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BRGM
Mairie de Septèmes-les-Valions13240 SEPTEMES l«t.VALLONS
Groupe Union de Services publics71 Avenue du Général Leclerc
95600 EAUBONNE
Commune de Septèmes-les-Vallons (13)Décharge contrôlée
du vallon des Mayans
Apports superficiels amont
Prise en compte des crues centennales
par P. GIRON et M. GRAVOST
Juin 198989 SGN 495 PAC
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRESService Géologique Régional Provence - Alpes - Côte d'Azur
Domaine de Luminy - Route Léon-Lachamp - 13009 MarseilleTél.: 91.41.24.46 -Télex : BRGM 401585 F
BRGM
Mairie de Septèmes-les-Valions13240 SEPTEMES l«t.VALLONS
Groupe Union de Services publics71 Avenue du Général Leclerc
95600 EAUBONNE
Commune de Septèmes-les-Vallons (13)Décharge contrôlée
du vallon des Mayans
Apports superficiels amont
Prise en compte des crues centennales
par P. GIRON et M. GRAVOST
Juin 198989 SGN 495 PAC
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRESService Géologique Régional Provence - Alpes - Côte d'Azur
Domaine de Luminy - Route Léon-Lachamp - 13009 MarseilleTél.: 91.41.24.46 -Télex : BRGM 401585 F
CSJROUF»E UPJION DE SERX^-JCCES F^UBJCICS
DECHARGE CONTROLEE DO VALLON DES HAYONS
COMMUNE DE SEPTEMES-LES-VALLONS (Bouches-du-Rhône)
APPORTS SUPERFICIELS AMONT
PRISE EN COMPTE DES CROES CENTENNALES
pat- P. CI RON et M. GRAVOST
89 SGN 495 PAC juin 1989
RESUME
Dans le cadre de 1 'étude hydrogéologique de la décharged'ordures ménagères de la commune de Septèmes-les-Vallons (13)^**, le problèmedu dimensionnement des buses d'évacuation des apports superficiels enprovenance de l'amont avait été traité en fonction des averses de fréquencedécennale.
La mairie de Septèmes-les-Vallons et 1 'Union des servicespublics ont demandé au Bureau de Recherches Géologiques et Minières P.A.C.A,d'examiner le problème en fonction des averses de fréquence centennale et deprendre en considération les possibilités de rétention (volume tampon) àl 'amont du projet.
L 'analyse des documents élaborés par les services de laMétéorologie nationale a permis de construire les courbes "enveloppes" deshauteurs de précipitations maximales cumulées sur 24 h, pour des temps deretour de 10 et 100 ans.
La simulation des différents procédés de rétention (volumetampon) permet de montrer le rôle favorable joué par la route du vallon Dol enposition de digue (remblai) lors de la traversée des vallons. En effet, levolume disponible (de l 'ordre de 2.000 m^) de retenue avec une hauteur dedigue de l'ordre de 3 à 4,5 m et un débit de vidange (ouvrage hydraulique sousroute) assuré par des buses (diamètres 500 et 1.000 mm), assure un bonécrêtement de l 'hydrogramme de crue,
La route Jouant déjà le rôle d'écran "tampon" et la déchargecontribuant à décaler dans le temps les volumes reçus sur son emprise, le faitde canaliser les écoulements dans des buses va provoquer une mise en vitesseplus importante que dans le milieu naturel. Pour y remédier, il s'agirad'aménager le thalweg à la sortie de la buse de Jonction en créant des marchesd'escalier pour briser l'énergie.
CSJROUF»E UPJION DE SERX^-JCCES F^UBJCICS
DECHARGE CONTROLEE DO VALLON DES HAYONS
COMMUNE DE SEPTEMES-LES-VALLONS (Bouches-du-Rhône)
APPORTS SUPERFICIELS AMONT
PRISE EN COMPTE DES CROES CENTENNALES
pat- P. CI RON et M. GRAVOST
89 SGN 495 PAC juin 1989
RESUME
Dans le cadre de 1 'étude hydrogéologique de la décharged'ordures ménagères de la commune de Septèmes-les-Vallons (13)^**, le problèmedu dimensionnement des buses d'évacuation des apports superficiels enprovenance de l'amont avait été traité en fonction des averses de fréquencedécennale.
La mairie de Septèmes-les-Vallons et 1 'Union des servicespublics ont demandé au Bureau de Recherches Géologiques et Minières P.A.C.A,d'examiner le problème en fonction des averses de fréquence centennale et deprendre en considération les possibilités de rétention (volume tampon) àl 'amont du projet.
L 'analyse des documents élaborés par les services de laMétéorologie nationale a permis de construire les courbes "enveloppes" deshauteurs de précipitations maximales cumulées sur 24 h, pour des temps deretour de 10 et 100 ans.
La simulation des différents procédés de rétention (volumetampon) permet de montrer le rôle favorable joué par la route du vallon Dol enposition de digue (remblai) lors de la traversée des vallons. En effet, levolume disponible (de l 'ordre de 2.000 m^) de retenue avec une hauteur dedigue de l'ordre de 3 à 4,5 m et un débit de vidange (ouvrage hydraulique sousroute) assuré par des buses (diamètres 500 et 1.000 mm), assure un bonécrêtement de l 'hydrogramme de crue,
La route Jouant déjà le rôle d'écran "tampon" et la déchargecontribuant à décaler dans le temps les volumes reçus sur son emprise, le faitde canaliser les écoulements dans des buses va provoquer une mise en vitesseplus importante que dans le milieu naturel. Pour y remédier, il s'agirad'aménager le thalweg à la sortie de la buse de Jonction en créant des marchesd'escalier pour briser l'énergie.
SOMMAIRE
Page n*
1, INTRODUCTION 1
2, PLUVIOMETRIE 3
3, DEBITS RUISSELES SANS PRISE EN COMPTE DE RETENTION 4
3,1, Méthodologie
3,2 Résultats
4, PRISE EN COMPTE D'UNE RETENTION 9
4.1, Méthodologie
4.2, Barrage en enrochement
4.3, Rôle de la route du vallon Dol
5, CONCLUSION 14
SOMMAIRE
Page n*
1, INTRODUCTION 1
2, PLUVIOMETRIE 3
3, DEBITS RUISSELES SANS PRISE EN COMPTE DE RETENTION 4
3,1, Méthodologie
3,2 Résultats
4, PRISE EN COMPTE D'UNE RETENTION 9
4.1, Méthodologie
4.2, Barrage en enrochement
4.3, Rôle de la route du vallon Dol
5, CONCLUSION 14
- 1 -
J. - JOlSÍTRODUCmON
Dans le cadre de l'étude hydrogéologique de la décharged'ordures ménagères de la commune de Septèmes-les-Vallons (13)^*>, le problèmedu dimensionnement des buses d'évacuation des apports superficiels enprovenance de l'amont avait été traité en fonction des averses de fréquencedécennale.
La mairie de Septèmes-les-Vallons et l'Union des servicespublics ont demandé au Bureau de Recherches Géologiques et Minières P.A.C.A.d'examiner le problème en fonction des averses de fréquence centennale et deprendre en considération les possibilités de rétention (volume tampon) àl'amont du projet.
L'analyse des documents élaborés par les services de laMétéorologie nationale a permis de construire les courbes "enveloppes" deshauteurs de précipitations maximales cumulées sur 24 h, pour des temps deretour de 10 et 100 ans.
Les éléments relatifs aux bassins versants (surface, longueur,pente, etc.) ont été déduits des cartes I.G.N. à 1/25.000.
On rappelle que le bassin versant à l'amont de la décharge sedivise en trois sous-bassins de caractéristiques inégales, qui convergent â lalimite aval du projet (cf fig. 1), En phase finale, l'exploitation couvrira unpeu plus du cinquième de la superficie totale.
<^' cf rapport B.R.Ç.H. 88 S6H 094 PAC.
- 1 -
J. - JOlSÍTRODUCmON
Dans le cadre de l'étude hydrogéologique de la décharged'ordures ménagères de la commune de Septèmes-les-Vallons (13)^*>, le problèmedu dimensionnement des buses d'évacuation des apports superficiels enprovenance de l'amont avait été traité en fonction des averses de fréquencedécennale.
La mairie de Septèmes-les-Vallons et l'Union des servicespublics ont demandé au Bureau de Recherches Géologiques et Minières P.A.C.A.d'examiner le problème en fonction des averses de fréquence centennale et deprendre en considération les possibilités de rétention (volume tampon) àl'amont du projet.
L'analyse des documents élaborés par les services de laMétéorologie nationale a permis de construire les courbes "enveloppes" deshauteurs de précipitations maximales cumulées sur 24 h, pour des temps deretour de 10 et 100 ans.
Les éléments relatifs aux bassins versants (surface, longueur,pente, etc.) ont été déduits des cartes I.G.N. à 1/25.000.
On rappelle que le bassin versant à l'amont de la décharge sedivise en trois sous-bassins de caractéristiques inégales, qui convergent â lalimite aval du projet (cf fig. 1), En phase finale, l'exploitation couvrira unpeu plus du cinquième de la superficie totale.
<^' cf rapport B.R.Ç.H. 88 S6H 094 PAC.
IMPLANTATION GENERALE DU PROJET
Echelle 1/25000,1, extrait cortes IGN:3l44est,3l45est,3244ouest
IMPLANTATION GENERALE DU PROJET
Echelle 1/25000,1, extrait cortes IGN:3l44est,3l45est,3244ouest
- 3 -
.2. £>JL0U\jrjOOl>(IETI^j:E
Les seules données considérées comme fiables par laMétéorologie nationale, dans le secteur, concernent la station de Marignane.Leur interprétation a conduit aux valeurs de précipitation maximale de périodede retour 10 ans et 100 ans sur les pas de temps suivants : 6', 30', 1 h, 2 h,3 h, 6 h, 12 h, et 24 h.
Comme le poste de Marignane n'est pas trop représentatif dusecteur d'étude (altitude inférieure et influence de l'étang de Berre), nousavons extrapolé ces valeurs au poste de Salon-de-Provence, dont trois valeursdécennales étaient connues (en 6', 30' et 1 h) . Ce sont ces dernières valeurs(plus élevées que Marignane), qui ont été retenues.
MARIGNANE (Météorologie nationale) - (mm)
A t
6'
30'
Ih
2h
3h
6h
12h
24h
T = 10 ans
9,7
27,9
37,9
48,9
55,4
66,4
86,6
94,7
T = 100 ans
12
39,8
54,9
70,8
82,6
97
117,7
136,8
T 100/T 10
1,24
1,42
1,45
1,45
1,49
1,46
1,44
1,44
SALON-DE-PROVENCE (mm)
T 10
16
45,5
68
(82,6)
(93,6)
(112,2)
(146,3)
(159,7
T 100 déduit
(23)
(65,5)
(97,9)
(118,9)
(134,8)
(161,6)
(210,7)
(230)
Nota - Les chiffres entre parenthèses indiquent des valeursextrapolées.
- 3 -
.2. £>JL0U\jrjOOl>(IETI^j:E
Les seules données considérées comme fiables par laMétéorologie nationale, dans le secteur, concernent la station de Marignane.Leur interprétation a conduit aux valeurs de précipitation maximale de périodede retour 10 ans et 100 ans sur les pas de temps suivants : 6', 30', 1 h, 2 h,3 h, 6 h, 12 h, et 24 h.
Comme le poste de Marignane n'est pas trop représentatif dusecteur d'étude (altitude inférieure et influence de l'étang de Berre), nousavons extrapolé ces valeurs au poste de Salon-de-Provence, dont trois valeursdécennales étaient connues (en 6', 30' et 1 h) . Ce sont ces dernières valeurs(plus élevées que Marignane), qui ont été retenues.
MARIGNANE (Météorologie nationale) - (mm)
A t
6'
30'
Ih
2h
3h
6h
12h
24h
T = 10 ans
9,7
27,9
37,9
48,9
55,4
66,4
86,6
94,7
T = 100 ans
12
39,8
54,9
70,8
82,6
97
117,7
136,8
T 100/T 10
1,24
1,42
1,45
1,45
1,49
1,46
1,44
1,44
SALON-DE-PROVENCE (mm)
T 10
16
45,5
68
(82,6)
(93,6)
(112,2)
(146,3)
(159,7
T 100 déduit
(23)
(65,5)
(97,9)
(118,9)
(134,8)
(161,6)
(210,7)
(230)
Nota - Les chiffres entre parenthèses indiquent des valeursextrapolées.
- 4 -
3- DEBUTS mJJCSSEJJES SA.NS
£>Ri:SE EN COJyi^TE DE RETENTION^
3.1. METHODOLOGIE
On a repris la méthodologie mise en oeuvre précédemment. Lecalcul a été effectué par la méthode dite "des formules rationnelles" à partird'un temps de concentration estimé pour chaque sous-bassin à l'aide de laformule de VENTURA-PASSINI :
avec
t., = 1.08 x (S x L)*^=»/p*/»
te = temps de concentration en heures ;
1,08 = coefficient caractéristique du bassin versant (valeurproposée par Passini) ;
S = surface du bassin versant en km* ;
L = pente du parcours en %.
L'intensité décennale de la pluie â prendre en compte estdonnée par la relation :
la. - 6,1 te-°-**(mm/mn) (mn)
valable pour la région Illd'après la circulaire 77.284/INT.
L'intensité centennale de la pluie à prendre en compte estl'intensité décennale multipliée par .1,44 (facteur déduit des précipitationsde Marignane).
Le débit instantané correspondant est donné par la relation :
Q =CxIxS/3,6(m=»/s) (mm/h) (km»)
D'après les observations de terrain, on a estimé le coefficientde ruissellement "C" entre 0,3 et 0,6.
- 4 -
3- DEBUTS mJJCSSEJJES SA.NS
£>Ri:SE EN COJyi^TE DE RETENTION^
3.1. METHODOLOGIE
On a repris la méthodologie mise en oeuvre précédemment. Lecalcul a été effectué par la méthode dite "des formules rationnelles" à partird'un temps de concentration estimé pour chaque sous-bassin à l'aide de laformule de VENTURA-PASSINI :
avec
t., = 1.08 x (S x L)*^=»/p*/»
te = temps de concentration en heures ;
1,08 = coefficient caractéristique du bassin versant (valeurproposée par Passini) ;
S = surface du bassin versant en km* ;
L = pente du parcours en %.
L'intensité décennale de la pluie â prendre en compte estdonnée par la relation :
la. - 6,1 te-°-**(mm/mn) (mn)
valable pour la région Illd'après la circulaire 77.284/INT.
L'intensité centennale de la pluie à prendre en compte estl'intensité décennale multipliée par .1,44 (facteur déduit des précipitationsde Marignane).
Le débit instantané correspondant est donné par la relation :
Q =CxIxS/3,6(m=»/s) (mm/h) (km»)
D'après les observations de terrain, on a estimé le coefficientde ruissellement "C" entre 0,3 et 0,6.
- 5 -
Strickler
avec
Dimensionnement des buses
Le calcul a été réalisé â partir de la formule de Manning-
Q = K x S X Rh»''* x I^/=»
Q = débit instantané en m^/s ;
K = coefficient de rugosité ;
S = section mouillée en m* ;
EUi " rayon hydraulique ;
I = pente en m/m.
"I" a été déterminé à partir des documents mis à notredisposition (plan â 1/5.000). Elle se tient entre 7 et 10 %.
Les calculs ont été menés dans les deux cas extrêmes suivants :
1. en phase initiale, la totalité des bassins-versantsparticipe au ruissellement qui converge à l'aval du projet ;
2. en phase finale, seule les parties situées en amont de laroute du vallon Dol participent à l'écoulement sous ladécharge, celle-ci réagissant selon des lois différentes.
3.2. RESULTATS
Le tableau 1 donne les débits instantanés maximaux â attendreen phase initiale, â l'aval de la décharge. Le tableau 2 donne les débitsinstantanés maximaux à prendre en compte à l'amont de la décharge, en fin etaprès exploitation, pour les averses décennales et centennales respectivement.
Les calculs ont été menés pour des buses en béton armécentrifugé et des buses métalliques multiplaques, dont les coefficients derugosité sont respectivement de 80 et 50.
- 5 -
Strickler
avec
Dimensionnement des buses
Le calcul a été réalisé â partir de la formule de Manning-
Q = K x S X Rh»''* x I^/=»
Q = débit instantané en m^/s ;
K = coefficient de rugosité ;
S = section mouillée en m* ;
EUi " rayon hydraulique ;
I = pente en m/m.
"I" a été déterminé à partir des documents mis à notredisposition (plan â 1/5.000). Elle se tient entre 7 et 10 %.
Les calculs ont été menés dans les deux cas extrêmes suivants :
1. en phase initiale, la totalité des bassins-versantsparticipe au ruissellement qui converge à l'aval du projet ;
2. en phase finale, seule les parties situées en amont de laroute du vallon Dol participent à l'écoulement sous ladécharge, celle-ci réagissant selon des lois différentes.
3.2. RESULTATS
Le tableau 1 donne les débits instantanés maximaux â attendreen phase initiale, â l'aval de la décharge. Le tableau 2 donne les débitsinstantanés maximaux à prendre en compte à l'amont de la décharge, en fin etaprès exploitation, pour les averses décennales et centennales respectivement.
Les calculs ont été menés pour des buses en béton armécentrifugé et des buses métalliques multiplaques, dont les coefficients derugosité sont respectivement de 80 et 50.
Tableau 1 - Débits à l'aval de la décharge en phase initiale d'exploitation
BV 1
BV 2
BV 3
1
Exutoireaval .
(jonc¬tion)
CARACTERISTigUES DES BASSINS VERSANTS
SUPERFICIE
ka2
0,38
0,25
0,73
1,36
LONGUEUR
DU .
CHEMINEMENT
km
1,35
1,14
2,5
2,5
PENTE
MOYENNE
X
18,5
17,7
12,9
12,9
te en
n
12.1
10,1
22,1
27
PARAMETRES AVERSE DECENNALE
I 10
(/h)
122
132
94
86
DEBITS INSTANTANES (3/s)
BRUT
12,9
9,2
19,1
32,5
CORRIGES
C = 0,3
3,9
' 1
2,8
5,7
9,7
C = 0.4
5,2
3,7
7,6
13
PARAMETRES AVERSE CENTENNALE
I 100
(»/h)
176
190
135
124
DEBITS INSTANTANES (13/5)
BRUT
18,6
13,2
27,4
59,2
CORRIGES
C = 0,3
7,4
5,3
11
18,7
C = 0,4
11,1
7.9
16,4
28.1
Tableau 1 - Débits à l'aval de la décharge en phase initiale d'exploitation
BV 1
BV 2
BV 3
1
Exutoireaval .
(jonc¬tion)
CARACTERISTigUES DES BASSINS VERSANTS
SUPERFICIE
ka2
0,38
0,25
0,73
1,36
LONGUEUR
DU .
CHEMINEMENT
km
1,35
1,14
2,5
2,5
PENTE
MOYENNE
X
18,5
17,7
12,9
12,9
te en
n
12.1
10,1
22,1
27
PARAMETRES AVERSE DECENNALE
I 10
(/h)
122
132
94
86
DEBITS INSTANTANES (3/s)
BRUT
12,9
9,2
19,1
32,5
CORRIGES
C = 0,3
3,9
' 1
2,8
5,7
9,7
C = 0.4
5,2
3,7
7,6
13
PARAMETRES AVERSE CENTENNALE
I 100
(»/h)
176
190
135
124
DEBITS INSTANTANES (13/5)
BRUT
18,6
13,2
27,4
59,2
CORRIGES
C = 0,3
7,4
5,3
11
18,7
C = 0,4
11,1
7.9
16,4
28.1
Tableau 2 - Débits à l'amont de la décharge en phase finale d'exploitation
BV 1
BV 2
BV 3
1
Exutoireaval
(jonc¬tion)
CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS
SUPERFICIE
ka2
0.25
0.15
0.63
1.03
LONGUEUR
DU
CHEMINEMENT
km
0.95
0.55
1.6
1.6
PENTE
MOYENNE
X
14.7
25.5
16.4
16,4
te en
n
10.5
5,6
16,05
19
PARAMETRES AVERSE DECENNALE
I 10
(--/h)
130
171.5
108
100
DEBITS INSTANTANES (eS/s)
BRUTi
9
7,15
18.9
28,6
CORRIGES
C = 0,3
2.7
1
2.1
5.7
8.6
C = 0.4
3,6
2.9
7.6
11.4
PARAMETRES AVERSE CENTENNALE
I 100
(-/h)
187
247
156
144
DEBITS INSTANTANES (aS/s)
BRUT
13
10,3
27,3
41,3
CORRIGES
C = 0,3
5.2
4.1
10,9
16.5
C » 0,4
7.8
6.2
16.4
24.7
Tableau 2 - Débits à l'amont de la décharge en phase finale d'exploitation
BV 1
BV 2
BV 3
1
Exutoireaval
(jonc¬tion)
CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS
SUPERFICIE
ka2
0.25
0.15
0.63
1.03
LONGUEUR
DU
CHEMINEMENT
km
0.95
0.55
1.6
1.6
PENTE
MOYENNE
X
14.7
25.5
16.4
16,4
te en
n
10.5
5,6
16,05
19
PARAMETRES AVERSE DECENNALE
I 10
(--/h)
130
171.5
108
100
DEBITS INSTANTANES (eS/s)
BRUTi
9
7,15
18.9
28,6
CORRIGES
C = 0,3
2.7
1
2.1
5.7
8.6
C = 0.4
3,6
2.9
7.6
11.4
PARAMETRES AVERSE CENTENNALE
I 100
(-/h)
187
247
156
144
DEBITS INSTANTANES (aS/s)
BRUT
13
10,3
27,3
41,3
CORRIGES
C = 0,3
5.2
4.1
10,9
16.5
C » 0,4
7.8
6.2
16.4
24.7
- 8 -
Le tableau suivant donne le dimensionnement des buses àen place (diamètre en mm) :
mettre
co
eu
SC
TYPE DE BUSE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
PERIODE
DE RETOUR
(ans)
10
10
100
100
10
10
100
100
COEFFICIENT
DE
RUISSELLEMENT
0,30,4
0,30,4
0,40,6
0,40,6
0,30,4
0,30,4
0,40,6
0,40,6
DIAMETRE DES BUSES (mn)
BV2
700
800
800900
900
1.000
1.1001.200
700
700
800
900
700
800
1.0001.100
BV 3
1.0001.100
1.2001.300
1.2001.400
1.5001.700
1.0001.100
1.2001.300
1.2001.400
1.5001.700
JONCTION
1.3001.400
1.5001.700
1.6001.900
1.9002.200
1.2001.300
1.4001.600
1.5001.800
1.8002.100
- 8 -
Le tableau suivant donne le dimensionnement des buses àen place (diamètre en mm) :
mettre
co
eu
SC
TYPE DE BUSE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
BUSE EN BETON ARME
BUSE METALLIQUE
PERIODE
DE RETOUR
(ans)
10
10
100
100
10
10
100
100
COEFFICIENT
DE
RUISSELLEMENT
0,30,4
0,30,4
0,40,6
0,40,6
0,30,4
0,30,4
0,40,6
0,40,6
DIAMETRE DES BUSES (mn)
BV2
700
800
800900
900
1.000
1.1001.200
700
700
800
900
700
800
1.0001.100
BV 3
1.0001.100
1.2001.300
1.2001.400
1.5001.700
1.0001.100
1.2001.300
1.2001.400
1.5001.700
JONCTION
1.3001.400
1.5001.700
1.6001.900
1.9002.200
1.2001.300
1.4001.600
1.5001.800
1.8002.100
- 9-
4 - F>RJOSE ElSr <::Oiyi£>TE D UNE
RETENTJCON^
4.1. METHODOLOGIE
Les dimensionnements précédents concernent un écoulementnaturel. Nous allons examiner ici les effets d'un réservoir t£unpon destinéà écréter les crues, dont la position est à l'amont de la route du vallon Dol.Celle-ci est en remblai au passage des vallons, le passage hydraulique sefaisant par une buse de diamètre 500 mm pour le bassin versant 2 et 1 .000 mm
pour le bassin versant 3.
Deux cas seront considérés pour chaque bassin versant :
barrage en enrochements avec vidange assurée par des buses demême diamètre que celles sous la route ;
* rôle du volume "naturel" de retenue disponible provoquée parle remblai de la route, la vidange se faisant par les busesde la route.
Les valeurs de pluviométrie de période de retour 10 ans et100 ans, à différents pas de temps, permettent de construire la courbe en¬veloppe des pluies maximales pour 10 ans et 100 ans selon le schéma suivant :
mm
temps (het
- 9-
4 - F>RJOSE ElSr <::Oiyi£>TE D UNE
RETENTJCON^
4.1. METHODOLOGIE
Les dimensionnements précédents concernent un écoulementnaturel. Nous allons examiner ici les effets d'un réservoir t£unpon destinéà écréter les crues, dont la position est à l'amont de la route du vallon Dol.Celle-ci est en remblai au passage des vallons, le passage hydraulique sefaisant par une buse de diamètre 500 mm pour le bassin versant 2 et 1 .000 mm
pour le bassin versant 3.
Deux cas seront considérés pour chaque bassin versant :
barrage en enrochements avec vidange assurée par des buses demême diamètre que celles sous la route ;
* rôle du volume "naturel" de retenue disponible provoquée parle remblai de la route, la vidange se faisant par les busesde la route.
Les valeurs de pluviométrie de période de retour 10 ans et100 ans, à différents pas de temps, permettent de construire la courbe en¬veloppe des pluies maximales pour 10 ans et 100 ans selon le schéma suivant :
mm
temps (het
_ 10 _
Le tracé de la courbe de vidange du bassin de rétention, sur cegraphique, permet le calcul du volume â stocker (H x surface active du bassinversant), selon la circulaire 77,284/INT.
Comme le débit de vidange est fonction de la hauteur d'eau(charge) dans le bassin de rétention et de ce fait varie en fonction du temps,nous avons procédé de la façon suivante (le calcul a été effectué parordinateur) :
> mise en équation des courbes enveloppes de pluie :
T = 10 ans Pmm = 68 x th**** pour t < 1 hPmm = 72,25 x th"*^' pour t > 1 h
T = 100 ans Pmm = 97,9 x t°** pour t < 1 hPmm = 104 x t"*** pour t > 1 h
mise en équation des courbes de capacité de stockage desbassins ;
calcul du débit de vidange pour différents diamètres de busesen fonction de la hauteur H ;
le débit de vidange a été assimilé à un écoulement parorifice :
SectionV
a- Q r 0,7 X S X Vg^TT
le bilan entre ce qui arrive et part, permet d'obtenir levolume maximum à stocker et la hauteur d'eau maximum, soit lahauteur minimum de digue.
_ 10 _
Le tracé de la courbe de vidange du bassin de rétention, sur cegraphique, permet le calcul du volume â stocker (H x surface active du bassinversant), selon la circulaire 77,284/INT.
Comme le débit de vidange est fonction de la hauteur d'eau(charge) dans le bassin de rétention et de ce fait varie en fonction du temps,nous avons procédé de la façon suivante (le calcul a été effectué parordinateur) :
> mise en équation des courbes enveloppes de pluie :
T = 10 ans Pmm = 68 x th**** pour t < 1 hPmm = 72,25 x th"*^' pour t > 1 h
T = 100 ans Pmm = 97,9 x t°** pour t < 1 hPmm = 104 x t"*** pour t > 1 h
mise en équation des courbes de capacité de stockage desbassins ;
calcul du débit de vidange pour différents diamètres de busesen fonction de la hauteur H ;
le débit de vidange a été assimilé à un écoulement parorifice :
SectionV
a- Q r 0,7 X S X Vg^TT
le bilan entre ce qui arrive et part, permet d'obtenir levolume maximum à stocker et la hauteur d'eau maximum, soit lahauteur minimum de digue.
- 11 -
4.2. BARRAGE EN ENROCHEMENTS
La valeur de rétention a été évaluée à partir d'agrandissementsde la carte I.G.N. à 1/25.000 (voir annexe 2 du rapport BRGM 88 SGN 094 PAC).
Compte tenu de la faible précision des documents de base, ils'agit d'approximations assez grossières, surtout pour les faibles volumes.
L'équation des courbes de capacité de stockage sont :
- bassin versant 2 : H (V) = 0,08 V + 5,27 V°'=»*
- bassin versant 3 : H (V) = 0,0197 V + 4,07 V*'-^"'
avec H en mètre (hauteur de digue) et V en millier de mètres cubes (volumestockable). Les résultats sont donnés dans le tableau suivant :
BASSIN
VERSANT
n" 2
(buse de
0 500 mm)
SKKXKKSSXS:
n» 3
(buse de
0 1000 mm)
COEF.
DE
RUISSELLE¬
MENT
0,3
0,4
0,6
0,3
0,4
0,6
HAUTEUR DIGUE MAX.
en m
T=10 ans
4,2
¿.8
6
4.8
5,9
7,5
T-lOO ans
-
5,8
7,6
-
7,5
10,2
DEBIT
en
BUSE MAX.
m3/s
T=10 ans
1,24
1,34
1,5
sssKKSxax
5,3
5,85
6,7
==
T-lOO ans
-
1,47
1,7
-
6,65
7,63
VOLUME MAX. A STOCKER
en m3
T-10 ans
392
680
1.520
Ma«a«MKBKS=
1.630
2.740
5.480
T-lOO ans
-
1.400
3.630
assxssxxsBS
-
5.400
12.700
- 11 -
4.2. BARRAGE EN ENROCHEMENTS
La valeur de rétention a été évaluée à partir d'agrandissementsde la carte I.G.N. à 1/25.000 (voir annexe 2 du rapport BRGM 88 SGN 094 PAC).
Compte tenu de la faible précision des documents de base, ils'agit d'approximations assez grossières, surtout pour les faibles volumes.
L'équation des courbes de capacité de stockage sont :
- bassin versant 2 : H (V) = 0,08 V + 5,27 V°'=»*
- bassin versant 3 : H (V) = 0,0197 V + 4,07 V*'-^"'
avec H en mètre (hauteur de digue) et V en millier de mètres cubes (volumestockable). Les résultats sont donnés dans le tableau suivant :
BASSIN
VERSANT
n" 2
(buse de
0 500 mm)
SKKXKKSSXS:
n» 3
(buse de
0 1000 mm)
COEF.
DE
RUISSELLE¬
MENT
0,3
0,4
0,6
0,3
0,4
0,6
HAUTEUR DIGUE MAX.
en m
T=10 ans
4,2
¿.8
6
4.8
5,9
7,5
T-lOO ans
-
5,8
7,6
-
7,5
10,2
DEBIT
en
BUSE MAX.
m3/s
T=10 ans
1,24
1,34
1,5
sssKKSxax
5,3
5,85
6,7
==
T-lOO ans
-
1,47
1,7
-
6,65
7,63
VOLUME MAX. A STOCKER
en m3
T-10 ans
392
680
1.520
Ma«a«MKBKS=
1.630
2.740
5.480
T-lOO ans
-
1.400
3.630
assxssxxsBS
-
5.400
12.700
_ 12. -
4.3. ROLE DE LA ROUTE DU VALLON DOL
Une topographie des cuvettes a été levée à l'échelle du 1/500,la chaussée de la route étant considérée comme le sommet d'une digue. De cefait, nous avons pris en compte un débordement possible en plus de la vidangeen continu par la buse.
Les équations des courbes de capacité de stockage sont :
Bassin versant 2 : H(V) = - 0,365 V + 2,57 v°-***»
- la hauteur totale du remblai est de 3 m et le volume total de1.898 m=» ;
Bassin versant 3 : H(V) =» - 3,5 V + 6,94 v*'*'"=»
- la hauteur totale du remblai est de 4,5 m et le volume de2.003 m*.
Le tableau suivant donne les résultats :
BASSIN VERSANT
n" 2
(BUSE DE 0 500 mm)
n» 3
(BUSE DE 0 1000' mm)
COEF.
de
RUISSEL.
0,3
0,4
0,6
0,3
0,4
0,6
HAUTEUR D'EAU
MAX. en m
T-10 ans
1,8
2,4
3
4,3
¿.5
^,5
1=100 ans
2,6
3
3
4,5
4,5
^,5
DEBIT BUSE MAX.
en m3/s
T=10 ans
0,82
0,93
1,05
5
5,1
5,1
T-lOO ans
0,95
1,05
1,05
5,1
5,1
5,1
VOLUME MAX. STOCKE
H3
T=10 ans
690
1.150
1.898
1.750
2.003
2.003
T-lOO ans
1.360
1.898
1.898
2.003
2.003
2.003
VOLUME DU DEBOR¬
DEMENT en m3
T-10 ans
0
0
900
0
1.100
7.000
T. 100 ans
0
700
3.800
1.700
5.000
19.000
_ 12. -
4.3. ROLE DE LA ROUTE DU VALLON DOL
Une topographie des cuvettes a été levée à l'échelle du 1/500,la chaussée de la route étant considérée comme le sommet d'une digue. De cefait, nous avons pris en compte un débordement possible en plus de la vidangeen continu par la buse.
Les équations des courbes de capacité de stockage sont :
Bassin versant 2 : H(V) = - 0,365 V + 2,57 v°-***»
- la hauteur totale du remblai est de 3 m et le volume total de1.898 m=» ;
Bassin versant 3 : H(V) =» - 3,5 V + 6,94 v*'*'"=»
- la hauteur totale du remblai est de 4,5 m et le volume de2.003 m*.
Le tableau suivant donne les résultats :
BASSIN VERSANT
n" 2
(BUSE DE 0 500 mm)
n» 3
(BUSE DE 0 1000' mm)
COEF.
de
RUISSEL.
0,3
0,4
0,6
0,3
0,4
0,6
HAUTEUR D'EAU
MAX. en m
T-10 ans
1,8
2,4
3
4,3
¿.5
^,5
1=100 ans
2,6
3
3
4,5
4,5
^,5
DEBIT BUSE MAX.
en m3/s
T=10 ans
0,82
0,93
1,05
5
5,1
5,1
T-lOO ans
0,95
1,05
1,05
5,1
5,1
5,1
VOLUME MAX. STOCKE
H3
T=10 ans
690
1.150
1.898
1.750
2.003
2.003
T-lOO ans
1.360
1.898
1.898
2.003
2.003
2.003
VOLUME DU DEBOR¬
DEMENT en m3
T-10 ans
0
0
900
0
1.100
7.000
T. 100 ans
0
700
3.800
1.700
5.000
19.000
- 13 -
L'examen de ce tableau permet de constater
bassin versant n* 2 : débordement nul à relativement faiblejusqu'au coefficient de ruissellement de 0,6 compris (périodede retour 10 ans pour ce coefficient) ;
bassin versant n* 3 : débordement nul à relativement faiblepour les coefficients de ruissellement 0,3 et 0,4 et pour unepériode de retour de 10 ans. Le débordement devient plus fortpour la période de retour 100 ans et pour le coefficient deruissellement 0,6.
Les reconnaissances de terrain (très peu de traces d'écoulementdans le vallon n* 2, traces certaines d'écoulement dans le vallon 3), lesrenseignements apportés par les agents du service technique de la mairie"jamais la route n'a débordé" et les résultats précédents confirment lebien-fondé d'un coefficient de ruissellement de l'ordre de 0,3 à 0,4.
La route du vallon Dol, en remblai lors de la traversée desvallons, favorise 1' écrêtement de l'hydrogramme de crue.
- 13 -
L'examen de ce tableau permet de constater
bassin versant n* 2 : débordement nul à relativement faiblejusqu'au coefficient de ruissellement de 0,6 compris (périodede retour 10 ans pour ce coefficient) ;
bassin versant n* 3 : débordement nul à relativement faiblepour les coefficients de ruissellement 0,3 et 0,4 et pour unepériode de retour de 10 ans. Le débordement devient plus fortpour la période de retour 100 ans et pour le coefficient deruissellement 0,6.
Les reconnaissances de terrain (très peu de traces d'écoulementdans le vallon n* 2, traces certaines d'écoulement dans le vallon 3), lesrenseignements apportés par les agents du service technique de la mairie"jamais la route n'a débordé" et les résultats précédents confirment lebien-fondé d'un coefficient de ruissellement de l'ordre de 0,3 à 0,4.
La route du vallon Dol, en remblai lors de la traversée desvallons, favorise 1' écrêtement de l'hydrogramme de crue.
- 14 -
5 . COJSrOX^CJSrjTOJPsT
Les valeurs de précipitations maximales de période de retour 10an et 100 ans ont été calculées sur les pas de temps suivants :
- 6', 30', 1 h, 2 h, 3 h, 6 h, 12 h et 24 h.
Les stations météorologiques utilisées sont celles de Marignaneet Salon-de-Provence, ce dernier poste est le plus représentatif du secteurétudié.
Le calcul des débits ruisselés de pointe â partir decoefficients de ruissellement déduits d'observations de terrain donne en avaldécharge (sans prise en compte du rôle de la décharge et en amont décharge),les débits suivants :
aval décharge (phase initiale) :
Q 10 ans = 13 m^/s ; Q 100 =: 28 m^'/s
amont décharge (phase finale) :
Q 10 ans :: 11 m'/s ; Q 100 ans = 25 m^/s.
Si le volume précipité reste identique, le débit de pointe à1' exutoire des bassins versants est plus faible car le volume qui ruissellesur la décharge est décalé dans le temps (pente faible).
L'évacuation de ces débits (et sans prise en compte derétention), nécessite des buses, respectivement pour les bassins versants n* 2
et 3, de diamètres 700 et 1100 mm (période de retour 10 ans), 700 et 1200 mm
(période de retour 100 ans).
La jonction à l'aval de la décharge nécessite une buse dediamètre 1300 mm (période de retour 10 ans) et diamètre 1500 mm (période deretour 100 ans).
La simulation des différents procédés de rétention (volumetampon) permet de montrer le rôle favorable joué par la route du vallon Dol enposition de digue (remblai) lors de la traversée des vallons. En effet, le
- 14 -
5 . COJSrOX^CJSrjTOJPsT
Les valeurs de précipitations maximales de période de retour 10an et 100 ans ont été calculées sur les pas de temps suivants :
- 6', 30', 1 h, 2 h, 3 h, 6 h, 12 h et 24 h.
Les stations météorologiques utilisées sont celles de Marignaneet Salon-de-Provence, ce dernier poste est le plus représentatif du secteurétudié.
Le calcul des débits ruisselés de pointe â partir decoefficients de ruissellement déduits d'observations de terrain donne en avaldécharge (sans prise en compte du rôle de la décharge et en amont décharge),les débits suivants :
aval décharge (phase initiale) :
Q 10 ans = 13 m^/s ; Q 100 =: 28 m^'/s
amont décharge (phase finale) :
Q 10 ans :: 11 m'/s ; Q 100 ans = 25 m^/s.
Si le volume précipité reste identique, le débit de pointe à1' exutoire des bassins versants est plus faible car le volume qui ruissellesur la décharge est décalé dans le temps (pente faible).
L'évacuation de ces débits (et sans prise en compte derétention), nécessite des buses, respectivement pour les bassins versants n* 2
et 3, de diamètres 700 et 1100 mm (période de retour 10 ans), 700 et 1200 mm
(période de retour 100 ans).
La jonction à l'aval de la décharge nécessite une buse dediamètre 1300 mm (période de retour 10 ans) et diamètre 1500 mm (période deretour 100 ans).
La simulation des différents procédés de rétention (volumetampon) permet de montrer le rôle favorable joué par la route du vallon Dol enposition de digue (remblai) lors de la traversée des vallons. En effet, le
- 15 -
volume disponible (de l'ordre de 2.000 m^) de retenue avec une hauteur dedigue de l'ordre de 3 à 4,5 m et un débit de vidange (ouvrage hydraulique sousroute) assuré par des buses (diamètres 500 et 1.000 mm), assure un bonécrêtement de l'hydrogramme de crue.
Ainsi, le débit maximum du bassin versant n* 2 transitant parune buse de diamètre 500 mm est de l'ordre de 1 m^/s pour 4 m^/s sansrétention et le débit maximum du bassin versant n* 3 transitant par une busede diamètre 1.000 mm est de l'ordre de 5 m^/s pour 16 m^/s sans rétention.
Il est donc raisonnable de proposer la pose d'une buse dediamètre 1.000 mm (si en béton armé) sous la décharge, pour le bassin versantn* 3, et une buse théoriquement de diamètre 500 mm (si en béton armé) sous ladécharge, pour le bassin versant n* 2, qu'il serait préférable de monter àdiamètre 700 mm pour des raisons d'entretien. Pour la jonction, une buse dediamètre 1.200 mm est nécessaire.
La route jouant déjà le rôle d'écran "tampon" et la déchargecontribuant à décaler dans le temps les volumes reçus sur son emprise, le faitde canaliser les écoulements dans des buses va provoquer une mise en vitesseplus importante que dans le milieu naturel. Pour y remédier, il s'agirad'aménager le thalweg à la sortie de la buse de jonction en créant des marchesd'escalier pour briser l'énergie.
- 15 -
volume disponible (de l'ordre de 2.000 m^) de retenue avec une hauteur dedigue de l'ordre de 3 à 4,5 m et un débit de vidange (ouvrage hydraulique sousroute) assuré par des buses (diamètres 500 et 1.000 mm), assure un bonécrêtement de l'hydrogramme de crue.
Ainsi, le débit maximum du bassin versant n* 2 transitant parune buse de diamètre 500 mm est de l'ordre de 1 m^/s pour 4 m^/s sansrétention et le débit maximum du bassin versant n* 3 transitant par une busede diamètre 1.000 mm est de l'ordre de 5 m^/s pour 16 m^/s sans rétention.
Il est donc raisonnable de proposer la pose d'une buse dediamètre 1.000 mm (si en béton armé) sous la décharge, pour le bassin versantn* 3, et une buse théoriquement de diamètre 500 mm (si en béton armé) sous ladécharge, pour le bassin versant n* 2, qu'il serait préférable de monter àdiamètre 700 mm pour des raisons d'entretien. Pour la jonction, une buse dediamètre 1.200 mm est nécessaire.
La route jouant déjà le rôle d'écran "tampon" et la déchargecontribuant à décaler dans le temps les volumes reçus sur son emprise, le faitde canaliser les écoulements dans des buses va provoquer une mise en vitesseplus importante que dans le milieu naturel. Pour y remédier, il s'agirad'aménager le thalweg à la sortie de la buse de jonction en créant des marchesd'escalier pour briser l'énergie.