COMMUNE DE ZAESSINGUE

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CONSTRUCTION D’UN BASSIN DE

RETENTION DES EAUX DE CRUE

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MEMOIRE EXPLICATIF

Introduction La Commune de Zaessingue s’est inscrite dans la démarche GERPLAN avec la Communauté de Communes du Pays de Sierentz. Dans ce cadre, et afin de régler le problème d’inondation de la commune due au Wahlbach, elle souhaite construire un bassin de rétention. Travaux envisagés Le centre historique de la commune se situe en aval d’un bassin versant, d’une superficie totale de 415 hectares. La traversée de la commune présente une capacité d’écoulement insuffisante vis-à-vis des importants débits générés lors des orages. Toutefois, il s’avère techniquement et économiquement difficile d’améliorer les écoulements (reprise complète des tuyaux et de la voirie). De plus, afin de ne pas aggraver les risques en aval, il n’est pas souhaitable d’augmenter les débits de crue en aval. La commune souhaite construire une digue permettant d’aménager en amont une zone de rétention capable de protéger la commune contre une pluie centennale. Un site situé à l’amont permet d’implanter un bassin de rétention reprenant les eaux de ruissellement du bassin versant. Pour la pluie centennale sur 24 heures, la pluviométrie sur ce bassin versant s’élève à 105 mm soit un volume d’eau ruisselé estimé à 158500 m3. Principe de fonctionnement : Par temps sec : le bassin est vide Par temps de pluie :

• tant que le débit d’alimentation est inférieur au débit de fuite, le bassin reste vide, • dès lors qu’il devient supérieur au débit de fuite, le bassin se remplit et joue alors son

rôle de régulation en stockant le débit excédentaire, • au-delà d’une pluie de fréquence centennale, le bassin se remplit intégralement et le

déversoir (trop plein) permet l’écoulement du débit résiduel. Dimensionnement de l’ouvrage Le volume de bassin est calculé sur la base du volume induit par une pluie centennale journalière, il est nécessaire de déterminer la pluie, la surface du bassin versant ainsi que le coefficient de ruissellement. Les résultats des méthodes présentées sont en annexe. Le Bassin versant (Cf plan de situation) Le bassin versant est occupé par des cultures et est caractérisé par une pente moyenne élevée. Le bassin versant intercepté par la digue présente une surface de 415 ha occupé comme suit :

Occupation du sol Surface (ha) C coefficient de ruissellement

Terres agricoles et chemins ruraux 339 0.4 Forêts et vergers 76 0.25 Total 415 0.37

Le volume de crue Le volume de crue est calculé à l’aide de la méthode rationnelle avec : C = coefficient de ruissellement P = pluie totale de période de retour 100 ans sur 24 heures en mm S = surface du bassin versant en ha V (m3) = 10 x P (mm) x S (ha) x C Le temps de concentration Le temps de concentration est estimé avec la méthode de Passini : Tc = temps de concentration en heures L = longueur du bassin versant (chemin hydraulique le plus long) I = pente moyenne sur le chemin hydraulique S = aire du bassin versant Passini : Tc = 0.12 x (S x L)1/3 / √I Estimation du temps de concentration (en heure) : 2.18 Le débit de fuite Le bassin de rétention n’interceptant pas l’ensemble du bassin versant, le débit de fuite a été déterminé en prenant en considération le débit généré par l’épisode pluvieux sur le bassin versant aval et la capacité d’écoulement aval. Le bassin versant aval est quasi exclusivement occupée par de la forêt, ce qui réduit le risque d’inondation. Toutefois, du fait de la forte pente, les débits générés restent importants. Il est indispensable de réduire fortement le débit s’échappant du bassin lors des crues. Le débit de fuite du bassin a été fixé à 0 m³/s. La vanne reste constamment fermée. Il conviendra de vidanger l’ouvrage sous surveillance. Le débit de vidange Les caractéristiques de la vanne de vidange (section rectangle de 1 par 0,75 mètre) permettent d’assurer la vidange du bassin en moins de 24 heures. Loi de vanne : Q = 0,6 S ( 2 g H ) 1/2 Le débit de pointe centennal

Le débit est estimé à partir de la méthode rationnelle qui permet de transformer la pluie de projet (décrite par son intensité Ip en mm par secondes), supposée uniforme et constante dans le temps, en un débit instantané maximal lorsque l’ensemble de son bassin contribue à ce débit. Le calcul est effectué pour une pluie de durée correspondant au temps de concentration du bassin. Q100 = C x Ip x S / 3.6 L’intensité de la pluie est déterminée par modèle stochastique sur la station météo de Bâle Mulhouse à l’aide du logiciel Shypre (Cemagref). Soit un débit de 8.48 m³/s. Caractéristiques du bassin de rétention Volume utile du bassin (cf plan de masse –annexe caractéristiques du bassin) Compte tenu de la côte du déversoir central arrêtée à 101.70, le volume utile du bassin (sans surverse) atteint 72000 m3. Le tableau ci-après donne le volume stocké dans le bassin en fonction du niveau d’eau. La côte retenue pour le haut de la digue est quant à elle de 102.9; le différentiel par rapport à la côte de déversement correspondant à la hauteur du déversoir de sécurité (+ 0.2 m) majorée de 0.5 m maximum de hauteur de déversement puis de 0.5 m de revanche de sécurité. La digue atteint ainsi une hauteur totale de 8 mètres. Dimensionnement des déversoirs Un pré-dimensionnement est effectué selon la méthode exposée ci-après, ces formules sont ensuite reprises dans un programme qui simule une crue millénaire se produisant bassin plein. Les résultats sont présentés en annexe. La formule utilisée pour ce type de déversoir est la suivante : Q = u . S . (2 g . h)1/2

• u = 0.3 pour un seuil en enrochement bétonné ou un seuil large en béton (arêtes vives) • S est la surface mouillée simplifiée (Longueur du déversoir x hauteur d’eau maximum

sur le seuil) • g est la pesanteur

La longueur retenue pour le déversoir central est de 9 mètres. La longueur retenue pour le déversoir latéral est de 12 mètres. La côte de déversement atteint, pour la crue millénaire, 102.39 ; les 50 cm de revanche sont donc respectés.

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NOTE DE CALCUL

SIMULATION N°1 : CRUE CENTENNALE Cette simulation a pour objectif de déterminer les débits maximum générés par les bassins versants. Cette simulation utilise la pluie la plus pénalisante en terme d’intensité (pluie de durée égale au temps de concentration). Figurent dans l’ordre les calculs pour le bassins versant en amont de l’ouvrage projeté puis les calculs pour le bassin versant restant en aval

SIMULATION N°2 : REMPLISSAGE DU BASSIN DE RETENTION Cette simulation utilise la pluie centennale la plus pénalisante en terme de volume à stocker compte tenu du débit de fuite. Le volume à stocker détermine la capacité minimale du basin de rétention.

SIMULATION N°3 : CRUE MILLENAIRE Cette simulation a pour objectif de déterminer les débits maximum susceptibles de déverser par les ouvrages de sécurité. Elle utilise la pluie la plus pénalisante pour les déversoirs. La simulation démarre bassin plein. Elle permet de vérifier le dimensionnement des déversoirs et le respect de la revanche de sécurité.