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Fonctionnement morpho-dynamique du Cher dans sa traversée Tourangelle : impacts sédimentaires à long terme d’un aménagement majeur à vocation d’urbanisation en zone inondable

Eric TIRIAU, Benoît LACOMBRADE, Adrien LAUNAY

Gestion des sites à forte sédimentation Le Havre, 6 & 7 décembre 2016


Repères géographiques

15

/12

/20

16

2

Bassin d’aviron Boucle de

Cangé

Pont de Saint-

Sauveur

Barrage de

Larçay

Barrage de

Rochepinard


L’aménagement du Cher dans Tours ■ Réalisé sur la période 1966 – 1970 (partie

amont, la plus importante) et 1995 – 1966

(partie aval)

■ Objectif de récupération de terrains

inondables pour l’urbanisation par remblais

et endiguement

■ Compensation hydraulique par rectification

et important élargissement du Cher

■ Régulation des niveaux par barrages à

clapet (barrage de Rochepinard)

■ Utilisation du plan d’eau créé pour les

loisirs nautiques

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/12

/20

16

3


L’aménagement du Cher dans Tours

15

/12

/20

16

4

■ La largeur du lit mineur est passé de 80 m à environ 200 m sur 8 km

IGN

SC

AN

19

50

IGN

act

uel


Les constats

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/12

/20

16

5

■ Une sédimentation régulière :

• Des opérations régulières de désensablement (de la fin des années 1970 au début des années 1980)

• Un curage important en 1985 – 1986 (400 000 m³)

• Un bassin d’aviron à nouveau ensablé aujourd’hui

■ Malgré des extractions dans la boucle de Cangé (jusqu’en 1995)

■ Des érosions nécessitant des interventions (barrage de Larçay, extrados de berges entre

Larçay et le bassin d’aviron)

Bassin d’aviron Boucle de

Cangé Pont de Saint-

Sauveur

Barrage de

Larçay Barrage de

Rochepinard


Les objectifs de l’étude

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■ Quantifier et identifier les causes du phénomène de sédimentation :

• Elargissement du lit ?

• Gestion des barrages ?

• Matériaux issus d’une érosion régressive ?

■ Proposer des éléments pour la gestion de la dynamique sédimentaire du Cher

conciliant :

• Les usages

• La préservation des milieux aquatiques

• Les enjeux hydrauliques


La démarche réalisée (pour le diagnostic)

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■ Exploiter de façon optimale l’ensemble des données disponibles…

• Topographie et bathymétrie

• Interventions humaines

■ …Pour aboutir à une analyse chronologique quantifiant au plus juste les évolutions

sédimentaires

■ Modéliser le fonctionnement hydraulique pour disposer des paramètres influençant

le transport solide

■ Retenir une formule de transport solide cohérente avec les bilans sédimentaires

■ Consolider l’analyse et répondre aux interrogations sur le fonctionnement

sédimentaire

■ Evaluer l’impact à moyen terme de la sédimentation sur l’aléa d’inondation


Analyse chronologique des évolutions

8

■ Bilans à différentes périodes dans le tronçon barrage de Larçay – barrage de

Rochepinard

+ Sédimentation

- Erosion

+ Extractions

= Différence entre volume solide entrant et volume solide sortant

■ Analyse de l’évolution du profil en long en aval du barrage de Rochepinard



9

■ Exemple sur la période

1971 - 1985

+ Sédimentation :

280 000 m³

- Erosion :

-40 000 à -80 000 m³

+ Extractions :

240 000 m³

= 440 000 à 480 000 m³,

soit 30 000 à

33 000 m³/an



10

■ Aval barrage de

Rochepinard

= Perte de 480 000 m³

entre 1932 et 2009


Modélisation hydraulique 1D

11

5 10 15 20 25 30 3536

38

40

42

44

46

48

50

52

54

Etat_1932

PK GFH (km)

Altitu

de

(m

)

Legend

charge PF 5

charge PF 4

charge PF 3

charge PF 2

charge PF 1

charge PF 6

Fond moyen du lit

aval b

arr

...

am

on

t ba

rra

ge G

...

aval b

arr

age

Ro

che

pin

ard

aval b

arr

age

Larç

ay

aval b

arr

age

Ro

ujo

ux

Cher Tours

■ Disposer des paramètres déterminant le

transport solide (ou la capacité de transport) et

de leur évolution au cours du temps

Charge pour 22 m³/s

(étiage)

Charge pour 520 m³/s (F=0,99)

Avant

travaux de

recalibrage


10 15 20 25 3036

38

40

42

44

46

48

50

52

Etat_1970

PK GFH (km)

Altitu

de

(m

)

Legend

charge PF 5

charge PF 4

charge PF 3

charge PF 2

charge PF 1

charge PF 6

Ground

am

on

t ba

rra

ge ...

aval b

arr

age

Ro

che

pin

a...

équ

iva

len

t P

16

- 2

002

équ

iva

len

t P

12

- 2

002

équ

iva

len

t P

8

équ

iva

len

t P

6 -

20

02

aval b

arr

age

Larç

ay

aval b

arr

age

Ro

ujo

ux

Cher Tours

Modélisation hydraulique 1D

12

des pentes

d’écoulement du fait

de l’abaissement aval

des pentes d’écoulement du

fait de l’élargissement et de la

gestion du barrage

Effets des

travaux de

recalibrage


Estimation du transport solide

13

■ Sédiments : sables de 0,5 à 3 mm

■ Formules testées : Engelund – Hansen, Recking 2013, Lefort 2007

■ Objectif : représenter au mieux les bilans sédimentaires

■ Choix : Recking 2013 ici

■ Calcul en plusieurs points caractéristiques, à différentes périodes avec :

• Pente issue de la modélisation hydraulique (variable selon débit)

• Prise en compte de la gestion du barrage de Rochepinard

• Utilisation des débits classés sur la période considérée


Estimation du transport solide

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■ Volume transporté par

débits classés

• Ce sont les débits

entre 150 et 350 m³/s

qui transportent

l’essentiel des

volumes solides

• Transport annuel

moyen avant

aménagements :

~15 000 m³


Evolution du transport solide (ou de la capacité de transport) annuel

15


Conclusion du diagnostic sur le fonctionnement sédimentaire

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■ La sédimentation observée est principalement la conséquence de l’élargissement du lit mineur du Cher

■ La gestion du barrage a un rôle secondaire

■ Les sédiments proviennent aujourd’hui du bassin amont. L’érosion régressive, conséquence de l’élargissement, a apporté une partie des sédiments durant les premières années

■ La sédimentation dans l’élargissement a provoqué également une érosion progressive en aval

■ Tant que les capacités de transport ne seront pas rétablies, la sédimentation va se poursuivre (15 000 à 20 000 m³/an)

■ Le Cher va continuer à tendre vers sa largeur d’origine (80 m) en amont

■ En aval du bassin, la largeur du barrage continuera d’imposer un lit de grande largeur, avec sédimentation à fond plat


Conclusion du diagnostic sur le fonctionnement sédimentaire

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■ Situation en 2011, en période de chômage


Evaluation de l’impact hydraulique du fonctionnement sédimentaire

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■ Le modèle hydraulique est affiné en lit majeur et calé sur des modèles existants plus

détaillés

■ Estimation des dépôts à une échéance de 10 ans (à partir de l’état 2009) et répartition

en fonction de la capacité de transport par tronçon et de son évolution vers l’aval :

• 200 000 m³ dans le bassin d’aviron (rehausse des fonds d’environ 40 cm)

• 5 000 à 10 000 m³ en aval du barrage

■ Répartition en profil en travers selon la dynamique des écoulements (intrados / extrados

par exemple)

■ Modélisation prospective à 10 ans

• Débits de référence de l’EDD des digues de classe A de Tours

• Modification seule de la géométrie

• Modification de la géométrie et de la rugosité (prise en compte de la croissance de la

végétation sur les bancs qui deviendront émergés)



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■ Une crue importante ne

provoque pas de

« chasse » de

sédiments dans la

retenue (la pente

d’écoulement y est

toujours moins forte

qu’en amont et en aval)

■ Pas de modification du

rythme de

sédimentation au bout

de 10 ans

0 5 10 15 20 25 30 35 4036

38

40

42

44

46

48

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52

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1) Etat_2009_LM 2) Etat_2019_LM 3) Etat_2019_LM_rug

PK GFH (km)

Altitu

de (

m)

Legend

WS PF 4 - Etat_2009_LM


WS PF 4 - Etat_2019_LM_rug


WS PF 3 - Etat_2019_LM_rug


Ground

aval b

arr

...

am

on

t ba

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aval b

arr

age

Ro

che

pin

ard

équ

iva

len

t P

16

- 2

002

équ

iva

len

t P

12

- 2

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équ

iva

len

t P

8

équ

iva

len

t P

5 -

20

02

aval b

arr

age

Larç

ay

aval b

arr

age

Ro

ujo

ux

aval b

arr

age

Nitra

y

Cher Tours



20

■ Impacts modérés, plus faible

que la hauteur des dépôts

■ L’évolution de la végétation

est plus déterminante

Point de calcul Configuration Crue de 1500 m³/s Crue de 1700 m³/s

Boucle Cangé

2019 sans modification de la rugosité

+ 7 cm + 6 cm

2019 avec modification de la rugosité

+ 20 cm + 20 cm

Amont bassin (P8)


+ 6 cm + 6 cm


+ 21 cm + 21 cm

Amont Rochepinard (P16)


+ 1 cm + 1 cm


+ 17 cm + 17 cm

Aval Rochepinard


+ 0 cm + 0 cm


+ 16 cm + 17 cm


Perspectives de gestion (phase en cours)

21

■ Scénario 0 : scénario tendanciel (ou de non intervention) avec actions de suivi

• Sur la sédimentation

• Sur la végétation

• Sur les impacts sur les usages

■ Scénario 1 : scénario 0 complété par :

• Une modification de la gestion des ouvrages

• Une adaptation des usages

• Une adaptation de l’entretien de la végétation

■ Scénario 2 : scénario de transfert sédimentaire artificiel

■ Scénario 3, ambitieux : Imaginer une reconfiguration complète du Cher dans sa traversée

tourangelle pour rétablir le transit sédimentaire

• Utilisation de l’ancien tracé du Cher ?

■ Réflexion en cours d’initiation, nécessitant au préalable une clarification des

objectifs (risque d’inondation, usages actuels, restauration du fonctionnement

sédimentaire et renaturation

www.arteliagroup.com


www.sage-cher-aval.fr

Merci de votre attention

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