6% P036 142.28 -6% P037 136.31 -10% P038 121.88 -19% P039 145.83 -3% P040 140.22 -7% P041 162.46 8% P042 120.46 -20% P043 162.5 8% P044 154.96 3% P045 231.27 53% départ pas bon (-60 m3/s) P046 125.29 -17% P047 184.79 23% P048 140.29 -7% P049 160.47 7%moyenne 150.67

18/09/2009 fichier débit (m3/s) écart moyenne

Loire totale sandillon2001 103 2% sandillon2002 101 0% sandillon2011 95 -6% sandillon2013 109 8% sandillon2014 106 5% sandillon2018 98 -3% sandillon2019 99 -2% sandillon2020 101 0% sandillon2021 100 -1% moyenne 101.3 bras RD sandillon2003 42 -10% sandillon2004 50 7% sandillon2005 48 3% moyenne 47 bras RG sandillon2006 35 mauvais sandillon2008 68 14% sandillon2009 51 -14% moyenne 60



Annexe B : Position des profils des campagnes de mesure

localisation position berges Heure et date

Nom fichierméandre profil X Y

14H47_27.04.09 000_meandre Bouteille 1 597730 309788 13H59_27.04.09 001_meandre Bouteille 1 597740 310053 14H21_27.04.09 000_ Bouteille 2 596580 310032 14H26_27.04.09 001_ Bouteille 2 596386 309952 14H39_27.04.09 002_ Bouteille 3 596391 310258 14H44_27.04.09 003_ Bouteille 3 596138 310140 14H49_27.04.09 006_ Bouteille 4 596293 310380 14H55_27.04.09. 007_ Bouteille 4 596095 310354 15H00_27.04.09 008_ Bouteille 5 595987 310820 15H05_27.04.09 009_ Bouteille 5 596194 310856 15H45_27.04.09 data003 Saint Benoit 1 59771 312810 10H50_27.04.09 data004 Saint Benoit 1 596904 312867 11h00_27.04.09 data005 Saint Benoit 2 597066 313673 11h08_27.04.09 data006 Saint Benoit 2 596754 313609 11h32_27.04.09 data007 Saint Benoit 596827 313983 11h42_27.04.09 data008 Saint Benoit 3 595555 314563 11h45_27.04.09 data010 Saint Benoit 3 595558 314380 11h54_27.04.09 data011 Saint Benoit 4 594737 314473 11h57_27.04.09 data012 Saint Benoit 4 594751 314256 12h09_27.04.09 data013 Sigloy 1 593686 314124 12h12_27.04.09 data014 Sigloy 1 593620 313937 12h22_27.04.09 data015 Sigloy 2 592821 314739 12h26_27.04.09 data016 Sigloy 2 592628 314590 15H00_29-04-09 data-017 Châteauneuf 1 592875 316282 15H05_29-04-09 data-018 Châteauneuf 1 592733 316367 15H12_29-04-09 data-019 Châteauneuf 2 593075 317142 15H18_29-04-09 data-021 Châteauneuf 2 592853 317121 15H24_29-04-09 data-022 Châteauneuf 2 troisième mesure 15H32_29-04-09 data-023 Châteauneuf 3 59226 317584 15H35_29-04-09 data-024 Châteauneuf 3 592552 317419 15H42_29-04-09 data-025 Châteauneuf 4 592278 317708 15H45_29-04-09 data-026 Châteauneuf 4 592259 317514 15H54_29-04-09 data-027 Châteauneuf 5 591927 317780 15H58_29-04-09 data-028 Châteauneuf 5 591862 317523 15H06_29-04-09 data-029 Châteauneuf 5 troisième mesure



localisation position berges Heure et date

Nom fichierméandre profil X Y

10H02_30.04.09 data-030 Sandillon 1 578926 318315 10H06_30.04.09 data-031 Sandillon 1 579086 318204 10H15_30.04.09 data-032 Sandillon 1 troisième mesure 10H20_30.04.09 data-033 Sandillon a 578310 317746 10H22_30.04.09 data-034 Sandillon a 578342 317691 10H25_30.04.09 data-035 Sandillon b 578075 317602 10H27_30.04.09 data-036 Sandillon b 578106 317526 10H32_30.04.09 data-037 Sandillon 2 577700 317495 10H40_30.04.09 data-038 Sandillon 2 577664 317192 10H50_30.04.09 data-039 Sandillon 3 577424 317575 10H53_30.04.09 data-040 Sandillon 3 577282 317432 10H59_30.04.09 data-041 Sandillon 5 577317 317873 10H06_30.04.09 data-042 Sandillon 5 577132 317799 10H15_30.04.09 data-043 Sandillon 5 troisième mesure 11H18_30.04.09 data-045 Sandillon 6 576937 318481 11H26_30.04.09 data-046 Sandillon 6 577298 318561 11H42_30.04.09 data-047 Sandillon 4 577154 317672 11H45_30.04.09 data-048 Sandillon 4 577334 317805 11H52_30.04.09 data-049 Sandillon 4 troisième mesure



position des berges Date Nom fichier Méandre profil

X Y 27/05/2009 P001 Bouteille a 599089 30978327/05/2009 P005 Bouteille a 599100 31001127/05/2009 P006 Bouteille b 598573 30983227/05/2009 P008 Bouteille b 598593 31003327/05/2009 P009 Bouteille c 597750 30995627/05/2009 P010 Bouteille c 597758 31005527/05/2009 P012 Bouteille d 597178 30976927/05/2009 P014 Bouteille d 597227 31001527/05/2009 P015 Bouteille e 596157 31005827/05/2009 P016 Bouteille e 596327 31007527/05/2009 P017 Bouteille f 596008 31097727/05/2009 P018 Bouteille f 596212 31097227/05/2009 P019 Bouteille g 596246 31167327/05/2009 P020 Bouteille g 596611 31169627/05/2009 P022 Saint Benoit a 596773 31214527/05/2009 P023 Saint Benoit a 596850 31211527/05/2009 P026 Saint Benoit b 596879 31337627/05/2009 P027 Saint Benoit b 597136 31339927/05/2009 P032 Saint Benoit c 595626 31447027/05/2009 P033 Saint Benoit c 595645 31459628/05/2009 P034 Saint Benoit d 594778 31430628/05/2009 P035 Saint Benoit d 594752 31446528/05/2009 P036 Sigloy a 593725 31393228/05/2009 P037 Sigloy a 593702 31411228/05/2009 P038 Sigloy b 592622 31461828/05/2009 P039 Sigloy b 592804 31470928/05/2009 P040 Chateauneuf a 592747 31640228/05/2009 P041 Chateauneuf a 592844 31640428/05/2009 P042 Chateauneuf b 592905 31698628/05/2009 P043 Chateauneuf b 593078 31706928/05/2009 P044 Chateauneuf c 592641 31746328/05/2009 P045 Chateauneuf c 592640 31759628/05/2009 P046 Chateauneuf d 592278 31755128/05/2009 P047 Chateauneuf d 592256 31772728/05/2009 P048 Chateauneuf e 591896 31759928/05/2009 P049 Chateauneuf e 591922 317814



date Lieu profil 18/09/2009 Bou sandillon200118/09/2009 Bou sandillon200218/09/2009 bras sd RD sandillon200318/09/2009 bras sd RD sandillon200418/09/2009 bras sd RD sandillon200518/09/2009 bras sd RG sandillon200618/09/2009 bras sd RG sandillon200818/09/2009 bras sd RG sandillon200918/09/2009 aval ile sandillon201018/09/2009 aval ile sandillon201118/09/2009 fin herbier RG sandillon201318/09/2009 fin herbier RG sandillon201418/09/2009 face saillie digue RG1 sandillon201518/09/2009 aval dune sandillon201618/09/2009 aval dune sandillon201718/09/2009 face saillie digue RG 2 sandillon201818/09/2009 face saillie digue RG 2 sandillon201918/09/2009 face saillie banc RD sandillon202018/09/2009 face saillie banc RD sandillon202118/09/2009 aval secteur sandillon202218/09/2009 aval secteur sandillon202318/09/2009 aval secteur sandillon2024

Localisation approximative des profils effectués le 18 septembre 2009



Annexe C : Profils de vitesses caractéristiques dans les méandres

Profil 3 boucle de Saint Benoît 29 avril 2009: data 010

Profil 2 boucle de Sigloy 29 avril 2009 : data 016

Profil 3 boucle de Chateauneuf 29 avril 2009 : data 024



Profil 4 boucle de Chateauneuf 29 avril 2009 : data 025

Profil 1 boucle de Sandillon 30 avril 2009 : data 032





Isère à Grenoble fin mai 2009

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