RAPPORT ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE SUR LE BASSIN VERSANT DE L’ARDECHE ET DE SES...

Lunion de Coteba et Sogreah

DIRECTION DEPARTEMENTALE DES TERRITOIRES DE LARDECHE SERVICE URBANISME ET TERRITOIRES PREVENTION DES RISQUES

RAPPORT

ETUDE HYDROLOGIQUE ET

HYDRAULIQUE SUR LE BASSIN

VERSANT DE LARDECHE ET DE SES PRINCIPAUX AFFLUENTS

ETUDE HYDRAULIQUE

ARTELIA EAU & ENVIRONNEMENT

REM / MHL

6, rue de Lorraine 38130 Echirolles BP 172 38042 Grenoble Cedex 9

Tel. : +33 (0)4.76.33.40.00 Fax : +33 (0)4.76.33.42.96

DATE : NOVEMBRE 2014 REF. : 1 74 2253 R4

DIRECTION DEPARTEMENTALE DES TERRITOIRES DE LARDECHE - SERVICE URBANISME ET TERRITOIRES PREVENTION DES RISQUES

ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE SUR LE BASSIN VERSANT DE LARDECHE ET DE

SES PRINCIPAUX AFFLUENTS

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SOMMAIRE

LISTE DES PLANS ET FIGURES DE LANNEXE C __________________________________ E

LISTE DES ANNEXES D A F ________________________________________________________ F

OBJET DE LETUDE _________________________________________________________________ I

1. TOPOGRAPHIE _______________________________________________________________ 1 1.1. DONNEES EXISTANTES __________________________________________________________________ 1 1.2. EXPLOITATION ___________________________________________________________________________ 1 1.3. PROBLEMES RENCONTRES ______________________________________________________________ 3

1.3.1. Donnes errones ____________________________________________________ 4 1.3.2. Donnes manquantes _________________________________________________ 6

1.4. A PROPOS DE LA VALIDITE DE LA MODELISATION _____________________________________ 7 1.4.1. Impact sur le transport solide ___________________________________________ 7 1.4.2. Le lit majeur _________________________________________________________ 8 1.4.3. Conclusions _________________________________________________________ 9

2. MODELISATION DES ECOULEMENTS_______________________________________ 10 2.1. OUTILS DE MODELISATION _____________________________________________________________ 10

2.1.1. Modlisation filaire ___________________________________________________ 10 REGIME POUR LA CARTOGRAPHIE DES ALEAS __________________________________________________ 10 2.1.1.1. REGIME POUR LES ZONES DAMORTISSEMENT _________________________________________________ 10 2.1.1.2.

2.1.2. Modlisation maille _________________________________________________ 11 2.2. MODELES REALISES ____________________________________________________________________ 11 2.3. CONSIDERATIONS HYDRAULIQUES ____________________________________________________ 15

2.3.1. Rgimes dcoulement _______________________________________________ 15 2.3.2. Dissociation niveau et charge __________________________________________ 16 2.3.3. Ecoulement rapidement vari __________________________________________ 17 2.3.4. Phnomnes damortissement _________________________________________ 19

2.4. CONDITIONS AUX LIMITES _____________________________________________________________ 20 2.4.1. Dbits introduits _____________________________________________________ 20 2.4.2. Niveaux aval pour les affluents _________________________________________ 26 2.4.3. Niveaux aval pour lArdche ___________________________________________ 26 2.4.4. Concomitance des crues ______________________________________________ 27

2.5. REGLAGE DES MODELES ________________________________________________________________ 27 2.6. RESULTATS _____________________________________________________________________________ 27

2.6.1. Ardche ____________________________________________________________ 27 MODELISATION FILAIRE __________________________________________________________________ 27 2.6.1.1. REGLAGE ___________________________________________________________________________ 28 2.6.1.2. SENSIBILITE AU PARAMETRE RUGOSITE ______________________________________________________ 30 2.6.1.3. INCERTITUDE LIEE A LA VITESSE ___________________________________________________________ 34 2.6.1.4. MODELISATION MAILLEE _________________________________________________________________ 35 2.6.1.5. AMORTISSEMENTS _____________________________________________________________________ 39 2.6.1.6.

2.6.2. Chassezac __________________________________________________________ 42 RESULTATS __________________________________________________________________________ 42 2.6.2.1. LAISSES DE CRUE _____________________________________________________________________ 42 2.6.2.2. STATION DU PONT DE GRAVIERES __________________________________________________________ 43 2.6.2.3.

2.6.3. Beaume ____________________________________________________________ 44 LAISSES DE CRUE _____________________________________________________________________ 44 2.6.3.1. STATION DE ROSIERES __________________________________________________________________ 44 2.6.3.2.

2.6.4. Ligne ______________________________________________________________ 46 2.6.5. Retour sur la crue de septembre 1992 ___________________________________ 46

PLUIES DE COURTES DUREES _____________________________________________________________ 46 2.6.5.1. PERIODE DE RETOUR DES PLUIES __________________________________________________________ 48 2.6.5.2.

2.6.6. Lignon _____________________________________________________________ 49 MODELISATION DU LIGNON _______________________________________________________________ 49 2.6.6.1. ANALYSE HYDROGEOMORPHOLOGIQUE ______________________________________________________ 49 2.6.6.2.

3. CARTOGRAPHIES ___________________________________________________________ 53




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3.1. CARTOGRAPHIE DES HAUTEURS DEAU ________________________________________________ 53 3.1.1. Mthodologie _______________________________________________________ 53 3.1.2. Rsultats ___________________________________________________________ 55 3.1.3. Cas particuliers ______________________________________________________ 56

CONFLUENCE ARDECHE-RHONE ___________________________________________________________ 56 3.1.3.1. CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME-CHASSEZAC ________________________________________________ 56 3.1.3.2.

3.2. CARTOGRAPHIE DES VITESSES ________________________________________________________ 56 3.2.1. Principe de cartographie ______________________________________________ 56

CAS N1 ____________________________________________________________________________ 57 3.2.1.1. CAS N2 ____________________________________________________________________________ 57 3.2.1.2. CAS N3 ____________________________________________________________________________ 58 3.2.1.3.

3.2.2. Rsultats ___________________________________________________________ 59 3.3. CARTOGRAPHIE DE LALEA _____________________________________________________________ 59

3.3.1. Principe ____________________________________________________________ 59 3.3.2. Rsultats ___________________________________________________________ 59

ANNEXE A COMPARAISON DES PROFILS EN TRAVERS _________________________ 60

ANNEXE B ANALYSE DES LAISSES DE LA CRUE DE SEPTEMBRE 1992 ________ 75

ANNEXE C PLANS ET PROFILS EN LONG ________________________________________ 79

ANNEXE D CARTOGRAPHIE DES ZONES INONDABLES _________________________ 80

ANNEXE E CARTOGRAPHIE DES VITESSES _____________________________________ 81

ANNEXE F CARTOGRAPHIE DES ALEAS _________________________________________ 82

TABLEAUX DU CORPS DU RAPPORT :

TABLEAU 1 : IMPACT DE L'IMPRECISION DE LA BATHYMETRIE 3 TABLEAU 2: MODELES HECRAS REALISES 12 TABLEAU 3 : PERIODES DE RETOUR A CONSIDERER POUR LES CALCULS 20 TABLEAU 4 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DE L'ARDECHE 21 TABLEAU 5 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DU CHASSEZAC 22 TABLEAU 6 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DE LA BEAUME 22 TABLEAU 7 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DE LA LIGNE ET DE SON AFFLUENT 23 TABLEAU 8 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DU MERDARIC 23 TABLEAU 9 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DU LIGNON 23 TABLEAU 10 : DEBITS CARACTERISTIQUES LE LONG DE LA FONTAULIERE ET DE LA BOURGES 24 TABLEAU 11 : DEBITS CARACTERISTIQUES DU SALINDRE 24 TABLEAU 12 : DEBITS CARACTERISTIQUES DE L'AUZON ET DE LA CLADUEGNE 24 TABLEAU 13 : DEBITS CARACTERISTIQUES DES AFFLUENTS DU CHASSEZAC 25 TABLEAU 14 : NIVEAUX DU RHONE ADOPTES A LA CONFLUENCE DE L'ARDECHE 26 TABLEAU 15 : COEFFICIENTS DE RUGOSITE ADOPTES 30 TABLEAU 16 : VITESSES VIVES SUR L'ARDECHE 34 TABLEAU 17 : AMORTISSEMENTS A LA CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME-CHASSEZAC 35 TABLEAU 18 : VITESSES ET TEMPS DE PROPAGATION DE LA CRUE DE SEPTEMBRE 1992 36 TABLEAU 19 : TRONONS LIEU D'AMORTISSEMENT POTENTIEL 40 TABLEAU 20 : SURFACES INONDEES ET VOLUMES D'AMORTISSEMENT POUR LA CRUE CENTENNALE 41 TABLEAU 21 : AMORTISSEMENTS CALCULES POUR 100 M DE TRONONS 41 TABLEAU 22 : INTENSITES DES PLUIES DU 22/09/1992 EXTRAITES DE L'ETUDE DDE DE 1997 46 TABLEAU 23 : MAXIMAS DES PLUIES EN 3 H LES 21 ET 22/09/1992 47 TABLEAU 24 : PLUIES EN 30 MN LES 21 ET 22 SEPTEMBRE 1992 47 TABLEAU 25 : PLUIES CARACTERISTIQUES EN 3 HEURES 48 TABLEAU 26 : DEBITS DE REFERENCE POUR LA CARTOGRAPHIE DES PPRI 53




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FIGURES DU CORPS DU RAPPORT :

FIGURE 1 : DEBITS DES COURS D'EAU LE 7 AVRIL 2011 2 FIGURE 2 : EXEMPLE DE COMPARAISON PROFIL LEVE / PROFIL DEDUIT DU MNT 2 FIGURE 3 : ZONE DE TOPOGRAPHIE RECTIFIEE SUR L'ARDECHE AVAL 4 FIGURE 4 : ZONE DE TOPOGRAPHIE RECTIFIEE SUR LA LIGNE 5 FIGURE 5 : ZONE DE TOPOGRAPHIE MANQUANTE EN BORDURE DE L'AUZON 6 FIGURE 6 : ZONE DE TOPOGRAPHIE MANQUANTE EN BORDURE DE LA CLADUEGNE 6 FIGURE 7 : REMOUS INDUIT PAR UN PONT 8 FIGURE 8 : HYDROGRAPHIE DES COURS D'EAU A MODELISER 11 FIGURE 9 : IMPLANTATION DU MODELE DE LA CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME-CHASSEZAC 13 FIGURE 10 : TOPOGRAPHIE SUR LE SECTEUR DE LA CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME 14 FIGURE 11 : PROFIL P1 - CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME 14 FIGURE 12 : PROFIL P2 - CONFLUENCE ARDECHE-BEAUME 14 FIGURE 13 : RELATION NIVEAU-CHARGE - REGIMES TORRENTIEL ET FLUVIAL 15 FIGURE 14 : PROFIL EN TRAVERS - DISSOCIATION NIVEAU ET CHARGE 16 FIGURE 15 : EXEMPLE DE SURFACE LIBRE TRES CHAHUTEE 16 FIGURE 16 : VARIATION TRANSVERSALE DU NIVEAU LORS DE LA CRUE DE 1992 A PONT-DE-LABEAUME 17 FIGURE 17 : SCHEMATISATION DES ECOULEMENTS AU DROIT D'UN PONT - VUE EN PLAN 17 FIGURE 18 : SCHEMATISATION DES ECOULEMENTS AU DROIT D'UN PONT - VUE EN ELEVATION 18 FIGURE 19 : SCHEMATISATION DES ECOULEMENTS AU DROIT D'UN PONT PROFIL EN LONG 18 FIGURE 20 : SCHEMATISATION DES ECOULEMENTS AU DROIT D'UN PONT AVEC RESSAUT HYDRAULIQUE 18 FIGURE 21 : ILLUSTRATION DU PHENOMENE DE STOCKAGE 19 FIGURE 22 : PRINCIPE DE L'AMORTISSEMENT D'UNE ONDE DE CRUE 19 FIGURE 23 : PROFIL EN LONG GENERAL DE L'ARDECHE 28 FIGURE 24: COURBE DE TARAGE DE L'ARDECHE A PONT DE LABEAUME 29 FIGURE 25 : EVOLUTION DE LA RUGOSITE EN LIT MINEUR DE L'ARDECHE 31 FIGURE 26 : IMPACT DE LA MODIFICATION DE LA RUGOSITE DU LIT MINEUR DE L'ARDECHE SUR LES

NIVEAUX CENTENNAUX (Q100) 32 FIGURE 27 : IMPACT DE LA MODIFICATION D'ENSEMBLE DE L'ARDECHE SUR LES NIVEAUX CENTENNAUX

(Q100) 33 FIGURE 28 : EXEMPLE DE COMPOSITION DES HYDROGRAMMES ARDECHE, BEAUME ET CHASSEZAC POUR

Q300 35 FIGURE 29 : SIMULATION CRUE SEPT.1992 - DECALAGES THEORIQUES 36 FIGURE 30 : SIMULATION CRUE SEPT.1992 - DECALAGES ADAPTES 37 FIGURE 31 : PROFIL EN LONG CRUE DE SEPTEMBRE 1992 37 FIGURE 32 : VARIATION DES NIVEAUX SUR LE PROFIL P1 38 FIGURE 33 : VARIATION DES NIVEAUX SUR LE PROFIL P2 39 FIGURE 34: TRONONS LIEUX D'AMORTISSEMENT POTENTIEL 40 FIGURE 35 : PROFIL EN LONG GENERAL DU CHASSEZAC 42 FIGURE 36 : RELATION NIVEAU-DEBIT A LA STATION DE GRAVIERES SUR LE CHASSEZAC 43 FIGURE 37 : RELATION NIVEAU-DEBIT A LA STATION DE ROSIERES SUR LA BEAUME 44 FIGURE 38 : VUE EN PLAN DES ABORDS DU PONT DE ROSIERES 45 FIGURE 39: PLUIES JOURNALIERES ET EN 3 HEURES LE 22/09/1992 48 FIGURE 40 : ILLUSTRATION DE LA METHODE GEOMORPHOLOGIQUE POUR LA DETERMINATION DES ZONES

INONDABLES 50 FIGURE 41 : PONT DU CHASTELAS: NIVEAUX DES CRUES HISTORIQUES DE 1890 ET 1922 50 FIGURE 42 LOCALISATION DE DESORDRES DE LA CRUE DE 1992 51




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FIGURE 43 LIT DU LIGNON, EN AMONT DU PONT DU CHASTELAS 51 FIGURE 44 GORGES DU LIGNON (A GAUCHE) ET ZONE D'EXPANSION DE CRUE AU NIVEAU DU REJUS (A

DROITE) 52 FIGURE 45 : EXEMPLE DE POINTS ET LIGNES DEFINISSANT LA MNSLE 54 FIGURE 46 : COMPARAISON DES CARTOGRAPHIES HEC-RAS ET ARTELIA A ROSIERES POUR Q300 55 FIGURE 47 : REPRESENTATION DU CHAMP DE VITESSES DANS LE CAS N1 57 FIGURE 48 : REPRESENTATION DU CHAMP DE VITESSES DANS LE CAS N2 (PROFIL EN TRAVERS ET

CARTOGRAPHIE) 58 FIGURE 49 : REPRESENTATION DU CHAMP DE VITESSES DANS LE CAS N3 (AVEC ENDIGUEMENT) 58




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LISTE DES PLANS ET FIGURES DE

LANNEXE C

Plan C0 Plan des cours deau modliss avec reprage des abscisses

Ardche PL01 PL18 Profils en long de lArdche

Ardche PL19 Calculs de sensibilit la rugosit

Auzon PL01 PL03 Profils en long de lAuzon

Beaume PL01 PL04 Profils en long de la Beaume

Bourdaric PL01 PL02 Profils en long du Bourdaric

Bourges PL01 Profils en long de la Bourges

Chassezac PL01 PL06 Profils en long du Chassezac

Cladugne PL01 Profil en long de la Cladugne

Coudoular PL01 Profils en long du Coudoular

Fontaulire PL01 PL06 Profils en long de la Fontaulire

Granzon PL01 PL02 Profils en long du Granzon

Lande PL01 Profil en long de la Lande

Ligne PL01 PL04 Profils en long de la Ligne

Lignon PL01 PL04 Profils en long du Lignon

Merdaric PL01 PL03 Profils en long du Merdaric

Salindre PL01 Profils en long du Salindre

Sure PL01 Profil en long de la Sure




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LISTE DES ANNEXES D F

ANNEXE D :

Plan 1 Cartographie du Lignon (analyse hydrogomorphologique)

Planches 1 29 Hauteurs deau pour la crue de rfrence

ANNEXE E :

Planches 1 29 Vitesses pour la crue de rfrence

ANNEXE F :

Planches 1 29 Alas pour la crue de rfrence




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OBJET DE LETUDE

La matrise de lurbanisation en zones inondables est lune des principales proccupations de lEtat dans la mise en uvre de sa politique de prvention des risques ; politique dfinie ds 1992 dans un ensemble de textes lgislatifs (citons en particuliers la loi sur leau de janvier 1992, la circulaire de janvier 1994, la loi de fvrier 1995 relative au renforcement de la protection de lenvironnement, la loi de juillet 2003 relative la prvention des risques technologiques et naturels, les circulaires relatives la gestion des espaces situs larrire des digues.

Suite la crue du 22 septembre 1992 au cours de laquelle ont t dplors plusieurs morts et qui avait caus de nombreux dgts matriels, l'Etat a souhait avoir une meilleure connaissance du phnomne inondation sur l'ensemble du bassin versant de la rivire Ardche qui a fait l'objet de nombreuses tudes dont celles qui ont conduit ltablissement dAtlas des Zones Inondables.

Il sen suit que toutes les communes ( l'exception de St Just d'Ardche et de St Marcel d'Ardche situes la confluence du Rhne et de l'Ardche), couvertes par ces tudes hydrauliques, sont dotes d'un Plan de Prvention des Risques d'inondation approuv.

Le SAGE Ardche pilot par la Commission Locale de lEau et port par le syndicat intercommunal Ardche Claire , dont les statuts ont rcemment t modifis pour devenir un EPTB, est en cours de finalisation.

En consquence, quatre objectifs sont assigns cette tude :

1) Obtenir des donnes hydrologiques fiables et cohrentes sur l'ensemble du bassin versant

2) Connatre le fonctionnement hydraulique des principaux secteurs de confluence (Beaume et Chassezac) et des principales zones dexpansion de crues.

3) Aboutir la caractrisation des alas qui constitue un pralable indispensable la mise en rvision de la majorit des PPRi approuvs sur le secteur tudi

4) Avoir une bonne connaissance des enjeux soumis au phnomne d'inondation et valuer le cot des dommages occasionns par la crue de rfrence.

Ltude est donc divise comme suit :

Tranche ferme

Approche historique

Etude hydrologique

Tranche conditionnelle 1

Topographie

Etude hydraulique

Cartographie

Tranche conditionnelle 2

Dfinition des enjeux

Le prsent rapport concerne la tranche conditionnelle 1 et en particuliers ltude hydraulique et la cartographie

oOo




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1. TOPOGRAPHIE

1.1. DONNEES EXISTANTES

Un Modle Numrique de Terrain (MNT) tabli par photogrammtrie et ralis sur lensemble du primtre dtude en dbut danne 2011 a t mis disposition par la DDT 07. Il a t ralis par la socit BEC2i s.a.s. Les prises de vues ont t ralises le 7 avril 2011. Nous disposons de toutes les photographies ariennes associes cette photogrammtrie (115 dalles de 2km x 2km).

Stant avr que ce MNT ne couvrait pas toute la superficie requise pour une bonne cartographie des alas, des complments ont t raliss, par procd LIDAR (vol avec Laser embarqu), et par la socit SINTEGRA. Les vols ont t effectus le 28 mars 2012.

Des levs de profils en travers ainsi que de certains ouvrages ont galement t raliss par SINTEGRA en septembre 2012.

La prcision sur ces donnes est la suivante :

Lidar : < 10 cm

Photogrammtrie : < 30 cm

1.2. EXPLOITATION

Des deux MNT (photogrammtrique et par LIDAR), ont t extraits lensemble des points cots pour constituer un MNT par cours deau. Ces MNT sont exploits pour la cartographie des zones inondables et des alas.

Par ailleurs, le MNT photogrammtrique, fourni au format AUTOCAD (de nature 3D), a permis dextraire des profils en travers sur le cours de lensemble des rivires tudies. Cette extraction a t effectue laide des logiciels ArcGIS directement en liaison avec les fichiers AUTOCAD si bien quune interpolation de niveau est effectue chaque intersection entre laxe du profil en travers extraire et les polylignes interceptes. Ces profils ont t complts sur les secteurs o un MNT Lidar a t ralis en complment

Ces plans se limitent la surface libre des cours deau et aucune cote nest fournie sous la surface de leau. Nous avons donc complt chacun des profils en travers en dfinissant la bathymtrie partir de calculs hydrauliques.

Pour cela, nous avons tout dabord dtermin le dbit des cours deau au droit des diffrentes stations limnigraphiques le jour de la prise de vue.

Le report des diffrentes valeurs (figure page suivante) montre :

que le dbit du Chassezac est trs faible (impact des retenues amont),

que le dbit de lArdche varie sensiblement proportionnellement la superficie du bassin versant.

Les plans fournis tant de nature 3D, ils ont permis lextraction des cotes des lignes dlimitant la surface libre des cours deau.

Le reprage de ces points sur laxe du cours deau pralablement gradu en abscisse curviligne a permis dtablir, pour chacun des cours deau, un profil en long de la ligne deau lors de la prise de vue.




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La pente de la ligne deau, le dbit estim et les lments recueillis lors des reconnaissances de terrain et visibles sur les photographies ariennes (ventuellement complts par lutilisation du Goportail de lIGN et de GoogleMap sur internet) ont permis de dterminer de faon relativement prcise la gomtrie quivalente sous la surface libre en eau pour chacun des profils en travers.

Pour les cours deau non jaugs (lAuzon par exemple), nous avons utilis la relation obtenue pour lArdche.

Dans les gorges de lArdche (en aval de la confluence avec le Chassezac), la qualit du MNT est nettement moindre quailleurs et le fond des gorges est parfois incohrent (niveau de leau qui remonte fortement vers laval par exemple cf paragraphe suivant) ; nous avons donc utilis les anciens profils en travers des tudes antrieures. Labsence dvolution du fond des gorges et surtout, labsence denjeu dans ces gorges permettent ce remplacement de donnes.

Compte tenu des dbits relativement faibles lors des prises de vue, les profondeurs deau calcules sont assez faibles (entre 12 et 50 cm pour lArdche, en moyenne 40 cm)

Les profils du lit mineur levs par SINTEGRA ont t utiliss pour vrifier la validit de la bathymtrie dfinie hydrauliquement.

y = 0.0309x - 1.0813

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

DEBIT (m3/s)

SUPERFICIE (km)

DEBIT LE 7 AVRIL 2011

Ardche

Chasszac

Beaume et Ligne

ALTIER

Figure 1 : Dbits des cours d'eau le 7 avril 2011

Figure 2 : Exemple de comparaison profil

lev / profil dduit du MNT

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

40 60 80 100 120 140 160 180

Cote (m)

Abscisse (m)

ARDECHE - Profil Ard305 / P17 - PK 45.046

PROFIL LEVE PAR SINTEGRA EN 2012

PROFIL ISSU DU MNT




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Lensemble des profils levs sur lArdche et le Chassezac est compar aux profils dduits du MNT en annexe A. On constate que les carts importants sobservent dans des secteurs o le lit est creus du fait de la concentration des coulements (en aval des ponts ou en aval des seuils). Sur le Chassezac, on observe galement des carts l o il coule sur le substratum rocheux creus au fil des sicles (en particulier dans les mandres). Ailleurs les carts sur le fond moyen du lit sont infrieurs 40 cm (en moyenne de 20 cm).

A proximit des ponts et des chutes, nous avons donc exploit les lments issus des tudes antrieures pour tenir compte des fosses daffouillement.

Pour les profils du Chassezac situs dans des mandres, on peut observer sur les photographies ariennes que la profondeur du lit est importante du fait de creusement lextrieur du coude. Pour ces secteurs, nous avons exploit les profondeurs dduites des profils en travers fournis dans le rapport dtude de BRL de 2001.

Afin dapprcier limpact de ces carts de topographie sur les rsultats de calcul, nous avons modifi les profils en travers compars en introduisant lcart de fond moyen dtermin en annexe A puis nous avons effectu des calculs dans les mmes conditions hydrologiques. Les incidences sont rcapitules dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Impact de l'imprcision de la bathymtrie

Les rsultats de calcul montrent que si lcoulement seffectue en rgime critique, lcart se rpercute quasi directement sur les niveaux dcoulement (il ny a pas de rpercussion amont du fait quen rgime critique, le niveau ne dpend pas des conditions aval (ni amont dailleurs)).

Lorsque lcoulement est de type fluvial, limpact ne se retrouve pas intgralement et ceci dautant plus que la pente est faible (le niveau dpend de ce qui se passe laval et de la rugosit).

1.3. PROBLEMES RENCONTRES

Un certain nombre de problmes ont t rencontrs, concernant soit un manque de donnes, soit des donnes errones.

Correction

applique (cm)

Z1 Z10 Z100 Z1 Z10 Z100

Ard206 -5.1 -17.2 -18.7 17 17 11 5 Critique sauf Q100

Ard209 6.9 4.3 6.2 -6 -5 -4 -5 Fluvial

Ard234 (aval pont) 40.7 43.2 44.3 -43 -22 -34 -43 Critique

Ard238 19.4 19.4 29.1 -20 -20 -11 -4 Critique

Ard303 (aval pont) 83.7 91.7 101 -100 13 6 2 Fluvial

Ard305 8.4 5.7 5.9 -7 -1 -1 -1 Fluvial

Ard388 (aval seuil) 129 130 132 -130 -12 -35 -130 Critique Q100 seul

Ard390-391 -3.9 -7.2 -7 7 33 2 2 Fluvial (remous aval)

Ard392 -32.4 -37.3 -37.3 37 37 8 2 Critique sauf Q100

Ard393 -13.8 -13.5 -12.4 13 9 5 1 Fluvial

Ard394-395 22.7 -41.1 -35.6 40 14 9 1 Fluvial

Ard397 (Cfl Beaume) -38 -38.7 -39.5 39 1 1 1 Fluvial

Ard401 -23.8 -25.3 -24.8 24 2 1 0 Fluvial

Ard403 -38.3 -39.9 -40 40 1 1 0 Fluvial

Ard432b 6.8 -4.2 -1.4 2 0 0 0 Fluvial

Ard455 -27.4 -27.9 -28.2 28 2 1 0 Fluvial

Ard459 16.7 15 15.8 -16 -1 0 0 Fluvial

Ecart du fond moyen

/ topo terrestre

(cm)

Incidence sur niveaux calculs

(cm)Profil Rgime




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1.3.1. Donnes errones

Tout dabord, ce sont les profils en long des lignes deau dtiage (le 7 avril 2011) qui ont rvl des anomalies. Ces lignes deau figurent sur les profils en long objets de lannexe C. Elles ont t obtenues en extrayant les niveaux des lignes correspondant aux limites rive gauche et rive droite du plan deau puis en attribuant une abscisse chacun des points extrait. Un bruit (oscillation du niveau) apparat, en gnral de faible amplitude ; il provient du fait que nous avons amalgam les points des deux rives alors que les niveaux indiqus par les plans peuvent diffrer dune rive lautre.

Des donnes manifestement errones sont apparues, essentiellement dans des secteurs de gorges o loprateur ayant effectu la photo-restitution a manifestement eu des difficults dterminer les niveaux de leau ltiage. On trouve alors des niveaux qui peuvent augmenter de lamont vers laval.

Sur ces secteurs, nous avons utilis en gnral, pour la modlisation, des profils en travers issus des tudes antrieures pour rsoudre la difficult. Ceci na pas de consquence particulire du fait de labsence denjeu sur ces secteurs.

Ces secteurs sont recenss ci-aprs :

Ardche : du PK 96.405 au PK 105.865 (soit plus de 15 km en aval du Pont dArc).

Figure 3 : Zone de topographie rectifie sur l'Ardche aval

Nous avons utilis sur ce secteur les profils en travers du modle SOGREAH de 1995 (rapport 300341 daot 1995).




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Ligne : du PK 6.375 au PK 7.600

Figure 4 : Zone de topographie rectifie sur la Ligne

Sur ce secteur, les niveaux indiqus comme tant ceux de la ligne deau dtiage indiqueraient la prsence dun barrage de plus de 5 m de hauteur.

Lexamen de la photographie arienne ne montre pas de tel ouvrage dans les gorges. La reconnaissance de terrain a rvl une chute de lordre du mtre.

Pour pallier ce dfaut, nous avons exploit le profil en long des Grandes Forces Hydrauliques donnant le fond du lit des gorges (novembre 1922).




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1.3.2. Donnes manquantes

Il est apparu que les donnes pouvaient manquer, sur des zones assez rduites en gnral, malgr les complments topographiques effectus en 2012 (des complments topographiques ont galement t raliss en 2013).

Beaume amont : PK 0 0.4, PK 2 3, PK 4.3 5.5

Les manques ont t combls grce au plan Autocad 3D tabli par SINTEGRA pour les tudes de 2001 (rapport SOGREAH 810062 de mai 2001 intitul Etude de lala inondation de la Beaume )

Auzon : PK 0.7 PK 3.1

Les manques en rive droite ont t combls laide de la carte IGN au 1/25000me

puis par des levers complmentaires (2013)

Cladugne : PK 0 au PK 0.9

Comme pour lAuzon, les manques ont t combls.

Figure 5 : Zone de topographie

manquante en bordure de l'Auzon

Figure 6 : Zone de topographie manquante en bordure de la Cladugne




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1.4. A PROPOS DE LA VALIDITE DE LA MODELISATION

La question de la validit de la modlisation est essentiellement lie la celle de la gomtrie et aux conditions dcoulement dans la valle considre.

La question de la reprsentativit de la gomtrie a t traite prcdemment : en rgime critique, lcoulement est uniquement li cette gomtrie. En rgime fluvial, une imprcision dans la gomtrie du lit mineur a une consquence nettement infrieure cette imprcision.

Daprs lanalyse prcdente, celle des modles raliss peut tre considre comme reprsentative.

Mais la question peut tre pose de savoir si ces conditions dcoulement peuvent voluer.

Lors de crues exceptionnelles, la forte vitesse des coulements peut potentiellement avoir deux consquences (impacts) sur un cours deau donn :

- Impacts sur le transport solide.

- Impacts sur le rle hydraulique du lit majeur.

1.4.1. Impact sur le transport solide

La modification du transport solide ninduit pas ncessairement une volution du fond du lit. Sur la plupart des cours deau, laugmentation des apports solides venant damont saccompagne dune augmentation de la capacit de transport et les alluvions transitent jusqu la confluence avec un cours deau plus important et cest cette confluence que des dpts peuvent intervenir.

Sur des cours deau o le transport solide est important (par exemple lArc en Maurienne), des cnes de djection se forment aux confluences des torrents et le profil en long offre lapparence dune succession de segments faible pente (en amont des cnes) et forte pente (sur et en aval immdiat des cnes). Lors dune crue exceptionnelle (par exemple celle de juin 1957 sur lArc), le cours deau principal arase la partie des cnes de djection situe dans le lit et le profil en long du lit offre alors une pente beaucoup plus rgulire. Ce quon appelle la respiration du lit est alors important et son impact sur les niveaux dcoulement est non ngligeable.

Sur des cours deau moindre transport ou bien o les apports sont plus homognes ( une bonne distance du haut bassin), la respiration du lit offre une amplitude beaucoup plus faible et est lie simplement lavance des bancs de sable ou gravier). Elle na pas de consquence importante sur lcoulement des crues exceptionnelles.

En ce qui concerne le bassin versant de lArdche, les tudes conduites dans le cadre du schma damnagement et de gestion des eaux (SAGE) pour le compte du syndicat intercommunal de la valle de lArdche (rapport SOGREAH 4-11-0811 de novembre 2006) ont montr que le transport solide y est trs faible (comparativement dautres rivires de France). Le dbit de dbut de charriage est suprieur ou gal au dbit de priode de retour 2 ans ce qui indique des transports solides rares. Les volumes transports en moyenne annuellement ne dpasseraient pas quelques dizaines de milliers de m

3 et le charriage des crues plus que dcennales contribuerait pour

100 000 250 000 m3 sur un sicle ce qui est peu.

Le sentiment gnral qui ressort concernant lArdche est celui dune valle clairement marque par lincision et rvlatrice dune vidange dun stock alluvial hrit au fil des millnaires, vidange associe aux importantes extractions passes et que la faiblesse des apports solide ne permettra pas de reconstituer.

LArdche cours assez frquemment sur son substratum rocheux.




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Ainsi, sur tous les secteurs o les coulements sont proches de lcoulement critique (une grande majorit des secteurs tudis), seule la gomtrie de la section dcoulement dtermine le niveau dcoulement et elle nest pas modifie (ou de faon infime) par les crues (cf paragraphes sur les considrations hydrauliques plus loin dans ce rapport).

1.4.2. Le lit majeur

Lors des fortes crues, les fortes vitesses pouvant galement intervenir en lit majeur ont pour consquence un nettoyage de surface. Ainsi, la gomtrie nest pas modifie de faon consquente mais la rugosit peut ltre.

Sur les secteurs dcoulement en rgime critique, cette modification de la rugosit naffecte que le coefficient dnergie cintique qui rend compte de la rpartition des vitesses. Le niveau de charge (li lnergie totale) nest quasiment pas sensible cette variation de rugosit. On observera alors une variation spatiale du niveau beaucoup plus importante lie la variation de la vitesse selon lendroit (cf paragraphes sur les considrations hydrauliques plus loin dans ce rapport).

Sur les secteurs faible pente, il faudra tenir compte de cette diminution possible de la rugosit lors dune crue pour fixer les coefficients de rugosit et calculer les niveaux dcoulement.

Il faut noter que les obstacles ponctuels (essentiellement des ouvrages de franchissement du lit) induisent souvent des pertes de charges importantes qui ont pour effet de rduire, en amont de ces ouvrages, limpact de la rugosit du fait que la pente y est fortement diminue. Cest en particulier le cas au niveau de la confluence Beaume-Chassezac-Ardche vers Ruoms o la configuration (angles droits et ouvrages SNCF et routier) tend former, lamont de la confluence avec le Chassezac une zone trs faible pente o le niveau ne dpend quasiment plus que du dbit scoulant sous les ouvrages situs en aval de la confluence.

Figure 7 : Remous induit par un pont




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1.4.3. Conclusions

Ainsi donc, les problmes rencontrs quant aux donnes topographiques ont pu tre rsolus et nont pas de consquence sur les niveaux calculs.

De mme, on peut considrer que les diffrentes modlisations effectues peuvent tre considres comme reprsentatives des conditions dcoulement attendre lors des prochaines crues qui pourraient subvenir, quelle quen soit lampleur.

Les rsultats obtenus quant la comparaison avec les niveaux observs lors de la crue de septembre 1992 montrent une bonne homognit linaire.

Dans sa thse, Robin Naulet (septembre 2002) a galement pu montrer que les conditions dcoulements nont pas vari entre 1921 et nos jours sur le secteur situ vers Vallon Pont dArc et en aval. Seul un cart notable a t constat entre les conditions dcoulement du 19

me sicle et

celles du 20me

sicle du fait dun exhaussement du lit en aval du Pont dArc.




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2. MODELISATION DES ECOULEMENTS

2.1. OUTILS DE MODELISATION

Deux types de modlisation sont utiliss pour la prsente tude :

Modlisation monodimensionnelle filaire

Modlisation monodimensionnelle maille

2.1.1. Modlisation filaire

Elle concerne lensemble des cours deau tudis.

Elle est conduite laide du logiciel gratuit HEC-RAS.

Ce logiciel a t dvelopp par le corps des ingnieurs de larme amricaine (US Army Corps of Engineers).

Ce programme peut traiter des cas de rgime fluvial (sous critique), torrentiel (super critique), ou mixte (avec ventuellement des ressauts).

Les calculs dcoulement peuvent se faire en rgime permanent ou non permanent.

Cette modlisation filaire doit permettre :

La cartographie des zones inondables pour les diffrentes crues caractristiques

La dtection des zones o un amortissement de londe de crue seffectue et galement o une modlisation maille peut tre ncessaire

REGIME POUR LA CARTOGRAPHIE DES ALEAS 2.1.1.1.

En ce qui concerne la dtermination des alas pour une crue de priode de retour donne, elle ncessite de connatre, en tout point du cours deau, le niveau ayant cette priode de retour.

Compte tenu des pentes dcoulement assez fortes, les niveaux de priode de retour donne sont directement lis au dbit de cette priode de retour lendroit considr. Il ny a en effet sur ces cours deau aucun phnomne d hystrsis sur la loi niveau-dbit comme on peut lobserver sur des cours deau faible pente (la Sane par exemple). La relation niveau-dbit est univoque ce qui signifie qu un dbit donn ne correspond quune seule valeur de niveau.

Ainsi donc, la simulation peut tre ralise en rgime permanent en considrant une rpartition spatiale des dbits telle quil a la mme priode de retour en tout point du cours deau considr.

Dans la ralit, un vnement qui offre la mme priode de retour sur tout le cours deau nexiste pas. Ce scnario nest l que pour dterminer les niveaux qui nous intressent.

REGIME POUR LES ZONES DAMORTISSEMENT 2.1.1.2.

Bien videmment, lamortissement des ondes de crue ne pourra tre dtect que par lintermdiaire de calculs en rgime transitoire.




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2.1.2. Modlisation maille

La modlisation maille est assure au moyen du logiciel CARIMA (Calculs de Rivires Mailles).

CARIMA est un logiciel dvelopp par ARTELIA (ex SOGREAH) et permet la modlisation dun rseau dcoulement surface libre maill et la simulation des coulements en rgime permanent ou transitoire graduellement vari.

Il permet de distinguer deux types de chenal dcoulement :

Les chenaux toujours en eau tels les lits des rivires.

Les chenaux en eau occasionnellement tels que les lits majeurs ou zones inondables.

Pour se faire, le logiciel dispose de deux types de points de calcul :

les points dits 1D auxquels sont associs des sections dcoulement (profils en travers) ;

les points dits 2D auxquels sont associs des volumes de stockage ( casiers )

Des liaisons relient les diffrents points entre eux et dfinissent la loi hydraulique considrer : frottement, dversement sur seuil, passage au travers dun orifice etc.

2.2. MODELES REALISES

Figure 8 : Hydrographie des cours d'eau modliser




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Le tableau suivant rcapitule la constitution des diffrents modles raliss laide du logiciel HECRAS.

Tableau 2: Modles HECRAS raliss

Le plan C0 en annexe C reprend le trac des cours deau modliss avec indication des repres kilomtriques (tous les 5 km) pour les cours deau les plus longs.

A noter que, au droit du Pont dArc, sur lArdche, les coulements dans la boucle ont t pris en compte en introduisant un dbit driv, calcul en fonction de la diffrence de niveau de part et dautre du pont naturel et des caractristiques de la boucle.

Lespacement des profils est variable, de plusieurs centaines de mtres sur les secteurs de gorge, sans enjeux une centaine de mtres voire moins sur les secteurs urbaniss o la forme du lit varie beaucoup dun profil lautre.

Le principe de dfinition des profils est quils soient reprsentatifs des diffrents tronons homognes mis en vidence par les profils en long et les vues en plan.

A la confluence Ardche-Beaume-Chassezac, un modle maill a t ralis. Son implantation est prsente sur la figure suivante.

Il est compos de 46 points de calculs dont 7 points de type casier et 39 points de type 1D.

Il intgre galement 57 liaisons entre points, de type frottement.

Le principe de sa conception est de suivre la topographie naturelle. Lanalyse de celle-ci montre quil se dgage trois tubes de courant (cf Figure 10 ).

Le point de calcul C107, associ un casier permet de reprsenter la part de lcoulement dbordant qui suivra le lit majeur, sachant quune autre partie suivra laxe du lit de la Beaume.

COURS D'EAU LONGUEUR (km) NOMBRE DE PROFILS

Ardche 114 656

Auzon 7.3 76

Beaume 20 117

Bourdaric 3.6 54

Bourges 1.7 23

Chassezac 35 189

Cladugne 2.2 12

Coudoular 0.265 4

Fontaulire 9.8 99

Granzon 6.65 54

Lande 3.4 39

Ligne 12 135

Lignon 5.7 62

Merdaric 2.84 50

Salindre 2.3 35

Sure 0.9 13




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Figure 9 : Implantation du modle de la confluence Ardche-Beaume-Chassezac




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Figure 10 : Topographie sur le secteur de

la confluence Ardche-Beaume

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

0 200 400 600 800 1000 1200

NIVEAU (m IGN69)

DISTANCE (m)

PROFIL P1

BEAUME ARDECHECHENAL CENTRAL

100

101

102

103

104

105

106

107

108

0 200 400 600 800 1000 1200

NIVEAU (m IGN69)

DISTANCE (m)

PROFIL P2

BEAUME ARDECHECHENAL CENTRAL

Figure 11 : Profil P1 -

Confluence Ardche-Beaume

Figure 12 : Profil P2 -

Confluence Ardche-Beaume




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2.3. CONSIDERATIONS HYDRAULIQUES

Avant daborder la question du rglage des modles, il est important dexposer diffrentes considrations relatives lhydraulique.

2.3.1. Rgimes dcoulement

La majorit des cours deau modliss offre en effet une pente relativement forte ce qui induit des coulements souvent proches du rgime critique .

Rappelons que le rgime critique est la limite entre lcoulement fluvial et lcoulement torrentiel. Il correspond lcoulement seffectuant avec le minimum dnergie.

Le graphique suivant traduit cela en reprsentant la charge (Z) en fonction du niveau (z) pour un dbit donn, sachant que :

Z = z + V/2g avec g = acclration de la pesanteur

Le terme V/2g est ce quon appelle nergie cintique . V = vitesse = Dbit / Section mouille.

Lorsque le niveau dcoulement sabaisse en dessous du niveau critique, le rgime est torrentiel et associ des vitesses dcoulement trs grandes.

Dans la nature, on nobserve en gnral pas ce rgime dcoulement car, du fait de ces fortes vitesses, la rivire creuse son lit lors de la crue (quitte le laisser se remblayer lors de la dcrue) et cest le rgime minimisant lnergie requise (le rgime critique donc) qui sinstalle.

La particularit du rgime critique est galement que le niveau associ ne dpend que de la gomtrie de la section dcoulement (les frottements ninterviennent plus).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

CHARGE (Z)

NIVEAU (z)

RELATION NIVEAU-CHARGE

Zc = charge critique

zc

= n

ive

au

cri

tiq

ue

REGIME TORRENTIEL REGIME FLUVIAL

V/2g

Niveau

Figure 13 : Relation niveau-charge - Rgimes torrentiel et fluvial




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Il ny a donc pas, proprement parler, de rglage de modle dans ce type de situation mais la connaissance de niveaux dcoulement peut donner de bonnes indications sur le dbit associ, sachant que le niveau observ se situe en ralit entre le niveau et la charge calculs, comme nous le voyons ci-aprs.

2.3.2. Dissociation niveau et charge

La charge correspond lnergie totale de lcoulement (nergie potentielle + nergie cintique).

Lorsque leau scarte quelque peu du lit mineur, il peut y avoir ralentissement sans perte de charge (sans dissipation dnergie) et lnergie cintique se transforme en nergie potentielle (la diminution de vitesse se traduit par une surlvation du niveau). On observera donc alors un accroissement du niveau de la surface libre au fur et mesure que lon scarte du lit mineur.

Egalement, si le ralentissement est li un obstacle en lit mineur, leau qui sarrte sur lobstacle remonte en atteignant au maximum le niveau de la charge.

Cest ainsi que, lorsque lon en dispose, certaines des laisses de crue peuvent correspondre au niveau deau en lit mineur, au niveau de la charge ou un niveau intermdiaire entre les deux.

La ligne de charge peut en fait varier transversalement mais le niveau le plus bas reste en lit mineur o les vitesses sont largement les plus fortes.

Figure 15 : Exemple de

surface libre trs chahute

Figure 14 : Profil en travers - dissociation niveau et charge




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Un autre exemple illustre ce phnomne de variation transversale du niveau. Cest celui observ du pont de Pont-de-Labeaume lors de la crue de septembre 1992.

2.3.3. Ecoulement rapidement vari

Lorsque lcoulement seffectue sous la forme dun entonnement dans un ouvrage, il y a une augmentation progressive de la vitesse ce qui se traduit par un abaissement de la ligne deau (leau plonge dans le rtrcissement).

Cest ce quon peut observer sous les arches dun pont par exemple.

La mise en charge de louvrage peut accentuer la courbure de la surface libre et on peut observer une contraction verticale de la lame deau comme illustr sur les figures suivantes. Une contraction latrale peut galement avoir lieu ce qui accentue le phnomne dacclration dans laxe de lcoulement.

Figure 16 : Variation transversale du niveau lors de la crue de 1992 Pont-de-Labeaume

Figure 17 : Schmatisation des coulements au droit d'un pont - Vue en plan




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Figure 19 : Schmatisation des coulements au droit d'un pont Profil en long

Les photos prcdentes illustrent ce propos.

En aval de louvrage, tant llargissement ventuel en plan que laugmentation du niveau li la diminution de vitesse sont loccasion dune dissipation dnergie (perte de charge) par brassage de leau.

Si lcoulement incident passe en rgime torrentiel (trs forte vitesse), on peut alors observer un retour au rgime fluvial (vitesses moindres) par le biais dun ressaut hydraulique qui assure le passage du rgime torrentiel au rgime fluvial et qui est le lieu dune forte dissipation de lnergie (perte de charge).

Figure 18 : Schmatisation des coulements au droit d'un pont - Vue en lvation

Figure 20 : Schmatisation des coulements au droit d'un pont avec ressaut hydraulique




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2.3.4. Phnomnes damortissement

Lorsque la pente dun cours deau est forte et que lcoulement reste fluvial (ventuellement proche de lcoulement critique), il ny a pas (ou trs peu) damortissement de londe de crue.

Lorsque la pente du cours deau est faible, il peut y avoir un amortissement de londe de crue, le dbit de pointe diminuant du fait du stockage dun volume deau consquent au fur et mesure de la monte du niveau. Les figures suivantes illustrent ce phnomne.

Considrons un tronon de rivire le long de laquelle des dbordements peuvent avoir lieu en lit majeur, sur une surface S.

Lorsque, pendant une dure t, le niveau monte dune hauteur z audessus du niveau de plein bord, un volume Vol est stock en lit majeur (Vol = z x S).

Ainsi, le dbit sortant du tronon est diminu de Q = Vol/t.

Ce raisonnement appliqu un hydrogramme de crue conduit au graphique suivant, reprsentant lhydrogramme type entrant exprim en pourcentage du dbit de pointe et lhydrogramme type sortant laval du tronon considr.

Figure 21 : Illustration du phnomne de stockage

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

DEBIT (% du max)

TEMPS

HYDROGRAMME THEORIQUE REPRESENTATIF DE L'AMORTISSEMENT

VOLUME STOCKE EN LIT MAJEURLORS DE LA CRUE

VOLUME DESTOCKE LORS DE LA DECRUE

Figure 22 : principe de l'amortissement d'une onde de crue




ETUDE HYDRAULIQUE


Le volume stock en lit majeur lors de la monte de crue induit une diminution de la pointe de la crue et, par voie de consquence, une diminution des niveaux dcoulement en aval de la zone de stockage.

Des calculs ont t effectus en rgime transitoire avec le modle de lArdche et sont prsents au paragraphe 2.6.1.6.

Nous avons vrifi que la confluence avec le Rhne ninduisait pas de fort amortissement de londe de crue (environ 1,5% du dbit de pointe).

2.4. CONDITIONS AUX LIMITES

Les conditions aux limites sont :

en amont et tout le long du cours deau modlis, les dbits imposs,

en aval, le niveau.

2.4.1. Dbits introduits

Le tableau page suivante rcapitule les dbits caractristiques, selon les priodes de retour et selon lendroit des diffrents cours deau modliss.

Ils sont issus des rsultats de ltude hydrologique. Les priodes de retour considrer contractuellement sont les suivantes, selon les tches :

Tableau 3 : Priodes de retour considrer pour les calculs

TRAVAIL RIVIERE Q1 Q3 Q5 Q10 Q30 Q50 Q100 Q300 Q1000

Ardche X X X X X X X X X

Chassezac X X X X X

Beaume X X X X X X

Autres X X X

Ardche X X X X X X X X

Chassezac X X X X X

Beaume X X X X X X

Autres X

Ardche X X X X X

Chassezac X X X X

Beaume X X X X X

Autres X X X

ENVELOPPES ZI

HAUTEURS D'EAU

ETUDE DES

DOMMAGES


ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE SUR LE BASSIN VERSANT DE LARDECHE ET DE SES PRINCIPAUX AFFLUENTS

ETUDE HYDRAULIQUE


Tableau 4 : Dbits caractristiques le long de l'Ardche

1 ans 2 ans 3 ans 5 ans 10 ans 20 ans 30 ans 50 ans 100 200 300 1000

Amont du secteur d'tude (Cautet-Aleyrac) 23.4 0.040 51 61 76 92 117 150 169 218 253 288 308 369

Aval pont de Barnas 55.1 6.575 98 116 144 174 222 285 321 414 480 547 586 701

Aval confluence avec le Saut (Barnas) 73.7 8.660 121 145 179 217 276 354 399 514 597 680 728 871

Pont de Meyras 96.1 15.385 148 177 218 264 336 432 486 628 729 830 888 1063

Amont confluence avec le Lignon 99.4 17.700 152 181 224 271 345 443 499 644 747 851 911 1090

Aval confluence avec le Lignon 159.2 18.150 216 258 319 386 491 630 710 917 1064 1211 1297 1552

Au pont de Labeaume (aval Fontaulire) 291.4 19.605 340 406 501 608 773 992 1118 1443 1675 1907 2042 2443

A l'aval de la confluence avec la Volane 435.9 28.435 460 549 678 822 1045 1342 1512 1952 2266 2579 2762 3304

A l'aval de la confluence avec le Sandron 467.9 30.700 485 579 715 867 1102 1415 1595 2058 2389 2720 2913 3485

A l'aval de la confluence avec le Luol 544.1 34.500 544 649 801 971 1235 1585 1786 2305 2676 3046 3261 3902

A l'aval de la confluence avec le Louyre 564.8 35.855 559 667 824 998 1270 1630 1836 2370 2752 3132 3354 4013

L'Ardche Vog 615.6 44.650 596 712 879 1065 1354 1739 1959 2529 2935 3341 3578 4281

Amont confluence avec l'Auzon 628.5 48.200 606 723 892 1082 1375 1766 1989 2568 2981 3393 3634 4348

Aval confluence avec l'Auzon 748.8 48.210 681 814 1006 1219 1547 1985 2251 2891 3365 3831 4103 4911

Amont confluence avec la Ligne 796.0 60.180 713 852 1053 1276 1620 2078 2357 3027 3523 4011 4296 5142

Aval confluence avec la Ligne 913.7 60.300 777 928 1148 1393 1760 2257 2584 3300 3851 4387 4699 5626

Amont confluence avec la Beaume 927.2 64.920 786 938 1161 1409 1780 2282 2613 3337 3894 4436 4751 5688

Aval confluence avec la Beaume 1176.9 65.260 909 1088 1350 1641 2058 2639 3069 3880 4551 5187 5557 6658

Amont confluence Chassezac 1178.1 66.300 910 1089 1351 1642 2060 2641 3072 3883 4555 5192 5562 6663

Aval confluence Chassezac 1917.7 66.350 1234 1472 1820 2208 2688 3441 4197 5144 6134 7003 7511 9016

Aval confluence ruisseau de Vallier 1924.0 66.550 1237 1475 1824 2213 2694 3450 4207 5156 6149 7020 7529 9038

A Vallon pont d'Arc 1958.6 76.285 1253 1495 1849 2243 2731 3496 4264 5226 6232 7115 7630 9160

Aval confluence avec L'Ibie 2117.8 77.630 1329 1586 1961 2378 2896 3707 4522 5541 6608 7545 8091 9713

A Sauze-Saint Martin 2256.0 104.410 1394 1663 2056 2494 3036 3887 4741 5810 6929 7911 8484 10184

EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)

DEBIT DE POINTE (m3/s)



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1 ans 2 ans 3 ans 5 ans 10 ans 20 ans 30 ans 50 ans 100 ans 200 ans 300 ans 1000 ans

Amont du secteur modliser (Bge de Malarce) 483.4 0.000 282 370 514 771 1092 1400 1578 2086 2448 2781 2975 3551

Pont de Gravires 497.8 5.245 288 379 525 788 1116 1432 1613 2132 2503 2843 3041 3630

Amont confluence Coudoular 501.7 7.130 290 381 528 792 1123 1440 1623 2145 2518 2860 3059 3651

Aval confluence Coudoular 507.3 7.165 292 384 533 799 1132 1452 1636 2163 2539 2883 3085 3682

Chambonas 510.2 10.100 293 386 535 802 1137 1458 1643 2172 2549 2896 3098 3698

Aval confluence rivire de Sure 541.7 13.500 307 403 560 839 1189 1525 1719 2272 2667 3029 3240 3867

Aval confluence Bourdaric 555.7 15.105 313 411 570 856 1212 1555 1752 2316 2718 3087 3303 3942

Aval confluence rivire de Salindres 593.6 17.120 329 432 599 899 1274 1633 1841 2433 2856 3244 3470 4142

Aval confluence Granzon 658.0 26.000 355 467 647 971 1376 1765 1989 2629 3086 3505 3749 4475

Aval confluence Rgourdet 697.7 28.300 371 488 676 1015 1438 1844 2078 2747 3224 3662 3917 4676

Aval confluence ruisseau de Vbron (pont RD246) 727.9 32.180 383 503 698 1047 1484 1903 2145 2835 3328 3780 4044 4827

Confluence avec l'Ardche 739.6 35.430 388 509 707 1060 1502 1926 2171 2870 3368 3826 4093 4885

EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)


Tableau 5 : Dbits caractristiques le long du Chassezac

Tableau 6 : Dbits caractristiques le long de la Beaume


Amont du secteur modliser (Chassournet) 164.4 0.000 142 173 220 288 413 532 601 689 1071 1213 1296 1542

Lieu-dit "La Crotte" 187.0 3.700 156 191 242 317 455 586 662 759 1180 1336 1428 1699

Rosires 200.5 6.800 164 201 255 334 479 617 697 799 1243 1407 1504 1790

Aval Rau de Blajoux 225.9 8.280 180 220 279 366 524 675 762 874 1359 1539 1645 1957

Saint-Alban 245.0 14.930 191 234 296 389 557 717 810 929 1445 1636 1748 2080


EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)




ETUDE HYDRAULIQUE



Amont du secteur modliser (Chassiers - Aubesson) 21.7 0.000 29 36 53 77 107 136 161 202 234 265 283 337

Pont de Fourniol 21.9 0.190 29 36 53 77 107 137 163 204 236 268 286 340

Amont confluence Roubreau 23.2 2.375 30 38 55 81 112 143 170 213 247 279 298 355

Aval confluence Roubreau 48.4 2.400 52 65 96 140 195 248 295 370 428 485 518 616

Aval ruisseau de Breuil 53.9 4.880 57 71 104 152 211 268 320 401 464 525 561 668

Amont du secteur modliser (Les Ribeyras) 28.6 0.000 35 44 65 94 131 167 199 250 289 327 350 416

Aval confluence Rau des Alobres 40.9 0.980 46 57 85 123 171 218 260 326 377 427 456 543

Confluence Ligne 43.3 3.440 48 60 89 129 179 228 271 340 394 446 476 567

Aval confluence Lande 97.8 6.360 89 111 163 237 330 420 500 627 726 822 878 1045

Labeaume 111.5 9.015 98 122 180 262 364 463 552 692 801 906 969 1153

Confluence Ardche 117.6 12.280 102 127 188 272 379 482 574 720 833 944 1008 1200

Ligne

Lande

Ligne

Cours d'eau EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)


Tableau 7 : Dbits caractristiques le long de la Ligne et de son affluent


Amont Souche 21.2 0.000 48 57 70 85 108 139 156 202 234 267 286 342

Aval ruisseau de Combe Longe 28.2 2.105 59 70 87 105 134 172 194 250 290 331 354 424

Aval confluence ruisseau Licheyre/Dabrigeon 33.5 3.405 67 80 99 120 152 196 220 285 330 376 403 482

Pont du Bruges 42.3 5.720 80 96 118 143 182 233 263 339 394 448 480 575

Amont confluence avec ruisseau du Seusaret 56.6 10.560 99 119 147 178 226 290 327 422 490 557 597 714


EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)


Tableau 9 : Dbits caractristiques le long du Lignon


Amont du secteur modliser 1.4 0.000 6 7 9 11 14 18 20 26 30 34 37 44

Amont pont 2.7 0.960 10 12 15 18 23 30 34 43 50 57 62 74

Aval Rau de Page 3.6 1.250 13 15 18 22 28 36 41 53 62 70 75 90

Pont Village 4.6 1.970 15 18 22 27 35 44 50 65 75 85 91 109

Confluence Ardche 5.0 2.840 16 19 24 29 37 47 53 69 80 91 97 116

EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)


Tableau 8 : Dbits caractristiques le long du Merdaric



ETUDE HYDRAULIQUE



Amont du secteur modliser (amont Montpezat) 34.1 0.000 68 81 100 122 155 198 224 289 335 381 408 489

Aval ruisseau de Pourseille 45.9 1.200 85 102 125 152 193 248 280 361 419 477 511 611

Amont confluence Bourges 52.5 4.550 94 112 139 168 214 275 309 399 464 528 565 676

Amont du secteur modliser (pont du Prat) 61.1 0.000 105 126 155 188 239 307 346 447 519 590 632 757

Confluence avec la Fontaulire 67.7 1.690 114 136 168 203 259 332 374 483 560 638 683 817

Fontaulire aval confluence Bourges 120.2 4.600 175 209 258 313 398 511 575 743 862 982 1051 1258


Fontaulire

Bourges

Fontaulire


(km)

PK

(km)


Tableau 10 : Dbits caractristiques le long de la Fontaulire et de la Bourges


Amont du secteur modliser (pont RN102) 53.5 0.000 56 70 104 151 210 267 318 399 461 522 558 664

Aval confluence avec la Cladugne 103.4 0.300 92 115 170 247 344 438 522 654 757 857 916 1090


Cladugne Aval du secteur modliser 48.0 2.200 52.0 64.9 96 139 193 246 293 368 426 482 515 613

Auzon


(km)

PK

(km)



Amont du secteur modliser 13.2 0.000 20 25 36 53 73 93 111 140 162 183 196 233

Aval Rau de Tournon 16.3 0.640 23 29 43 62 86 110 131 164 190 215 229 273

Confluence 20.3 1.270 27 34 50 73 101 129 154 193 223 253 270 321

EndroitSuperficie

(km)

PK

(km)


Tableau 11 : Dbits caractristiques du Salindre

Tableau 12 : Dbits caractristiques de l'Auzon et de la Cladugne



ETUDE HYDRAULIQUE



Rau du Coudoular Amont du secteur modliser 5.122 0 9 12 17 25 36 46 52 69 81 92 98 117

Amont zone modliser 27.840 0 33 44 60 91 128 165 186 245 288 327 350 417

Confluence Chassezac 28.528 34 44 62 92 131 168 189 250 293 333 356 425


Aval Doulaury 5.341 0 10 13 18 26 37 48 54 71 83 95 101 121

Aval couverture 8.040 2 13 17 24 36 51 65 73 97 113 129 138 164

Confluence Chassezac 9.299 15 19 27 40 56 72 82 108 126 144 154 183


Amont Berrias (aval Claveysson) 29.100 3 34 45 62 94 133 170 192 254 298 338 362 432

La Rouvire (aval Graveyron) 42.820 5 46 60 83 125 177 227 256 339 398 452 483 577

Confluence Chassezac 44.205 7 47 62 85 128 182 233 262 347 407 462 495 591

Rivire de Sure

Bourdaric

Granzon


(km)

PK

(km)


Tableau 13 : Dbits caractristiques des affluents du Chassezac




ETUDE HYDRAULIQUE


2.4.2. Niveaux aval pour les affluents

Pour lensemble des affluents (sauf le Chassezac modlis de faon maille par ailleurs), compte tenu des fortes pentes, la condition de niveau aval ninflue que sur une courte distance. Nous avons considr le niveau de mme frquence que la crue de laffluent modlis. Compte tenu de lobjectif (pour chaque priode de retour considre, dterminer les niveaux dcoulement quifrquence en tout endroit du cours deau), cela permet de traiter dune mme frquence de phnomne.

2.4.3. Niveaux aval pour lArdche

Pour lArdche sest pose la question du niveau du Rhne.

Lors de ltude hydrologique, nous avons montr que les dbits caractristiques de lArdche aux frquences rares sont proches de ceux du Rhne aval pour les mmes frquences (le temps de concentration du bassin de lArdche est nettement infrieur celui du Rhne).

Aprs diffrentes analyses des crues historiques, il a t dcid, en accord avec le comit technique, dappliquer la rgle suivante :

Pour les crues de priode de retour suprieure ou gale 100 ans, considrer la mme priode de retour pour le Rhne Beaucaire.

Pour la crue dcennale de lArdche, considrer une crue de priode de retour de 35 ans sur le Rhne aval soit une surlvation de 80 cm par rapport au niveau calcul avec des priodes de retour identiques.

Entre T = 10 et 100 ans considrer les priodes de retour associes du Rhne suivantes :

Q30 : T-Rhne # 60 ans

Q50 : T-Rhne # 80 ans

Pour T < 10 ans, surlvation de 80 cm par rapport au niveau dquifrquence.

Un scnario de calcul a t ajout pour la crue dcennale de lArdche en considrant la crue de rfrence du Rhne (crue de 1856).

Pour les dbits caractristiques des calculs, les conditions finalement adoptes sont donc les suivantes :

Tableau 14 : Niveaux du Rhne adopts la confluence de l'Ardche

Dbit (m3/s)Priode

(ans)Dbit (m3/s)

Priode

(ans)

1 1 394 42.62 6 527 2.6 3 500 0.5 2 042

3 2 056 43.52 7 787 6.5 3 830 0.7 2 376

5 2 494 44.12 8 837 14 4 192 1.6 2 689

10 3 036 44.69 10 015 35 5 689 6.4 1 613

10 bis 3 036 45.30 13 700 700 8 600 200 2 700

30 4 741 44.97 10 665 60 4 877 2.8 1 309

50 5 810 45.09 11 024 80 3 812 0.7 1 753

100 6 929 45.22 11 445 110 2 765 < 0.4 2 295

300 8 484 45.61 12 780 330 2 435 < 0.4 2 326

1000 10 184 46.03 14 240 1070 2 075 < 0.4 2 650

Priode de

retour

(ans)

Dbit

Ardche

(m3/s)

Niveau

Rhne

(m IGN69)

Rhne Beaucaire

(96500 km)

Rhne Viviers

(70900 km)Autres

affluents

(m3/s)




ETUDE HYDRAULIQUE


2.4.4. Concomitance des crues

A la confluence Ardche-Beaume-Chassezac, sest pose la question de la concomitance des crues.

Une analyse de sensibilit a t effectue sur la base de la crue de septembre 1992. Elle est prsente avec les rsultats de calcul du modle maill.

2.5. REGLAGE DES MODELES

Nous avons dispos dun certain nombre de laisses de crues sur les cours deau principaux : Ardche, Chassezac et Beaume.

La majorit dentre elles est relative la crue de septembre 1992.

Il faut signaler quil existe une forte incertitude sur leurs valeurs ainsi que sur leur position. Ceci est nettement perceptible sur les profils en long o lon voit, en certains endroits, plusieurs laisses offrant une diffrence de niveau de plus d1 m.

Dune faon gnrale, le fait que les coulements soient proches de lcoulement critique (cf plus haut dans le texte) et la mconnaissance des dbits lors des crues associes aux laisses nont pas permis de vritable rglage. La vraisemblance des priodes de retour des dbits associs a cependant pu tre vrifie.

Nous avons galement analys les relations niveaux-dbits au droit des stations limnigraphiques.

Les rsultats sont prsents ci-aprs pour chaque cours deau sparment.

2.6. RESULTATS

2.6.1. Ardche

MODELISATION FILAIRE 2.6.1.1.

Les calculs ont t raliss pour une gamme de dbits de priode de retour comprise entre 1 et 1000 ans.

Les rsultats font lobjet des profils en long PL1 PL18 en annexe C. Nous y avons report la charge des coulements et, pour certaines priodes de retour et afin de ne pas surcharger, le niveau quand celui-ci explique les laisses de crue.

Rgime critique :

Nous avons indiqu par la lettre C, en bas de chacun des profils en long, le fait que lcoulement seffectue en rgime critique ou en est trs proche.

On observe que lcoulement est de type critique ou proche du critique sur une trs grande partie du cours (jusque vers Vogu voire St-Maurice dArdche jusquo la pente est suprieure 3). Le profil en long gnral page suivante montre lvolution de la pente le long du cours de lArdche.




ETUDE HYDRAULIQUE


REGLAGE 2.6.1.2.

Le rglage a t ralis avec les crues de septembre 1992 et septembre 1890. Nous avons galement analys la relation niveau-dbit au droit de la station limnigraphique de Pont de Labeaume, celle-ci prsentant une particularit.

2.6.1.2.1. Crue de septembre 1890

Nous disposons de 15 laisses de la crue du 22 septembre 1890. Elles sont rputes incertaines car leves plusieurs dcennies aprs lvnement.

Les laisses de crue disponibles indiquent une priode de retour de lordre de 1000 ans en amont de la confluence avec la Volane (planche Ard8, Ard9 et Ard11).

En aval de cette confluence, la priode de retour associe ne serait plus que de 200 300 ans (planches 14) ce qui est compltement en accord avec ltude hydrologique.

On peut remarquer que les laisses associes cette crue sont de 50 cm 1,50 m au-dessus celles de la crue de septembre 1992.

2.6.1.2.2. Crue de septembre 1992

Nous disposons de 176 laisses de cette crue ce qui permet un rglage (ou du moins la dtermination du dbit associ), satisfaisant dans lensemble.

Une analyse dtaille de ces laisses fait lobjet de lannexe B.

May

res

Bar

nas

Thu

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Mey

ras

Po

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Lab

eau

me

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Po

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St E

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La M

ott

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ho

ne

3.7

%

2.6

%

1.6

6%

1.1

5%

0.8

8%

0.6

7%

0.6

1%

0.4

4%

0.3

5%

0.2

5%

0.1

8%

0.1

1%

0.0

9%

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80 100 120

Niveau (m)

Abscisse (Km)

Profil en long gnral de l'Ardche

Profil en long

Communes de rive droite

Communes de rive gauche

Figure 23 : Profil en long gnral de l'Ardche




ETUDE HYDRAULIQUE


On constate que la crue de septembre 1992 offre une priode de retour de lordre de 300 ans, jusqu la confluence avec la Volane. En aval et jusqu Vogu la priode de retour descend 50 ans. Elle diminue encore 30 ans jusque vers Balazuc et nest plus que de 10 ans en aval de la confluence avec le Chassezac.

Cette diminution progressive de la priode de retour est lie au manque dapport des affluents et, pour une faible part, aux amortissements intervenant en amont de Balazuc et la confluence Beaume-Chassezac.

Nous analysons plus loin dans ce rapport, la priode de retour de la crue de septembre 1992 sur lArdche amont et la Beaume, partir des pluies mesures.

2.6.1.2.3. Station de Pont de Labeaume

Nous avons report sur le graphique suivant, la courbe de tarage actuelle, celle de 1992 et les niveaux et charges calcules par le modle numrique dcoulement.

On constate que la courbe ancienne correspond aux niveaux calculs par le modle en rgime critique.

Ceci indique que la courbe de tarage actuelle implique un coulement en rgime torrentiel.

Ceci est possible localement du fait que la station est situe immdiatement en aval du pont et que louvrage est compltement en charge partir de la crue de priode de retour 300 ans. La mise en charge dbute pour une crue de priode de retour un peu suprieure 100 ans.

Avant cette priode de retour, il est peu envisageable davoir un coulement torrentiel. Cest en effet la mise en charge qui peut induire un tel coulement en aval de louvrage, lcoulement redevenant critique une certaine distance en aval.

Figure 24: Courbe de tarage de l'Ardche Pont de Labeaume

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

HAUTEUR (cm)

DEBIT (m3/s) ou DISTANCE (dm)

ARDECHE AU PONT DE LABEAUME - COURBES DE TARAGEZERO = 294.45 m IGN69

ACTUELLE

1992

Hauteur en coulement critique

Charge en coulement critique

PROFIL EN TRAVERS




ETUDE HYDRAULIQUE


2.6.1.2.4. Secteur de Vallon Pont d'Arc

Ce secteur a t particulirement analys du fait que lon dispose dlments de comparaison avec les rsultats de la thse de Robin Naulet (septembre 2002).

Cest le profil en long n16 qui correspond ce secteur.

On retrouve les laisses de la crue de septembre 1992 avec la charge de la crue dcennale (2700 2900 m3/s). Ces rsultats concident avec la ligne deau de Naulet pour Q=2800 m

3/s lexception

de la perte de charge quil calculait au droit de lancien moulin de Salavas (PK 75.680) et qui na aucune raison dtre (les laisses de 1992 ne la confirment pas).

Nous retrouvons galement le fait que la crue de 1890 scoulait avec des niveaux de 2 3 m plus bas quactuellement.

Robin Naulet, a montr que le modle reprsentatif de ltat actuel (donnes topographiques de 1994 et 1997) permettait de retrouver les lignes deau observes pour une large gamme de dbits (40 m

3/s = tiage de 1997, 120 m

3/s = basses eaux de 1921, 2800 m

3/s = crue de sept.1992, 4750

m3/s = crue de sept. 1958). Il en a conclu que le lit navait pas subi dvolution depuis 1921.

Ensuite, il a construit un modle reprsentatif de ltat au 19me

sicle partir de profils en travers levs en 1849 et de la ligne de basses eaux de 1849. Il la ensuite rgl sur une large gamme de dbits : 140 m

3/s = basses eaux de 1849, 860 m

3/s = mai 1856, 1870 m

3/s = oct. 1855, 4050 m

3/s

= oct. 1859, 5100 m3/s = sept. 1846, 5350 m

3/s = sept. 1857, 6900 m

3/s = mai 1858, 7750 m

3/s =

sept. 1890.

Il en a dduit que, si le secteur amont (entre le moulin de Salavas et le pont dArc), situ sur le socle rocheux ne montrait pas de modification, le secteur aval, essentiellement constitu de sables, rvlait un exhaussement du lit depuis 1849 de lordre de 2 3 m.

Nous retrouvons ce mme cart de 2 3 m entre la ligne deau calcule par Naulet, associe la crue de 1890 (7750 m

3/s - deux laisses sur le secteur) et la ligne deau associe notre crue de

priode de retour 300 ans (7630 m3/s).

A noter que les dbits drivs dans la boucle, au droit du Pont dArc reprsentent environ 3% du dbit incident pour la crue centennale, 8% pour la crue Q300 et 12% pour la crue millnale.

SENSIBILITE AU PARAMETRE RUGOSITE 2.6.1.3.

Dune faon gnrale, les coefficients de rugosit adopts sont les suivants :

Tableau 15 : Coefficients de rugosit adopts

LIT ET COUVERTURE STRICKLER MANNING

Lit mineur 20 32 0.031 0.050

Prairie rase 15 18 0.056 0.067

Prairie avec cltures et arbres parses 11 14 0.071 0.091

Prairie/champ avec haies et arbres parses 9 11 0.091 0.11

Bois claircem 6 8 0.125 0.17

Frt dense 2 5 0.20 0.50




ETUDE HYDRAULIQUE


2.6.1.3.1. Rugosit du lit mineur

La figure suivante en fournit lvolution le long du cours de lArdche (Coefficient de rugosit sur laxe vertical de droite).

En lit mineur, la rugosit dpend en gnral : - de la granulomtrie des ventuels sdiments, - de la hauteur des asprits du fond rocheux le cas chant, - de la forme et de la hauteur des bancs ventuels, - de la sinuosit

Lorsque lcoulement seffectue en rgime critique, le niveau ne dpend plus que de la forme de la section et dun coefficient multiplicateur de la vitesse moyenne qui tient compte du fait que la rpartition de la vitesse nest pas homogne. Ce coefficient induit donc une dpendance la rugosit (mais la seule rugosit de peau ). Dans le cas o la vitesse est parfaitement homogne dans la section dcoulement, le coefficient est gal 1. Plus la diffrence de vitesse entre lit mineur et lit majeur est importante, plus ce coefficient est grand (suprieur 1).

Pour la dtermination des coefficients de rugosit du lit mineur, nous avons distingu les secteurs forte pente o lcoulement est critique ou proche du critique des secteurs pente plus faible o lcoulement seffectue en rgime fluvial.

Sur les secteurs o lcoulement est essentiellement en rgime critique, le coefficient de rugosit est li la rugosit de peau ou de grain c'est--dire la taille des matriaux du lit. La formule suivante, couramment utilise, permet de relier le coefficient de rugosit de grain (exprim sous la forme dun coefficient de Strickler), au diamtre des matriaux du lit :

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100

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300

400

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0 20 40 60 80 100 120

Niveau (m)

Abscisse (Km)

Rugosit le long de l'Ardche

Profil en long

Communes de rive droite

Communes de rive gauche

Coefficient de Strickler du lit mineur

Figure 25 : Evolution de la rugosit en lit mineur de l'Ardche




ETUDE HYDRAULIQUE


o D90 correspond au diamtre des galets pour lequel 90% des matriaux du lit (en poids) est constitu dlments plus petits.

Avec des blocs de lordre du mtre sur lamont du secteur mais qui rapidement diminuent vers des tailles avoisinant 50 cm, le coefficient de rugosit de grain varie entre 26 et 30.

Plus en aval, c'est--dire l o lcoulement est plutt de type fluvial, les coefficient de rugosit ont t fix partir de notre exprience (applique aux reconnaissances de terrain et aux photographies ariennes) ainsi quen exploitant la formule suivante qui fournit une loi statistique moyenne que suit le coefficient de rugosit de Strickler en fonction de la pente i du lit du cours deau.

Nous avons tenu compte galement du fait que, lors des crues, la vgtation proche du lit mineur ou qui a pu se dvelopper sur les bancs prsents en lit mineur est arrache ou au minimum fortement couche ce qui rduit la rugosit du lit.

Afin dapprcier lincidence de la modification de la rugosit du lit mineur sur les niveaux dcoulement, nous avons effectu des calculs en adoptant

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