Introduction aux arbres de décision : quelques...

Introduction aux arbres de décision :

quelques définitions

Rappel : aménagements traités dans l’ICE

Seuils verticaux ouquasi verticaux

Ouvrages de franchissement routiers ou ferroviaires

Ouvrages mobiles

Seuils en enrochement

Seuils inclinés

Ouvrages mixtes

Cas particulier de l’anguille

Diagnostic ICE

1 arbre de décision par type d’aménagement

Rappel : aménagements traités dans l’ICE

Ouvrages à marée

Ouvrages de franchissement

Prises d’eau

Prédiagnostic ICE

Pas de diagnostic mais un premier niveau d’information

Sommaire

Quelques types d’ouvrages traités dans ICE

Les seuils à parement verticaux1

Les seuils à parement inclinés 2

Les seuils en enrochements3

Le cas particulier de l’anguille4

5 Les ouvrages routiers et ferroviaires

1. Fondements théoriques

Les seuils à parements verticaux

Définition

Seuil vertical ou quasi vertical = pente > 150 % (soit environ 60°)

Onema Borda, Onema


Critères déterminants : Forme du jet

DH < 0.5 H• Surface

• Plongeant DH > H

• Quasi de surface 0.5 H < DH < H

Sp. Sauteuses uniquement



Critères déterminants : Charge

Pour chutes faibles (DH<DHmin) et crête peu large ( <Lpmoy), poissons passent directement dans retenue amont


3. Diagnostic de la franchissabilité

Paramètres à prendre en compte


• Hauteur de chute (DH)• Charge (H)• Profondeur de fosse (Hf)• Espèce sauteuse• Forme du jet

Chaque groupe d’espèces => critères communs / critères différents


DH = 3,5 m

H = 0,05 m

Hf = 1 m

4. Exemples

Tous les groupes


Onema

4. Exemples

(crête fine)


DH = 0,85 m

H = 0,10 m

Hf = 1,5 m

SAT

TRF (grande)

LPM

Onema

4. Exemples


Tous les groupes

DH = 0,45 m

H = 0,15 m

Hf = 0,05 m

Onema

4. Exemples


DH = 0,6 m

H = 0,15 m

Hf = 1,5 m

TRF (petite)

BAF

Onema


Les seuils à parements inclinés

• déversoir incliné principalement

• mais aussi : radiers à paroi aval inclinéesi conditions de nage sur partie supérieuredu radier non limitante

sinon → protocole « passage routier »

Définition

Seuil incliné = pente ≤ 150 %

parement incliné = franchissement par nage uniquement



Conditions d’écoulement sur un seuil incliné

vitesse croissante depuis la crête↑ avec la charge et la distance



• hauteur de chute

• pente

vitesse et distance calculées par modélisation hyd raulique

puis comparées aux capacités de nage du poisson

→ distance à franchir

→ vitesse de l’écoulement à remonter

franchissement

Conditions préalable : tirant d’eau suffisant pour permettre la nage

Paramètres déterminants

• hauteur de chute

• débit unitaire (Q / largeur)

• rugosité du parement



nage impossible

Facteur de blocage : les redans

• Ecoulement en nappe plongeante

nage possible

• Ecoulement de surface

Redan = décrochement dans le profil du seuil

Dégradation des conditions de franchissement et ris que important de blocage sur le coursier selon les dimensions, sauf si ennoiement suffisant



c

• hauteur du redan (a)

• longueur horizontale (b)ou quasi horizontale (c)

Facteur de blocage : les redans

Condition à vérifier pour la nage en nappe de surfa ce :

• a < 0.5 Lp (implicite si tirant d’eau mini suffisant )

• c < 0.7 Lp c=(a²+b²)0.5

Ecoulements en nappe plongeante avec l’augmentation de la hauteur du redan et la baisse du débit unitaire

3. Diagnostic de franchissabilité


• Hauteur de chute (DH)• Hauteur de chute aval (DH aval)• Profondeur de fosse (Hf) et pente• Tirant d’eau (h)• Redans (a et c)


Chaque groupe d’espèces => critères communs / critères différents


DH = 1,4 mPente = 12%

h = 0,2 mHf < 0,10 m

(enrochements limitants en pied de chute )

4. Exemples

Grande Alose


Steinbach, Onema

PARTIE 1

PARTIE 1

DH = 1,4 mPente = 14%h < 0,15 mHf = 0,3 m

(tirant d’eau limitant)

4. Exemples

Grande Alose


Steinbach, Onema

PARTIE 2

PARTIE 2

Seuils en enrochement : constitués de blocs liaisonnés ou non

Les seuils en enrochements

Des configuration multiples:

• hauteurs variables : 1 à 10m

• blocs : de qq kg à plusieurs tonnes avec des dispositions variables

• pente du coursier : de 5% à plus de 30%

• pour limiter l’incision des cours d’eau en stabilisant le lit amont

• en remplacement de seuils partiellement effacés

Larinier, Pôle Ecohydraulique

Voegtlé, Ecogea


Au-delà de 15% de pente, seuil infranchissable



Larinier, Pôle Ecohydraulique

Chanseau, Onema

Chanseau, Onema

Différentes configuration de seuils en enrochement



Conditions d’écoulement sur un seuil en enrochement

• Complexité et variabilité des écoulements

Analyse hydraulique plus complexe que pour un seuil « classique »

• Forte dissipation d’énergie tout au long du coursier

• Faibles phénomènes de ressauts hydrauliques en pied de seuil

• Souvent, pas de zone de repos pour les poissons de grande tai lle

Pente du coursierPente du coursier

Longueur du coursierLongueur du coursier

Débit unitaireDébit unitaire

Rugosité du coursierRugosité du coursier


Paramètres déterminants pour le diagnostic

• Voie de passage potentielle avec tirant d’eau suffi sant

• tirant d’eau suffisant sur l’ensemble du linéaire de la voie de passage : hmin enroch

• tirant d’eau minimal proportionnel à la pente


Ex pour le saumon :

Pas de ressaut hydraulique ou de chute brutale sur la voie


• Pente du seuil et hauteur de chute

• rappel : distance maximale franchissable par un poisson dépend de la vitesse de l’écoulement et de sa vitesse de nage

• calcul de la vitesse moyenne de l’écoulement en fonction de la pente et du tirant d’eau (formule de Rice et al 1998)


Paramètres déterminants pour le diagnostic

Classe de franchissabilité en fonction de la pente du coursier et de la hauteur de chute à franchir


Autre paramètre important

• Présence de redan


c

A analyser comme pour les seuils classiques

présence possible de redan au niveau de la crête


Cas de la fosse aval


Rappel : forte dissipation d’énergie tout au long du coursier + faibles phénomènes de ressauts hydrauliques en pied de seuil

Pour le franchissement pas nécessité de fosse

Non prise en compte pour le diagnostic ICE



• Hauteur de chute (DH)

• Tirant d’eau minimal sur la

voie de passage (h)

• Pente

• Redan (a et c)

Paramètres

à prendre en compte


Puis si existence d’une voie de passage :- - présence de redan => mesure des paramètre a (hauteur) et c (longueur quasi-

horizontale)- - Tirant d’eau



Hauteur de chute (qui détermine une vitesse des écoulements)


4. Exemple 1: seuil en enrochement sur l’Ernée


DH = 0,6mLongueur coursier = 20m

h = 0,2 mPente coursier = 3 %

Carpe commune

Vairon

Exemple 2 : Pont sur la Bayse


Brochetclasse 1

Vandoise

DH = 1,3mh = 0,2 m

Pente coursier = 8 %


Le cas particulier de l’anguille

• stade civelle

- taille 60 à 120 mm (définition PGA)- vitesse max 0.5 m/s (barrière infranchissable par la nage dans presque tous les cas) - charge hydraulique pour reptation : 1 cm maxi- effet favorable de la tension superficielle pour reptation

Aptitude spécifique de l’anguille : la reptation

• stade anguille jaune- taille >120 mm- vitesse max 1 à 1.5 m/s selon taille

- charge hydraulique max pour reptation : 2 cm maxi

examen spécifique des possibilités de reptation



• rugosité suffisante appréciée de façon qualitative(impossible à mesurer simplement)

Critère déterminant : existe-t-il une voie de reptation ?

• tirant d’eau faible (1 ou 2 cm maxi selon stade)



Paramètre 1: la pente

• ↑pente réduit la composante normaledu poids de l’anguille (appui sur la paroi, cos α) 100 % de pente = 45 % de force d’appui en moins

• ↑pente augmente la vitesse de l’eau,réduit la tolérance du poisson à la surcharge hydraulique et aux ruptures de continuité dans la voie

Lorsque la voie de reptation présente plusieurs pentes, chacun de ses pans est décrit

et analysé individuellement



• la distance augmente le risque de décrochement ou de blocage le long de la voie de franchissement (charge hydraulique inadaptée, défaut de rugosité, perte de d’appui, décrochement …et fatigue du poisson)

Paramètre 2: la distance à franchir

Pour une pente donnée, le résultat dépend de la distance à

franchir



• Civelle :

Limites de classes des voies de reptation (pente x distance à franchir)



• Anguillette:

Limites de classes des voies de reptation (pente x distance à franchir)




• Existence d’une voie de reptation (h)

• Pente• Longueur


4. Exemple

DH = 1,8mL = 2,1 m

Pente = 170%

Civelle

Anguillette


4. Exemple

DH = 0,35mL = 7 m

Pente = 5%

PAN 1

PAN 2

PAN 1

Civelle

Anguillette


4. Exemple

DH = 0,95mL = 3 m

Pente = 33%

PAN 1

PAN 2

PAN 2

Civelle

Anguillette


4. Exemple

DH = 1,3mL = 10 m

Pente = 13%

PAN MOYEN

PAN MOYEN

Civelle

Anguillette

BILAN : classes 0,66 pour anguille et anguillette

Ouvrages routiers ou ferroviaires

Différents paramètres :

- Existence d’une chute aval- Tirant d’eau- Redan- Vitesse

- Largeur de l’ouvrage / Largeur du cours d’eau

- Implantation par rapport au terrain naturel

Ouvrages routiers et ferroviaires => arbre décisionnel

Ouvrages routiers ou ferroviaires

Merci de votre attention

Da Cruz

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