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MINISTERE DE L'AGRICULTURE ET DE LA PECHE _____________________________ ECOLE NATIONALE DU GENIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT DE STRASBOURG Etude hydraulique de la Fensch (Département de la Moselle), largement industrialisée et urbanisée Mémoire en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de l’ENGEES Juillet 2008 Travail de fin d’études réalisé par Florence MANGEZ Promotion MARNE

Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

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MINISTERE DE L'AGRICULTURE ET DE LA PECHE

_____________________________

ECOLE NATIONALE

DU GENIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

DE STRASBOURG

Etude hydraulique de la Fensch (Département de la Moselle), largement industrialisée et urbanisée

Mémoire en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de l’ENGEES Juillet 2008

Travail de fin d’études réalisé par Florence MANGEZ Promotion

MARNE

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Remerciements

Je tiens à remercier toutes les personnes de l’agence HYDRATEC de Strasbourg qui

ont su m’accueillir chaleureusement et me faire partager leur expérience.

Je remercie tout particulièrement Mathieu Trautmann, mon maître de stage et

responsable de l’agence, pour ses conseils et son aide dans le bon déroulement de mon étude.

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Résumé

Etude hydraulique de la Fensch (Département de la Moselle), largement industrialisée et urbanisée

Cette étude a pour objectif d’analyser le risque d’inondation de la Fensch et de

connaitre les impacts des aménagements réalisés sur le cours d’eau. Elle fait suite à la maitrise

d’œuvre qui concerne les travaux d’aménagement et de restauration de la Fensch, commandée

par la communauté d’agglomération du val de Fensch. La situation de ce cours d’eau est

particulière. En effet, depuis 2005, a débuté l’ennoyage du bassin Nord du bassin ferrifère

Lorrain. En 2007, était prévu le débordement des mines par les galeries situées au niveau de la

nappe. Finalement, il a eu lieu au début de l’année 2008. Cette conséquence de l’ennoyage

des mines de fer fait craindre un risque d’inondation plus élevé accentué par la canalisation

importante de la Fensch et par la présence de nombreuses longues galeries construites pour les

besoins de l’industrie sidérurgique fortement installée dans la vallée.

Dans un premier temps, l’étude hydrologique va permettre de déterminer les débits

mis en jeu pour des fréquences décennale et centennale. Elle va permettre également de

déterminer les apports dus aux exhaures1 pour ces différentes occurrences. L’estimation des

débits a été réalisée à partir de la méthode du Gradex.

Ensuite, une étude hydraulique à partir des logiciels HEC-RAS et HYDRARIV a été

réalisée pour déterminer les zones d’expansion des crues. Les simulations ont été faites pour

les deux périodes de retour et pour les situations (avant et après ennoyage des mines) pour

voir le réel impact des eaux d’exhaure.

Cette étude a permis de mettre en évidence le fort risque inondation que ce soit avant

ou après l’ennoyage des mines du au fait de la faible capacité du lit mineur (ouvrages sous

dimensionnés et passages couverts sur de longs linéaires).

1 Evacuation des eaux des mines

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Abstract

Hydraulic study of the Fensch (Department of Moselle, France), industrialized and urbanized river

This study aims to analyze the risk of flood of Fensch and to know the impact of the

river developments. It follows the consultancy which concern the river development works

ordered by the “Communauté d’Agglomération du Val de Fensch”. This river is particular

because it is in the region of French Northern mining. Since 2005, the groundwater pumping

has been ended and a mining overflow has been previewed in 2007. In fact, it has happened

this year. The population is frightened that the mining overflow might cause more flood in the

valley. This risk of flood can be aggravated by the big number of long galleries in the river, 5

kilometers of the river is concerned by that.

At first, the hydrologic study is going to allow determining the flow rates for different

frequencies and the overflow rate. The rates have been estimated by the Gradex method.

Then, two hydraulic models were created with HEC-RAS and HYDRARIV software.

The models were simulated for two situations: before and after the pumping stop.

This study has permitted to know the effect of the mining overflowing and to see that

the principal cause of flood is the under-capacity of the low flow channel (bridges and long

galleries).

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Sommaire Remerciements ........................................................................................................................... 3

Résumé ....................................................................................................................................... 5

Abstract ...................................................................................................................................... 7

Sommaire ................................................................................................................................... 9

Liste des figures ....................................................................................................................... 11

Liste des tableaux ..................................................................................................................... 12

Liste des abréviations ............................................................................................................... 13

Introduction .............................................................................................................................. 15

I. Contexte dans lequel s’inscrit la Fensch .......................................................................... 16

I.1 Bassin versant de la Fensch ....................................................................................... 16

I.1.1 Bassin versant superficiel ................................................................................... 16

I.1.2 Hydrogéologie .................................................................................................... 17

I.2 Contraintes humaines ................................................................................................ 17

I.2.1 Population ........................................................................................................... 17

I.2.2 Occupation du sol ............................................................................................... 17

I.2.3 Habitat ................................................................................................................ 17

I.2.4 Les activités économiques .................................................................................. 18

I.2.5 Assainissement ................................................................................................... 19

I.3 L’activité minière en Lorraine ................................................................................... 19

I.4 Impact de l’activité minière ....................................................................................... 20

I.5 Exemple des autres bassins déjà ennoyés .................................................................. 20

I.5.1 Qualité des eaux souterraines ............................................................................. 22

I.5.2 Qualité des eaux superficielles ........................................................................... 22

I.6 Ennoyage du bassin Nord et ses conséquences sur la Fensch ................................... 23

I.6.1 Conséquences sur les débits de la Fensch .......................................................... 23

I.6.2 Conséquences sur la qualité de la Fensch .......................................................... 26

I.7 Etat biologique de la Fensch ...................................................................................... 27

I.7.1 Qualité de l’eau .................................................................................................. 27

I.7.2 Les rejets d’origine humaine dans la Fensch...................................................... 28

I.7.3 La qualité des sédiments .................................................................................... 28

II. Hydrologie ........................................................................................................................ 29

II.1 Principe ...................................................................................................................... 29

II.2 Méthode de détermination des débits de projet ......................................................... 29

II.2.1 Bassin versant ..................................................................................................... 29

II.2.2 Temps de concentration ..................................................................................... 30

II.2.3 Coefficient de ruissellement ............................................................................... 30

II.2.4 Détermination des débits de pointe à l’exutoire ................................................. 31

II.2.5 Détermination des débits de projet à partir de la méthode du GRADEX .......... 32

III. Hydraulique ................................................................................................................... 35

III.1 Principe .................................................................................................................. 35

III.2 Modélisation avec le logiciel HEC-RAS ............................................................... 35

III.2.1 Méthode de calcul en régime permanent ............................................................ 35

III.2.2 Construction du modèle ..................................................................................... 37

III.2.3 Modélisation de la Fensch .................................................................................. 37

III.2.4 Résultats ............................................................................................................. 38

III.3 Modélisation avec le logiciel HYDRARIV ........................................................... 39

III.3.1 Principe ............................................................................................................... 39

III.3.2 Modélisation des espaces fluviaux ..................................................................... 39

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III.3.3 Modélisation hydrologique ................................................................................ 40

III.3.4 Construction du modèle ..................................................................................... 40

III.3.5 Modélisation de la Fensch .................................................................................. 40

III.3.6 Résultats ............................................................................................................. 41

III.4 Comparaison des deux logiciels ............................................................................. 41

III.4.1 Modélisation ....................................................................................................... 41

III.4.2 Sensibilité des logiciels aux coefficients de Manning/Strickler ......................... 41

III.4.3 Limites des logiciels ........................................................................................... 42

IV. Propositions d’aménagements ....................................................................................... 45

IV.1 Aménagements possibles dans le cas de la Fensch ................................................ 45

IV.1.1 Bassins d’écrêtement .......................................................................................... 45

IV.1.2 Sections .............................................................................................................. 45

IV.1.3 Autres solutions .................................................................................................. 46

V. Conclusion ........................................................................................................................ 47

Bibliographie ............................................................................................................................ 48

Annexes .................................................................................................................................... 50

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Liste des figures FIGURE 1 : CARTE DE LOCALISATION DE LA FENSCH ............................................................................ 16 FIGURE 2 : CARTE DES BASSINS CENTRE, SUD ET NORD ....................................................................... 21 FIGURE 3 : PLUIE DE DESBORDES ................................................................................................................ 32 FIGURE 4 : REPRESENTATION DES TERMES DE L'EQUATION D'ENERGIE .......................................... 36 FIGURE 5 : PROFIL 147 SANS LEVEES .......................................................................................................... 43 FIGURE 6 : PROFIL 147 AVEC LEVEES .......................................................................................................... 43 FIGURE 7 : PROFIL TOPOGRAPHIQUE 117.9 ................................................................................................ 44 FIGURE 8 : PROFIL HYDRARIV 117.9............................................................................................................. 44 FIGURE 9 : PRINCIPE DU TRAÇAGE .............................................................................................................. 53 FIGURE 10 : PRINCIPE DU DEPILAGE ET DU FOUDROYAGE .................................................................. 53

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Liste des tableaux TABLEAU 1 : DEBITS D’ETIAGE ESTIMES DE LA FENSCH AVANT ENNOYAGE ................................ 24 TABLEAU 2 : DEBITS D’ETIAGE ESTIMES DE LA FENSCH APRES ENNOYAGE .................................. 24 TABLEAU 3 : DEBITS POUR LES PERIODES DE RETOUR 10, 50 ET 100 ANS AVANT ET APRES

ENNOYAGE. .............................................................................................................................................. 25 TABLEAU 4 : ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES DE LA FENSCH AVANT ET APRES ENNOYAGE

POUR LA PERIODE DE RETOUR 10 ANS. ............................................................................................ 25 TABLEAU 5 : ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES DE LA FENSCH AVANT ET APRES ENNOYAGE

POUR LA PERIODE DE RETOUR 50 ANS. ............................................................................................ 26 TABLEAU 6 : ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES DE LA FENSCH AVANT ET APRES ENNOYAGE

POUR LA PERIODE DE RETOUR 100 ANS. .......................................................................................... 26 TABLEAU 7 : QUALITE DE LA FENSCH DE 2001 A 2003 ............................................................................ 27 TABLEAU 8 : COMPARAISON DES METHODES DE DETERMINATION DES DEBITS DE PROJETS ... 29 TABLEAU 9 : TEMPS DE CONCENTRATION SELON DIFFERENTES METHODES ................................. 30 TABLEAU 10 : COMPARAISON DES DEBITS DE POINTE .......................................................................... 32 TABLEAU 11 : DEBITS DE CRUE A PARTIR DE LA METHODE DU GRADEX ........................................ 33 TABLEAU 12 : DEBITS DE CRUE DES MINES .............................................................................................. 33 TABLEAU 13 : DEBITS DE CRUE DE LA FENSCH EN PLUSIEURS POINTS ............................................ 34 TABLEAU 14 : DEBITS DE LA CRUE DE 1993 ............................................................................................... 38 TABLEAU 15 : RESULTATS DE LA SENSIBILITE DU LOGICIEL HEC-RAS ............................................ 42 TABLEAU 16 : RESULTATS DE LA SENSIBILITE DU LOGICIEL HYDRARIV ........................................ 42

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Liste des abréviations

ARBED

Aciéries Réunies de Burbach-Eich-Dudelange. Groupe sidérurgique luxembourgeois qui

s'est rapproché du groupe espagnol Aceralia et du français Usinor pour fonder le grand

groupe Européen Arcelor qui sera acheté en 2006 et deviendra Arcelor-Mittal.

BV Bassin Versant

CAVF Communauté d'Agglomération du Val de Fensch

HAP Hydrocarbure Aromatique Polycyclique

IOBS Indice Oligochètes Biologique des Sédiments fins

RBM Réseau de suivi des Bassins Miniers

RNB Réseau National de Bassin

SCS Soil Conservation Service

SIG Système d’Information Géographique

SOLLAC SOciète Lorraine de LAminage

STEP Station d’Epuration

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Introduction

La Fensch, affluent de la Moselle dans la région de Thionville, est une rivière

largement urbanisée et industrialisée du fait de son passé sidérurgique. En effet, le contexte de

la Fensch est spécifique car la présence des mines de fer a profondément modifié le cours

d’eau.

D’une part, l’exploitation des mines a modifié le bassin versant des cours d’eau par le

déploiement des galeries, certaines atteignant le Luxembourg dans certains cas. De plus, pour

éviter que les mines ne soient ennoyées, un pompage des eaux est assuré et rejette les eaux

d’exhaure dans les cours d’eau modifiant ainsi leur état hydraulique.

D’autre part, l’activité sidérurgique nécessitant l’apport de beaucoup d’eau pour la

transformation des matériaux, a nécessité l’installation de prises sur les cours d’eau modifiant

également leur état hydraulique.

Enfin, dans les années 60-70, c’est l’âge d’or des mines du bassin ferrifère lorrain ce

qui nécessite un grand nombre d’ouvriers. Commence alors une urbanisation importante des

vallées.

A l’heure actuelle, le déclin des mines a engendré la fermeture de celles-ci depuis les

années 90. En 2005, l’ennoyage des mines du bassin Nord lorrain a commencé c’est-à-dire

que les eaux d’infiltration ne sont plus évacuées et que les mines se remplissent d’eau. Le

problème de cet ennoyage est le débordement d’eau par les galeries. En effet, les mines sont

en contact avec la Fensch par l’intermédiaire des galeries d’accès ce qui fait craindre une

augmentation importante du débit du cours d’eau et donc un risque d’inondation. C’est

pourquoi la Communauté d’Agglomération du Val de Fensch (CAVF) a entrepris des travaux

de consolidation de berges. Elle a mandaté HYDRATEC comme maître d’œuvre pour les

travaux à effectuer. Les principaux objectifs des interventions envisagées sont hydrauliques,

qualitatifs et paysagers.

Dans le but de réaliser la prochaine phase de travaux, HYDRATEC m’a confié l’étude

hydraulique de la Fensch afin de connaitre l’impact des aménagements envisagés. Cette étude

est basée sur une modélisation hydraulique de la Fensch à l’aide de deux logiciels HEC-RAS

et HYDRARIV. J’utiliserai ces deux logiciels afin de confirmer, dans un premier temps, les

résultats d’une étude similaire d’un autre bureau d’études réalisée sur HEC-RAS puis de

comparer les méthodes de calculs, de calage… de ces deux logiciels.

Le but de ce mémoire est donc de présenter la méthode que j’ai utilisée dans l’étude de la

Fensch. La première partie présentera le contexte dans lequel s’inscrit le cours d’eau en

termes de contraintes humaines, d’impacts de l’activité minière… Les deux dernières parties

concernent respectivement l’étude hydrologique et hydraulique du cours d’eau. Enfin, la

dernière partie s’intéresse aux propositions d’aménagement envisageables vu le contexte de la

Fensch.

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I. Contexte dans lequel s’inscrit la Fensch

I.1 Bassin versant de la Fensch

I.1.1 Bassin versant superficiel

La Fensch prend sa source à Fontoy à 300 mètres d’altitude et rejoint la Moselle une

quinzaine de kilomètres plus loin au sud de Thionville à 150 mètres d’altitude [3]. Sa pente

moyenne est alors de 1%.

La vallée de la Fensch est limitée au Nord par le plateau d’Aumetz, au Sud par le

plateau de la forêt de Moyeuvre et à l’Est par la vallée de la Moselle (cf. annexe n°2 du bassin

versant). Elle draine un bassin versant de 82,5 km².

Depuis sa source à sa confluence avec la Moselle, la Fensch traverse les communes de

Fontoy, Knutange, Nilvange, Hayange, Serémange-Erzange, Florange, Uckange et une partie

de celle d’Illange.

Figure 1 : Carte de localisation de la Fensch

Ses principaux affluents sont, de l’amont à l’aval :

- Le ruisseau d’Algrange, en rive gauche, confluant avec la Fensch à

Knutange et drainant un bassin versant de 8,6 km² ;

- La Petite Fensch, en rive droite, traversant les communes de Neufchef

et d’Hayange et ayant un bassin versant de 7km² ;

- Le ruisseau du Marspich en rive gauche, confluant avec la Fensch à

Serémange-Erzange et qui a un bassin versant de 6,9 km² ;

- Le Kribsbach en rive droite qui se jette dans la Fensch, 1km en amont

de sa confluence avec la Moselle et qui draine un bassin versant de 22,5km².

Le bassin versant superficiel de la Fensch est caractérisé par un taux

d’imperméabilisation de l’ordre de 25%. Ceci est du à de fortes urbanisations et

industrialisations du val de Fensch en particulier sur la partie aval du cours d’eau de Knutange

à Florange. D’ailleurs sur ce tronçon, la Fensch est largement canalisée voire même couverte

sur plusieurs centaines de mètres afin d’assurer les besoins des industries métallurgiques

implantées à proximité du cours d’eau.

Source de la Fensch

Confluence avec la

Moselle

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I.1.2 Hydrogéologie

Le bassin de la Fensch fait partie intégrante du bassin Nord du bassin ferrifère lorrain

[10] lequel est formé d’un aquifère calcaire fracturé et localement karstique (nappe du

Dogger) et des compartiments résultants de l’exploitation minière.

Les relations entre les eaux superficielles de la Fensch et les eaux souterraines du

bassin versant permettent de distinguer l’amont et l’aval du cours d’eau. La Fensch possède

en effet une typologie de rivière de plateau calcaire jusqu’au droit du Marspich puis de rivière

de plaine argileuse jusqu’à sa confluence avec la Moselle.

En amont, la Fensch s’écoule à travers les cotes mosellanes du calcaire du Dogger. Il

en résulte des écoulements spécifiques au milieu karstique avec des phénomènes de

résurgences ou de sources dont la plus importante est celle de la Fensch à Fontoy.

En aval, le cours d’eau atteint des milieux argileux et marneux qui constituent une

couche imperméable jusqu’à la confluence avec le Marspich. Ensuite le sol est principalement

constitué d’alluvions graveleuses et limoneuses jusqu’à la confluence avec la Moselle.

I.2 Contraintes humaines

I.2.1 Population

Le bassin versant de la Fensch comporte 10 communes rattachées au canton de

Fontoy, Algrange, Hayange et Florange [1]. Au recensement de 1999, la population totale

s’élevait à 52 300 habitants. La densité de population, assez faible dans la partie amont (< 200

hab. /km²) est très forte à l’aval du cours d’eau (700 à près de 2000 hab. /km²). A l’échelle du

bassin, elle est 3 fois plus importante que celle du département de la Moselle (160 hab. /km²)

et 5 fois plus que celle de la France (105 hab. /km²). Entre 1990 et 1999, le val de Fensch a

connu une diminution du nombre d’habitants sur la quasi-totalité des communes de l’ordre de

3%. Les causes sont la fermeture des mines de fer et la restructuration des usines

sidérurgiques de la vallée. La structure de la population connait alors un changement :

vieillissement de la population due à l’arrêt des flux d’immigrants et départ des jeunes actifs

vers d’autres bassins d’emploi.

I.2.2 Occupation du sol

La forêt occupe 36% de la surface du bassin versant de la Fensch [3]. Elle est présente

sur les versants abrupts de la vallée de la Fensch et des vallons affluents, ainsi qu’une partie

du revers de la côte Mosellane.

Les surfaces dédiées à l’agriculture représentent 21 % des sols et sont également

présentes à l’amont du bassin. Les terrains agricoles sont essentiellement voués à la culture

céréalière. D’importantes surfaces agricoles sont aussi dédiées à la prairie ou laissées en

friches dans les zones trop pentues.

Le fond des vallées et toute la partie aval du bassin sont fortement habités ou

industrialisés. Les zones urbanisées représentent 25% de la superficie totale du bassin versant.

Le reste de la superficie est occupé par des friches industrielles ou agricoles.

I.2.3 Habitat

Dans la partie amont du bassin versant, l’habitat est dispersé [3]. Il est représenté soit

par de grandes exploitations agricoles soit par des villages ruraux traditionnels bordés

d’anciennes cités minières.

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Dans le reste du bassin versant, l’habitat s’étale dans l’axe des cours d’eau. Il se

densifie de l’amont vers l’aval, depuis Knutange jusqu’à Florange.

Trois structures d’habitats se juxtaposent : centres anciens, citées ouvrières ou grands

ensembles collectifs et constructions récentes de type pavillonnaire (lotissements, maisons

individuelles). Ces dernières sont généralement implantées en bordure de Fensch sur les

terrains laissés en friche par l’exploitation minière.

I.2.4 Les activités économiques

Anciennement tournée vers l’agriculture et la sylviculture, la vallée de la Fensch s’est

fortement industrialisée au cours du 19° siècle pour se tourner principalement vers les

activités liées à l’exploitation minière (extraction et traitement du fer). La population locale

est majoritairement ouvrière et, dans des proportions moindres, tertiaires et primaires.

L’agriculture et forêt :

L’agriculture dans le bassin versant est tournée vers la culture céréalière et les oléo-

protéagineux. L’élevage est quant à lui une activité d’appoint.

Elle représente l’activité dominante des communes situées dans la partie amont du

bassin versant : 20 à 60 % des surfaces de ces communes sont consacrées à l’agriculture. Les

exploitations agricoles sont de taille importante (30 à 60 Ha en moyenne).

En revanche, dans les communes situées à l’aval, l’agriculture est peu représentée et

les exploitations sont moins importantes (10 à 15 Ha)

La population familiale agricole est en nette diminution depuis 1988 : on est passé de

197 actifs familiaux en 1988 à 62 en 2000.

La forêt couvre une surface importante du bassin versant. Les boisements sont gérés

soit par l’Office National des Forêts soit par les communes elles-mêmes.

Les industries :

La sidérurgie Lorraine [1] se situe au deuxième rang national pour la production

d’acier (25%). En 1964, elle produisait les 2/3 de l’acier français. Depuis 1987, la sidérurgie

appartient au groupe Usinor-Sacilor aujourd’hui Arcelor-Mittal. La crise économique et la

concurrence internationale ont entrainé des restructurations qui se sont traduites par de

nombreuses fermetures de mines et d’industries.

Dans le Val de Fensch, l’activité minière, anciennement prépondérante dans toute la

partie amont de la vallée, a complètement disparu [1] depuis la fermeture des dernières mines

de fer au début des années 1990. La reconversion de certaines vallées parait difficile.

Cependant, la revalorisation foncière et paysagère est engagée dans certains secteurs. Ainsi à

Knutange, par exemple, l’ancienne usine de la Paix a été rachetée et les terrains ont été

réaménagés.

L’activité sidérurgique est encore bien implantée en aval de la vallée de la Fensch. A

l’heure actuelle, il ne reste que quelques filières sur l’important complexe industriel qui était

présent jusqu’aux années 1970. La filière fonte est peu à peu abandonnée au profit du

laminage et de la production de produits longs. Les industries, fortes consommatrices d’eau

sont installées en bordure de Fensch. La fermeture de plusieurs haut-fourneaux pose le

problème de la reconversion des sites. Dans certains cas, des activités artisanales se

développent.

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Commerces et services :

Les communes de Fontoy, Algrange, Hayange et Florange sont bien fournies en

services (banques, écoles, médecins…) et en commerces (alimentation…). En revanche, les

autres communes de la vallée ne sont équipées que de petits commerces alimentaires de base.

I.2.5 Assainissement

L’assainissement communal [15] est géré par le Syndicat Intercommunal Eau et

Assainissement de Fontoy – Vallée de la Fensch (SEAFF). Il regroupe 15 communes soit

77 000 habitants.

Le SEAFF collecte les eaux usées d’une région fortement industrialisée. Ce réseau est

majoritairement unitaire et est raccordé à la station d’épuration de Florange. La gestion des

eaux pluviales est assurée par la présence de plus de 110 déversoirs d’orage dont certains sont

le lieu de surverses permanentes vers le milieu récepteur qu’est la Fensch.

En ce qui concerne les eaux domestiques, en 1993, le taux moyen de raccordement est

de 80% environ. Seule la commune de Havange n’est pas rattachée à la station d’épuration de

Maisons-neuves. Le réseau étant unitaire, lors d’événements pluvieux, il risque d’y avoir une

forte dilution des eaux usées et donc un rendement épuratoire diminué.

L’insuffisance du taux de collecte et du rendement épuratoire des eaux domestiques de

la station de Florange contribue à la pollution de la Fensch.

Quant aux eaux industrielles, l’assainissement est incomplet et les rejets qui affectent

la Fensch de façon chronique concourent fortement à la dégradation du milieu récepteur. La

plupart des grosses industries implantées dans la vallée de la Fensch ont une station

d’épuration propre avec décanteur-déshuileur et les eaux de lavage des haut-fourneaux sont

recyclées. Cependant, la pollution industrielle reste importante tant au niveau physico-

chimique que biologique et toxique.

I.3 L’activité minière en Lorraine

Le bassin ferrifère lorrain, centré sur Briey, s’étend sur trois départements : la

Moselle, la Meurthe-et-Moselle et la Meuse. Il couvre 1 000km² [16]. Le minerai exploité est

constitué de 9 couches de grès calcaire ferrugineux, séparés par des niveaux marneux. Au vu

de l’épaisseur des couches minéralisées, l’exploitation n’a jamais dépassé deux niveaux. Cet

ensemble est recouvert de marnes « micacées2 » peu perméables et peu épaisses, et qui le

séparent du réservoir aquifère du calcaire du Dogger.

L’exploitation minière [4] a débutée il y a plus d’un siècle. Elle était à l’origine

effectuée par « traçage3 ». Puis dans le but d’augmenter la quantité de minerai produit, le

système des piliers et chambres a été employé ainsi que le dépilage4 qui a abouti à un intense

effondrement du toit des galeries et à la fissuration des marnes « micacées ». Un drainage de

la nappe en a alors résulté. Les différentes phases d’exploitation des mines sont rappelées en

annexe n°3.

Dans les années 1980, le bassin ferrifère exhaurait de 100 à 250 millions de m3 d’eau

par an avec d’importantes variations saisonnières.

2 Qui contient du mica.

3 Les galeries résultantes restent sur place.

4 Abattement des piliers des galeries conduisant à l’effondrement du plafond

Page 20: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

20

I.4 Impact de l’activité minière

L’activité minière a eu pour conséquences une modification du bassin versant de la

Fensch [3]. En effet, les travaux miniers ont mis en communication par l’intermédiaire des

galeries, plusieurs bassins annexes : Conroy et Kaelbach par exemple. Les galeries ont alors

drainé une partie des eaux infiltrées dans les mines vers des points de sortie plus bas et qui

débouchent sur la Fensch. Le bassin topographique du cours d’eau est donc plus étendu que le

bassin versant topographique (30 à 40 km² en plus).

L’exploitation des mines a également des conséquences sur le débit de la Fensch. En

effet, la communication directe qu’existe maintenant entre les galeries et le cours d’eau ont

engendré des pointes de débits qui dépendent de la réaction du bassin ferrifère. Ainsi suite à

un évènement pluviométrique important type décennal [8], il y a deux ondes

pluviométriques :

- L’une rapide et pointue traduisant la réaction du bassin versant

(surfaces imperméabilisées).

- L’autre, décalée dans le temps de plusieurs jours, beaucoup plus plate,

correspondant aux rejets des mines.

I.5 Exemple des autres bassins déjà ennoyés Dans le bassin centre (cf. figure n°2 pour localisation des bassins), les pompages

d’exhaure ont été arrêtés en 1993 [11] conduisant à un premier débordement en décembre

1998. Dans le bassin Sud, l’arrêt des pompages d’exhaure a eu lieu en 1995 avec un premier

débordement en décembre 1998. Les principaux effets de l’ennoyage alors observés furent des

modifications du régime des nappes, de la qualité des eaux souterraines et de la tenue des

terrains.

Page 21: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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21

Figure 2 : Carte des bassins Centre, Sud et Nord

Page 22: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

22

I.5.1 Qualité des eaux souterraines

Les eaux d’ennoyage des réservoirs miniers se sont chargées en sels dissous (sulfates

et sodium principalement) [2] par solubilisation de minéraux néoformés5 dans les mines.

L’évolution de la teneur en sulfates dans les bassins Sud et Centre est rappelée en annexes n°4

et 5. Cette minéralisation rend les eaux impropres à la consommation humaine sans traitement

spécifique. Elle n’est pas définitive et va évoluer à la baisse au fur et à mesure du

renouvellement des eaux des réservoirs miniers par des eaux d’infiltration peu minéralisées et

par évacuation du stock de minéraux solubles par les eaux de débordement des réservoirs

miniers. A titre d’exemple, le temps de renouvellement du bassin Centre est estimé à 8-10 ans

et celui du bassin Sud à 2 ans. Cependant, la baisse de la minéralisation jusqu’à une qualité

« eau potable » peut prendre plusieurs décennies.

L’arrêt des pompages d’eau d’exhaure des mines a bouleversé l’hydrologie des cours

d’eau surtout pour l’étiage. C’est pourquoi des pompages ont été préservés afin d’assurer un

débit suffisant lors de l’étiage.

Exemple du bassin Sud :

Le seul pompage du bassin Sud est celui de Droitaumont sur l’Yron (cf. figure n°2).

Ce pompage permet d’assurer l’étiage de l’Yron. En ce qui concerne les eaux souterraines, ce

pompage n’a pour seule conséquence que la minéralisation des eaux de l’Orne et donc

d’augmenter la teneur en sulfates des eaux pompées au forage de Haropré à Joeuf qui permet

l’alimentation en eau potable de la ville de Joeuf. Ces pompages entrainent une réalimentation

de la nappe du Dogger via l’Orne. Il est à noter que depuis quelques années, la teneur en

sulfates n’a jamais dépassé la limite de qualité des eaux destinées à la consommation

humaine.

Exemple du bassin Centre :

Trois points de pompage dans le bassin Ouest (cf. figure n°2) assurent l’étiage de

cours d’eau :

- Amermont pour l’Othain.

- Tucquegnieux pour le Woigot.

- Anderny pour le ruisseau de La Vallée.

Le pompage d’Amermont a peu d’influence sur les eaux souterraines. Le Woigot est

soutenu par le pompage de Tucquegnieux. Ce dernier n’a pas d’incidence sur la qualité des

eaux souterraines car il draine les eaux de la nappe du Dogger. Quant au ruisseau de La

Vallée, il est perdant dans sa partie amont. Une partie des eaux du pompage d’Anderny

s’infiltre dans la nappe du Dogger et provoque une minéralisation de celle-ci.

I.5.2 Qualité des eaux superficielles

L’Othain :

Le cours d’eau est soutenu par pompage à partir de l’ancien puits de la mine

d’Amermont, en amont du bassin versant de l’Othain. Il concerne donc la quasi-totalité du

linéaire du cours d’eau. En aval, l’Othain draine la nappe du calcaire du Dogger et est bien

alimenté. L’arrêt du soutien d’étiage n’affecterait que la partie amont. Des arrêts momentanés

ont déjà lieu (de l’ordre de la journée ou de la semaine) et affectent déjà le cours d’eau pour

assurer la prise d’eau dans l’Othain pour l’alimentation en eau potable de Longwy. Cela

5 Se dit d’un minéral qui provient de la néoformation (constitution de nouveaux minéraux à partir d’éléments en

solution).

Page 23: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

23

affecte la vie piscicole sur le tronçon amont compris entre Dommary-Baroncourt et Saint

Laurent sur Othain. La rareté des écoulements en amont entraine une mauvaise qualité de

l’eau de l’Othain. La pollution organique sur le cours d’eau est importante. Ceci est aggravé

par le fait que le tracé de la rivière est rectiligne sans ripisylve et de pente faible d’où une

mauvaise oxygénation des eaux superficielles. En aval, l’Othain retrouve la nappe du Dogger

et connait une amélioration de sa qualité physico-chimique. A l’aval du plan d’eau de

Marville, la qualité biologique s’améliore. Les projections de la qualité de l’Othain à l’horizon

2008 et 2015 confirment la nécessité du soutien du débit à l’étiage. Cependant, un arrêt du

soutien permettrait de rendre son caractère naturel au cours d’eau.

L’Yron :

Le seul phénomène hydrographique important sur le cours d’eau est la disparition des

assèchements de l’Yron en étiage, conséquences de l’ennoyage des mines qui a précédé la

remontée de la nappe des calcaires du Dogger.

Pendant l’exploitation minière, l’Yron a connu des périodes d’assec estivales du lit

mineur sur le tronçon jusqu’à Droitaumont. Depuis l’ennoyage et le débordement du bassin

Sud, la nappe du Dogger s’est reconstituée et les écoulements sur le tronçon précédent sont de

nouveau présents y compris lors de l’étiage.

Les rapports de suivi physico-chimique et biologique montrent que la qualité du cours

d’eau est mauvaise à cause d’apports organiques. Les eaux de la mine de Droitaumont

contribuent à une dissolution des pollutions.

I.6 Ennoyage du bassin Nord et ses conséquences sur la Fensch

I.6.1 Conséquences sur les débits de la Fensch

Remarque : Le schéma de principe de fonctionnement du système d’exhaure actuel du bassin Nord est donné en

Annexe n°6.

En basses eaux :

En amont de Knutange [10], la nature imperméable du sol engendre des périodes

d’assec de la source de la Fensch à Fontoy. A partir de Knutange et jusqu’à la confluence

avec la Moselle, le débit de la Fensch est fortement influencé par les apports d’origine

humaine (rejets et pompages des industries, rejet de la station d’épuration…). L’ensemble des

rejets dans la Fensch est estimé à 500 l/s.

Page 24: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

24

D’après les données de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse, les débits à l’étiage sont

estimés dans les tableaux 1 et 2, pour des périodes de retour différentes :

Débits d’étiage Débits mensuels d'étiage (m3/s)

Tretour = 2 ans Tretour = 5 ans Tretour = 10 ans La Fensch à Fontoy 0,000 0,000 0,000

La Fensch à l'amont de l'exhaure de la

Paix 0,000 0,000 0,000

Exhaure de la mine de la Paix (a) 0,263 0,193 0,153 Prise d'eau AEP du SEAFF (b) 0,033 0,033 0,033

Apports de l’ovoïde de Burbach et du

Ru d’Algrange (c) 0,050 0,040 0,030

Apport de la Petite Fensch (d) 0,100 0,070 0,050

La Fensch en aval de la Petite Fensch

(a - b + c + d) 0,380 0,270 0,200

Tableau 1 : débits d’étiage estimés de la Fensch avant ennoyage

Débits d’étiage Débits mensuels d'étiage (m3/s)

Tretour = 2 ans Tretour = 5 ans Tretour = 10 ans

La Fensch à Fontoy 0,000 0,000 0,000

La Fensch à l'amont de la galerie de

la Paix 0,000 0,000 0,000

Potentiel de débordement de la mine

de la Paix (e) 0,750 0,550 0,470

Prélèvements hors débordement à la

galerie de la Paix (f) 0,500 0,500 0,500

Débordement à la galerie de la Paix

(e - f) 0,250 0,050 0,000

Apports de l’ovoïde de Burbach et

du Ru d’Algrange (c) 0,050 0,040 0,030

Apport de la Petite Fensch (d) 0,100 0,070 0,050

La Fensch en amont de la Petite

Fensch (e - f + c + d) 0,400 0,160 0,080

Tableau 2 : débits d’étiage estimés de la Fensch après ennoyage

Les débits d’étiage après ennoyage du bassin Nord seront donc sensiblement les

mêmes par rapport à la situation actuelle pour les périodes de retour plus faibles. En revanche,

pour des périodes de retour plus longues, le débit d’étiage est moins important.

Il est à noter qu’en théorie, pendant la phase d’ennoyage, il n’y aura pas de rejets

provenant de la galerie de la Paix. Le tronçon entre la galerie de la Paix et la Petite Fensch ne

pourra être alimenté que par l’ovoïde de Burbach6. Cependant, cette période sera courte

environ deux ans et la faiblesse des débits d’étiage aura donc peu de conséquences sur la

qualité de la Fensch.

6 Emissaire jouxtant le bassin centre et drainant, légèrement en aval de la galerie de la Paix, le petit réservoir du

même nom déjà ennoyé.

Page 25: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

25

En hautes eaux :

Plusieurs études ont été réalisées sur cette problématique :

- INGEROUTE en 1983

- Ecole supérieure de Géologie de Nancy (ENSG) en 1992

- BCEOM en 1994

- ANTEA en 1996 et en 1999

- SINBIO en 2003.

Ces études permettent d’évaluer les débits pour des périodes de retour de 10 (Q10), 50

(Q50) et 100 ans (Q100) avant et après l’ennoyage du bassin Nord qui sont établis dans le

tableau 3.

Par ailleurs, les pointes de débits provenant des eaux de ruissellement et les pointes de

débits des apports des galeries (galerie de la Paix, du Haut-Pont et de Fontoy et, l’ovoïde du

Burbach) sont décalées dans le temps, d’après les études menées par ARBED et ANTEA.

ANTEA estime ainsi que 65 à 80% du pic de débit issu de la mine serait susceptible de se

cumuler avec les débits naturels de la Fensch.

Avant ennoyage Après ennoyage

Galerie de Knutange

Q10 2,4 m3/s 5,6 m

3/s

Q50 2,6 m3/s 6,5 m

3/s

Q100 3,5 m3/s < 7,1 m

3/s

Ovoïde de Burbach

Q10 à Q100 < 1,2m3/s < 1,2m

3/s

Galeries Haut-Pont et Fontoy

Q10 0 0

Q50 1 m3/s 1 m

3/s

Q100 > 1 m3/s > 1 m

3/s

Bilan

Q10 2,4 à 3,6 m3/s 5,6 à 6,8 m

3/s

Q50 3,6 à 4,8 m3/s 7,5 à 8,7 m

3/s

Q100 4,5 à 5,7 m3/s 8,1 à 9,3 m

3/s

Tableau 3 : Débits pour les périodes de retour 10, 50 et 100 ans avant et après ennoyage.

En faisant une moyenne des valeurs, les tableaux 4,5 et 6 donnent les débits dans la

Fensch après ennoyage et les contributions des apports de la mine :

Q10 Localisation Surface du BV (km²)

Débits actuels (m3/s) Débits futurs (m3/s)

Naturels Mines Total Naturels Mines Total

Aval galerie de la Paix 25 8,1 2,22 10,32 8,1 4,54 12,64

Amont confluence Petite

Fensch 32,9 10 2,22 12,22 10 4,54 14,54

Aval confluence Petite

Fensch 39,9 11,7 2,22 13,92 11,7 4,54 16,24

Amont confluence Ruisseau

du Marspich 41,4 12,1 2,22 14,32 12,1 4,54 16,64

Aval confluence Ruisseau du

Marspich 48,4 13,7 2,22 15,92 13,7 4,54 18,24

Station de Maison Neuve 58,9 16 2,22 18,22 16 4,54 20,54

Aval Confluence Ruisseau du

Kribsbach 82,6 21 2,22 23,22 21 4,54 25,54

Confluence canal Moselle 82,6 21 2,22 23,22 21 4,54 25,54 Tableau 4 : Estimation des débits de crues de la Fensch avant et après ennoyage pour la période de retour

10 ans.

Page 26: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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Q50 Localisation Surface du BV (km²)

Débits actuels (m3/s) Débits futurs (m3/s)

Naturels Mines Total Naturels Mines Total

Aval galerie de la Paix 25 14,2 3,09 17,29 14,2 5,92 20,12

Amont confluence Petite

Fensch 32,9 17,7 3,09 20,79 17,7 5,92 23,62

Aval confluence Petite

Fensch 39,9 20,6 3,09 23,69 20,6 5,92 26,52

Amont confluence Ruisseau

du Marspich 41,4 21,3 3,09 24,39 21,3 5,92 27,22

Aval confluence Ruisseau du

Marspich 48,4 24,1 3,09 27,19 24,1 5,92 30,02

Station de Maison Neuve 58,9 28,2 3,09 31,29 28,2 5,92 34,12

Aval Confluence Ruisseau du

Kribsbach 82,6 36,9 3,09 39,99 36,9 5,92 42,82

Confluence canal Moselle 82,6 37 3,09 40,09 37 5,92 42,82 Tableau 5 : Estimation des débits de crues de la Fensch avant et après ennoyage pour la période de retour

50 ans.

Q100 Localisation Surface du BV (km²)

Débits actuels (m3/s) Débits futurs (m3/s)

Naturels Mines Total Naturels Mines Total

Aval galerie de la Paix 25 16,9 3,74 20,64 16,9 6,35 23,25

Amont confluence Petite

Fensch 32,9 21 3,74 24,74 21 6,35 27,35

Aval confluence Petite Fensch 39,9 24,5 3,74 28,24 24,5 6,35 30,85

Amont confluence Ruisseau

du Marspich 41,4 25,3 3,74 29,04 25,3 6,35 31,65

Aval confluence Ruisseau du

Marspich 48,4 28,6 3,74 32,34 28,6 6,35 34,95

Station de Maison Neuve 58,9 33,5 3.74 37.24 33.5 6.35 39.85

Aval Confluence Ruisseau du

Kribsbach 82.6 43.9 3.74 47.64 43.9 6.35 50,25

Confluence canal Moselle 82,6 44 3,74 47,64 44 6,35 50,35 Tableau 6 : Estimation des débits de crues de la Fensch avant et après ennoyage pour la période de retour

100 ans.

I.6.2 Conséquences sur la qualité de la Fensch

Grâce à l’expérience acquise au niveau des bassins Sud et Centre [10], l’ennoyage des

bassins entraine une minéralisation en sulfates et donc une diminution de la qualité de l’eau

des réservoirs miniers. Par analogie, le bassin Nord pourra subir le même phénomène et les

eaux de débordement pourront elles aussi être altérées. Cette minéralisation rendra surement

l’eau impropre à toute utilisation (alimentation en eau potable et alimentation des industries).

Cependant, il est impossible de prévoir à l’heure actuelle quelles seront les

concentrations des eaux de débordement car la masse totale de minéraux pouvant être dissouts

n’est pas répartie de manière homogène dans une même couche. La connaissance de la

concentration en sulfates devra donc attendre que le bassin soit ennoyé ou que les eaux de

débordement soient analysées. A partir de là, le temps de renouvellement des eaux du bassin

minier pourra être estimé afin de revenir à une qualité des eaux « bonne ».

Page 27: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

27

La qualité des eaux rejetées dans la Fensch au niveau de la galerie de la Paix sera donc

proche des concentrations observée dans le réservoir minier. Elle pourra toutefois être

influencée par les variations saisonnières des eaux d’infiltration qui seront plus ou moins

chargées.

I.7 Etat biologique de la Fensch

I.7.1 Qualité de l’eau

Afin de surveiller la qualité de la Fensch [10], une station du réseau national de bassin

(RNB) et trois stations du réseau de suivi des bassins miniers (RBM) sont présentes sur le

cours d’eau. Une quatrième station du RBM est placée sur le Kribsbach, à l’aval du bassin

versant de cet affluent de la Fensch et après passage sous le site sidérurgique de SOLLAC

Saint Agathe à Florange. La station du RNB est située à l’aval du rejet de la station

d’épuration de Florange. Elle n’est séparée de la Moselle que par le port d’Illange où aucun

rejet ne semble présent. Les trois stations du RBM sont situées tout le long du cours d’eau.

Globalement, la qualité de la Fensch va en décroissant de l’amont vers l’aval pour

l’ensemble des paramètres classiques tels que matières organiques, phosphore, azote… La

qualité est dite « bonne » à Fontoy, « passable » à partir de Knutange et « mauvaise » à partir

de Serémange-Erzange. Le tableau 7 montre l’historique de la qualité de la Fensch depuis

2001 dans le cadre du référentiel de description de la qualité des eaux des cours d’eau de

1971 :

Localisation Année Qualité générale

La Fensch à Fontoy

2001 1B

2002 1B

2003 1B

La Fensch à Knutange

2001 2

2002 2

2003 2

La Fensch à

Serémange-Erzange

2001 3

2002 3

2003 3

La Fensch à Florange

2001 HC7

2002 3

2003 3 Tableau 7 : Qualité de la Fensch de 2001 à 2003

De plus, le développement de peuplements piscicoles équilibrés est très fortement

entravé sur la totalité du cours d’eau pour les raisons suivantes :

- La non pérennité de l’écoulement notamment à l’amont des tronçons et

qui se traduit pas des assecs en périodes d’étiage estivaux et hivernaux ;

- La couverture de la Fensch dans les secteurs urbanisés et industriels

(Hayange, Serémange-Erzange, Florange…) ;

- La pollution fréquente du cours d’eau qui perturbe fortement l’équilibre

du milieu récepteur ;

- La présence d’obstacles infranchissables qui entravent la libre

circulation des poissons.

7 HC = Hors Catégorie

Page 28: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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28

En conclusion, la qualité de la Fensch est mauvaise malgré des améliorations depuis

quelques années. L’évolution de cette qualité dans l’avenir semble moins dépendre de

l’ennoyage que de l’activité humaine (rejets industriels…). En ce qui concerne la

minéralisation des eaux d’exhaure, l’augmentation de la teneur en sulfates des eaux provenant

de la galerie de la Paix sera un facteur aggravant de la qualité de la Fensch.

I.7.2 Les rejets d’origine humaine dans la Fensch

Les principaux rejets d’origine humaine dans la Fensch pouvant modifier sa qualité

sont des rejets industriels, d’eaux usées domestiques et d’eaux pluviales.

Les rejets industriels sont essentiellement dus aux usines sidérurgiques du groupe

Arcelor-Mittal présentes de Hayange à Florange. Une réduction des débits et des principaux

flux polluants industriels rejetés dans la Fensch est prévisible d’ici 5 à 6 ans du fait de la

perspective de mise en place de nouveaux procédés visant la réutilisation des eaux pluviales

puis le « zéro rejet » sur l’usine de SOLLAC à Serémange-Erzange. Les eaux de rejets

industriels peuvent également contenir des micropolluants.

L’usine SOLLAC possède une unité de nanofiltration pour l’alimentation en eau de

l’industrie à partir de la galerie de la Paix ce qui entrainera une augmentation du rejet de

sulfates proportionnelle à l’augmentation de la teneur dans les eaux d’exhaure. Le flux de

sulfates est estimé entre 15 et 40 tonnes par jour.

Les eaux usées domestiques des treize communes du basin versant sont évacuées vers

la station d’épuration de Florange. Cette dernière a longtemps connu des problèmes de qualité

des rejets. Mais elle a été remplacée en 2003 par une nouvelle station répondant aux

exigences de la directive cadre européenne « eaux résiduaires urbaines » (ERU).

Concernant les eaux pluviales, elles peuvent avoir un impact tant au niveau quantitatif

que qualitatif. Comme pour les rejets industriels, les eaux pluviales peuvent contenir des

micropolluants provenant du lessivage des chaussées ou des toitures.

I.7.3 La qualité des sédiments

Les analyses [1] de la Fensch et du Kribsbach révèlent une pollution de l’eau et des

sédiments par le plomb, le cuivre, le zinc, le chrome et le cadmium.

Une analyse IOBS8 réalisée par l’institut Pasteur [1] met en évidence une quantité

importante de matière organique assimilable par les vers au vu de la densité des échantillons

prélevés. De plus, les valeurs des TUSP9 témoignent de la présence de micropolluants tels que

HAP10

en amont de la Fensch et tels que métaux lourds et PCB en aval du cours d’eau. Les

indices IOBS sont de l’ordre de 0,7-0,8 et montrent une mauvaise qualité des sédiments (pour

les sédiments de « bonne qualité », l’indice est supérieur à 6).

8 Indice Oligochètes Biologique des Sédiments fins

9 Pourcentage de Tubificidae sans soies capillaires

10 Hydrocarbure Aromatique Polycyclique

Page 29: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

29

II. Hydrologie

II.1 Principe

L’étude hydrologique doit définir les débits de crues pour les périodes de retour : 10,

25, 50 et 100 ans dans deux configurations distinctes :

- Débits naturels + exhaures de mines (situation actuelle)

- Débits naturels + débits supplémentaires lié à l’ennoyage des mines

(situation future).

Elle se base essentiellement sur les études antérieures qui ont permis de déterminer les

différents débits naturels et d’exhaure :

- Etude hydraulique complémentaire de la rivière Fensch-1° phase : Etat

initial et situation après arrêts des exhaures, BCEOM, Juin 1994

- Etude relative à la protection des zones urbanisées contre les

inondations de la Fensch et à la restauration de la Fensch et de ses affluents, Sinbio-Silène,

Juillet 2003.

II.2 Méthode de détermination des débits de projet

Les débits de projet peuvent être déterminés selon plusieurs méthodes :

- Les synthèses régionales basées sur l’extrapolation des débits

décennaux préalablement déterminés à l’aide de formules empiriques telles que SOCOSE,

CRUPEDIX, SOGREAH…

- Les méthodes pseudo-empiriques telles que la méthode rationnelle.

Chacune de ces méthodes possède son champ d’application :

Méthode de détermination des débits Champ d’application

CRUPEDIX 10 < Surface du BV (km²) < 200

SOGREAH 1 < Surface du BV (km²) < 100

SOCOSE 2 < Surface du BV (km²) < 200

Rationnelle Petits bassins homogènes Tableau 8 : Comparaison des méthodes de détermination des débits de projets

II.2.1 Bassin versant

Les caractéristiques physiques générales du bassin versant de la Fensch ont

été décrites en première partie.

Le bassin topographique de la Fensch couvre une surface de 82,8 km² et présente une

forme allongée en croissant. La longueur du plus grand cheminement hydraulique du bassin

est de 14,5km.

Le bassin d’alimentation de la Fensch est cependant plus étendu que son bassin

topographique du fait de la présence des mines. Les travaux miniers ont mis en

communication d’autres bassins annexes (Conroy et Kaelbach) et une partie des eaux

Page 30: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

30

infiltrées dans les mines est drainée par des galeries dont les points de sortie débouchent dans

la Fensch.

II.2.2 Temps de concentration

Le temps de concentration du bassin versant a été estimé selon plusieurs formules :

- Formule de SOGREAH : 5,035,035,0015,0 −− ×××= ICSTc

- Formule de Passini : ( )

I

LSTc

3

108,0×

×=

- Formule de Kirpich : 385,0

77,051045,32

I

LTc ××= −

- Formule de Turraza : I

LSTc

3

1,0×

×=

- Formule de Ventura : I

LSTc

3

127,0 ×=

Avec S, la surface du bassin versant (82,8 km²)

C, le coefficient de ruissellement (0,46)

I, la pente (1,8%)

L, la longueur du plus long chemin hydraulique (14,5 km).

Les résultats sont les suivants :

Formule Temps de concentration (h)

SOGREAH 3,4

Passini 8,6

Kirpich 2,4

Turraza 8

Ventura 8,6 Tableau 9 : Temps de concentration selon différentes méthodes

Les formules de Kirpich et de SOGREAH ont tendance à sous-estimer ce temps de

concentration. La formule de Passini présente l’avantage d’utiliser le plus de paramètres et

parait donc plus fiable. Par conséquent, la valeur de 8,6 heures soit 513 minutes est retenue.

II.2.3 Coefficient de ruissellement

La grande majorité du bassin versant (61,8 km²) est de type rural. Un coefficient de

ruissellement de 0,3 est attribué à cette partie rurale.

Le reste du bassin versant (21 km²), le long de la Fensch, est largement urbanisé et

industrialisé. Le coefficient de ruissellement est alors plus élevé : 0,90.

Remarque : Ce dernier semble élevé même pour la partie avale du bassin versant considérée

car 0,90 correspond à une valeur élevée pour des surfaces en bitume ce qui signifierait qu’il y

a aucune zone moins imperméable telle que des jardins, des espaces verts…Cette valeur

provient de l’étude de BCEOM de 1994. Il faudrait donc la recalculer à partir de la pluie nette

et de la pluie brute pour la situation actuelle.

Page 31: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

31

Le coefficient global de ruissellement vaut alors :

( ) ( )8,82

3.08,6190,021 ×+×=

×=∑

totale

ii

S

SCC = 0,46

II.2.4 Détermination des débits de pointe à l’exutoire

� Méthode rationnelle Le calcul du débit de pointe se base ici sur la méthode rationnelle :

( )btaSCISC

Q −×××

=××

=6,36,3

Avec C, le coefficient de ruissellement,

S, la superficie (km²),

I, l’intensité de la pluie (mm/h),

a et b, les coefficients de Montana.

Les coefficients de Montana pour une période de retour de 10 ans, sont ceux de la

station météorologique de Metz, station la plus proche de la Fensch :

a = 6,4 et b = -0.68.

L’intensité est calculée à partir du temps de concentration du bassin versant soit 8,5

heures.

Le débit de pointe est alors de 15,8 m3/s.

� Méthode du réservoir linéaire La méthode du réservoir linéaire [9] permet de calculer un débit de pointe à partir

d’une pluie de projet. Une pluie de projet est une pluie fictive définie par un hyétogramme

synthétique et statistiquement représentative des pluies réelles, bien que jamais observée. On

utilise en général, la pluie de Desbordes.

Construction d’une pluie de Desbordes

La pluie de Desbordes [17] est un type de pluie de projet, pluie représentée par un

double triangle. Elle possède 5 paramètres :

- La durée totale de pluie souvent égale à 4h

- La durée de la période de pluie intense,

- La position de la pointe de la pluie intense par rapport au début de la

pluie,

- La hauteur d’eau tombée pendant la période de pluie intense,

- La hauteur tombée pendant la totalité de la pluie.

Dans notre cas, nous prendrons une durée totale de pluie de 4 heures, une durée de

pluie intense d’une heure. La position de la pointe est située au milieu de la pluie totale. Les

hauteurs d’eau ont été calculées à partir des lois de Montana.

Page 32: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

32

La pluie de Desbordes obtenue [13] est la suivante :

Figure 3 : Pluie de Desbordes

Par cette méthode, le débit de pointe est de 15,4 m3/s.

� Conclusion Les débits de pointe décennaux obtenus à l’exutoire du cours d’eau par la méthode

rationnelle et par la méthode du réservoir linéaire sont les suivants :

Débit de pointe décennal à l’exutoire (m3/s)

Méthode rationnelle Méthode du réservoir linéaire

15,8 15,4 Tableau 10 : Comparaison des débits de pointe

Les débits de pointe à l’exutoire varient donc de 3%. Ce sont sensiblement les mêmes

mais nous retiendrons quand même le plus élevé soit celui issu de la méthode rationnelle dans

un souci de minimisation des risques.

Les débits de pointe centennaux n’ont pas été déterminés à cause de l’absence de

données sur les coefficients de Montana pour cette période de retour.

II.2.5 Détermination des débits de projet à partir de la méthode du GRADEX

En l’absence de données hydrométriques fiables, la méthode du Gradex sera

appliquée. Elle considère qu’au delà d’un certain débit le plus souvent décennal ou

vingtennal, toute augmentation de pluie provoque une augmentation de débit.

� Analyse fréquentielle des pluies Les pluies maximales journalières enregistrées à la station météorologique de Bure-

Tressange ont servies de support à cette analyse. Celle-ci est faite à partir d’une série

chronologique de 20 valeurs annuelles de pluies maximales journalières (1965-1984).

L’ajustement de cet échantillon à une loi de Gumbel donne une pluie décennale de :

P10 = 50 mm/j.

Les paramètres statistiques de l’échantillon sont : une moyenne de 38,3 mm/j et un

écart type de 9,1.

Les paramètres d’ajustement de la loi de Gumbel sont :

- s = 0,78*écart-type = 7,1

- X0 = moyenne – 0,577*s = 34,2 mm/j.

Page 33: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

33

� Utilisation de la méthode de Crupedix Au vu de la surface du bassin versant (82,8 km²), la méthode de Crupedix est

applicable au cas du bassin versant de la Fensch.

La formule de Crupedix s’écrit :

R'S80

P R = Q 0,8

2

1010 ××

×

Avec R, coefficient régional qu’on prend ici égal à 1

P10, la pluie décennale journalière (50 mm/j)

S, la surface du bassin versant (82,8 km²)

R’, coefficient correctif de forme et de perméabilité.

Le coefficient correctif permet d’ajuster au mieux la méthode de Crupedix au bassin

versant et de ses caractéristiques :

55,13,0

46,0

3,0' ===

CR

Par conséquent, le débit décennal est de 21m3/s.

� Débits de crue naturels L’analyse statistique des données de pluie a permis de définir un Gradex des pluies sur

24 heures de 10.

A partir de là, les débits de crues pour les périodes de retour 50 et 100 ans sont

calculés :

Période de retour Q (m3/s)

10 ans 21

50 ans 37

100 ans 44 Tableau 11 : Débits de crue à partir de la méthode du Gradex

� Débits de crue des mines Les débits après ennoyage des mines restent incertains. D’après une étude réalisée par

ANTEA en 1999 et après extrapolation des valeurs décennale et cinquantennale suivant une

loi statistique de Gumbel pour Q100, les débits supplémentaires estimés sont les suivant :

Q10 Q50 Q100

Galerie de la Paix 4,6 m3/s 5,5 m

3/s 5,9 m

3/s

Galerie de Haut-Pont 1 m3/s

1 m3/s + 1 m

3/s par surverse

du bassin centre

1 m3/s + 1 m

3/s par surverse

du bassin centre Tableau 12 : Débits de crue des mines

� Débits en tous points Pour modéliser la Fensch sous le logiciel HYDRARIV, les débits en quelques points

du cours d’eau doivent être connus. Pour cela, la formule suivante est appliquée :

e

t

p

tp QS

SQQ +

×=

8,0

Avec Qp, le débit au point P,

Qt, le débit total,

Sp, la surface du BV au point P,

St, la surface totale du BV,

Page 34: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

34

Qe, le débit d’apport par débordement minier.

Localisation Surface (km²)

Q10 (m3/s) Q100 (m

3/s)

Débit naturel

Actuel Après

ennoyage Débit

naturel Actuel

Après ennoyage

Amont Haut-Pont 24 7,8 7,8 7,8 16,3 16,3 16,3

Aval Haut-Pont 24 7,8 9 8,8 16,3 17,5 18,3

Aval exhaure de la paix 25 8,1 12,1 13,7 16,9 20,9 24,8

Aval de la confluence

avec le ruisseau

d’Algrange

28,6 9 13 14,6 18,8 22,8 26,7

Amont confluence petite

Fensch 32,9 10 14 15,6 21 25 28,9

Aval confluence petite

Fensch 39,9 11,7 15,7 17,3 24,5 28,5 32,4

Amont confluence

ruisseau du Marspich 41,4 12,1 16,1 17,7 25,3 29,3 33,2

Aval confluence

ruisseau du Marspich 48,4 13,7 17,7 19,3 28,6 32,6 36,5

Station de Maison

Neuve 58,9 16 20 21,6 33,5 37,5 41,4

Aval confluence

Kribsbach 82,6 21 25 26,6 43,9 47,9 51,8

Confluence canal

Moselle 82,8 21 25 26,6 44 48 51,9

Tableau 13 : Débits de crue de la Fensch en plusieurs points

Page 35: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

35

III. Hydraulique

III.1 Principe

Cette étape fait suite à l’étude hydrologique [5] afin de déterminer les hauteurs d’eau

pour les crues d’occurrence décennale et centennale. Une cartographie des zones inondables

pour les différentes périodes de retour pourra être établie à l’aide de deux logiciels de

modélisation : HEC-RAS et HYDRARIV.

L’utilisation de ces deux logiciels a été demandée par Hydratec afin de valider les

résultats des études précédentes qui ont été faites à partir d’une modélisation sur HEC-RAS.

La modélisation sur HYDRARIV permettra également de simuler l’impact des deux zones de

stockage actuellement en construction.

Vu que les bassins de stockage ne sont pas modélisés sous HEC-RAS, le modèle sera

construit à partir d’un régime permanent. De plus, la géométrie du cours d’eau et l’absence de

chenal secondaire rentre dans ce cas d’étude.

En revanche, lors de la modélisation sous HYDRARIV, les différents passages

couverts devront être représentés comme des tronçons différents parallèles les uns aux autres

en raison de l’impossibilité du logiciel à représenter des galeries parallèles sur un même profil

en travers.

Ensuite, il reste le problème du calage. En effet, le calage permet d’avoir des résultats

valides par rapport à la réalité. Il s’effectuera à partir de la crue de référence de 1983.

III.2 Modélisation avec le logiciel HEC-RAS

Lors des études précédentes, l’étude de la Fensch a été réalisée à partir du logiciel

HEC-RAS. Les résultats ont été recalculés avec ce logiciel. La version 3.1.1 de 2003,

développée par le Hydraulic Engineering Corps de l’US army Corps of Engineers a été

utilisée [7].

III.2.1 Méthode de calcul en régime permanent

Le calcul de la hauteur d’eau se fait d’une section en travers à une autre à partir de

l’équation d’énergie avec un processus itératif. L’équation de l’énergie est la suivante :

ehg

VZY

g

VZY +

×

×++=

×

×++

22

2

1111

2

2222

αα (1)

Avec Y1 et Y2, les hauteurs d’eau au niveau des sections,

Z1 et Z2, les cotes du fond du lit des sections,

V1 et V2, les vitesses moyennes au niveau des sections,

α1 et α2, des coefficients de vitesse pour chaque section,

he, les pertes de charge entre les sections 1 et 2.

Page 36: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

36

Figure 4 : Représentation des termes de l'équation d'énergie

Les pertes de charge sont évaluées à partir de la formule de Manning à laquelle sont

ajoutées les pertes de charge liées à une contraction ou à une expansion du flux :

×

×−

×

××+×=

g

V

g

VCSLh fe

22

2

11

2

22 αα (2)

Avec L, la distance entre les deux sections,

Sf, la pente de frottement entre les deux sections,

C, le coefficient de contraction ou d’expansion.

A partir des équations (1) et (2), la hauteur d’eau est déterminée en utilisant une

hauteur d’eau connue à l’aval lorsque l’écoulement est fluvial ou à l’amont pour un

écoulement torrentiel.

Lorsque la hauteur d’eau passe en dessous de la hauteur critique par exemple au

niveau des ponts, des seuils…, l’équation d’énergie n’est plus valable. Les calculs se basent

alors sur l’équation de conservation de la quantité de mouvement afin qu’il y ait convergence

des calculs :

∑ ×= amF � xfx VQFWPP ∆××=−+− ρ12

Avec P1 et P2, les résultantes des forces de pression hydrostatiques sur les sections 1 et 2,

Wx, la composante du poids de l’eau selon l’axe x,

Ff, la force due aux frottements,

Q, le débit,

Ρ, la densité de l’eau,

∆Vx, la composante de la variation des vitesses selon l’axe x.

Page 37: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

37

III.2.2 Construction du modèle

La construction du modèle se fait en plusieurs étapes :

- La saisie de données géométriques (profils en travers et rugosité de

chaque section, distance entre les sections et les caractéristiques de chaque ouvrage…)

- La saisie des conditions initiales et des conditions aux limites (hauteur

d’eau, profondeur critique… ou hydrogramme, limnigramme…selon le régime

d’écoulement).

III.2.3 Modélisation de la Fensch

La modélisation de la Fensch sur le logiciel HEC-RAS a été réalisée par le bureau d’études

SINBIO en 2003 [14].

� Caractéristiques géométriques La Fensch a fait l’objet d’un levé topographique d’environ 157 profils répartis sur les

15 kilomètres de cours d’eau. Au niveau des singularités (ponts, galeries couvertes…) des

profils ont été rajoutés afin de correspondre au plus près à la topographie. La localisation des

profils est présente en annexe n°7.

Une étude de la SAFEGE [12] a recensé 85 ouvrages répartis sur le linéaire de la

Fensch. Ces ouvrages sont les suivants :

- 31 ponts

- 21 passerelles

- 23 conduites longues

- 2 vannages

- 3 aqueducs/conduite

- 1 siphon.

� Coefficients de perte de charge Les coefficients de Strickler varient en fonction de l’urbanisation, des ouvrages et de

la canalisation du cours d’eau. Pour le lit mineur, pour des canaux naturels, le Strickler a été

établi à 40, pour des pierres brutes entre 47 et 56, pour la maçonnerie et le béton entre 60 et

80. Pour le lit majeur, le Strickler a été pris égal à 10 afin de refléter la forte urbanisation du

val de Fensch.

� Conditions initiales et aux limites La condition aval imposée au modèle est une cote connue du niveau d’eau égale à

154,15m. Elle correspond au niveau de la Moselle qui influe sur le régime hydraulique de la

Fensch.

A l’amont, la condition est un hydrogramme constant de 7,8m3/s représentant les

apports du bassin versant de la Fensch. Afin de modéliser la rivière, les différents apports dus

aux exhaures et aux affluents, ont été modélisés en imposant un débit au niveau des profils

concernés.

� Calage du modèle Le modèle a été calé à partir de la crue du 23 décembre 1993, dernière crue

significative de la Fensch. Les débits sont les suivants au niveau de différents profils (la carte

des profils est donnée en annexe n°7) :

Page 38: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

38

Débit (m3/s) Profil

5 157

5 156

6 118

9 97

10 92

11 70

13 58

18 8 Tableau 14 : Débits de la crue de 1993

Afin d’obtenir les mêmes cotes d’eau, les coefficients de Strickler ont été ajustés.

III.2.4 Résultats

� Présentation des résultats Les résultats des simulations sont présentés en annexes n°8. Pour chaque profil, la cote

maximale d’eau, les débits et les vitesses correspondantes sont indiqués. Egalement sont

présentées les vitesses dans le lit majeur en rive gauche et en rive droite quand il y a

inondation du lit majeur.

Les profils en long permettent de visualiser les lignes d’eau et les lignes de charge.

Une carte des zones d’expansion des crues est également présente en annexe n°9.

� Analyse de l’état avant ennoyage En crue décennale

Le lit mineur de la Fensch a une capacité insuffisante pour la crue d’occurrence décennale. Il

y a également le long du cours d’eau 54 ouvrages qui ont un débit limitant par rapport au

débit décennal. Ces ouvrages ont alors pour conséquence essentielle une remontée de la ligne

d’eau provoquant des problèmes d’inondation dans le lit majeur du cours d’eau en amont. Au

niveau des débordements, les enjeux sont importants puisque tout le lit majeur du cours d’eau

est fortement urbanisé (lotissements et industries…). Les débordements ont lieu autant en rive

gauche qu’en rive droite du cours d’eau.

Il est à noter que les ouvrages longs n’ont pas été inspectés sur toute leur longueur, la

géométrie à l’intérieur peut donc être différente des sections d’entrée et de sortie, il peut y

avoir des conduites qui réduisent la section d’écoulement…

Dans le lit mineur, la vitesse est globalement inférieure à 2,7 m/s sauf en quelques endroits où

elle est supérieure et peut atteindre 3,27 m/s. Il faudra alors protéger les berges à ces endroits

(ancienne station d’épuration sur Knutange, pont de la RN53 sur Florange, Site de la

Platinerie).

En crue centennale

Le lit mineur de la Fensch a une capacité insuffisante pour la crue d’occurrence centennale.

Pour le débit centennal, quasiment tous les ouvrages ont un débit admissible inférieur ce qui

pose donc des problèmes d’inondations.

Dans le lit mineur, la vitesse d’écoulement est globalement inférieure à 2,5 m/s sauf en

quelques endroits où elle est élevée et risque de provoquer des effondrements de berges. Il

faudra alors les consolider, le maximum étant de 3,84 m/s à l’aval du stade de Knutange. A la

sortie du moulin brûlé ainsi qu’au niveau du site de la Platinerie, les vitesses sont supérieures

à 3m/s.

Page 39: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

39

� Analyse de l’état après ennoyage En crue décennale

Les mêmes problèmes que ceux rencontrés pour la situation avant l’ennoyage sont présents

(débordements, ouvrages limitant…).

Par rapport à une crue décennale avant l’ennoyage des mines, la ligne d’eau est plus élevée

d’environ 30 centimètres à partir de l’exhaure de la Paix. L’augmentation maximum est de 65

centimètres au niveau du pont de la République sur la commune de Nilvange. A l’aval de la

Fensch, il n’y a plus de différences vu la géométrie et l’absence d’ouvrages limitant.

En crue centennale

De même, le lit mineur a une capacité insuffisante pour le débit centennal après l’ennoyage

des mines. Des débordements ont lieu quasiment sur tout le linéaire de la Fensch.

Par rapport à la situation avant l’ennoyage des mines, la ligne d’eau s’est élevée d’une

vingtaine de centimètres toujours à partir de l’exhaure de la Paix. Au maximum, la ligne d’eau

s’élève de 55 centimètres au niveau de l’ouvrage direct en aval de l’exhaure de la Paix (OH35

suivant les notations en annexes).

III.3 Modélisation avec le logiciel HYDRARIV

III.3.1 Principe

HYDRARIV [6] est un progiciel hydrologique et hydraulique des espaces fluviaux. Il

est conçu pour intégrer dans un même modèle des schémas de représentation contrastés, tels

que la schématisation filaire, les casiers et les maillages bidimensionnels. HYDRARIV ne

possède pas de fonctions SIG à proprement dites, ces fonctions sont assurées par un logiciel

d’accompagnement : HYDRAMAP qui est un module applicatif de MAPINFO. Il agit comme

un préprocesseur d’HYDRARIV pour générer certaines entités de modélisation comme le

maillage et les liaisons internes d’un sous-domaine bidimensionnel et donc faciliter le

renseignement de ces objets.

III.3.2 Modélisation des espaces fluviaux

HYDRARIV offre trois représentations d’écoulement adaptées aux applications

fluviales :

- La schématisation filaire repose sur la résolution des équations de Barré

Saint Venant à lits composés, avec des lois de partage entre les différents lits qui sont conçues

pour reproduire au mieux les cotes d’eau dans le lit mineur, les temps de propagation et la

déformation des ondes de crues influencées par l’action du laminage joué par le lit majeur. A

chaque nœud de calcul sont associées plusieurs variables : la cote d’eau dans la section

composée et les débits longitudinaux dans chaque lit. Outre les équations des tronçons de

vallée, HYDRARIV propose un large choix de singularités spécialement adaptées aux types

d’ouvrages et d’obstacles rencontrés dans les vallées fluviales.

- La modélisation bidimensionnelle repose sur la résolution des équations

de Barré Saint Venant à deux dimensions à l’aide d’une méthode de volumes finis.

- La modélisation en casiers, simplification de la modélisation

bidimensionnelle, est aussi disponible. Chaque casier est assimilé à un plan d’eau local dont le

niveau varie en fonction de lois d’échange avec les autres entités surfaciques via des liaisons

latérales.

Page 40: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

40

Dans un même modèle, HYDRARIV permet de concilier ces trois types de

modélisation et il s’adapte ainsi au plus près à chaque configuration géographique et

morphologique locale. Pour cela, est mis à disposition un large choix de liaisons latérales

permettant d’assurer les échanges entre les différents domaines.

Pour modéliser la Fensch, la modélisation filaire est choisie vu qu’il n’y a qu’une

direction principale d’écoulement. Des bassins de rétention sont actuellement en cours de

construction sur les bords de la Fensch et ils seront modéliser par des casiers.

III.3.3 Modélisation hydrologique

HYDRARIV permet de prendre en compte la présence d’un exutoire de bassin versant

dont les caractéristiques telles que plus long chemin hydraulique, pente moyenne et

coefficient d’imperméabilisation, sont des données du calcul.

Une pluie nette est également un des paramètres du bassin versant. Elle se base sur

plusieurs options : coefficient de ruissellement constant, modèle de Horner, modèle de Holtan

ou modèle Soil Conservation Service (SCS).

III.3.4 Construction du modèle

Le modèle est d’abord construit à partir de HYDRAMAP, interface entre HYDRARIV

et MAPINFO. La construction du modèle se fait en plusieurs étapes :

- La saisie des données géométriques (bief, profils en travers, rugosité,

singularités, distance par rapport au premier profil…)

- La saisie des conditions initiales et aux limites

- La saisie de données hydrologiques (pluie de projet…).

Les profils en travers sont de six formes différentes :

- Circulaire

- Ovoïde

- Paramétrique ouvert

- Paramétrique fermé

- Section de rivière

- Section de vallée dissymétrique.

III.3.5 Modélisation de la Fensch

Pour modéliser la Fensch grâce au logiciel HYDRARIV, les mêmes caractéristiques

géométriques et les mêmes coefficients de perte de charge ont été appliqués.

En revanche, la condition limite à l’aval choisie est la hauteur normale. A l’amont, un

hydrogramme constant est imposé correspondant à l’exutoire du bassin versant de la Fensch.

Le calage du modèle sera basé sur les mêmes hypothèses que précédemment. Les

coefficients de Strickler seront un des paramètres à faire évoluer.

Par ailleurs, le logiciel HYDRARIV est peu adapté pour la modélisation en milieu

urbain. Or la Fensch possède de nombreux passages canalisés et couverts sur de grande

longueur, parfois jusqu’à un kilomètre. Des problèmes se sont alors posés pour la

modélisation de ces passages. Afin de correspondre au mieux à la géométrie des sections, les

galeries couvertes ont été modélisées par des paramétriques circulaires de section équivalente.

Page 41: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

41

III.3.6 Résultats

� Présentation des résultats Les résultats des simulations sont présentés en annexes n°10. Pour chaque profil, la

cote maximale d’eau, les débits et les vitesses correspondantes sont indiqués. Egalement sont

présentées les vitesses dans le lit majeur quand il y a inondation du lit majeur.

Seule la situation après ennoyage a été étudiée à partir du logiciel HYDRARIV.

Une carte des zones d’expansion des crues est également présente en annexe n°11.

� Analyse de l’état après ennoyage En crue décennale

De même, le lit mineur de la Fensch a une capacité insuffisante pour le débit décennal après

ennoyage. Les ouvrages limitent l’écoulement. Il y a quelques cas de débordement en lit

majeur gauche ou droit. Il y a quelques zones différentes par rapport à la simulation avec

HEC-RAS. Par exemple, la ligne d’eau est plus haute d’une dizaine de centimètres au niveau

du quartier de Sainte-Geneviève, à l’aval de l’exhaure de la Paix, à l’entrée de Knutange et au

niveau de Florange. Globalement, les vitesses en lit mineur ne sont pas élevées sauf au niveau

du Quartier Saint Geneviève, de l’ancienne STEP de Knutange, de la Platinerie et de Florange

où elles peuvent dépasser 3 m/s.

Remarque : La simulation pour la période de retour 100ans n’a pas pu être réalisée à cause de

problèmes liés à la convergence du modèle et à la modélisation des passages couverts. Une

étude plus longue sur ces problèmes est envisagée.

Afin de voir l’impact d’une pluie de période de retour plus importante que 10ans, une

simulation pour 25 ans a été faite. Les mêmes zones de débordement par rapport à une crue

décennale sont constatées mais avec une élévation de la cote d’eau d’une trentaine de

centimètres. Les principales zones d’expansion des crues sont Fontoy, le quartier Sainte

Geneviève, en amont du stade de Knutange, l’usine d’Arcelor de Serémange-Erzange, de la

rue de la Gare de Florange à l’usine Arcelor de Florange et Maison-neuve. Les vitesses dans

le lit mineur sont peu élevées sauf au niveau de l’ancienne STEP de Knutange, du quartier

Sainte Geneviève et de la Platinerie. Les berges devront là aussi être protégées pour éviter

tout risque d’érosion. Lors de débordements, les vitesses dans le lit majeur restent faibles.

III.4 Comparaison des deux logiciels

III.4.1 Modélisation

Lors de la modélisation d’un tronçon identique sous les deux logiciels avec les mêmes

conditions initiales et aval, pour un même débit et pour les mêmes valeurs de

Manning/Strickler, il y a une différence d’environ 15 centimètres. Cette différence est due au

principe de calcul des logiciels puisque HEC-RAS se base sur l’équation de conservation de

la quantité de mouvement en régime permanent, mode des calculs pour cette simulation alors

que HYDRARIV utilise les équations de Barré Saint-Venant à lits composés.

III.4.2 Sensibilité des logiciels aux coefficients de Manning/Strickler

La sensibilité des logiciels aux coefficients de Manning ou de Strickler suivant le

paramètre concerné s’intéresse à une partie de la Fensch, entre les profils 155,1 et 152,15 soit

un linéaire de 400 mètres. Dans cette zone, il y a débordement pour une période de retour de

Page 42: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

42

25 ans mais pas pour une période de retour de 10 ans ce qui permet d’avoir des cas de figure

différents pour étudier l’impact sur la cote d’eau.

lit mineur lit majeur lit mineur lit majeur

augmentation

de 0.01 du

Manning

17 cm 20 cm

augmentation

de 0.02 du

Manning

31 cm 27 cm

augmentation

de 0.1 du

Manning

3 cm 8 cm

augmentation

de 0.2 du

Manning

5 cm 11 cm

HEC-RASQ10 Q25

Tableau 15 : Résultats de la sensibilité du logiciel HEC-RAS

lit mineur lit majeur lit mineur lit majeur

Diminution de

10 du Strickler

6 cm 5 cm

Diminution de

15 du Strickler

11 cm 7 cm

Augmentation

de 10 du

Strickler

1 cm 1 cm

Augmentation

de 15 du

Strickler

1 cm 6 cm

HYDRARIVQ10 Q25

Tableau 16 : Résultats de la sensibilité du logiciel HYDRARIV

Les résultats du test des logiciels à la sensibilité par rapport à un changement des

coefficients de Manning et de Strickler montrent une faible influence dans le lit majeur pour

une crue décennale quelque soit le logiciel. En revanche, HEC-RAS est plus sensible pour la

période de retour de 25 ans dans le lit majeur où a lieu un débordement pour cette période de

retour.

Dans le lit mineur, les deux logiciels réagissent à un changement des coefficients,

HYDRARIV dans une moindre mesure. Cette différence tient de la prise en compte des

échanges entre les deux lits et des équations sur lesquelles ils se basent pour calculer les

hauteurs d’eau et donc de l’importance de ces coefficients.

III.4.3 Limites des logiciels

� HEC-RAS L’utilisation d’un logiciel 1D présente des avantages et des inconvénients. En effet,

avec un tel logiciel, lors de débordement, les volumes d’eau présents dans le lit majeur ne sont

pas reportés à l’aval. Pour qu’ils le soient, il faudrait construire un chenal parallèle. Hors dans

Page 43: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

43

le cas de la Fensch, l’urbanisation importante et les conditions de débordement ne permettent

pas de définir un chenal secondaire d’écoulement. Une partie du volume sera donc négligée.

En revanche, il est simple d’utilisation pour modéliser le cours d’eau à partir de profils en

travers.

Un autre problème se pose lors de la modélisation de la rivière. En effet, il arrive que

le lit majeur soit plus bas que le haut des berges. Dans ce cas-là, dans la réalité, il y a

débordement quand la ligne d’eau dépasse la hauteur des berges et à ce moment-là, le lit

majeur se remplit. Or avec HEC-RAS, la hauteur d’eau calculée prend en compte toute la

section des profils même si les berges sont plus hautes que le point bas du lit majeur. La ligne

d’eau coupe alors les berges. Pour régler ce problème, il existe deux solutions :

- Utilisation des levees. Lorsque la zone du lit majeur qui est plus basse

que le haut des berges n’est pas importante, les levees sont recommandées et doivent être

placées au point haut.

Figure 5 : Profil 147 sans levees

Figure 6 : Profil 147 avec levees

- Création d’un chenal parallèle avec un déversoir latéral pour permettre

l’écoulement entre les deux lorsque la zone située dans le lit majeur qui est plus basse que les

berges, est importante. Cette solution n’a pas été appliquée dans le cas de la Fensch vu la

géométrie du cours d’eau.

� Hydrariv Le logiciel Hydrariv pose une contrainte sur la profondeur minimum du cours d’eau.

En effet, celle-ci doit être supérieure à 50 centimètres.

Par ailleurs, dans le cas particulier de la Fensch qui est une rivière largement

industrialisée avec des prises d’eau et de longs passages couverts, il a fallu modéliser ces

galeries longues. Or le logiciel ne permet pas de modéliser plusieurs buses sur un même

profil. Deux tronçons en parallèle sont nécessaires pour ce cas de figure ce qui pose des

problèmes de convergence du système. Par exemple, des dalots ont du être modélisés par des

galeries circulaires de même section.

La géométrie du lit majeur pose également problème. En effet, le logiciel ne permet

pas d’avoir un lit majeur qui varie. Il ne doit que monter.

Page 44: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

44

Figure 7 : Profil topographique 117.9

Il faut alors modifier le profil pour qu’il ne redescende plus dans le lit majeur. Mais il

faut essayer de garder la même zone d’expansion des crues pour ne pas modifier les

conditions d’écoulement.

Figure 8 : Profil HYDRARIV 117.9

Enfin, le logiciel impose un nombre de points pour le lit mineur et les lits majeurs

(gauche et droit), respectivement 6 et 4. La topographie n’est donc pas forcément respectée ou

elle est grossièrement représentée. Le choix d’une section de rivière dissymétrique permet

d’avoir un lit majeur qui soit différent sur chaque rive mais le lit mineur doit être quant à lui

symétrique.

Zone à problème

Nouveau profil

Page 45: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

45

IV. Propositions d’aménagements

Lors de l’élaboration d’ouvrages de protection contre les crues, l’objectif de protection

correspond à une période de retour, c’est-à-dire que les débordements ne sont pas admis pour

une période de retour plus courte. En général, pour la protection des habitations, l’objectif est

une période retour de 100ans.

Dans le cas de la Fensch, les débits centennaux sont tels qu’il faudrait des ouvrages

très importants. Par ailleurs, les contraintes liées à l’homme (urbanisation importante et forte

présence d’usines) sont telles qu’il faudrait engager des moyens financiers importants pour

pouvoir réaliser ces travaux.

De plus, le lit majeur est tellement urbanisé qu’il est impossible de recréer un lit

d’expansion des crues.

C’est pourquoi les aménagements suivants sont calibrés pour une période de retour 25

ans. Il faudra faire attention à ne pas aggraver la situation à l’aval suite à des aménagements

réalisés dans le lit mineur (changement de sections…).

IV.1 Aménagements possibles dans le cas de la Fensch

IV.1.1 Bassins d’écrêtement

En amont, la Communauté d’Agglomération du Val de Fensch vient de faire construire

deux bassins d’écrêtement sur la commune de Fontoy. Ces bassins ont un volume total

maximal de 34 500 m3. Or par exemple, le volume de la crue de 1995, estimée correspondre à

une période de retour de 50 ans, est 4 700 000 m3 [14]. Il apparait donc que les quelques

dizaines de mètres cubes stockés dans ces bassins n’ont pas d’influence pour des crues de

forte période de retour. Ils ne jouent leur rôle de protection que pour des événements plus

fréquents, par exemple tous les 2 ou 5ans.

Sur la commune de Hayange, un projet de construction d’un troisième bassin est

envisagé. En effet, au niveau du site de la Platinerie, le terrain est disponible ce qui

permettrait d’écrêter les débits et de protéger les communes situées à l’aval. En revanche, la

place est limitée donc la protection risque de ne pas être calibrée pour des périodes de retour

importantes.

Le lit majeur étant fortement urbanisé, il n’y a pas d’autres places disponibles pour la

création de bassins d’écrêtement de capacité suffisante pour des crues de période de retour

importante.

IV.1.2 Sections

L’un des problèmes majeurs de la Fensch est la capacité limitée des sections. En effet,

celles-ci sont en général insuffisantes pour laisser passer un débit décennal. Les ponts sont

quasiment tous sous-dimensionnés. Quant aux ouvrages longs, ils limitent fortement

l’écoulement. Une solution possible serait de les enlever. Cela a été simulé mais évidemment

pour des raisons politiques, cette solution n’est pas réalisable.

Page 46: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

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46

� Suppression des ouvrages longs Même si cette solution n’est pas réalisable, l’impact a été étudié. En partant de l’aval

et en se dirigeant vers l’amont, les conséquences de la suppression de ces ouvrages sont les

suivantes :

- Usine Sollac sur la commune de Florange (OH80 et OH79) : Pas

d’influence quelque soit la période de retour (10 ou 25 ans).

- Usine Solvy (Florange) : augmentation de la ligne d’eau en amont d’au

maximum 60 centimètres (T=25ans) et 70 centimètres (T=10ans) sur 253 mètres, pas de

conséquences sur l’aval.

- Ancien Moulin, ateliers municipaux (Serémange-Erzange) : pas

d’impacts sur l’aval. Diminution de la ligne d’eau de 1,5 mètre (T=10ans) ou 88 centimètres

(T=25ans) sur 115 mètres.

- Site du Patural à proximité des hauts fourneaux (Serémange-Erzange) :

augmentation de la ligne d’eau de 15 centimètres en amont immédiat de l’ouvrage quelque

soit la période de retour.

- Château de Sollac (Hayange) : légère diminution en aval entre 10 et 15

centimètres en fonction de la période de retour. Rien en amont.

- Site de la Platinerie (Hayange) : pas d’influence pour la période de

retour de 10ans. Pour 25ans, augmentation de la ligne d’eau de 70 centimètres en amont.

- Pont du Molitor-Match (Hayange) : pas d’impact.

- Corus Rail (Nilvange) : diminution de la ligne d’eau d’environ 60

centimètres (T=25ans) et 50 centimètres (T=10ans) en amont sur 965 mètres. Rien en aval.

- Usine Saint Jacques (OH72) (Hayange) : pas d’impact.

- Rue du Maréchal Foch (OH73) (Nilvange) : diminution de la ligne

d’eau en amont d’environ 30 centimètres quelque soit la période de retour sur 100 mètres. Pas

d’impacts sur l’aval. Il est à noter que si seuls les ouvrages OH72 et OH73 sont supprimés, la

ligne d’eau augmente entre ces deux ouvrages.

- Ancien stade, aval du site de la Paix (Knutange) : pas d’influence.

- Stade de Knutange : Pour un débit décennal, diminution de la ligne

d’eau d’environ 15 centimètres en amont sur 100 mètres. Pas d’influence sur l’aval et pour

une période de retour de 25 ans.

- Quartier Sainte Geneviève (Fontoy et Knutange) : diminution de la

ligne d’eau d’environ 30 centimètres pour une occurrence décennale et de 60 centimètres pour

une période de retour de 25 ans en amont des deux ouvrages. Pas d’influence sur l’aval.

- La Chapelle (Fontoy) : pas d’impact pour les deux périodes de retour.

IV.1.3 Autres solutions

La communauté d’agglomération aimerait ouvrir la conduite longue du site de la

Platinerie et supprimer les 2 passerelles situées entre la galerie et le pont du Molitor. Cette

solution permettrait d’abaisser la ligne d’eau d’une vingtaine de centimètres en amont de ces

ouvrages.

Une autre solution envisagée qui reste locale est de supprimer l’ancien moulin au

niveau des ateliers municipaux de Serémange-Erzange. La ligne d’eau serait alors abaissée de

80 centimètres pour une occurrence décennale voire 1,5 mètres pour la période de retour de

25 ans. Cela n’aurait pas d’influence sur l’aval et protège le site d’une crue.

Dans certains secteurs où la ligne d’eau n’est pas trop élevée lors de risque

d’inondation, la pose de merlons peut être envisagée.

Page 47: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

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47

V. Conclusion

Cette étude a permis de connaitre les zones inondables et de voir les impacts des

aménagements sur la Fensch.

La situation de la vallée avec l’arrêt des mines et l’ennoyage de ces dernières a créé un

contexte particulier pour une étude hydraulique. L’urbanisation et l’industrialisation a

également engendré des conséquences sur le régime hydraulique de la rivière et a causé des

problèmes en termes d’inondation.

L’étude hydrologique a du tenir compte de cette situation et évaluer les débits

provenant des exhaures.

L’étude hydraulique à partir de deux logiciels a permis de croiser les données et

d’évaluer les zones inondables de deux façons. Même ces deux simulations ont été faites en

régime permanent ce qui ne permet pas de voir l’impact réel des aménagements. De plus, un

modèle en 1D ne gère pas les échanges entre le lit mineur et le lit majeur. Quasiment tout le

linéaire du cours d’eau connait des débordements pour les crues de période de retour au moins

égale à 25 ans. La comparaison entre les logiciels permet de voir les forces et les faiblesses de

chacun et de savoir lequel s’adapte mieux à une situation précise.

L’étude des aménagements possibles a montré la difficulté de trouver des solutions

pour une rivière en agglomération.

Sur la Fensch, la problématique hydrologique pourrait être développée en étudiant de

plus près tous les bassins versants des affluents et le bassin minier (réponse à une pluie…).

L’étude sous HYDRARIV pour simuler l’impact de la crue centennale est aussi à poursuivre.

Les problèmes concernant l’état biologique et physique de la Fensch pourrait également faire

l’objet d’études supplémentaires.

Enfin, d’un point de vue plus personnel, ce stage chez HYDRATEC m’a permis d’être

confrontée à une véritable mise en situation professionnelle dans un bureau d’études avec les

impératifs qui y sont liés : gestion d’un projet, gestion de plusieurs études en simultané,

relation avec les élus et les organismes compétents (communauté d’agglomération, agence de

l’eau, conseil régional et départemental…).

Page 48: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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Bibliographie Ouvrages, études et revues

[1] AMODIAG Environnement. Etude préalable au curage des sédiments pollués de la Fensch. Rapport d’études. Mai 2002. 114 pages.

[2] ANTEA Agence Alsace-Lorraine-Franche Comté. Bassin ferrifère. Etude de synthèse

sur les bassins versants dont le débit est soutenu par pompage dans les réservoirs miniers. Phase 2 : Analyse des milieux. Mars 2004. 81 pages

[3] BCEOM, agence de l’Est. Etude hydraulique complémentaire de la rivière Fensch. 1° phase : Etat initial et situation après arrêts exhaures. Juin 1994. 65 pages.

[4] Conseil régional de Lorraine. Schéma d’Aménagement et de Gestion des Eaux. Bassin Ferrifère. Séquence n°1 : Etat des lieux. Mars 2007. 190 pages.

[5] Escarzaga David. Etude hydraulique sur un petit bassin de l’arc méditerranéen : exemple du Bruèges dans la zone périurbaine d’Alès. Mémoire de fin d’études, ENGEES,

Juin 2003, 111pages.

[6] Hydratec. HYDRARIV Manuel d’utilisateur. Dossier A : Guide pratique d’utilisation. Septembre 2003. 240 pages.

[7] Hydrologic Engineering Center (HEC) Del U.S Army Corps of Engineers. HEC-RAS, River Analysis System. Hydraulic Reference Manual. Version 3.1.1 2003. 262 pages.

[8] INGEROUTE, Agence de l’Est. Aménagement de la Fensch-note complémentaire-évaluation des débits résultants de l’ennoyage des mines de fer. Janvier 1994. 20 pages.

[9] Mandras Cécile. Etudes hydrologiques et hydrauliques du bassin versant de la Gardi. Réalisation de la carte des aléas. Mémoire de fin d’étude. ENGEES. Juin 2006. 111 pages.

[10] Préfecture de la Région Lorraine. Ennoyage du bassin ferrifère Nord : Analyse du devenir de l’eau dans le bassin de la Fensch. Décembre 2004. 39 pages.

[11] Préfecture de la Région Lorraine. Le bassin ferrifère. Etat des lieux au 20 février 2003. Février 2003. 48 pages.

[12] SAFEGE. Etude diagnostic et reconnaissance des ouvrages canalisant la Fensch. Annexe 3. Rapport des fiches d’ouvrages. Janvier 2002. 190 pages.

[13] Service Technique de l’urbanisme. Modélisation de l’écoulement dans les réseaux. Guide de construction et d’utilisation des pluies de projet. Ministère de l’urbanisme, du

logement et des transports, 1986. 63 pages. ISBN2-11-081-939-1.

[14] SINBIO Silène. Etude relative à la protection des zones urbanisées contre les

inondations de la Fensch et à la restauration de la Fensch et de ses affluents. Volet hydraulique. 8 août 2003. 13 pages.

Page 49: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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49

[15] Syndicat Intercommunal Eau et Assainissement de Fontoy – Val de Fensch (SEAFF)

[16] Verlon Bruno. Les conséquences des exploitations minières du passé, l’arrêt des exhaures des mines de fer de Lorraine. Annales des Mines. 83 pages.

Cours

[17] Laborde J.P. Hydrologie. Strasbourg. ENGEES. Décembre 2003. 191 pages.

Page 50: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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50

Annexes ANNEXE 1 : PRESENTATION HYDRATEC ................................................................................................................ 51

ANNEXE 2 : BASSIN VERSANT DE LA FENSCH ........................................................................................................ 52

ANNEXE 3 : LES 3 PHASES D’EXPLOITATION MINIERE ........................................................................................... 53

ANNEXE 4 : TENEUR EN SULFATES DANS LE BASSIN CENTRE ............................................................................... 54

ANNEXE 5 : TENEUR EN SULFATES DANS LE BASSIN SUD ..................................................................................... 55

ANNEXE 6 : SCHEMA DE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME D'EXHAURE ACTUEL DU BASSIN NORD 56

ANNEXE 7 : PLAN DE LOCALISATION DES PROFILS EN TRAVERS DE LA MODELISATION ....................................... 57

ANNEXE 8 : RESULTATS DES SIMULATIONS A PARTIR DE HEC-RAS ....................................................................... 58

ANNEXE 9 : CARTES DES ZONES INONDABLES POUR LES PERIODES DE RETOUR 10 ET 100 ANS, ETABLIES A

PARTIR DU LOGICIEL HEC-RAS ..................................................................................................................... 75

ANNEXE 10 : RESULTATS DES SIMULATIONS A PARTIR DE HYDRARIV .................................................................. 76

ANNEXE 11 : CARTE DES ZONES INONDABLES POUR LES PERIODES DE RETOUR 10 ANS, ETABLIES A PARTIR DU

LOGICIEL HYDRARIV ..................................................................................................................................... 89

Page 51: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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51

Annexe 1 : Présentation HYDRATEC

Hydratec est une société d’ingénierie française généraliste dans le domaine de l’eau,

de l’assainissement et des milieux aquatiques alliant, depuis sa création en 1974, l’expertise,

le conseil et la maitrise d’œuvre. Elle compte environ 105 collaborateurs.

Hydratec est une filiale du groupe SETEC, une des plus importantes sociétés

d’ingénierie française (environ 1200 personnes). Setec est indépendante de tout groupe

industriel, commercial et bancaire.

Depuis 30 ans, Hydratec développe ses propres outils de calcul hydrologiques et

hydrauliques pour répondre aux besoins exprimés par les maitres d’ouvrage en matière de

compréhension des phénomènes, d’étude de conception des solutions et d’analyse des

impacts. Depuis juin 2007, la commercialisation de logiciels d’hydraulique urbaine et fluviale

a été lancée.

Page 52: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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52

Annexe 2 : Bassin versant de la Fensch

Page 53: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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53

Annexe 3 : Les 3 phases d’exploitation minière

- Phase de traçage : après avoir divisé la zone à exploiter par le

creusement de galeries principales (1), l’exploitant minier crée un réseau de galeries parallèles

par creusement dans le minerai en place (2), en délimitant ainsi de longs piliers entre les

galeries.

Figure 9 : Principe du traçage

- Phase de dépilage : ces longs piliers sont exploités par des creusements

perpendiculaires successifs (recoupe (3) et refente (5)), jusqu’à ce que ne subsistent que de

maigres piliers résiduels (6).

- Phase de foudroyage : le dépilage peut se terminer par le torpillage des

piliers résiduels, ce qui provoque la chute du toit : c’est le foudroyage, qui donne naissance à

une zone foudroyée (7).

Figure 10 : Principe du dépilage et du foudroyage

Page 54: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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54

Annexe 4 : Teneur en sulfates dans le bassin Centre

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55

Annexe 5 : Teneur en sulfates dans le bassin Sud

Page 56: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

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56

Annexe 6 : Schéma de principe de fonctionnement du système d'exhaure actuel du bassin Nord

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57

Annexe 7 : Plan de localisation des profils en travers de la modélisation

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58

Annexe 8 : Résultats des simulations à partir de HEC-RAS

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� Résultats pour Q10 après ennoyage

Profil Cote d'eau

max (ngf)

Q lit

mineur

(m3/s)

Q berge

gauche

(m3/s)

Q berge

droite

(m3/s)

vitesse lit

mineur

(m/s)

vitesse

berge

gauche

(m/s)

vitesse

berge

droite

(m/s)

157 235.92 7.8 1.3

156* 235.79 7.8 1.71

155.1 234.23 7.8 1.06

155 234.24 7.8 0.83

154.8* 234.1 6.45 0.89 0.46 1.68 0.2 0.31

154 234.11 7.43 0.18 0.19 1.06 0.16 0.18

153.9* 234.1 7.39 0.2 0.2 1.02 0.16 0.18

153.1 233.96 7.61 0.19 1.8 0.22

153* 233.75 7.58 0.22 1.75 0.23

152.15* 233.51 7.74 0.03 0.03 1.07 0.06 0.06

152.05 233.37 7.8 0 0 1.21 0.02 0.02

152 233.12 7.8 2.33

151.9* 233.01 7.8 2.48

151.1 232.82 7.8 1.99

151 232.49 7.8 2.6

150 232.18 7.8 1.76

149 232.07 5.49 0.34 1.97 1.23 0.19 0.3

148.9* 232.07 7.8 1.03

148.2* 231.74 7.8 1

148.15 231.69 7.8 1.33

148.14 231.69 7.8 1.32

148.01 231.55 6.1 1.7 1.83 0.34

148 231.53 6.01 1.79 1.27 0.26

147.9* 231.4 5.68 0.25 1.87 2.03 0.41 0.36

147.1 231.03 7.62 0.18 2.3 0.31

147 230.78 7.8 1.84

146.5 230.74 4.94 2.86 1.1 0.36

146 230.68 4.43 3.37 1.02 0.26

145.8 230.28 7.8 2.44

145.6 230.17 3.15 4.65 0.81 0.2

145 229.84 7.8 2.12

144.8 229.95 1.91 5.89 0.35 0.13

144.6 229.8 7.8 1.52

144.4 229.61 7.8 1.8

144.2 229.25 7.8 2.38

144 228.5 4.42 0.01 3.37 0.81 0.07 0.17

143 228.46 7.35 0.45 0.83 0.09

142.8 228.47 6.96 0.84 0.6 0.06

Page 60: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

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142.2 228.15 5.7 1.36 0.74 2.78 0.68 0.27

142* 228.09 7.76 0.04 0.88 0.05

141.1 227.85 7.8 0 2.03 0.04

141 227.49 7.8 1.33

140.9 227.3 7.8 1.85

140.6 227.16 7.8 1.73

140.3 226.86 7.75 0.05 2.27 0.21

140* 226.79 4.77 3.03 1.62 0.46

139 226.78 4.02 3.78 0.99 0.21

138.8 226.59 7.8 1.61

138.2 226.39 7.8 1.77

138 226.25 7.8 1.61

137.8 226.07 7.8 1.71

137.2 225.92 7.8 1.62

137 225.59 7.8 0 2.26 0.16

136.5 225.65 2.16 5.64 0 0.34 0.1 0.02

136 225.38 7.8 2.2

135 224.85 7.8 2.11

134 223.61 7.43 0.34 0.03 2.22 0.26 0.27

133.5 223.37 6.3 1.5 1.56 0.28

133 223.31 6.6 1.2 1.07 0.14

132.5 223.07 7.8 1.71

132* 222.99 7.8 1.68

131.1 222.66 7.8 2.04

131.05 222.5 7.8 2.31

131 222.35 6.43 1.37 2.2 0.57

130 222.29 6.34 1.46 1.06 0.21

129 221.87 7.8 2.26

128.9* 221.74 7.8 2.08

128.1 221.51 7.8 2.09

128 221.4 7.8 1.51

127.9* 221.39 7.8 1.14

127.1 220.93 7.8 2.18

127 220.11 7.8 2.61

126.5 219.54 7.8 0 1.62 0.09

126 219.41 7.8 1.54

125.5 219.26 7.79 0 0 1.65 0.08 0.06

125 218.74 7.8 2.28

124.5 218.59 7.73 0.07 1.56 0.22

124 218.37 7.8 2.06

123.9 218.11 7.8 2.62

123.11 218.03 7.8 1.5

123.1 217.89 7.28 0.52 0 1.77 0.19 0.03

123 217.57 7.27 0.53 2.41 0.24

Page 61: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

61

122.9* 217.54 5.82 1.98 1.41 0.27

122.1 217.4 7.5 0.3 1.85 0.18

122 217.36 7.36 0.44 1.71 0.2

121.9* 217.35 7.56 0.24 1.68 0.09

121.1 216.9 7.8 2.02

121 216.72 7.8 2.53

120 216.53 7.8 1.21

119.9* 216.49 7.8 1.04

119.1 216.34 7.8 1.84

119 216.17 7.8 1.78

118 215.75 8.71 0 0.09 1.43 0.04 0.17

117.9* 215.63 8.73 0 0.07 1.48 0.02 0.17

117.2 215.63 6.49 2.31 0.77 0.25

117.15* 215.62 6.5 2.3 0.75 0.25

117* 215.2 8.8 2.34

116 215.08 8.8 2.15

115 214.98 8.8 2.18

114* 214.81 8.8 2.02

113 214.55 8.8 2.75

112 214.07 8.8 2.35

111.9* 213.6 8.8 2.34

111.1 212.98 8.8 2.51

111* 212.99 8.8 2.33

110.8 212.96 8.8 2.02

110.7* 212.94 8.8 2.05

110.5 212.92 8.8 2.03

110.4* 212.9 8.8 2

110.2 212.72 8.8 2.56

110 212.75 8.77 0.03 1.98 0.09

109 212.58 8.8 1.79

108 212.15 8.8 2.34

107 211.5 8.8 2.51

106.9* 211.35 8.8 2.46

106.1 211.28 8.8 2.04

106 210.5 8.8 2.54

105.5 209.55 8.8 1.7

105 209.09 8.8 2.19

104 209.09 8.73 0.07 0.78 0.09

103.9* 209.09 8.73 0.07 0.74 0.08

103.1 209.07 8.71 0.09 0.91 0.13

103 209.06 8.67 0 0.13 0.78 0.03 0.12

102* 209.03 8.8 0.97

101 207.63 8.8 3.14

100 206.88 8.8 1.11

Page 62: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

62

99.5 206.82 8.8 1.27

99 206.82 8.8 0.87

98.8 206.79 8.77 0.03 0 0.99 0.11 0.06

98.6 206.78 7.97 0.83 0 0.93 0.2 0.03

98.4 206.74 8.8 1

98.2 206.74 8.75 0.01 0.04 0.76 0.06 0.07

98 206.74 8.76 0.03 0.01 0.63 0.04 0.02

97.95 206.74 8.75 0.01 0.04 0.57 0.04 0.03

97.94 206.74 8.45 0.3 0.04 0.55 0.05 0.03

97.93 206.74 8.45 0.3 0.04 0.55 0.05 0.03

97.92 206.74 8.46 0.3 0.04 0.55 0.05 0.03

97.91 206.74 8.46 0.3 0.04 0.55 0.05 0.03

97.905 206.74 8.32 0.48 0.37 0.04

97.9* 206.74 8.54 0.24 0.02 0.44 0.04 0.02

97.1 206.74 8.78 0.02 0.3 0.04

97.05 206.72 8.63 0.17 0.63 0.12

97 206.69 13.55 0.15 0.66 0.1

96.8 206.67 13.14 0.35 0.21 0.83 0.18 0.14

96.6 206.66 11.88 1.73 0.1 0.77 0.24 0.08

96.4 206.65 13.27 0.41 0.02 0.62 0.2 0.04

96.2 206.64 13.54 0.08 0.08 0.62 0.15 0.08

96 206.59 13.7 0.88

95.8 206.55 13.7 1.01

95.2 206.42 8.9 4.8 1.71 1.08

95* 206.43 13.7 1.17

94.15* 206.13 13.7 0.72

94 206.11 13.7 0.96

93.9* 206.11 13.7 0.93

93.2 205.12 13.7 3.13

93.15 204.99 13.7 2.62

93.14* 204.85 13.7 2.85

93.01 204.7 1.73 11.97 0.71 0.27

93 204.68 2.1 11.6 0.58 0.21

92.9* 204.68 2.11 11.59 0.57 0.21

92.2 204.35 13.7 2.41

92.15 204.08 13.7 2.98

92.145 202.83 13.7 2.58

92.142 203.02 13.7 1.06

92.11 202.99 13.7 1.25

92.05 202.9 13.7 1.63

92 202.57 15.6 2.89

91 202.34 15.6 2.14

90.9* 202.31 15.6 1.84

90.1 201.57 14.83 0 0.77 2.64 0.03 0.27

Page 63: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

63

90 201.21 14.82 0 0.78 2.64 0.03 0.27

89.9* 201.02 14.63 0 0.97 2.38 0.03 0.26

89.1 200.26 15.6 2.49

89 200.34 15.6 1.34

88 200.07 15.6 2.33

87.9* 199.87 15.6 2.7

87.1 199.68 15.6 1.85

87 199.62 15.6 1.82

86* 199.32 15.6 2.66

85 199.1 15.6 2.63

84 198.77 15.6 2.19

83* 198.55 15.6 2.24

82.1 198.52 15.6 1.77

82 198.48 15.6 1.72

81 197.73 15.6 3

80 197.57 15.6 1.7

79 197.15 15.6 2.42

78 197.06 15.6 1.44

77 197.03 13.93 0.33 1.34 0.93 0.12 0.13

76 196.74 15.6 2.26

75 196.74 15.6 1.71

74.9* 196.75 15.6 0 1.51 0.05

74 196.3 15.6 1.31

73 196.28 15.46 0.14 1.09 0.06

72.9* 196.27 15.46 0.14 1.09 0.06

72 194.15 15.6 2.88

71.9* 194.1 15.6 2.9

71.15 193.69 15.6 2.81

71.12* 193.7 15.6 2.67

71 186.89 15.6 3.2

70* 187.07 17.3 1.84

69.2* 186.91 17.3 1.07

69.01 186.61 17.29 0.01 1.43 0.06

69 186.56 17.29 0.01 1.43 0.06

68.9* 186.56 17.29 0.01 1.37 0.06

68.3 186.39 17.3 1.73

68.2 186.39 17.3 1.72

68.198 186.23 17.3 2.37

68.19* 186.31 17.3 1.68

68.01 186.08 17.09 0.21 1.98 0.14

68 186.07 16.97 0.33 1.83 0.16

67.3 185.62 17.3 3.24

67.2* 182.27 17.3 1.95

67 181.54 17.3 1.46

Page 64: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

64

66 181.16 17.3 2.46

65 180.83 17.3 1.8

64 180.45 17.3 1.97

63 180.18 17.3 1.23

62 179.94 17.3 1.28

61 179.7 17.3 1.87

60 179.51 17.3 1.79

59* 179.2 17.3 2.14

58.1 174.57 17.3 0.88

58 174.56 19.3 0.97

57 174.5 19.3 1.14

56 174.5 19.3 0.94

55.15* 174.5 19.3 1.01

55.06 173.67 19.3 1.38

55 173.69 19.3 1.12

54 173.59 19.22 0.08 1.36 0.07

53* 173.54 19.3 0.7

52.2* 172.84 19.3 1.44

52 172.78 19.3 1.3

51 172.59 18.25 1.05 1.04 0.24

50.9* 172.56 18.07 1.23 0.93 0.23

50.1 172.36 19.3 1.69

50 171.62 19.3 2.65

49 171.11 19.3 2.19

48.9* 171.06 19.3 2.06

48.25 171.07 19.3 1.57

48.2* 171.02 19.3 1.76

48.1 170.77 19.3 1.83

48 170.68 19.3 1.98

47 170.29 19.3 1.54

46.9* 170.27 19.3 1.55

46.1 170.19 19.3 1.77

46 169.83 19.3 2.31

45 169.61 19.3 1.76

44 169.36 19.3 1.82

43 168.53 19.3 2.49

42 167.38 19.3 2.53

41.9* 167.44 19.3 1.93

41.2 167.47 19.3 1.53

41.1 167.47 19.3 1.48

41 166.95 19.3 2.3

40 166.36 19.3 2.04

39.9* 165.97 19.3 2.53

39.1 166.06 19.3 1.86

Page 65: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

65

39 165.81 19.3 2.05

38 165.32 19.3 2.28

37.9 164.99 19.3 2.14

37.1* 164.88 19.3 2.18

37 164.85 19.3 2.19

36 164.71 19.3 1.84

35 164.71 16.49 2.81 1.29 0.26

34.9* 164.7 16.31 2.99 1.23 0.25

34.1 164.62 19.3 1.27

34 164.62 19.3 1.23

33* 164.55 19.2 0.01 0.09 1.59 0.07 0.06

32* 164.48 19.3 0 1.68 0.01

31.2* 164.15 19.22 0.08 2.16 0.11

31 163.83 19.3 1.93

30 163.58 19.3 1.55

29.9* 163.52 19.3 1.41

29 163.27 19.3 1.84

28 163.01 18.08 1.22 1.7 0.21

27 162.75 19.2 0.1 1.49 0.1

26* 162.63 18.94 0.36 1.63 0.13

25.4 162.47 19.3 1.05

25 162.44 18.73 0.32 0.25 1.26 0.11 0.06

24 162.35 18.01 0.33 0.96 1.56 0.12 0.12

23.9* 162.35 17.77 0.38 1.15 1.49 0.12 0.12

23.1 162.3 16.43 2.62 0.24 1.42 0.23 0.17

23 162.28 15.58 3.4 0.32 1.31 0.27 0.2

22 161.98 19.28 0.02 1.78 0.09

21* 161.83 19.25 0.05 1.35 0.11

20 161.08 19.3 2.46

19* 160.89 19.3 1.29

18 160.1 19.3 2.3

17 159.29 19.3 3.12

16* 159.01 19.3 1.57

15.1 158.84 19.29 0.01 2.2 0.12

15 158.34 19.3 3.34

14.9* 158.15 19.3 0 2.59 0.04

14* 158.22 19.3 1.86

13.3* 157.99 19.3 1.93

13.2* 155.17 19.3 1.55

13* 154.93 21.6 1.92

12.1 154.79 21.6 2.09

12* 154.93 21.6 0.42

11 154.8 21.6 1.42

10 154.74 21.6 1.05

Page 66: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

66

9* 154.68 21.6 0.98

8.1 154.64 19.31 1.26 1.04 0.97 0.22 0.14

8* 154.62 22.46 1.91 2.22 1.03 0.26 0.19

7 154.56 26.6 0.74

6 154.51 26.6 0.73

5 154.47 26.6 0.77

4 154.44 26.6 0.69

3 154.42 26.6 0.64

2 154.4 26.6 0.65

1.8* 154.38 26.6 0.8

1.2 154.14 26.6 0.84

1 154.15 26.6 0.56

Page 67: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

67

� Résultats pour Q100 après ennoyage

Profil Cote d'eau

max (ngf)

Q lit

mineur

(m3/s)

Q berge

gauche

(m3/s)

Q berge

droite

(m3/s)

vitesse lit

mineur

(m/s)

vitesse

berge

gauche

(m/s)

157 236.42 16.3 1.53

156* 236.33 16.3 1.72

155.1 234.82 16.3 1.5

155 234.84 16.3 1.26

154.8* 234.78 8.93 6.01 1.35 1.69 0.37

154 234.74 14.67 0.88 0.75 1.35 0.27

153.9* 234.73 14.63 0.9 0.77 1.32 0.26

153.1 234.53 14.42 1.08 0.8 2.35 0.43

153* 234.29 14.43 1.08 0.79 2.35 0.43

152.15* 234.2 13.8 1.33 1.17 1.31 0.22

152.05 233.74 15.39 0.48 0.43 1.87 0.2

152 233.59 13.05 1.42 1.83 2.57 0.31

151.9* 233.5 13.22 1.27 1.81 2.66 0.3

151.1 233.23 14.81 0.22 1.27 2.47 0.25

151 232.94 15.2 0.07 1.02 2.91 0.19

150 232.84 12.48 0.36 3.46 1.44 0.2

149 232.79 10.05 1.23 5.03 1.26 0.25

148.9* 232.74 16.3 1.35

148.2* 232.15 16.3 1.54

148.15 232.13 15.83 0.47 1.64

148.14 232.13 15.82 0.48 1.63

148.01 231.92 10.54 5.76 2.18

148 231.89 11.25 5.05 1.66

147.9* 231.7 10.23 0.4 5.67 2.68 0.48

147.1 231.37 15.22 1.08 2.81

147 231.02 16.3 2.43

146.5 230.92 10.39 5.91 1.7

146 230.67 9.3 7 2.16

145.8 230.68 5.54 0.01 10.75 1.01 0.09

145.6 230.17 6.58 9.72 1.7

145 230.13 5.16 11.14 0.82

144.8 230.11 4.2 12.1 0.62

144.6 230.11 3.2 13.1 0.43

144.4 230.1 2.75 13.55 0.35

144.2 229.64 16.3 2.86

144 229.12 6.87 0.35 9.08 0.69 0.09

143 229.07 12.39 3.91 1.06

142.8 229.09 10.01 6.29 0.61

142.2 229.07 4.22 0.74 11.34 1.11 0.22

142* 229.07 11.91 4.39 0.74

Page 68: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

68

141.1 228.32 14.75 0 1.54 2.61 0.06

141 227.99 16.3 1.64

140.9 227.7 16.3 0 2.45

140.6 227.43 16.15 0.15 0 2.64 0.15

140.3 227.24 14.62 1.68 2.6 0.33

140* 227.21 9.18 0.84 6.28 1.9 0.18

139 227.22 6.67 9.61 0.02 1.06 0.27

138.8 226.72 16.3 2.88

138.2 226.74 5.04 11.26 0.71 0.21

138 226.73 5.16 11.14 0.59 0.17

137.8 226.49 16.3 2.01

137.2 226.07 16.3 2.7

137 226.12 3.46 12.82 0.03 0.48 0.16

136.5 226.11 4.35 11.94 0.01 0.46 0.13

136 225.71 16.3 2.68

135 225.15 16.3 2.56

134 224.58 7.3 8.81 0.19 0.86 0.17

133.5 224.58 6.27 9.99 0.04 0.5 0.13

133 224.58 7.96 8.34 0.42 0.11

132.5 224.52 15.39 0.91 0.98

132* 224.51 15.19 0.01 1.1 0.96 0.03

131.1 223.15 16.3 2.63

131.05 222.85 16.3 3.21

131 222.84 12.74 3.56 2.42

130 222.8 11.83 4.47 1.29 0.33

129 222.31 16.3 2.63

128.9* 222.23 16.3 2.36

128.1 222.3 16.3 1.6

128 222.28 16.3 1.22

127.9* 222.28 16.3 1.02

127.1 221.41 16.3 2.74

127 220.59 16.3 3.11

126.5 219.99 16.02 0.28 2.19

126 219.89 16.25 0.05 1.73 0.1

125.5 219.59 15.72 0.4 0.18 2.34 0.22

125 219.24 16.09 0.21 2.26 0.17

124.5 219.19 15.54 0.34 0.42 1.81 0.14

124 218.87 16.3 2.6

123.9 218.57 16.3 3.21

123.11 218.37 16.3 2.06

123.1 218.25 13.07 3.2 0.02 2.26 0.35

123 218.09 11.36 4.94 2.46 0.53

122.9* 218.17 9.89 6.41 1.52 0.4

122.1 218.01 13.33 2.97 1.93 0.38

122 217.99 13.14 3.16 1.81 0.37

Page 69: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

69

121.9* 217.91 14.78 1.52 2.07 0.18

121.1 217.37 16.3 2.67

121 217.13 16.3 3.22

120 217.04 16.3 1.61

119.9* 217 16.3 1.47

119.1 216.81 15.23 0.92 0.15 2.33 0.39

119 216.55 15.46 0.76 0.08 2.47 0.38

118 216.34 16.32 0.55 1.43 1.48 0.28

117.9* 216.3 16.14 0.6 1.57 1.41 0.27

117.2 216.33 14.03 4.27 0.88 0.28

117.15* 216.33 14.05 4.25 0.86 0.28

117* 215.62 18.07 0.23 3.38 0.29

116 215.59 18.3 2.76

115 215.52 18.3 2.64

114* 215.45 17.36 0.94 2.16 0.34

113 215.13 17.96 0.34 3.01 0.29

112 214.46 18.3 2.45

111.9* 214.45 18.28 0.02 1.25 0.04

111.1 214.34 17.66 0.36 0.28 1.84 0.15

111* 214.34 17.56 0.44 0.3 1.78 0.16

110.8 214.31 17.02 1.05 0.23 1.68 0.2

110.7* 214.29 17.4 0.66 0.24 1.73 0.17

110.5 214.28 16.85 1.07 0.39 1.64 0.21

110.4* 214.28 16.49 1.47 0.35 1.65 0.2

110.2 213.16 18.2 0 0.1 3.69 0.06

110 213.28 17.18 1.12 0 2.43 0.25

109 213.11 16.5 1.8 2.24

108 212.91 11.9 6.4 2

107 212.08 18.3 3.15

106.9* 211.91 18.3 3.16

106.1 211.69 18.3 2.54

106 210.94 18.3 2.91

105.5 210.15 18.3 1.59

105 209.89 17.76 0.54 2.08 0.24

104 209.9 17.05 0.61 0.64 0.95 0.15

103.9* 209.9 16.93 0.66 0.72 0.92 0.14

103.1 209.85 17.68 0.18 0.44 1.17 0.11

103 209.84 17.46 0.32 0.52 1.04 0.11

102* 209.81 18.3 1.16

101 208.27 18.3 3.89

100 208.06 18.25 0.05 1.12

99.5 208.05 17.99 0.24 0.07 1.14 0.15

99 208.05 18.24 0.06 0.82

98.8 208.03 17.29 0.3 0.71 0.95 0.13

98.6 208.03 15.02 2.66 0.62 0.93 0.18

Page 70: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

70

98.4 208.02 18.1 0.08 0.11 0.83 0.09

98.2 208.02 17.38 0.27 0.64 0.75 0.08

98 208.03 16.13 0.77 1.4 0.64 0.09

97.95 208.02 15.88 0.33 2.1 0.59 0.07

97.94 208.03 13.38 3.15 1.77 0.5 0.08

97.93 208.03 13.38 3.15 1.77 0.5 0.08

97.92 208.03 13.38 3.15 1.77 0.5 0.08

97.91 208.03 13.38 3.15 1.77 0.5 0.08

97.905 208.03 14.44 3.42 0.44 0.42 0.08

97.9* 208.03 14.51 2.59 1.2 0.42 0.07

97.1 208.03 16.1 0.2 2 0.33 0.08

97.05 208.02 11.1 7.2 0.54

97 208.01 18.66 0.43 5.71 0.55 0.15

96.8 208.01 14.2 3.17 7.43 0.55 0.23

96.6 208.01 12.45 5.82 6.53 0.49 0.24

96.4 208.01 18.13 1.72 4.95 0.44 0.19

96.2 208 19.98 0.56 4.26 0.52 0.16

96 207.97 23.35 1.45 0.77

95.8 207.95 24.56 0.24 0.88

95.2 207.87 13.49 0 11.31 1.49 0.13

95* 207.87 24.8 1.19

94.15* 206.68 24.8 0.97

94 206.64 24.8 1.3

93.9* 206.64 24.8 1.28

93.2 205.81 24.8 3.13

93.15 205.88 24.8 2.34

93.14* 205.86 24.8 2.31

93.01 205.35 4.43 20.36 0.01 0.91 0.32

93 205.33 5.16 19.53 0.11 0.81 0.27

92.9* 205.33 5.17 19.51 0.11 0.81 0.27

92.2 204.86 24.8 2.91

92.15 204.54 24.8 3.51

92.145 203.81 24.8 2.37

92.142 203.94 24.8 1.32

92.11 203.91 24.8 1.49

92.05 203.69 24.8 2.14

92 202.99 28.9 4.11

91 202.86 28.9 2.5

90.9* 202.84 28.9 2.19

90.1 201.93 24.96 1.27 2.68 3.1 0.26

90 201.57 24.96 1.27 2.68 3.1 0.26

89.9* 201.4 24.4 1.61 2.89 2.79 0.25

89.1 201.03 28.9 0 1.97 0.06

89 201.08 28.77 0.13 1.39 0.14

88 200.92 28.24 0.66 2.07 0.21

Page 71: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

71

87.9* 200.89 28.2 0.7 2.03 0.21

87.1 200.68 28.9 1.48

87 200.66 28.9 1.42

86* 200.48 27.56 1.27 0.07 2.21 0.26

85 199.67 28.89 0.01 3.14 0.06

84 199.7 28.39 0.26 0.26 1.41 0.13

83* 199.33 28.9 2.52

82.1 199.09 28.4 0.5 0.01 2.23 0.25

82 199.04 28.36 0.53 0.01 2.19 0.25

81 198.36 28.9 3.07

80 198.23 28.9 2.01

79 197.73 28.9 2.92

78 197.87 24.6 4.3 1.22

77 197.86 23.91 1.09 3.9 0.87 0.13

76 197.47 27.82 1.08 2.73 0.22

75 197.46 28.88 0.02 2.23 0.12

74.9* 197.47 28.87 0.03 2.04 0.11

74 196.67 27.89 1.01 1.87

73 196.65 27.69 0.01 1.21 1.49 0.03

72.9* 196.65 27.68 0.01 1.21 1.49 0.03

72 194.91 28.9 3.21

71.9* 194.88 28.9 3.19

71.15 194.38 28.9 2.78

71.12* 194.4 28.9 2.69

71 188.07 28.87 0.03 0.01 2.72 0.13

70* 188.17 30.93 1.47 2.02 0.17

69.2* 188.19 31.84 0.56 0.83 0.09

69.01 187.31 32.19 0.04 0.17 1.77 0.1

69 187.27 32.19 0.04 0.17 1.77 0.1

68.9* 187.27 32.17 0.05 0.18 1.72 0.1

68.3 187.2 31.77 0.48 0.14 1.87 0.15

68.2 187.2 31.75 0.5 0.15 1.86 0.15

68.198 187.19 29.97 2.04 0.39 1.97 0.19

68.19* 187.2 31.5 0.68 0.22 1.74 0.16

68.01 186.89 30.18 1.95 0.28 2.12 0.28

68 186.89 29.97 2.06 0.36 2.01 0.27

67.3 186.17 32.4 4

67.2* 183.5 32.4 2.16

67 182.28 32.4 2.07

66 181.74 32.4 3.08

65 181.49 32.4 2.05

64 181.2 32.4 2.08

63 181.28 29.52 1.6 1.27 0.69 0.11

62 181.18 30.32 2.08 1.22 0.2

61 180.42 32.4 0 2.25

Page 72: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

72

60 180.37 31.79 0.07 0.54 1.65 0.11

59* 179.89 31.92 0.19 0.29 2.88 0.29

58.1 176.26 30.72 1.68 0.67 0.1

58 176.26 31.37 1.83 0.67 0.1

57 176.25 31.69 1.51 0.65 0.11

56 176.26 32.65 0.55 0.46 0.06

55.15* 176.21 33.2 1.05

55.06 174.12 33.2 1.94

55 174.17 33.2 0 1.49 0.01

54 174.05 31.64 1.5 0.06 1.7 0.2

53* 174.03 32.45 0.17 0.58 0.79 0.08

52.2* 173.25 33.2 0 1.95 0.05

52 173.18 32.73 0.47 1.54

51 172.98 28.5 2.04 2.67 1.05 0.23

50.9* 172.97 28.11 2.31 2.77 0.96 0.23

50.1 172.74 33.2 1.93

50 172.33 33.2 2.02

49 171.97 33.2 1.96

48.9* 171.95 33.19 0.01 1.82

48.25 171.78 33.2 1.94

48.2* 171.69 33.2 2.22

48.1 171.49 31.56 1.64 1.68 0.26

48 171.4 32.24 0.96 1.84 0.21

47 170.96 33.2 1.85

46.9* 170.94 33.2 1.86

46.1 170.75 33.2 2.03

46 170.41 33.2 2.49

45 170.21 33.2 2

44 169.92 33.2 2.18

43 169.07 33.2 0 2.79

42 168.1 33.2 2.66

41.9* 168.15 33.2 2.11

41.2 168.02 33.2 1.8

41.1 168.03 33.2 1.75

41 167.55 33.2 2.41

40 167.05 33.2 2.2

39.9* 166.76 33.2 2.48

39.1 166.7 33.2 1.99

39 166.58 33.2 1.98

38 166.41 32.45 0.75 1.68

37.9 166.36 31.08 2.12 1.27

37.1* 166.35 32.78 0.42 1.22

37 166.35 32.76 0.44 1.2

36 166.33 29.39 0.2 3.61 1.08 0.07

35 166.33 22.56 2.78 7.87 0.91 0.15

Page 73: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

73

34.9* 166.33 22.38 2.93 7.89 0.88 0.15

34.1 166.28 31.36 1.84 1 0.13

34 166.29 31.29 1.91 0.98 0.13

33* 166.28 25.84 1.68 5.68 1.1 0.14

32* 166.11 33.2 0 1.52 0.01

31.2* 164.86 32.05 1.15 2.44 0.29

31 164.39 22.23 7.42 3.55 1.67 0.44

30 164.14 30.27 1.2 1.74 1.76 0.33

29.9* 164.08 29.55 1.58 2.07 1.59 0.34

29 163.68 33.16 0.04 2 0.1

28 163.33 27.96 0.82 4.42 2.08 0.22

27 163.19 28.38 3.4 1.42 1.42 0.27

26* 163.12 25.75 4.11 3.34 1.59 0.28

25.4 162.97 33.17 0.02 0 1.5 0.05

25 162.95 29.78 1.05 2.37 1.52 0.18

24 162.86 27.6 1.39 4.21 1.86 0.17

23.9* 162.86 27.23 1.52 4.44 1.79 0.17

23.1 162.85 24.37 6.95 1.87 1.62 0.32

23 162.85 22.3 8.36 2.54 1.44 0.37

22 162.67 26.89 1.3 5.02 1.56 0.33

21* 162.61 30.68 0.9 1.62 1.2 0.25

20 161.6 33.2 2.87

19* 161.58 33.1 0.1 1.28

18 160.57 33.2 3.07

17 160.01 33.2 3.02

16* 160.22 31.56 1.5 0.15 1.23 0.17

15.1 160.04 32.43 0.52 0.25 2.02 0.26

15 159.97 32.74 0.37 0.09 2.13 0.22

14.9* 160.02 31.88 0.54 0.78 1.69 0.19

14* 159.97 32.82 0.35 0.03 1.51 0.1

13.3* 159.86 33.02 0.18 1.59 0.08

13.2* 156.57 33.2 1.48

13* 156.24 40.82 0.58 1.73 0.2

12.1 155.67 41.4 2.36

12* 155.85 40.72 0.68 0.52

11 155.72 41.4 1.35

10 155.66 41.2 0.2 1.17 0.06

9* 155.59 41.4 1.18

8.1 155.48 30.31 4.04 7.05 1.08 0.31

8* 155.45 36.69 5.3 9.81 1.22 0.36

7 155.34 51.8 0.92

6 155.28 51.8 0.96

5 155.22 51.8 1.03

4 155.18 51.8 0.95

3 155.15 51.8 0.9

Page 74: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

74

2 155.11 51.8 0.92

1.8* 155.05 51.8 1.32

1.2 154.11 51.8 1.64

1 154.15 51.8 1.1

Page 75: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

75

Annexe 9 : Cartes des zones inondables pour les périodes de retour 10 et 100 ans, établies à partir du logiciel HEC-RAS

Page 76: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

76

Annexe 10 : Résultats des simulations à partir de HYDRARIV

Page 77: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

77

� Résultats pour Q10 après ennoyage

Profil Cote

eau

Débit

total

Débit

L.min.

Débit

L.Maj.

Vitesse

L.min.

Vitesse

L.maj.

P157 235.792 6.1 6.1 0 1.87 0

P156 235.496 6.1 6.1 0 8.034 0

P155.1 234.246 6.169 6.169 0 0.743 0

P155 234.245 6.17 6.17 0 0.666 0

P154.8 234.23 6.18 6.18 0 1.574 0

P154 233.765 6.184 6.184 0 1.318 0

P153.9 233.748 6.185 6.185 0 1.322 0

P153.1 233.558 6.185 6.185 0 2.192 0

P153 233.382 6.187 6.187 0 2.046 0

P152.15 233.158 6.187 6.187 0 1.508 0

P152 233.371 6.187 6.187 0 1.533 0

P151.9 232.874 6.188 6.188 0 2.318 0

P151.1 232.786 6.188 6.188 0 1.659 0

P151 232.669 6.189 6.189 0 1.631 0

P150 232.531 6.194 5.85 0.343 0.912 0.191

P149 231.876 6.198 6.198 0 3.284 0

P148.9 231.67 6.198 6.198 0 2.138 0

P148.2 231.642 6.199 6.199 0 0.964 0

P148.14 231.634 6.199 6.199 0 1.207 0

P148.01 231.595 6.199 5.909 0.314 1.778 0.2

P148 231.478 6.202 5.733 0.487 1.653 0.238

P147.9 231.429 6.204 5.877 0.326 1.752 0.205

P147.1 231.242 6.204 6.183 0.021 1.496 0.227

P147 231.174 6.205 6.205 0 1.153 0

P146 230.5 6.208 3.778 2.429 1.169 0.326

P145 230.013 6.223 6.164 0.059 1.577 0.07

P144 228.945 6.223 6.223 0 3.987 0

P143 228.117 6.304 6.304 0 0.95 0

P142 228.055 6.305 6.305 0 1.469 0

P141.1 227.541 6.305 6.305 0 2.535 0

P141 227.26 6.324 6.324 0 0.512 0

P140 227.206 6.34 6.295 0.045 1.143 0.086

P139.1 226.896 6.341 6.133 0.207 1.878 0.147

P139 226.711 6.342 6.326 0.016 1.881 0.097

P138 226.189 6.314 6.314 0 1.581 0

P137 225.659 6.317 6.317 0 1.937 0

P136 225.317 6.317 6.317 0 2.202 0

P135 224.743 6.318 6.318 0 2.918 0

P134 223.561 6.411 6.411 0 1.925 0

P133 223.125 6.42 6.42 0 0.875 0

P132 222.895 6.422 6.422 0 1.78 0

P131.1 222.779 6.422 6.422 0 1.384 0

P131 222.584 6.422 6.422 0 2.007 0

P130 222.31 6.423 6.423 0 1.042 0

P129 222.063 6.425 6.425 0 1.949 0

P128.9 222.008 6.425 6.425 0 1.784 0

P128.1 221.928 6.425 6.425 0 1.9 0

Page 78: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

78

P128 221.897 6.424 6.424 0 2.216 0

P127.9 221.966 6.393 6.393 0 0.622 0

OH15dm 220.855 2.199 2.199 0 2.084 0

OH15dv 220.784 2.199 2.199 0 0 0

OH15mm 220.847 2.198 2.198 0 2.107 0

Oh15mv 220.784 2.199 2.199 0 1.402 0

OH15gm 220.855 2.199 2.199 0 2.084 0

OH15gv 220.784 2.199 2.199 0 0 0

P127.1 220.784 6.402 6.402 0 2.221 0

P127 220.146 6.401 6.401 0 2.608 0

P126.5 219.464 6.352 6.352 0 1.799 0

P126 219.344 6.329 6.329 0 1.651 0

P125 218.807 6.259 6.259 0 3.187 0

P124 218.356 6.252 6.252 0 2.833 0

P123.9 218.058 6.252 6.252 0 4.627 0

P123.11 217.843 6.246 6.246 0 2.441 0

P123 217.51 6.24 6.24 0 3.346 0

P122.9 217.479 6.24 6.24 0 2.596 0

P122.1 217.263 6.241 6.241 0 2.364 0

P122 217.151 6.241 6.241 0 2.717 0

P121.9 217.087 6.241 6.241 0 2.749 0

P121.1 216.943 6.241 6.241 0 2.759 0

P121 216.935 6.241 6.241 0 3.665 0

P120 216.84 6.197 6.197 0 1.47 0

P119.9 216.832 6.175 6.175 0 0.959 0

P119.1 216.76 6.167 6.167 0.014 1.522 0.046

P119 216.689 6.147 6.147 0 0 0

P118 216.574 6.099 6.099 0 0 0

P117.9 216.567 6.099 6.099 0 1.244 0

P117.2 215.722 6.099 6.099 0 1.053 0

P117.15 215.71 6.099 6.099 0 1.058 0

P117 214.992 6.099 6.099 0 2.059 0

P116 214.903 6.099 6.099 0 2.602 0

P115 214.783 6.099 6.099 0 2.34 0

P114 214.59 6.099 6.099 0 1.667 0

P113 214.545 6.099 6.099 0 2.444 0

P112 213.713 6.099 6.099 0 3.115 0

P111.9 213.151 6.099 6.099 0 3.024 0

P111.1 213.131 6.099 6.099 0 2.59 0

P111 213.119 6.099 6.099 0 2.465 0

P110.8 212.773 6.099 6.099 0 3.201 0

P110.7 212.767 6.099 6.099 0 3.105 0

P110.4 212.708 6.099 6.099 0 2.052 0

P110.2 212.597 6.099 6.099 0 3.347 0

P110 212.531 6.099 6.099 0 2.591 0

P109 212.418 6.099 6.099 0 1.711 0

P108 211.983 6.099 6.099 0 2.152 0

P107 211.515 6.099 6.099 0 1.747 0

P106.9 211.473 6.099 6.099 0 1.564 0

P106.1 211.111 6.099 6.099 0 2.191 0

P106 210.321 6.099 6.099 0 2.955 0

Page 79: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

79

P105.5 209.479 6.099 6.099 0 0 0

P105 209.108 6.098 6.098 0 2.058 0

P104 208.605 6.098 6.098 0 1.192 0

P103.9 208.586 6.098 6.098 0 1.089 0

P103.1 208.567 6.098 6.098 0 1.479 0

P103 208.506 6.098 6.098 0 1.083 0

P102 208.446 6.098 6.098 0 1.881 0

P101 207.176 6.098 6.098 0 3.664 0

P100 206.72 6.098 6.098 0 0.958 0

P99 206.678 6.098 6.098 0 0.696 0

P98 206.636 6.098 6.098 0 0.48 0

P97.9 206.633 6.098 6.098 0 0.436 0

P97.1 206.619 6.098 6.098 0 0.34 0

P97 206.611 10.998 10.998 0 0.588 0

P96 206.54 10.998 10.998 0 0.722 0

P95 206.459 10.998 10.998 0 1.76 0

P94.15 206.396 10.998 10.998 0 0.612 0

P94 205.41 10.998 10.998 0 2.133 0

P93.9 205.398 10.998 10.998 0 2.054 0

P93.2 205.326 10.998 10.998 0 2.412 0

P93.14 205.221 10.998 10.998 0 1.828 0

P93.01 205.098 10.998 10.998 0 2.723 0

P93 204.666 10.998 10.998 0 3.125 0

P92.9 204.154 10.998 10.998 0 3.141 0

P92.2 203.793 10.998 10.998 0 3.418 0

P92.11 202.838 10.998 10.998 0 1.39 0

P92.05 202.728 10.998 10.998 0 1.728 0

P92 202.722 12.898 12.898 0 2.259 0

P91 202.198 12.898 12.898 0 2.6 0

P90.9 202.12 12.898 12.898 0 2.349 0

P90.1 201.727 12.898 12.898 0 1.95 0

P90 201.63 12.898 12.898 0 1.536 0

P89.9 201.626 12.898 12.898 0 1.266 0

P89.1 200.169 12.898 12.898 0 2.716 0

P89 200.086 12.898 12.898 0 1.516 0

P88 199.982 12.898 12.898 0 2.147 0

P87.9 199.81 12.898 12.898 0 2.442 0

P87.1 199.672 12.898 12.898 0 1.627 0

P87 199.619 12.898 12.898 0 1.607 0

P86 199.415 12.898 12.898 0 2.261 0

P85 199.342 12.898 12.898 0 2.003 0

P84 198.689 12.898 12.898 0 2.161 0

P83 198.441 12.898 12.898 0 2.42 0

P82.1 198.416 12.898 12.898 0 1.672 0

P82 198.335 12.898 12.898 0 1.831 0

P81 197.847 12.898 12.898 0 2.331 0

P80 197.52 12.898 12.898 0 1.651 0

P79 197.101 12.898 12.898 0 2.149 0

P78 196.859 12.898 12.898 0 1.565 0

P77 196.615 12.897 12.476 0.512 1.826 0.184

P76 196.44 12.897 12.897 0 2.665 0

Page 80: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

80

P75 196.223 12.897 12.897 0 2.261 0

P74.9 196.193 12.898 12.898 0 2.086 0

P73 196.051 12.898 12.898 0 2.362 0

P72.9 195.732 12.898 12.898 0 1.612 0

P72 194.781 12.898 12.898 0 1.546 0

P71.9 194.769 12.898 12.898 0 1.815 0

P71.15 194.324 12.898 12.898 0 0 0

P71.12 194.31 12.898 12.898 0 0 0

P71 186.925 12.898 12.898 0 0 0

P70 186.851 12.898 12.898 0 1.734 0

P69.2 186.501 14.598 14.598 0 1.476 0

P69.01 186.247 14.598 14.598 0 1.479 0

P69 186.146 14.599 14.599 0 1.941 0

P68.9 186.103 14.599 14.599 0 1.981 0

P68.3 185.919 14.599 14.599 0 2.74 0

P68.19 185.827 14.599 14.599 0 2.696 0

P68.01 185.629 14.599 14.599 0 2.87 0

P68 185.529 14.599 14.599 0 2.873 0

P67.2 182.015 14.596 14.596 0 4.294 0

P67 181.378 14.596 14.596 0 1.962 0

P66 181.268 14.596 14.596 0 1.869 0

P65 180.657 14.596 14.596 0 1.577 0

P64 180.408 14.596 14.596 0 1.683 0

P63 180.026 14.596 14.596 0 1.352 0

P62 179.657 14.596 14.596 0 1.525 0

P61 179.627 14.596 14.596 0 1.672 0

P60 179.193 14.596 14.596 0 2.2 0

P59 178.774 14.596 14.596 0 2.771 0

P58.1 174.323 14.596 14.596 0 2.495 0

P58 174.317 16.596 16.596 0 1.52 0

P57 174.257 16.596 16.596 0 1.789 0

P56 174.222 16.596 16.596 0 1.604 0

P55.15 174.217 16.596 16.596 0 1.478 0

P55.06 173.27 16.596 16.596 0 4.312 0

P55 173.258 16.596 16.596 0 1.356 0

P54 173.117 16.596 16.596 0 1.893 0

P53 172.964 16.596 16.596 0 1.078 0

P52.2 172.844 16.596 16.596 0 1.344 0

P52 172.824 16.596 16.596 0 1.154 0

P51 172.646 16.596 16.167 0.433 1.021 0.164

P50.9 172.618 16.596 15.209 1.468 0.923 0.213

P50.1 172.333 16.595 16.595 0 1.526 0

P50 171.806 16.595 16.595 0 1.872 0

P49 171.343 16.595 16.595 0 1.81 0

P48.9 171.299 16.595 16.595 0 1.771 0

P48.25 171.227 16.595 16.595 0 1.484 0

P48.2 171.215 16.595 16.595 0 1.418 0

P48.1 170.815 16.595 16.595 0 1.586 0

P48 170.764 16.595 16.595 0 1.653 0

P47 170.347 16.595 16.595 0 1.355 0

P46.9 170.333 16.595 16.595 0 1.358 0

Page 81: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

81

P46.1 170.241 16.595 16.595 0 1.557 0

P46 170.103 16.595 16.595 0 1.695 0

P45 169.527 16.595 16.595 0 1.723 0

P44 169.284 16.595 16.595 0 1.772 0

P43 168.646 16.595 16.595 0 2.058 0

P42 167.742 16.595 16.595 0 1.845 0

P41.9 167.717 16.595 16.595 0 1.484 0

P41.2 167.589 16.595 16.595 0 1.287 0

P41 167.238 16.595 16.595 0 1.683 0

P40 166.666 16.595 16.595 0 1.604 0

P39.9 166.513 16.595 16.595 0 1.674 0

P39 165.801 16.595 16.595 0 0 0

P38 165.438 16.595 16.595 0 2.084 0

P37.9 165.234 16.595 16.595 0 1.856 0

P37.1 164.989 16.595 16.595 0 1.985 0

P37 164.969 16.595 16.595 0 1.975 0

P36 164.792 16.595 16.595 0 1.815 0

P35 164.733 16.595 14.124 2.478 1.362 0.262

P34.9 164.723 16.595 13.217 3.417 1.26 0.335

P34.1 164.588 16.595 16.565 0.03 1.331 0.049

P34 164.585 16.595 16.547 0.049 1.281 0.041

P33 164.571 16.595 16.46 0.135 1.499 0.062

P32 164.479 16.595 16.289 0.306 1.561 0.106

P31.2 164.089 16.595 16.514 0.081 2.057 0.07

P31 163.842 16.595 16.595 0 1.836 0

P30 163.556 16.595 16.595 0 1.576 0

P29.9 163.469 16.595 16.595 0 1.434 0

P29 163.246 16.595 16.595 0 1.652 0

P28 162.919 16.595 16.473 0.122 1.778 0.088

P27 162.579 16.595 16.595 0 2.035 0

P26 162.449 16.595 16.595 0 1.815 0

P25.4 162.304 16.595 16.595 0 1.198 0

P25 162.29 16.595 16.595 0 0 0

P24 162.249 16.595 15.48 1.181 1.47 0.175

P23.9 162.234 16.595 15.214 1.464 1.416 0.168

P23.1 162.155 16.595 14.15 2.476 1.405 0.223

P23 162.122 16.595 13.293 3.39 1.325 0.29

P22 161.813 16.595 16.595 0 1.864 0

P21 161.497 16.595 16.595 0 1.833 0

P20 161.048 16.595 16.595 0 2.327 0

P19 160.375 16.595 16.595 0 2.148 0

P18 159.705 16.595 16.595 0 2.739 0

P17 159.174 16.595 16.595 0 1.851 0

P16 158.837 16.595 16.595 0 1.141 0

P16b 158.832 16.595 16.595 0 1.273 0

P15.1 158.681 16.595 16.595 0 2.278 0

P15 158.524 16.595 16.595 0 2.642 0

P14.9 158.477 16.595 16.595 0 2.24 0

P14 158.228 16.595 16.595 0 3.728 0

P13.3 158.038 16.595 16.595 0 4.104 0

P13.2 155.451 16.595 16.595 0 2.029 0

Page 82: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

82

P13 155.094 16.595 16.595 0 1.449 0

P12.1 154.668 18.895 18.895 0 2.202 0

P12 154.585 18.895 18.895 0 0.468 0

P11 154.552 18.895 18.895 0 0 0

P10 154.394 18.895 18.895 0 0 0

P9 154.292 18.895 18.895 0 0 0

P8.1 154.223 18.895 18.162 0.733 1.19 0.294

P8 154.193 18.895 17.564 1.371 1.037 0.283

P7 153.964 18.895 18.895 0 0.862 0

P6 153.9 18.895 18.895 0 0.874 0

P5 153.838 18.895 18.895 0 0.783 0

P4 153.797 18.895 18.895 0 0.689 0

P3 153.767 18.895 18.895 0 0.707 0

P2 153.743 18.895 18.28 0.615 0.927 0.288

P1.8 153.677 23.895 23.895 0 1.135 0

P1.2 153.524 23.895 21.928 1.967 0.933 0.304

P1 153.503 23.796 23.796 0 0.712 0

Page 83: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

83

� Résultats pour Q25 après ennoyage

Profil Cote

eau

Débit

total

Débit

L.min.

Débit

L.Maj.

Vitesse

L.min.

Vitesse

L.maj.

P157 236.36 11.009 11.009 0 1.686 0

P156 236.35 11.004 11.004 0 3.733 0

P155.1 236.295 11.014 11.014 0 0.546 0

P155 236.295 11.01 9.761 1.323 0.447 0.093

P154.8 236.293 11.042 4.189 6.883 0.509 0.131

P154 234.867 11.053 9.537 1.516 0.903 0.225

P153.9 234.862 11.055 9.893 1.163 0.864 0.249

P153.1 234.285 11.065 11.065 0 2.094 0

P153 234.137 11.071 10.195 0.876 1.822 0.322

P152.15 233.514 11.075 11.013 0.086 1.921 0.078

P152 233.405 11.075 11.068 0.013 2.58 0.062

P151.9 233.31 11.076 11.067 0.036 2.69 0.192

P151.1 233.196 11.076 9.605 1.688 1.745 0.625

P151 233.107 11.076 9.461 1.925 1.686 0.623

P150 233.016 11.076 8.004 3.398 0.893 0.38

P149 232.759 11.076 10.229 1.54 4.939 2.142

P148.9 232.702 11.073 11.073 0.193 1.36 0.181

P148.2 232.661 11.077 11.077 0 1.936 0

P148.14 232.659 11.077 10.346 2.225 1.044 0.224

P148.01 231.919 11.078 8.139 2.947 1.69 0.446

P148 231.823 11.078 7.858 3.229 1.577 0.437

P147.9 231.786 11.078 7.967 3.122 1.603 0.446

P147.1 231.456 11.079 10.948 0.131 1.92 0.411

P147 231.376 11.079 11.079 0 1.489 0

P146 230.712 11.079 5.742 5.34 1.361 0.437

P145 230.34 11.081 8.109 3.039 1.403 0.34

P144 229.116 10.933 10.933 0 4.88 0

P143 228.515 10.933 10.933 0 1.305 0

P142 228.415 10.951 10.951 0 1.964 0

P141.1 228.157 10.951 10.951 0 2.392 0

P141 228.064 11.067 11.067 0 0.354 0

P140 228.047 11.103 8.332 2.86 0.82 0.229

P139.1 227.196 11.107 7.937 3.176 1.755 0.425

P139 226.986 11.112 10.355 0.791 2.281 0.271

P138 226.438 10.985 10.985 0 1.894 0

P137 225.902 10.987 10.987 0 2.317 0

P136 225.511 10.987 10.987 0 2.637 0

P135 224.872 10.989 10.989 0 3.489 0

P134 223.8 10.987 10.987 0 2.1 0

P133 223.595 11.023 11.023 0 0.932 0

P132 223.523 11.032 11.032 0 2.048 0

P131.1 223.477 11.03 11.03 0 1.72 0

P131 223.427 11.03 11.03 0 2.255 0

P130 223.365 11.032 8.4 3.409 1.02 0.344

P129 223.34 11.035 11.035 0 1.529 0

P128.9 223.334 11.036 11.036 0 2.176 0

P128.1 223.324 11.039 11.039 0 2.096 0

Page 84: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

84

P128 223.568 10.966 10.966 0 2.116 0

P127.9 223.318 10.965 10.965 0 0.398 0

OH15dm 221.215 3.725 3.725 0 2.476 0

OH15dv 221.098 3.724 3.724 0 2.108 0

OH15mm 221.201 3.717 3.717 0 2.498 0

Oh15mv 221.098 3.717 3.717 0 2.103 0

OH15gm 221.215 3.724 3.724 0 2.476 0

OH15gv 221.098 3.724 3.724 0 2.108 0

P127.1 221.098 10.968 10.968 0 2.642 0

P127 220.554 10.969 10.969 0 2.442 0

P126.5 220.134 10.971 10.971 0 1.792 0

P126 220.089 11.038 11.038 0 1.662 0

P125 220.011 11.068 11.068 0 2.24 0

P124 219.982 11.129 11.129 0 2.26 0

P123.9 219.978 11.129 11.129 0 3.573 0

P123.11 219.958 11.309 11.309 0 4.495 0

P123 219.951 11.309 11.309 0 4.713 0

P122.9 219.951 11.249 11.249 0 3.565 0

P122.1 219.765 11.249 11.249 0 4.094 0

P122 219.764 11.249 11.249 0 3.141 0

P121.9 219.763 11.249 11.249 0 4.332 0

P121.1 219.666 11.383 11.383 0 4.259 0

P121 219.666 11.433 11.433 0 4.911 0

P120 219.661 11.27 11.27 0 2.03 0

P119.9 219.661 11.213 11.213 0 1.154 0

P119.1 219.609 11.21 10.46 3.59 1.845 0.264

P119 219.608 11.19 10.384 5.215 1.786 0.368

P118 219.605 11.159 9.636 5.885 1.808 0.252

P117.9 219.605 11.139 7.986 6.886 1.546 0.333

P117.2 216.849 11.118 7.977 3.141 1.305 0.442

P117.15 216.846 11.119 8.148 2.971 1.313 0.443

P117 215.387 11.129 11.126 0.004 2.541 0.132

P116 215.268 11.132 11.132 0 2.146 0

P115 215.154 11.135 11.135 0 2.68 0

P114 214.99 11.137 11.137 0 2.558 0

P113 214.929 11.136 11.136 0 2.261 0

P112 213.989 11.137 11.137 0 4.597 0

P111.9 213.662 11.127 11.127 0 3.849 0

P111.1 213.647 11.119 11.119 0 3.485 0

P111 213.636 11.117 11.117 0 3.366 0

P110.8 213.477 11.124 11.124 0 3.189 0

P110.7 213.266 11.113 11.113 0 4.063 0

P110.4 213.219 11.114 11.114 0 2.457 0

P110.2 212.989 11.117 11.108 0.01 2.789 0.173

P110 212.905 11.112 11.013 0.121 3.162 0.154

P109 212.776 11.111 11.088 0.17 2.084 0.093

P108 212.376 11.113 11.113 0 2.804 0

P107 211.806 11.113 10.515 0.721 2.257 0.738

P106.9 211.722 11.114 11.114 0 2.234 0

P106.1 211.41 11.116 11.116 0 2.68 0

P106 210.53 11.113 11.113 0 3.288 0

Page 85: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

85

P105.5 209.787 11.113 11.113 0 2.565 0

P105 209.536 11.109 11.067 0.049 2.24 0.168

P104 208.986 11.105 10.774 0.335 1.213 0.323

P103.9 208.965 11.105 10.776 0.332 1.139 0.29

P103.1 208.929 11.107 10.936 0.173 1.51 0.3

P103 208.85 11.105 10.863 0.244 1.199 0.291

P102 208.786 11.102 11.102 0 1.643 0

P101 207.428 11.104 11.104 0 4.57 0

P100 207.103 11.107 11.107 0 1.288 0

P99 207.039 11.105 11.062 0.046 0.978 0.102

P98 206.963 11.101 10.903 0.209 0.704 0.081

P97.9 206.955 11.1 9.607 1.514 0.574 0.097

P97.1 206.911 11.096 10.992 0.107 0.532 0.043

P97 206.894 11.097 10.708 0.399 0.501 0.113

P96 206.789 16.492 16.492 0.001 0.937 0.058

P95 206.659 16.49 16.49 0 1.323 0

P94.15 206.52 16.492 16.492 0 1.892 0

P94 205.842 16.493 16.493 0 2.396 0

P93.9 205.834 16.492 16.492 0 2.308 0

P93.2 205.689 16.491 16.491 0 2.75 0

P93.14 205.59 16.492 16.492 0 2.1 0

P93.01 205.335 16.492 16.428 0.073 3.223 0.113

P93 204.714 16.491 16.491 0 4.463 0

P92.9 204.369 16.49 16.49 0 4.986 0

P92.2 203.949 16.49 16.49 0 4.523 0

P92.11 203.316 16.489 16.489 0 1.627 0

P92.05 203.074 16.481 16.481 0 2.136 0

P92 203.066 16.479 16.479 0 2.337 0

P91 202.754 17.877 17.877 0 2.808 0

P90.9 202.714 17.877 17.877 0 2.49 0

P90.1 201.982 17.872 13.861 4.027 1.871 0.324

P90 201.907 17.867 12.605 5.273 1.324 0.254

P89.9 201.904 17.867 11.762 6.107 0.987 0.214

P89.1 200.324 17.863 17.863 0 2.853 0

P89 200.247 17.863 17.863 0 1.722 0

P88 200.117 17.863 17.863 0 2.568 0

P87.9 200.001 17.865 17.865 0 2.716 0

P87.1 199.79 17.863 17.863 0 1.996 0

P87 199.71 17.862 17.862 0 2.026 0

P86 199.54 17.862 17.862 0 2.76 0

P85 199.435 17.864 17.864 0 2.534 0

P84 198.972 17.862 17.862 0 2.379 0

P83 198.744 17.862 17.862 0 2.665 0

P82.1 198.695 17.863 17.863 0 2.067 0

P82 198.615 17.864 17.864 0 2.041 0

P81 198.109 17.861 17.861 0 2.562 0

P80 197.792 17.86 17.86 0 1.845 0

P79 197.317 17.859 17.859 0 2.531 0

P78 197.063 17.859 17.859 0 1.935 0

P77 196.814 17.854 15.755 2.502 2.163 0.333

P76 196.583 17.852 17.852 0 3.487 0

Page 86: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

86

P75 196.41 17.852 17.688 0.175 2.749 0.117

P74.9 196.372 17.852 17.757 0.102 2.567 0.101

P73 195.925 17.852 17.852 0 1.836 0

P72.9 195.748 17.853 17.853 0 3.533 0

P72 195.165 17.85 17.85 0 1.748 0

P71.9 195.152 17.849 17.849 0 2.005 0

P71.15 194.63 17.85 17.85 0 2.822 0

P71.12 194.617 17.85 17.85 0 1.877 0

P71 187.586 17.848 17.848 0 3.112 0

P70 187.547 17.839 17.792 0.059 1.927 0.063

P69.2 186.914 20.133 20.133 0 1.647 0

P69.01 186.643 20.138 20.138 0 1.804 0

P69 186.568 20.139 20.13 0.01 2.445 0.082

P68.9 186.552 20.139 20.124 0.016 2.132 0.089

P68.3 186.221 20.142 20.142 0 2.988 0

P68.19 185.826 20.142 20.142 0 3.356 0

P68.01 185.812 20.142 20.142 0 3.245 0

P68 185.028 20.142 20.142 0 4.863 0

P67.2 182.486 20.079 20.079 0 2.213 0

P67 181.726 20.079 20.079 0 2.427 0

P66 181.604 20.08 20.08 0 2.04 0

P65 180.957 20.079 20.079 0 1.717 0

P64 180.711 20.079 20.079 0 1.813 0

P63 180.238 20.078 20.078 0 1.722 0

P62 179.928 20.078 20.078 0 1.675 0

P61 179.897 20.078 20.078 0 1.859 0

P60 179.451 20.078 20.078 0 2.347 0

P59 179.042 20.077 20.077 0 3.153 0

P58.1 175.318 20.075 20.075 0 3.249 0

P58 175.317 22.275 22.275 0 1.496 0

P57 175.297 22.272 22.272 0 1.725 0

P56 175.284 22.268 22.268 0 1.5 0

P55.15 175.282 22.264 22.264 0 1.449 0

P55.06 173.579 22.264 22.264 0 4.784 0

P55 173.568 22.263 22.263 0 1.49 0

P54 173.443 22.263 22.26 0.004 1.97 0.04

P53 173.309 22.263 22.263 0 1.108 0

P52.2 173.128 22.263 22.263 0 1.531 0

P52 173.104 22.261 22.261 0 1.282 0

P51 172.925 22.259 19.727 2.606 1.003 0.264

P50.9 172.906 22.258 18.659 3.653 0.895 0.26

P50.1 172.409 22.258 22.258 0 1.912 0

P50 172.153 22.257 22.257 0 1.911 0

P49 171.909 22.257 22.257 0 1.881 0

P48.9 171.883 22.257 22.257 0 1.822 0

P48.25 171.822 22.256 22.256 0 1.551 0

P48.2 171.813 22.256 22.256 0 1.531 0

P48.1 171.133 22.256 22.256 0 1.685 0

P48 171.083 22.256 22.256 0 1.757 0

P47 170.653 22.256 22.256 0 1.52 0

P46.9 170.638 22.256 22.256 0 1.523 0

Page 87: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

87

P46.1 170.519 22.256 22.256 0 1.706 0

P46 170.385 22.256 22.256 0 1.841 0

P45 169.814 22.256 22.256 0 1.871 0

P44 169.578 22.256 22.256 0 1.941 0

P43 168.723 22.256 22.256 0 2.622 0

P42 168.086 22.256 22.256 0 2.007 0

P41.9 168.061 22.256 22.256 0 1.64 0

P41.2 167.867 22.256 22.256 0 1.429 0

P41 167.517 22.256 22.256 0 1.823 0

P40 167.026 22.256 22.256 0 1.733 0

P39.9 166.889 22.256 22.256 0 1.802 0

P39 166.353 22.256 22.256 0 2.438 0

P38 166.201 22.256 22.256 0 2.171 0

P37.9 166.118 22.255 22.021 0.255 1.885 0.077

P37.1 165.685 22.254 22.254 0 2.052 0

P37 165.676 22.255 22.255 0 2.035 0

P36 165.591 22.254 21.944 0.33 1.881 0.109

P35 165.562 22.254 16.674 5.595 1.348 0.287

P34.9 165.559 22.253 15.183 7.295 1.24 0.36

P34.1 165.353 22.254 19.309 3.412 1.36 0.256

P34 165.351 22.254 19.433 2.839 1.309 0.187

P33 165.342 22.253 18.556 4.175 1.545 0.213

P32 165.204 22.253 18.283 3.99 1.602 0.242

P31.2 164.559 22.253 19.488 2.791 2.136 0.26

P31 164.149 22.253 21.037 1.232 1.989 0.172

P30 163.863 22.253 22.234 0.019 1.691 0.072

P29.9 163.779 22.253 21.893 0.362 1.553 0.177

P29 163.538 22.253 22.143 0.11 1.702 0.135

P28 163.24 22.253 19.03 3.542 1.861 0.308

P27 162.966 22.253 20.607 1.668 2.042 0.268

P26 162.876 22.253 19.489 3.412 1.868 0.261

P25.4 162.663 22.253 22.253 0 1.335 0

P25 162.647 22.253 20.415 1.841 1.105 0.154

P24 162.598 22.253 18.052 4.206 1.567 0.22

P23.9 162.584 22.253 17.782 4.476 1.499 0.217

P23.1 162.45 22.253 17.364 4.889 1.469 0.266

P23 162.423 22.253 15.819 6.434 1.362 0.335

P22 162.106 22.253 22.046 0.207 1.967 0.23

P21 161.816 22.253 22.246 0.006 1.951 0.089

P20 161.271 22.253 22.053 0.2 2.549 0.23

P19 160.578 22.253 22.253 0 2.264 0

P18 159.908 22.253 22.253 0 3.148 0

P17 159.353 22.253 22.253 0 2.05 0

P16 159.215 22.253 22.253 0 1.189 0

P16b 159.211 22.253 22.253 0 1.324 0

P15.1 159.03 22.253 22.253 0 2.418 0

P15 158.866 22.253 22.253 0 2.76 0

P14.9 158.821 22.253 22.253 0 2.375 0

P14 158.52 22.253 22.253 0 4.008 0

P13.3 158.308 22.253 22.253 0 4.421 0

P13.2 155.835 22.252 22.252 0 2.249 0

Page 88: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

88

P13 155.571 22.252 22.252 0 1.484 0

P12.1 154.992 25.452 25.452 0 2.374 0

P12 154.914 25.452 25.452 0 0.514 0

P11 154.885 25.452 25.452 0 1.612 0

P10 154.75 25.452 25.452 0 1.287 0

P9 154.663 25.452 25.452 0 1.276 0

P8.1 154.597 25.452 22.557 2.895 1.257 0.311

P8 154.572 25.452 20.514 4.939 1.08 0.298

P7 154.498 25.452 25.452 0 0.845 0

P6 154.398 25.452 25.452 0 0.848 0

P5 154.35 25.452 25.452 0 0.865 0

P4 154.303 25.452 25.452 0 0.775 0

P3 154.27 25.452 25.452 0 0.704 0

P2 154.244 25.452 25.452 0 0.719 0

P1.8 154.164 25.452 23.173 2.279 0.905 0.371

P1.2 154.024 32.651 28.337 4.314 1.009 0.395

P1 154.001 32.651 32.651 0 0.784 0

Page 89: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Rapport de Travail de Fin d’Etudes Florence Mangez

Juillet 2008

89

Annexe 11 : Carte des zones inondables pour les périodes de retour 10 ans, établies à partir du logiciel HYDRARIV

Page 90: Etude Hydraulique Frensch_result Annexe

Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg

MEMOIRE DE FIN D'ETUDES

Diplôme(s) d’ingénieur de l’ENGEES Spécialité : Génie de l’environnement

Auteur : Florence Mangez

Année

2008

Titre : Etude hydraulique de la Fensch (département de la Moselle-57), rivière largement industrialisée et urbanisée.

Nombre de pages texte : 49 pages annexes : 40 pages

Nombre de références bibliographiques : 17

Structure d'accueil

Maître de stage : Matthieu TRAUTMANN

Résumé Cette étude a pour but d’analyser le risque d’inondation et de connaitre l’impact des

aménagements réalisés sur la Fensch. Cette rivière est soumise à l’ennoyage des mines de fer du

bassin lorrain et son régime hydraulique risque de changer.

L’hydrologie du bassin versant est influencée par l’exploitation des mines et se fera à partir de

la méthode du Gradex.

L’étude hydraulique se base sur les logiciels HEC-RAS et HYDRARIV. Une comparaison

entre eux a été faite.

Des propositions d’aménagements ont été présentées.

Mots-clés Hydraulique, HEC-RAS, HYDRARIV, Fensch, modélisation, bassin minier, exhaure,

inondation

HYDRATEC Strasbourg

1rue de la Course

67000 STRASBOURG