Etude de définition de la mise en sureté de l'atelier … · sous la digue en limite des tronçons 4 & 5 en extrémité du bassin EST (dalot béton armé 2 x 1,5m), muni d’un

SOCIETE CONSTELLIUM

Etude de définition de la mise ensureté de l'atelier tôlerie (usined'Issoire)MODELISATION HYDRAULIQUE BIDIMENSIONNELLE

RAPPORT D’ETUDE – V1

ORIGINAL

Artelia Eau & EnvironnementRessources en eau & Risques naturels

Echirolles

DATE : MAI 2017 REF : 8210545-R3

- SOCIETE CONSTELLIUM

Etude de définition de la mise en sureté de l'atelier tôlerie (usine d'Issoire)M O D E L I S A T I O N H Y D R A U L I Q U E B I D I M E N S I O N N E L L E


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Version Date Description Rédaction Vérifié

1 02/01/2017 Version initiale A. LAFFONT A. MASSON

2 20/02/2017 Version initiale T. MONIER A. MASSON

3 30/05/2017 Version finale T. MONIER A. MASSON




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SOMMAIRE

1. OBJET DE L’ETUDE ___________________________________________________________1

2. CONSTRUCTION DU MODELE ________________________________________________2

2.1. EMPRISE DU MODELE _______________________________________________________ 2

2.2. DONNEES ALTIMETRIQUES___________________________________________________ 2

2.3. DONNEES HYDRAULIQUES ___________________________________________________ 5

2.4. COEFFICIENTS DE RUGOSITE_________________________________________________ 7

2.5. CALAGE DU MODELE ________________________________________________________ 8

3. MODELISATION DE L’ETAT ACTUEL _________________________________________9

3.1. PREAMBULE________________________________________________________________ 9

3.2. RESULTATS _______________________________________________________________ 10

4. MODELISATION DE L’ETAT PROJET _______________________________________ 12

4.1. ETAT PROJET DE BASE _____________________________________________________ 12

4.2. RESULTATS DE L’ETAT PROJET DE BASE _____________________________________ 13

4.3. ETAT PROJET AVEC ZONE DE DEBLAI ET ESSARTEMENT _______________________ 19

4.4. RESULTATS DE L’ETAT PROJET AVEC ZONES DE DEBLAI ET ESSARTEMENT ______ 20

5. MESURE DE REDUCTION DES IMPACTS ___________________________________ 23




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FIGURES

FIG. 1. LOCALISATION DES TRONÇONS DE TRAVAUX _________________________________________________________ 1FIG. 2. EMPRISE DU MODELE ET ZONE NON COUVERTE PAR LE LIDAR __________________________________________ 3FIG. 3. PRESENTATION DU LIDAR BRUT (EN HAUT) ET APRES CORRECTION (EN BAS) _____________________________ 4FIG. 4. TOPOGRAPHIE DU MODELE (M NGF) _________________________________________________________________ 5FIG. 5. HYDROGRAMME DE LA CRUE DE L’ALLIER A COUDES EN SEPTEMBRE 1866 _______________________________ 6FIG. 6. HYDROGRAMME INTRODUIT DANS LE MODELE ________________________________________________________ 6FIG. 7. COURBE DE TARAGE DU MODELE ___________________________________________________________________ 7FIG. 8. ZONAGE DES RUGOSITES DE STRICKLER RETENUES POUR LE MODELE__________________________________ 8FIG. 9. COMPARAISON ENTRE LES RESULTATS DU MODELE 2D ET LA LIGNE D’EAU DU PPRI POUR LA CRUE TYPE

1866 (NIVEAUX D’EAU EN M NGF) ____________________________________________________________________ 9FIG. 10. TOPOGRAPHIE ET MAILLAGE DU MODELE – ZOOM ____________________________________________________ 10FIG. 11. ETAT ACTUEL, HAUTEUR D’EAU MAXIMUM ATTEINTE PENDANT LA CRUE ________________________________ 11FIG. 12. ETAT ACTUEL, VITESSE MAXIMUM ATTEINTE PENDANT LA CRUE _______________________________________ 11FIG. 13. ETAT ACTUEL, NIVEAU D’EAU MAXIMUM ATTEINT PENDANT LA CRUE____________________________________ 12FIG. 14. EXEMPLE DE COUPE DE LA DIGUE EN ETAT ACTUEL ET APRES AMENAGEMENT __________________________ 13FIG. 15. TOPOGRAPHIE DU MODELE DANS L’ETAT PROJET DE BASE____________________________________________ 13FIG. 16. ETAT PROJET, HAUTEUR D’EAU MAXIMUM ATTEINTE PENDANT LA CRUE ________________________________ 14FIG. 17. ETAT PROJET, VITESSE MAXIMUM ATTEINTE PENDANT LA CRUE _______________________________________ 14FIG. 18. ETAT PROJET, COTE MAXIMUM ATTEINTE PENDANT LA CRUE __________________________________________ 15FIG. 19. ETAT PROJET, CARTE D’IMPACT SUR LES NIVEAUX ___________________________________________________ 16FIG. 20. PROFIL EN LONG DES VALEURS DU PPRI SUR L’AMONT DU MODELE ____________________________________ 16FIG. 21. ETAT PROJET, CARTE D’IMPACT SUR LES VITESSES __________________________________________________ 17FIG. 22. CARTE DES ENJEUX ISSUE DU PPRI_________________________________________________________________ 17FIG. 23. LOCALISATION DES ENJEUX _______________________________________________________________________ 18FIG. 24. DETAIL DES ENJEUX DU QUARTIER DE LA RIBEYRE (ZONE 4)___________________________________________ 19FIG. 25. LOCALISATION DES ZONES DE DEBLAI ET D’ESSARTEMENT____________________________________________ 20FIG. 26. ETAT PROJET AVEC DEBLAI ET ESSARTEMENT, CARTE D’IMPACT SUR LES NIVEAUX D’EAU MAXIMAUX ______ 21FIG. 27. ETAT PROJET AVEC DEBLAI ET ESSARTEMENT, CARTE D’IMPACT SUR LES VITESSES MAXIMALES __________ 22FIG. 28. COMPARAISON DES HYDROGRAMMES DANS LES 3 CONFIGURATIONS ETUDIEES _________________________ 22FIG. 29. COMPARAISON DES HYDROGRAMMES DANS LES 3 CONFIGURATIONS ETUDIEES – ZOOM SUR LA POINTE ___ 23FIG. 30. BASSIN DE COMPENSATION ZONE AMONT ___________________________________________________________ 24FIG. 31. BASSINS DE COMPENSATION ZONE AVAL____________________________________________________________ 25

TABLEAUX

TABL. 1 - VALEURS DE RUGOSITE DE STRICKLER RETENUES POUR LE MODELE 2D_________________________________ 7TABL. 2 - NIVEAUX D’EAU MAXIMAUX CALCULES SUR LES POINTS DE COMPARAISON POUR LES 3 CONFIGURATIONS

ETUDIEES _______________________________________________________________________________________ 21TABL. 3 - DEBITS DE POINTE DANS LES 3 CONFIGURATIONS ETUDIEES __________________________________________ 23




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1. OBJET DE L’ETUDE

L’étude de dangers de la digue de l’atelier Tôlerie appartenant à la société CONSTELLIUM menéepar ARTELIA (réf. 8210299 de janvier 2015) a débouché sur les résultats suivants :

Le niveau de protection actuel assuré par la digue correspond à une crue de l’Allier depériode de retour 50 ans.

Le niveau de sureté actuel (avant rupture) de cette digue est moins que centennal.

Les besoins de renforcement portent sur la fonction étanchéité et la résistance à lasurverse au droit des tronçons 1 à 8 c’est-à-dire sur un linéaire total de l’ordre de 865 m.

L’avant-projet réalisé par ARTELIA (réf. 8210545-R1 d’octobre 2015) a présenté 3 scénariosd’aménagement.

C’est la variante n°3 qui a été retenue et étudiée au stade projet (réf. 8210545-R2 de septembre2016), permettant de protéger et de sécuriser le site des ateliers de la tôlerie, pour une crued’occurrence de l’Allier égale à la crue de référence du PPRNPI.

Fig. 1. Localisation des tronçons de travaux




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Les travaux envisagés sont constitués par :

Un déversoir en gabions ou blocs béton préfabriqués de 100m de longueur situé auniveau du tronçon 9,

La rehausse de la crête de digue sur l’ensemble des 11 tronçons de manière àdisposer d’une revanche de 60 cm en crue de référence du PPRNPI. La rehausse estconstituée par un remblai côté Allier dont l’emprise au sol atteint par endroit le pied del’autoroute.

Un ouvrage de vidange au niveau du point bas de la plate-forme (368.5 m NGF) passantsous la digue en limite des tronçons 4 & 5 en extrémité du bassin EST (dalot béton armé 2x 1,5m), muni d’un clapet anti-retour.

Un dispositif d’étanchéité par géo-membrane appliqué sur les tronçons 3 à 8 intégrantla rehausse.

Le présent document expose la modélisation hydraulique bidimensionnelle du secteur miseen œuvre avec le logiciel TELEMAC (© EDF) par ARTELIA afin de quantifier les impacts deces travaux sur les écoulements en crue de l’Allier.

Le système logiciel TELEMAC résout les équations régissant la dynamique des écoulements dits àsurface libre, en régime permanent ou non. Les équations de Barré de Saint-Venant sont traitéesen utilisant la méthode aux éléments finis sur des maillages non structurés constitués d’élémentshorizontaux triangulaires.

2. CONSTRUCTION DU MODELE

2.1. EMPRISE DU MODELE

Pour répondre aux objectifs de la mission, l’emprise proposée pour la modélisation est la suivante :

Le modèle commence en amont au pont de la RD9 et s’arrête en aval au pont de la voieferrée.

En rive droite le modèle vient s’appuyer contre les reliefs qui se situent à environ 200 m dulit de l’Allier.

En rive gauche le modèle s’étend au-delà de l’atelier de tôlerie, à environ 1 km du lit.

2.2. DONNEES ALTIMETRIQUES

Nous disposons d’un levé topographique LIDAR qui date de février 2007 (fourni par la DDT 63)sur la quasi-totalité du modèle. Sur la carte ci-dessous l’emprise du modèle est indiquée en rougeet la zone hachurée en jaune présente la zone non couverte par le LIDAR.




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Fig. 2. Emprise du modèle et zone non couverte par le LIDAR

Sur la zone non couverte par le LIDAR, la topographie du modèle s’est basée sur BD ALTI de l’IGNcontenant des points tous les 75 m.

En revanche, le levé LIDAR ne donne que la cote du plan d’eau dans le lit de l’Allier. Aucune autredonnée bathymétrique n’est disponible sur le secteur d’étude. Pour pallier ce manque, nous avonsdonc élaboré une méthodologie permettant de reconstituer cette donnée à partir du MNT LIDARgrâce à la formule de Manning-Strickler :

Le relevé LIDAR a été fait le 15 février 2007 : la Banque HYDRO indique que ce jour-là le débit Qdans l’Allier était de 100 m

3/s. Ensuite, nous avons relevé la largeur L du lit mouillé visible sur le

MNT, et calculé la pente moyenne I de l’Allier à partir de la cote du plan d’eau disponible.

En considérant une hypothèse sur les valeurs de rugosité K de Strickler, cette approche permetdonc de retrouver le rayon hydraulique Rh et la profondeur moyenne h de la section mouillée, pourun profil en travers type trapézoïdal de pente 1/1.

Etant donné la relative modestie du débit le jour du levé, et malgré le réajustement ultérieur ducoefficient de rugosité pendant la phase de calage du modèle, l'incertitude dans la correctionapportée aux profils en travers est très faible et ne perturbe pas les modélisations menéesultérieurement pour une crue de débit de pointe 30 fois supérieur.




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Les deux images ci-dessous montrent pour la même palette de couleurs le LIDAR brut en haut etle MNT intégrant la correction bathymétrique apportée sur le lit mineur en bas.

Fig. 3. Présentation du LIDAR brut (en haut) et après correction (en bas)

L’ensemble des données utilisées pour cette étude est associée au système de référenceplanimétrique Lambert 93 (RGF93) et au système de référence altimétrique NGF normal.

Pour des raisons de précision numérique, les éléments utilisés pour le maillage et par conséquentle maillage lui-même sont translatés de 710 000 m en abscisse et de 6 490 000 m en ordonnéepar rapport au référentiel planimétrique Lambert 93 (RGF93).

Sur la base de ce MNT complété en bathymétrie, le maillage du modèle est ensuite construit,constitué de facettes triangulaires de taille moyenne 10 mètres. Le maillage résultant est constituéde 28 755 nœuds et 55 170 mailles. La figure ci-après présente une vue globale de l’altimétrie dumodèle, dans sa configuration actuelle de référence.




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Fig. 4. Topographie du modèle (m NGF)

2.3. DONNEES HYDRAULIQUES

2.3.1. Crue historique de référence

D’après le rapport du CETE de Lyon « Etude hydrologique et hydraulique pour la cartographie del'aléa inondation - Elaboration des Plans de Prévention des Risques naturels Prévisiblesd'Inondation de la rivière Allier dans le Puy de Dôme » (mars 2013), l’événement de référence surnotre secteur d’étude est la crue historique de 1866, de débit de pointe vraisemblable 3150 m

3/s à

Coudes. L’occurrence de cette crue est supérieure à la crue centennale, estimée à une période deretour de l’ordre de 170 ans.

L’image ci-dessous (Note de présentation PPRNPi – Val d’Allier Issoirien) montre une partie del’hydrogramme de la crue de l’Allier enregistré à Coudes en septembre 1866, avec en rouge lapartie manquante que nous avons extrapolée jusqu’au débit de pointe de 3150 m

3/s.




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Fig. 5. Hydrogramme de la crue de l’Allier à Coudes en septembre 1866

Le graphique ci-dessous montre l’hydrogramme numérisé qui a été introduit comme condition surla limite amont dans le modèle.

Fig. 6. Hydrogramme introduit dans le modèle

2.3.2. Courbe de tarage au pont SNCF

L’aval du modèle, localisée au droit du pont SNCF, est contrôlé par une courbe de tarage. Celle-cia été construite en considérant un écoulement uniforme (loi de type Manning-Strickler – cf. plushaut) et en se basant sur les deux points connus. En effet le niveau d’eau est connu pour un débit




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de l’ordre de 100 m3/s, (niveau du jour où le LIDAR a été réalisé), pour un débit de 3 150 m

3/s

(niveau validé dans la cartographie disponible pour le PPRI).

Fig. 7. Courbe de tarage du modèle

Il apparaît que pour le débit de 100 m3/s, la courbe ne passe pas exactement par le point, car la

section que nous avons représentée ne correspond a priori pas tout à fait à la réalité (§ 2.1). Dansla mesure où l’étude porte sur une crue importante, nous avons privilégié la meilleurereprésentativité pour le 2

ndpoint.

2.4. COEFFICIENTS DE RUGOSITE

La rugosité exprime l’état de surface d’un terrain. Un secteur fortement végétalisé présente unerugosité importante, et les écoulements y sont freinés. Au contraire, le lit d’un cours d’eau constituéde sédiments présente une rugosité faible, ce qui favorise les écoulements. Dans le modèlehydraulique 2D, la rugosité du terrain est représentée par une loi de frottement de Strickler.

De manière classique, le coefficient de rugosité est imposé en première approche par analyse deszones homogènes d’occupation du sol, définies à partir des données disponibles (photographiesaériennes).

Les valeurs à prendre en compte pour les simulations initiales sont ensuite déterminées à partir denotre expérience et font l’objet d’un ajustement itératif au cours de la démarche de calage (cf. ci-après), en restant dans une plage de rugosité admissible pour chaque type de zones considérées.

Tabl. 1 - Valeurs de rugosité de Strickler retenues pour le modèle 2D

Occupation des sols Valeurs de StricklerRoute – autoroute 40

Lit mineur 20

Lit majeur – prairies 15

Lit majeur – zones boisées 8




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Fig. 8. Zonage des rugosités de Strickler retenues pour le modèle

2.5. CALAGE DU MODELE

Le calage consiste à améliorer progressivement la représentativité du modèle par la reproductiond’événements connus. Le principal paramètre de réglage est la rugosité des lits, dépendanteprincipalement de l’occupation des sols ou de l’état de surface des fonds du cours d’eau.

Dans le cas présent, il ne nous est pas possible de réaliser un véritable calage du modèle, étantdonné l’absence d’observations de niveaux d’eau sur le secteur pour des crues récentes.

Pour vérifier les hypothèses que nous avons retenues dans notre modèle, nous avons donc choiside comparer les résultats calculés par le modèle 2D à la ligne d’eau calculée du PPRI(modélisation 1D mise en œuvre par le CETE de Lyon, retranscrite dans les cartographies).




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Fig. 9. Comparaison entre les résultats du modèle 2D et la ligne d’eau du PPRI pour la

crue type 1866 (niveaux d’eau en m NGF)

Le graphique ci-dessus permet de montrer que le modèle hydraulique 2D reproduit demanière satisfaisante la crue historique de type 1866.

Compte tenu du changement de code de calcul, les écarts absolus (Max 15cm) sur la ligne d’eaude référence restent suffisamment faibles pour pouvoir utiliser le nouveau modèle bidimensionnelcomme un outil de simulation en similitude avec les modélisations antérieures. La précision relativede ce type de modèle en termes d’écart entre état actuel et projet est de l’ordre du cm.

3. MODELISATION DE L’ETAT ACTUEL

3.1. PREAMBULE

Dans cette étape, la simulation menée avec le modèle hydraulique bidimensionnel a pour finalitéde servir par la suite d’état de référence, afin de mesurer par différence l’impact hydraulique dechaque configuration d’aménagement projetée.

L’événement de projet, crue historique de type 1866, est donc simulée en régime transitoire avecle modèle dans la configuration actuelle de la plaine, puis cartographiées en termes de maxima dede hauteurs d’eau, de vitesses et de niveaux d’eau.

A titre de rappel, les figures ci-dessous présentent un zoom de la topographie et du maillage dumodèle sur la zone de l’atelier tôlerie protégée par la digue dans la configuration actuelle.




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Fig. 10. Topographie et maillage du modèle – zoom

3.2. RESULTATS

La figure ci-après montre les hauteurs d’eau maximum atteintes pendant la crue.

Dans le lit de l’Allier, la hauteur d’eau est supérieure à 10m. Entre le lit mineur et l’autoroute, leshauteurs d’eau sont globalement supérieures à 7m. Entre l’autoroute et la digue qui protège latôlerie, les hauteurs d’eau sont en général comprises entre 3 et 7m. Dans la zone protégée àl’arrière de la digue, les hauteurs d’eau sont en moyenne de 2 à 3m, et peuvent atteindrelocalement jusqu’à 7.5m sur les points les plus bas.




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Fig. 11. Etat actuel, hauteur d’eau maximum atteinte pendant la crue

La figure ci-dessous montre les vitesses maximum atteintes pendant la crue.

Fig. 12. Etat actuel, vitesse maximum atteinte pendant la crue




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Dans le lit mineur de l’Allier, les vitesses vont de 1.5 à 4 m/s. Sur l’autoroute et la digue protégeantla tôlerie, les vitesses sont de l’ordre de 2 m/s avec quelques pointes à 2.5 m/s.

La figure ci-dessous montre les niveaux d’eau maximum atteints pendant la crue.

Fig. 13. Etat actuel, niveau d’eau maximum atteint pendant la crue

Dans la zone de la tôlerie à l’arrière de la digue, le niveau d’eau maximal est compris entre 372.8et 373.0 m NGF.

4. MODELISATION DE L’ETAT PROJET

4.1. ETAT PROJET DE BASE

L’aménagement étudié prévoit que la digue autour de la tôlerie est rehaussée de manière à êtreinsubmersible pour la crue de référence. Cette rehausse s’accompagne d’un élargissement duprofil de la digue depuis sa base, cet épaississement se faisant du côté du lit de l’Allier.

La figure suivante montre un exemple de coupe avec en vert la digue en état actuel et en rouge ladigue après aménagement.




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Fig. 14. Exemple de coupe de la digue en état actuel et après aménagement

La topographie du modèle 2D est donc modifiée en conséquence pour étudier cette premièreconfiguration d’aménagement. Le modèle obtenu est présenté sur l’image ci-dessous.

Fig. 15. Topographie du modèle dans l’état projet de base

4.2. RESULTATS DE L’ETAT PROJET DE BASE

4.2.1. Résultats à l’échelle de la zone d’étude

La figure ci-après montre les hauteurs d’eau maximum atteintes pendant la crue.

Dans le lit de l’Allier, la hauteur d’eau est supérieure à 10m. Entre le lit mineur et l’autoroute, leshauteurs d’eau sont globalement supérieures à 7m. Entre l’autoroute et la digue qui protège la




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tôlerie, les hauteurs d’eau sont généralement comprises entre 3 et 7m. A l’arrière de la digue quiprotège la tôlerie, il n’y a maintenant plus d’eau.

Fig. 16. Etat projet, hauteur d’eau maximum atteinte pendant la crue

La figure ci-dessous montre les vitesses maximum atteintes pendant la crue.

Fig. 17. Etat projet, vitesse maximum atteinte pendant la crue




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Dans le lit mineur de l’Allier, les vitesses vont de 1.5 à 4 m/s. Sur l’autoroute et contre la digue deprotection rehaussée, les vitesses sont de l’ordre de 2 m/s avec quelques pointes à 2.5 m/s.

La figure ci-dessous montre les niveaux d’eau maximum atteints pendant la crue.

Fig. 18. Etat projet, cote maximum atteinte pendant la crue

Devant le déversoir, le niveau d’eau maximal est de l’ordre de 372.9 m NGF (emplacement marquépar un trait noir).

La carte suivante présente l’impact du projet sur les niveaux d’eau maximaux.

Entre la digue et l’autoroute, les niveaux d’eau maximaux sont exhaussés d’environ 10 cm enamont, et d’environ 5 cm en aval. A la limite amont du modèle, l’exhaussement est de l’ordre de4 cm.

A la limite amont du modèle se trouve le pont de la RD9 qui crée une perte de charge de l’ordre de25 cm d’après les informations du PPRI. Celle-ci devrait a priori être suffisante pour amortir lapropagation vers l’amont de l’exhaussement de 4 cm du projet. A défaut, l’ensemble « vieux pontet pont de la RD 996 » situé environ 1.6 km en amont du pont de la RD9, crée une perte de chargebien plus importante (environ 50 cm d’après le PPRI), qui amortira la propagation de ce remousvers l’amont.

L’incidence du projet sur l’aval est principalement caractérisée par un sur-débit de 30 m3/s (1% du

débit de pointe) lié à la perte du volume d’écrêtement de l’Atelier Tôlerie dont la submersionintervenait entre Q50 et Q150. Ce débit supplémentaire a peu de chance de s’amortirspontanément avant que l’Allier ne dispose d’un vaste champ d’inondation en lit majeur (aval deCorent par exemple). L’incidence (moins de 5 cm) sera donc encore sensible à Coudes situé 7kmen aval après la traversée d’un tronçon sans débordement notable. Au-delà, seul un calcul aumoyen du modèle construit pour les besoins du PPRNPi (réalisé avec le logiciel Mike11)permettrait de déterminer la loi d’amortissement par propagation de l’onde de crue en aval d’Issoire(ce modèle est également utilisé par le SPC Allier pour simuler la propagation des ondes de crue).




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Fig. 19. Etat projet, carte d’impact sur les niveaux

Sur le graphique suivant, les niveaux d’eau affichés dans le PPRI ont été reportés sur la ligned’eau afin de permettre la visualisation des pertes de charge existantes. Concernant les résultatsdu modèle 2D, nous n’avons pas mis les deux courbes (état actuel et état aménagé), car à cetteéchelle les deux courbes sont quasiment superposées.

Fig. 20. Profil en long des valeurs du PPRI sur l’amont du modèle

La carte suivante présente l’impact du projet sur les vitesses.




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Fig. 21. Etat projet, carte d’impact sur les vitesses

Les vitesses sont localement augmentées, principalement entre la digue rehaussée et l’autoroute.Les augmentations les plus fortes se situent à l’angle nord-est de la digue, elles peuvent allerjusqu’à +1.5 m/s. Il est à noter que dans cette zone les vitesses étaient comprises entre 0.6 et0.7 m/s dans l’état actuel. En conclusion les vitesses d’écoulement ne sont pas modifiées au droitdes zones d’enjeu extérieures au site de Constellium.

4.2.2. Impacts au droit des enjeux situés dans la zone d’étude

La carte suivante est extraite du PPRI de l’Allier, elle présente les enjeux recensés dans le PPRI.

Fig. 22. Carte des enjeux issue du PPRI




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La carte ci-après permet de localiser et nommer les zones à enjeux, incluses dans le modèle.

Fig. 23. Localisation des enjeux

La zone 1 est occupée par une aire d’accueil des gens du voyage et la centrale à béton à l’Est etpar les locaux et entrepôts de la DIR Massif Central ainsi que par ceux d’une gendarmerie àl’Ouest. La partie Ouest où se trouvent gendarmerie et DIR est hors d’eau. Au niveau de l’aired’accueil des gens du voyage, l’impact du projet sur les niveaux d’eau va jusqu’à 4 cm. La hauteurd’eau est nulle au niveau de la route représentée en bleue sur la figure précédente, et atteint 4.5 mlorsque l’on se rapproche de l’Allier (à la limite des arbres) dans l’état actuel et l’état projet.

Dans la zone 2, où se trouve l’auto-école, les hauteurs d’eau sont de l’ordre de 4 à 5 m, et danscette zone l’impact du projet est d’environ 4 cm.

La zone 3 (lotissement d’Orbeil) est une zone d’habitation : les bâtiments se trouvent au Nord-Estde la route longée par un talus raide qui sert de frontière au modèle. Le niveau d’eau dans cettezone est de l’ordre de 373,55 m NGF. A priori, cela correspondrait à peu près au niveau de la routemais les planchers des habitations sont situés plusieurs mètres au-dessus de la route avec laprésence systématique d’une rampe entre le portail d’accès et le bâti.

Ce secteur d’habitation peut donc être considéré comme non inondable par la crue de référence,tant dans l’état actuel qu’après rehaussement de la digue.

5 : Perthus

3 : Orbeil

4 : Ribeyre

1 : accueil gensdu voyage +gendarmerie

2 : auto-école




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Fig. 24. Détail des enjeux du quartier de la Ribeyre (zone 4)

La zone 4 (quartier de la Ribeyre) est une zone d’habitation, dont le détail est présenté sur la figureci-avant :

Zone a : les maisons sont hors d’eau.

Zone b : les maisons se trouvent dans une zone où il y a de l’ordre de 3 à 3.5 m d’eau,actuellement et dans l’état projet. L’impact du projet dans cette zone est un exhaussementcompris entre 4 et 5 cm.

Zone c : le rez-de-chaussée des maisons est inondé jusqu’à la cote 373,35 m NGFenviron, mais le premier étage qui est au niveau de la route est hors d’eau. La maison quiest de l’autre côté de la route (Nord-Est) est hors d’eau.

Dans la zone 5 (Perthus), les bâtiments de Perthus-haut sont hors d’eau. Les bâtiments dePerthus-bas (4 logements environ) sont dans une zone où les hauteurs d’eau pour la crue deréférence sont comprises entre 4 et 6 m. L’impact du projet dans cette zone est un exhaussementcompris entre 4 et 5 cm.

4.3. ETAT PROJET AVEC ZONE DE DEBLAI ET ESSARTEMENT

Dans l’objectif de réduire l’impact hydraulique constaté du projet, une seconde configuration estétudiée, tenant compte de deux actions compensatoires.

Tout d’abord, les matériaux utilisés pour rehausser la digue seront pris dans la zone se trouvantentre la digue et l’autoroute. Lorsque les travaux seront achevés, cette zone deviendra un pland’eau. Elle est indiquée par un polygone bleu sur l’image suivante.

Afin de faciliter l’écoulement vers l’aval, nous proposons également d’essarter la végétation qui setrouve dans l’emprise du polygone jaune située juste en aval.

a

b

c




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Fig. 25. Localisation des zones de déblai et d’essartement

4.4. RESULTATS DE L’ETAT PROJET AVEC ZONES DE DEBLAI ET

ESSARTEMENT

L’amélioration apportée par ces deux actions est assez faible, ainsi les cartes de maxima deshauteurs d’eau, de vitesses et de niveaux d’eau sont très proches de celles de l’état projet sansces actions. Elles ne sont donc pas présentées à nouveau ici.

La carte suivante présente l’impact du projet avec zone de déblai et essartement, par rapport àl’état actuel, sur les niveaux d’eau maximaux. En noir sont représentées la zone de déblai et lazone essartée.




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Fig. 26. Etat projet avec déblai et essartement, carte d’impact sur les niveaux

d’eau maximaux

En amont des 2 zones d’actions, les niveaux d’eau maximaux sont très légèrement réduits, cela sevoit principalement dans les zones entourées en vert. Le tableau ci-dessous montre en trois pointsles écarts entre les trois configurations étudiées. En dehors de la zone proche des actions, lesdifférences entre les deux configurations de projet sont inférieures au centimètre.

Tabl. 2 - Niveaux d’eau maximaux calculés sur les points de comparaison pour les 3

configurations étudiées

PointsNiveau d’eau maximalen état actuel (m NGF)

Niveau d’eau maximalen état projet (m NGF)

Niveau d’eau maximalen état projet avec déblaiet essartement (m NGF)

A 372.91 372.95 372.94

B 373.06 373.11 373.11

C 373.58 373.62 373.62

En aval des 2 zones d’actions, les niveaux d’eau maximaux sont très légèrement augmentés, celase voit principalement dans la zone entourée en rouge. Ici aussi les écarts entre les deuxconfigurations de projet sont très faibles (inférieurs au centimètre).

La carte suivante présente l’impact du projet avec zones de déblai et essartement, par rapport àl’état actuel, sur les vitesses maximales. En noir sont représentées la zone du plan d’eau et la zoneessartée.

Les vitesses sont augmentées jusqu’à 0.5 m/s sur les zones d’actions. Ceci donne des vitessesmaximum de 2 m/s sur ces zones.

A

B

C




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Fig. 27. Etat projet avec déblai et essartement, carte d’impact sur les vitesses

maximales

Afin de connaître les impacts sur les débits, les deux graphiques ci-après présentent dans les troisconfigurations l’hydrogramme de sortie à l’aval du modèle. Pour information en noir se trouvel’hydrogramme amont introduit dans le modèle. Le premier graphique montre presque la totalité del’hydrogramme, le second se concentre autour de la pointe.

Fig. 28. Comparaison des hydrogrammes dans les 3 configurations étudiées




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Fig. 29. Comparaison des hydrogrammes dans les 3 configurations étudiées –

zoom sur la pointe

L’amortissement le long du modèle est faible. Le tableau suivant donne pour chaque configurationétudiée le débit de pointe obtenu sur l’hydrogramme aval.

Tabl. 3 - Débits de pointe dans les 3 configurations étudiées

Configurations Débit de pointe de l’hydrogramme aval

Etat actuel 3103 m3/s

Etat projet de base 3133 m3/s

Etat projet avec décaissement et essartement 3134 m3/s

La rehausse de la digue autour du site de la tôlerie induit donc une très légère augmentation dudébit de pointe de l’hydrogramme aval de 30 m

3/s, soit un taux d’accroissement de 1%.

L’action d’essartement qui pouvait être envisagée dans la partie aval du site Constellium n’afinalement que très peu d’influence tant sur les niveaux d’eau maximaux que sur le débit de pointede l’Allier en crue de référence.

Cette mesure ne sera donc pas retenue.

5. MESURE DE REDUCTION DES IMPACTS

La mesure proposée vise à compenser volume pour volume celui des remblais en zone inondableliés à l’épaississement de la digue coté autoroute.

L’implantation des bassins de compensation répond à trois critères :

Se situer dans la zone inondable de l’Allier




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Se situer dans l’emprise foncière de Constellium

Se situer au-dessus du niveau haut de la nappe d’accompagnement de l’Allier

Les trois bassins de compensation seront réalisés par simple terrassement en déblai sur uneprofondeur maximale de 3.5m. Ils totalisent un volume utile de 50 000 m3 légèrement supérieur auvolume de remblais en zone inondable.

Une partie des matériaux extraits (tout-venant et terre végétale) sera réutilisée pour la réalisationdes travaux de confortement de digue. Le bassin aval est scindé en deux en raison de a présencede réseaux enterrés.

Fig. 30. Bassin de compensation zone amont




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Fig. 31. Bassins de compensation zone aval

Documents

Etude de définition de la mise en sureté de l'atelier … · sous la digue en limite des tronçons 4 & 5 en extrémité du bassin EST (dalot béton armé 2 x 1,5m), muni d’un