Le transport sédimentaire les obstacles à l’écoulement...Article L214-17 CE : 2° Une liste de cours d’eau, parties de cours d’eau ou canaux dans lesquels il est nécessaire

Le transport sédimentaire et

les obstacles à l’écoulement

Photo Asca

Fabrice CATHELINAgence de l’Eau RM&C

Délégation de Montpellier

Le transport sédimentaire : un enjeu identifié ?

Transport sédimentaire et équilibre dynamique

Les principales atteintes à la dynamique naturelleLes effets possibles liés à un ouvrage

Les conséquences hydromorphologiques et écologiques

La gestion du transport solide : pour quoi faire ? Diagnostic et orientations de gestion et de restaur ation

Consignes de gestion et/ou aménagement des barrages et des seuils

Effacement de l’ouvrageExemples

Eléments abordés



SDAGE RMC 1996 : la dynamique fluviale est une comp osante essentielle de l’équilibre naturel des cours d’eau

Il prévoyait : la lutte contre les déficits constat és, la réalisation d’étude de dynamique fluviale, la gestion des transports solid es

La notion de « continuité écologique » introduite par la DCE se définie comme la libre circulation des organismes vivants et leur ac cès aux zones indispensables à

leur reproduction, leur croissance, leur alimentati on ou leur abri, le bon déroulement du transport naturel des sédiments ainsi que le bon fonctionnement

des réservoirs biologiques (connexions, notamment l atérales et conditions hydrologiques favorables (article R214-109 CE))

Article L214-17 CE : 2° Une liste de cours d’eau, p arties de cours d’eau ou canaux dans lesquels il est nécessaire d’assurer le transp ort suffisant des sédiments et la

circulation des poissons migrateurs. Tout ouvrage d oit y être géré, entretenu et équipé selon des règles définies par l’autorité adm inistrative, en concertation

avec le propriétaire ou, à défaut, l’exploitant


Le SDAGE RM (2010-2015) - OF 6A : Agir sur la morpho logie et le décloisonnement pour préserver et restaurer les mil ieux aquatiques



En conditions naturelles, les cours d’eau établisse nt une combinaison entre des variables de contrôle (ou de processus) et

des variables de réponse (ou de structure)

2 variables de contrôle principales :

la puissance (pente x débit) ou flux d’eau

la charge solide (volume, taille des sédiments) ou flux de sédiment

Variables de réponse = morphologie :profils en long et en travers, sinuosités, faciès, etc.


La balance de Lane 1955


Les débits liquides et solides varient dans le temps => le lit varie

en altitude autour d’un niveau moyen en fonction des crues

+-

Exhaussement

Incision

Les crues fréquentes (hautes eaux : Q2 à Q5) transportent le plus de sédiments

Ces débits fréquents sont primordiaux car ils façonnent le lit (succession de faciès,

déplacement des bancs, etc.)= crues morphogènes


Le transport actif (ou morphogène) est celui en int eraction avec le lit : dépôts et reprises qui conditionnent l’évolution morphologiqu e du lit

Courbe de Hjulstrom

J.R. Malavoi, C.C. Garnier, N. Landon, A. Recking, Ph. BaranElements de connaissance pour la gestion du transport solide en rivièreCollection « Comprendre pour agir » - ONEMA


Zone de dépôt Zone de transport Zone d’érosion

Durant leur parcours, les cours d’eau tendent vers des pentes qui

assurent le transport vers l’aval des sédiments provenant d’amont =

profil en long

Les principales atteintes à la dynamique naturelle

Les effets possibles liés à un ouvrage


Les principales atteintes à la dynamique naturelle

1. Réductions des apports des versants montagneux dé s le 19ème siècle :- reboisement « naturel » et déprise agro-pastorale

- travaux RTM (seuil de stabilisation et de piégeage des matériaux)

2. Réduction des apports présents dans les lits mine urs et majeurs :- curages et dragages en lit mineur

- extractions de granulats en lit mineur, lit majeur et terrasses

3. Travaux et aménagements du lit :- rectification, recalibrage, protection de berge, e ndiguement

4. Diminution des crues morphogènes et colmatage du plancher alluvial

5. Obstacles à l’écoulement : barrages et seuils

Les effets possibles liés à un ouvrage

Piégeage des sédiments grossiers => érosion progres sive du lit à l’aval

Débits réduits (débits réservés) ou variation brusq ue de débits (lâchers) voire suppression des crues morphogènes

Augmentation de la fréquence et/ou de la durée des débordements

Accumulation de sédiments fins dans la retenueModification des faciès naturels du fait du remous liquide

Blocage des processus d’érosion latérale

Augmentation T° en été et diminution oxygène dissou s pouvant s’accompagner de phénomène d’eutrophisati on

Diminution quantité d’eau à l’étiage due à l’évapor ation


Incision des lits

Exemple d’incision dans le substratum argileux –

Drac à St-Bonnet (photo Asca )

Baisse niveau de la nappeIncision substratum - Têt aval (photo Asca)

Disparition du substrat alluvial

A l’origine de :- Perte d’habitat pour les biocénoses aquatiques et r ipicoles- Perte des fonctionnalités de régulation physico-chi mique

- Affouillement des ouvrages (ponts,digues,etc.)- Assèchement des annexes fluviales

- Etc.

La gestion du transport solide : pour quoi faire ?

Diagnostic et orientations de gestion et de restaur ation

Consignes de gestion et/ou aménagement des barrages et des seuils

Effacement de l’ouvrage

Exemples

La gestion du transport solide : pour quoi faire ?

⇒ Définir une stratégie par bassin versant pour aller ensuite au tronçon et à l’ouvrage

Objectif : assurer un transport suffisant des sédiments

C’est-à-dire, selon J.R. Malavoi, C.C. Garnier, N. Landon, A. Recking, Ph. Baran* :

- Bilan sédimentaire équilibré : apports amont compen sent exportations vers l’aval, en volume et en nature des sédiments (analy se moyenne sur 3 à 5 ans)

- Préserver le fonctionnement des hydrosystèmes (lit mineur, lit majeur et annexes hydrauliques)

Voire (niveaux + restrictifs) :

superficie, épaisseur, nature granulométrique, agen cement du substrat alluvial, suffisants pour garantir :

- Habitat des biocénoses aquatiques- Zone de reproduction d’une espèce cible

*Elements de connaissance pour la gestion du transpo rt solide en rivièreCollection « Comprendre pour agir » - ONEMA

Transport solide : diagnostic et orientations de ge stion et de restauration

Le diagnostic géomorphologique

- Analyse des transformations et de la réponse du mil ieu par tronçon homogène- Analyse des interactions entre tronçon (zones de pr oduction, points de rupture

de la continuité sédimentaire, zone de piégeage, et c.)- Analyse des impacts et des enjeux (sécurité, enviro nnemental, économique,

ressource en eau, paysager, usages de la rivière, e tc.)-Analyse de la capacité de réajustement morphologiqu e d’un cours d’eau

N O T E D 'E F F IC IE N C E M A X IM A L E P R O B A B L E D 'U N P R O J E T D E R E S T A U R A T IO N

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0

V is t r e

O u c h e

A lb a r in e

p u is s a n c e t r a n s p o r t s o l id e é r o d a b i l i t é d e s b e r g e s e m p r i s e d i s p o n ib le q u a l i t é d e l 'e a u

Biotec, Malavoi J-R (2007)

Transport solide : diagnostic et orientations de ge stion et de restauration

Orientations de gestion et de restauration

1. La préservation des zones actuelles de production , voire la restauration des apports des versants

2. Préservation des stocks en lit majeur (notion d’e space de mobilité), voire suppression des protection de berge

3. La limitation des curages et transfert des alluvi ons ou réagencement sur place

4. L’interdiction de création de gravières dans l’es pace de mobilité et protection des gravières existantes si risque de capture impor tant

5. Consignes de gestion et/ou aménagement des barrag es et des seuils

6. Effacement de l’ouvrage

En fonction des opérations, définition d’un protoco le de suivis : photographique, hydrométrique, topographique, granulométrique, bath ymétrique, biologique, etc.

Transport solide et restauration d’une zone alluvia le

Extrait Fiche zones alluvialeOFEFP (Berne - CH)Auteurs : B. Lachat, P.-A. FrossardA. Kirchhofer, C. RoulierEdition 2001

Transport solide : consignes de gestion et/ou amén agement des barrages et des seuils

- Débits réservés (modulation saisonnières)

- Gestion par « transparence » en période de crue (choi x du débit de déclenchement, durée de la « transparence »)

- Chasses et vidanges / charge de fond ?

- Modification de l’ouvrage (nouvelles vannes, échanc rure)Difficultés : coûts et contraintes économiques

- Transfert de sédiments

Transport solide : effacement de l’ouvrage

Les effets potentiels à évaluer pour anticiper les processus et préconiser des mesures préventives ou d’accompagnement

- Erosion régressive dans remous solide amont de l’ouv rage

- Apports sédiments en aval

- Erosion latérale

- Modification des peuplements biologiques et des pro cessus physico-chimiques

- Abaissement de la nappe

- Remplacement d’un paysage « plan d’eau » par un paysa ge « cours d’eau »

Exemple* : Effacement du barrage de Fatou sur la Bea umeSolignac-sur-Loire (Haute-Loire)

Maître d’ouvrage : Établissement public Loire

Hauteur de chute : 6,10 mètresSédiments accumulés estimés : 6 000 m3

Objectifs : assurer la sécurité publique, rétablir la continuité écologique

L’opération s’est déroulée en quatre phases (juille t - octobre 2007) :

- La retenue est vidangée

- Le site est curé et les sédiments sont stockés à l’ amont de la retenuepour assèchement

- L’ouvrage est démonté

- Les berges sont remises en état et des graviers son t apportésdans le lit mineur

Coût total de l’action : 204 850 €

* Recueil d’expériences sur l’hydromorphologie (ONEMA mai 2010)

Exemple* : Arasement d’un seuil sur la Corrèze Tulle (Corrèze)

Maître d’ouvrage : Communauté de communes Tulle et Cœur de Corrèze

Hauteur de chute : 3 mètresRemous liquide : 600 à 850 mètres en fonction

des débits

Objectifs : assurer la libre circulation des canoës – kayaks,Permettre recolonisation de la truite et du saumon,

rétablir un profil en long

L’opération (juin 2008 - septembre 2009) comprenait sur un linéairede 600 m :

- Arasement du seuil (chute résiduelle de 30 cm)

- Tapis d’enrochement sur 40 m en aval du seuil pour éviter érosion

- Pose d’un géotextile végétalisé sur 600 m

- Epis déflecteurs pour conforter le mur de soutènemen t de la route-Et recentrer les écoulements

Coût total de l’action : 293 000 €

* Recueil d’expériences sur l’hydromorphologie (ONEMA mai 2010)

Merci de votre attention !

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Le transport sédimentaire les obstacles à l’écoulement...Article L214-17 CE : 2° Une liste de cours d’eau, parties de cours d’eau ou canaux dans lesquels il est nécessaire