AC_Chap.1-2-3.pdf

1. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Aménagements des cours d’eau Aménagements des cours d’eau

2. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau

3. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau

4. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Aménagements de cours d’eau - Contenu Aménagements de cours d’eau - Contenu 1. Approche au problème de la protection contre les crues et concepts 2. Espace vital nécessaire des cours d’eau 3. Importance du charriage pour la protection contre les crues 4. Interaction de l’écoulement avec la végétation riveraine 5. Mesures conceptuelles pour la protection contre les crues 6. Conception et dimensionnement des mesures de protection constructives

5. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Inondations du 21 au 23 août 2005 Inondations du 21 au 23 août 2005

6. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau 2005=2,5 milliards L‘échec de la politique de protection contre les crues ?

7. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Investionen im Bereich Hochwasserschutz seit 1970 0 50'000'000 100'000'000 150'000'000 200'000'000 250'000'000 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Jahr Jährliche Investitionen [Fr.] 0 500'000'000 1'000'000'000 1'500'000'000 2'000'000'000 2'500'000'000 3'000'000'000 3'500'000'000 4'000'000'000 4'500'000'000 5'000'000'000 Summe der Bundesbeiträge / Baukosten [Fr.] Baukosten Bundesbeiträge Summe Baukosten Summe Bundesbeiträge 1987

8. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Minimisation Approche au problème de la protection contre les crues et concepts Approche au problème de la protection contre les crues et concepts z Analyse de dangers z Différenciation des objectifs de protection z Planification des mesures de protection z Limitation du risque restant Construction d'un aménagement de cours d'eau Augmentation de la sécurité en cas de crues Atteintes subies par le cours d'eau Effets nuisibles

9. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de dangers Analyse de dangers Processus Déroulement Solution appropriée et adaptée à la situation Connaissance approfondie d'un danger Effet Conception et dimensionnement des ouvrages de protection Sécurité

10. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Processus dangereux en cas de crues et de laves torrentielles Processus dangereux en cas de crues et de laves torrentielles Analyse de dangers Eau Erosion Dépôts des matériaux solides Laves torrentielles Inondation Processus déterminants C harriage Corps flottants

11. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Processus dangereux - érosion Processus dangereux - érosion ÖErosion verticale: changement de la pente du lit du cours d'eau - affouillement des ouvrages de protection - affouillement des fondations des infrastructures (ponts, etc.) ÖErosion latérale: élargissement du cours d'eau - glissement des rives - dommages aux bâtiments et aux ouvrages d'infrastructure situés à proximité L'érosion influence fortement la capacité du transport solide d'un cours d'eau

12. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Processus dangereux - inondation Processus dangereux - inondation Excédant d'eau et / ou excédent de charriage Inondations Inondations faibles Inondations dangereuses H < 1.5 m V · H < 0.5 m2/s V · H > 0.5 m2/s Dépôt des matériaux solides dans les zones d'inondation

13. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Différenciation entre les objectifs de protection Différenciation entre les objectifs de protection

14. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Différenciation des objectifs de protection en considérant les scénarios de charriage pour le débit de dimensionnement Différenciation des objectifs de protection en considérant les scénarios de charriage pour le débit de dimensionnement Catégories d'objets Débit de dimensionnement Eau Charriage Hydrologie des crues • Pointe • Volume Scénario de charriage • Capacité de transport • Potentiel de charriage Limite des dommages Limite des dangers

15. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Démarche suivie dans la planification des mesures de protection Démarche suivie dans la planification des mesures de protection

16. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Mesures de protection Mesures de protection Ö vidange des dépotoirs Ö enlèvement de dépôts alluvionnaires Ö réparation de petits dommages subis par des ouvrage de correction Ö stabilisation, par drainage et techniques du génie biologique, des versants instables Ö interdiction de construire dans des zones dangereuses Ö mesures visant à protéger un objet donné Ö prescriptions en matière de mise en culture de zones agricoles Entretien approprié des cours d'eau Mesures d'aménagement du territoire

17. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau 15 % des cartes de dangers liés aux crues sont prises en compte dans l‘aménagement du territoire 80% des communes sont menacées 50% établies ou en cours d‘élaboration Cartes des dangers Cartes des dangers

18. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Mesures de protection constructives Mesures de protection constructives Rétention Dérivation Passage bassin de rétention réservoir à maîtrise des crues régulation des lacs naturels canaux et galeries de dérivation ouvrages de dérivation ouvrages de restitution endiguement abaissement du lit protection des rives et du lit contre érosion (enrochement, etc.) correction du tracée CRUES

19. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Principes visant à réduire les effets nuisibles des mesures constructives de protection Principes visant à réduire les effets nuisibles des mesures constructives de protection a) Préservation du caractère naturel d'un cours d'eau b) Configuration naturelle et animée des ouvrages de protection et les lignes de rive c) Murs de protection seulement là où ils sont indispensables d) Renoncement aux seuils fixes e) Abandon de la modification du lit f) Ouvrages de protection flexibles g) Standard de protection différencié pour les rives intérieures et extérieures dans des tronçons courbés h) Allégement de la plantation des arbustes et arbres i) Garantie d'accès aux cours d'eau et son entretien

20. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Nouveaux concepts et principes pour la protection contre les crues des cours d’eau selon les directives de l’OFEG en Suisse Nouveaux concepts et principes pour la protection contre les crues des cours d’eau selon les directives de l’OFEG en Suisse Æ Loi fédérale sur l’aménagement des cours d’eau (LACE) Æ Ordonnance correspondante (OACE) Æ « La protection contre les crues doit être réalisée avec un minimum d’atteintes aux cours d’eau et une grande importance doit être accordée à la prévention. Cependant, malgré toutes les mesures préventives, un plan d’urgence approprié et une organisation en cas d’urgence restent incontournables ». Bases légales : Priorité :

21. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Aspects économiques Aspects sociaux Aspects écologiques Stratégie Confédération 1995 Exigences vis à vis de la protection contre les crues 1997 Recommandations sur les dangers de l‘eau Stratégie OFEV Tous les aspects du développement durable doivent être pris en compte dans la planification des mesures

22. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Nouveaux concepts et principes pour la protection contre les crues des cours d’eau selon les directives de l’OFEG en Suisse Nouveaux concepts et principes pour la protection contre les crues des cours d’eau selon les directives de l’OFEG en Suisse Æ Apprécier la situation de danger Æ Identifier les déficits écologiques et y remédier Æ Différencier les buts de protection Æ Retenir où cela est possible; évacuer si cela est nécessaire Æ Minimiser les interventions Æ Examiner les points faibles Æ Garantir l’entretien Æ Assurer l’espace nécessaire Æ Respecter les besoins

23. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Démarche intégrée pour la protection contre les crues Démarche intégrée pour la protection contre les crues

24. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Définition des besoins d’action Définition des besoins d’action Sécurité Écologie

25. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Str uc tur e mo no ton e Pas de dynamique Manque de végétation Espace vital limité Pas d’espace loisirs Espace limité pour év. extrêmes Problèmes actuels du point de vue de l’écologie Problèmes actuels du point de vue de l’écologie

26. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau — — cours d‘eau naturel cours d‘eau naturel — — cours d‘eau naturel cours d‘eau naturel de montagne de montagne — — cours d‘eau corrigé cours d‘eau corrigé Etat des cours d’eau en Suisse à la fin du 20ème siecle Etat des cours d’eau en Suisse à la fin fin du 20ème du 20ème siecle siecle

27. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Les surfaces construites croissent de 1 m2 / s ! L'espace disponible des cours d’eau est réduit L'espace disponible des cours d’eau est réduit

28. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Pour répondre aux exigences écologiques (plus de l’espace pour les cours d’eau) en Suisse manquent env. 50’000 ha Revitalisation des cours d’eau: Besoins d’action Revitalisation des cours d’eau: Besoins d’action En Suisse 12‘600 km des cours d‘eau sont artificiels ou fortement influencés par des mesures de protection !!! La tâche d'une génération La tâche d'une génération

29. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Ordonnance sur l'aménagement des cours d'eau (OACE) Ordonnance sur l'aménagement des cours d'eau (OACE) 1 Les cantons désignent les zones dangereuses. 2 Ils déterminent l'espace minimal des cours d'eau nécessaire à la protection contre les crues et à la préservation des fonctions écologiques. 3 Ils tiennent compte des zones dangereuses et des besoins d'espace dans leurs plans directeurs et dans leurs plans d'affectation … Article 21:

30. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Déterminer l’espace nécessaire des cours d’eau Déterminer l’espace nécessaire des cours d’eau

31. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau suffisant suffisant non non suffisant suffisant Espace … Espace …

32. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Espace vital des cours d'eau Espace vital des cours d'eau Lit majeur Lit mineur Zone de rive Zone de divagation Zone de tampon Berge Lit du cours d'eau Espace primaire Espace secondaire Zone de bord Niveau de crue Section d'évacuation Profondeur du lit Zone de rétention et d'inondation Espace vital du cours d'eau Terrain environnant Lit mineur Berge Zone de rive

33. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Concept "Espace vital du cours d'eau" Concept "Espace vital du cours d'eau" · L'utilisation doit toujours rester possible. · La demande d'une protection contre les crues est mise en valeur. · Des mesures constructives dans l'espace du cours d'eau peuvent être nécessaires pour la protection de bâtiments ou d'autres objets importants (protection locale). · L'agriculture peut toujours utiliser l'espace secondaire, mais de manière adéquate. · L'excavation, l'exploitation de sédiments est autorisée si elle sert à la protection contre les crues. · Le bilan du transport de sédiments doit rester le plus naturel possible, sauf si des mesures de protection nécessitent une excavation/exploitation de sédiments. · Les cours d'eau doivent garder l'espace nécessaire pour un dévelop- pement naturel ou proche de la nature (protection du cours d'eau). · Des constructions à l'intérieur de l'espace du cours d'eau ne sont plus autorisées. · Le lit principal devrait être continu pour permettre la vie à sa faune aquatique (continuité longitudinale) pour autant que cela corresponde à son état naturel. Les obstacles fixes doivent être franchissables. · Le cours d'eau doit être entouré d'arbres ou de végétation naturelle de rive et être ombragé dans la plupart des cas. · La végétation du cours d'eau, spécialement la végétation des rives doit être capable de se développer de manière naturelle. · L'apport de bois morts est souhaitable pour autant que le risque d'obstruction soit éliminé. Les mesures d'entretien sont limitées au minimum. La demande d'utilisation de l'homme dans l'espace du cours d'eau est reconnue La demande d'espace du cours d'eau est reconnue L'espace minimal déterminé du cours d'eau définit l'espace nécessaire pour une forme et un développement naturel du cours d'eau en garantissant ainsi la possibilité de préserver des fonctions vitales du cours d'eau

34. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Méthodes de détermination de l'espace vital Méthodes de détermination de l'espace vital Approche quantitative Attribution des fonctions aux différentes zones d'un cours d'eau Lit du cours Zone de Zones d'eau rive supplémentaires Fonction de transport Fonction de biotope et de paysage Fonction de tampon Fonction de détente

35. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Î Largeur existante du lit Bsi Î Largeur empirique du lit Bse E : surface du bassin versant en [km2] G : pente moyenne pondérée du terrain en [%] N : Précipitations annuelles moyennes en [mm] Î Largeur hydraulique du lit Bsh Î Bs = max (Bsi, Bse,Bsh) Détermination de la largeur minimale du lit d'un cours d'eau Détermination de la largeur minimale du lit d'un cours d'eau ] [km 10 E pour [m]; E . G N . B ] [km 10 E pour [m]; . E G N . B 2 . se 2 . se ≤ ⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ ⋅ = > + ⋅ ⋅ ⋅ = − − 25 0 10 876 0 5 2 10 876 0 9 0 5 9 0 5 J t K Q B st s sh ⋅ ⋅ = 3 5 applicable si Bsh > 10 t

36. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Détermination de la zone de rive Bu Détermination de la zone de rive Bu Ölargeur existante de la zone des rives (Bui) Ölargeur empirique de la zone des rives (Bue) Ölargeur constructive de la zone des rives (Buw) - talus 1 : 2 ÖBu = max (Bui, Bue,Buw) Détermination de la largeur des rives 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 Largeur du lit du cours d'eau [m] Largeur de la zone de rive [m] Espace minimal nécessaire Biodiversité

37. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Détermination de la largeur de la zone tampon Détermination de la largeur de la zone de divagation Détermination de la largeur de la zone de divagation avec Bpb: largeur de la zone de divagation en [m] Bse: largeur empirique du lit du cours d'eau en [m] Bsi: largeur existante du lit du cours d'eau en [m] si se pb B B . B − ⋅ = 6 5 Détermination de la largeur de la zone de détente Î généralement 3 m (chemin d'entretien) Bpz > 20 à 35 m (habituellement), 45 m (au maximum)

38. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Espace vital nécessaire du cours d'eau en fonction de la variabilité de sa largeur Espace vital nécessaire du cours d'eau en fonction de la variabilité de sa largeur Espace vital nécessaire d'un cours d'eau 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 Largeur du lit du cours d'eau [m] Espace total nécessaire [m] absente limitée prononcée Variabilité de la largeur du lit du cours d'eau

39. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Espace minimal pour le cours d'eau Espace minimal pour le cours d'eau Du point de vue de la protection contre les crues HQ Berge Largeur du lit Berge Bordure Entretien / Zone tampon Zone riveraine 3m 1:2 3m 1:2

40. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Espace minimal recommandé pour le cours d'eau Espace minimal recommandé pour le cours d'eau Point de vue environnemental Largeur naturelle du lit Zone riveraine selon le diagramme Zone riveraine selon le diagramme

41. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau La largeur de la bande de divagation représente environ 5 - 6 fois la largeur du lit naturel Zone riveraine Espace récréatif Bande de divagation Bande de divagation Bande de divagation

42. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau •0 •2 •4 •6 •8 •10 •12 •14 •16 •0 •1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8 •9 •10 •11 •12 •13 •14 •15 •16 •17 •18 •19 •20 •Largeur naturelle (m)•) •Largeur de la zone riveraine (m) Largeur minimale Espace minimal: relations déterminantes Espace minimal: relations déterminantes Largeur respectant la biodiversité

43. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Revitalisation de la Thur au Canton de Zurich Revitalisation de la Thur au Canton de Zurich Elargissement

44. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Revitalisation de la Thur au Canton de Zurich Revitalisation de la Thur au Canton de Zurich Elargissement

45. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Importance du charriage pour la protection contre les crues Importance du charriage pour la protection contre les crues La force impitoyable du charriage

46. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Loi de frottement et vitesse de l’écoulement Loi de frottement et vitesse de l’écoulement • Loi de frottement empirique selon la distribution logarithmique avec • Loi de frottement de Strickler avec vm = ghJ' 2.5 ln 12.27 h 2d90 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ J' = J 1- e -0.02h d90 J ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ vm = kst h2/3 J1/2 kst = 21.1 d90 6

47. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage L’effet des parois (rives) pour les canaux étroits L’effet des parois (rives) pour les canaux étroits • Rayon hydraulique des surfaces partielles proches des rives selon Strickler • Surface effective pour le calcul du débit Rui = vm kuiJ 1 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ 1.5 Aeff = RSBF + RuiPui ( ) ∑ = Q/vm

48. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Capacité de transport du charriage Capacité de transport du charriage • Formule VAW (Smart&Jäggi) pour pentes de lit entre 1‰ et 20% avec Qb = BF ⋅ ρs ⋅ 2.5 ⋅ RS ⋅ vm ⋅ J0.6 J - dm 12.1⋅ Rs ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ θcr = 0.05 ρs ρw = s = 2.65 qb = 2.5 ⋅ q ⋅ J0.6 J - dm 12.1⋅ hm ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ en [ en [m m3 3/sm /sm] ]

49. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage • Erosion de la couche de pavage Erosion de la couche de pavage Capacité de transport du charriage Début du charriage Débit solide Débit d’eau Q QD Q0 Qb Erosion de la couche de pavage Capacité de transport du charriage Début du charriage Débit solide Débit d’eau Q QD Q0 Qb Qb hD = 0.05 s −1 ( )dm J dmD dm ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 2 3 selon Günter (1971)

50. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Capacité de transport du charriage Profondeur d’eau h Pente J Diamètre caractéristique des grains dm Largeur du lit Forme du lit Rivières naturelles Rivières canalisées Alluvionnement Erosion Qbu = Qbo Equilibre dynamique Qbu < Qbo Qbu > Qbo Qbu Capacité de transport du charriage Profondeur d’eau h Pente J Diamètre caractéristique des grains dm Largeur du lit Forme du lit Rivières naturelles Rivières canalisées Alluvionnement Alluvionnement Erosion Qbu = Qbo Equilibre dynamique Qbu < Qbo Qbu > Qbo Qbu

51. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Capacité de transport Q b Pente J J, Q = constant Valeur limite Largeur du lit BF BF Qb, Q = constant Bopt Bopt Jmin Qb max Valeur limite Largeur du lit Capacité de transport Q b Pente J J, Q = constant Valeur limite Largeur du lit BF BF Qb, Q = constant Bopt Bopt Jmin Qb max Valeur limite Largeur du lit Capacité de transport Qb Pente J

52. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Rivières larges avec bancs de sable Rivières larges avec bancs de sable ou ou rivières à lits multiples rivières à lits multiples (en tresse) (en tresse) • Capacité de transport selon Zarn où Qb = Qbmax 3.65e-8.86U - 4e-1.5U + 0.35 ( ) U = BF Bopt Qbmax = QB (Bopt )

53. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Phénomènes locaux Phénomènes locaux • Affouillement • Dépôts/bancs stationnaires

54. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Interaction de l’écoulement avec le charriage Interaction de l’écoulement avec le charriage Augmentation de la profondeur d’eau suite Augmentation de la profondeur d’eau suite à une concentration importante de charriage à une concentration importante de charriage • Augmentation considérable du niveau d’eau pour des pentes raides (> 5%) Smart&Jäggi, 1983 • Laves torrentielles à partir des pentes de 20% hmw hmg =1−1.1⋅ J1.14 qB 0.18 dm −0.27

55. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Processus déterminants Analyse de danger et charriage – Processus déterminants Analyse de dangers Eau Erosion Dépôts des matériaux solides Laves torrentielles Inondation Processus déterminants C harriage Corps flottants

56. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Erosion Analyse de danger et charriage – Erosion • Erosion verticale Ã Changement de la pente du lit et de la capacité de transport • Erosion latérale Ã Elargissement de la rivière et réduction de la capacité de transport

57. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Erosion latérale Analyse de danger et charriage – Erosion latérale

58. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Inondations Analyse de danger et charriage – Inondations

59. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Inondations Analyse de danger et charriage – Inondations

60. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Dépôts des matériaux solides Analyse de danger et charriage – Dépôts des matériaux solides

61. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau TORRENT Bassin versant Cône de déjection Rivière en plaine Versant Injection des sédiments Dépôt des sédiments Replacement des sédiments Livreuse des sédiments Formation des sédiments Réseau du ruisseau Zone de glissement

62. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau TORRENT Bassin versant Cône de déjection Rivière en plaine Versant

63. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage Changement abrupt des pentes et sections critiques Analyse de danger et charriage Changement abrupt des pentes et sections critiques Zone d’érosion (tronçon d’alimentation) Tronçon raide Cône d’alluvions (rocheux) Débit d’eau Excédent du charriage V1 - V3 Capacité- de transport Apport maximal V1 V2 V3 Alluvionnement du lit

64. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Analyse de danger et charriage – Laves torrentielles Analyse de danger et charriage – Laves torrentielles

65. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Objectifs de protection Objectifs de protection Catégories d'objets Débit de dimensionnement Eau Charriage Hydrologie des crues • Pointe • Volume Scénario de charriage • Capacité de transport • Potentiel de charriage Limite des dommages Limite des dangers

66. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Objectifs de protection – Début du charriage Objectifs de protection – Début du charriage • Nettoyage/lavage des dépôts du lit: par rapport à la granulométrie du lit, les dépôts sont composés de matériaux relativement fins déposés lors de la decrue • Erosion verticale: érosion de la couche de pavage et mouvements de gros blocs • Erosion latérale: Déstabilisation des rives et talus • Apport des confluents: par transport du charriage et laves torrentielles • Rupture des ouvrages de protection: mobilisation abrupte des matériaux solides suite à la rupture des barrages en torrent

67. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures Planification des mesures Entretien des cours d’eau Mesures d’aménagement du territoire Mesures de protection constructives

68. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Entretien du cours d’eau Planification des mesures – Entretien du cours d’eau • Réduction des sources de dépôts solides, maintien de la capacité de transport du cours d’eau et volume des dépotoirs - Vidanges réguliers des dépotoirs - Dragage des dépôts locaux et dangereux - Réparation des dégâts d’érosion aux ouvrages de protection - Stabilisation des sources de dépôts solides par drainages et génie biologique (éboulements)

69. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures Mesures d’aménagement du territoire Planification des mesures Mesures d’aménagement du territoire

70. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures Mesures de protection constructives Planification des mesures Mesures de protection constructives ÖRétention ÖDéviation du charriage ÖTransition

71. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Rétention du charriage Planification des mesures – Rétention du charriage • Stabilisation des sources de dépôts solides • Dépotoirs • Barrages de retenue Ö Pas de vidange automatique des dépotoirs Ö Transition dosée du charriage pas possible

72. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Transition du charriage Planification des mesures – Transition du charriage ¿ Les mesures de protection doivent être conçues de telle manière que les alluvionnements ou érosions dangereux puissent être évités ou limités ¿ Alluvionnement: - Aggrandissement de la section de la rivière - Augmentation de la capacité de transport ¿ Erosion verticale: - Augmentation de la stabilité/résistence du lit aux érosions ¿ Erosion latérale: - Protection des rives contre l’érosion

73. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Transition du charriage Planification des mesures – Transition du charriage • Section de passage suffisante • Favoriser l’écoulement en charge • Profiter de l’affouillement en courbe Problématique des ponts

74. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Transition du charriage Planification des mesures – Transition du charriage

75. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Transition du charriage Planification des mesures – Transition du charriage Profiler l’affouillement en courbe

76. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Planification des mesures – Transition du charriage Planification des mesures – Transition du charriage ¿ Erosion verticale: - Couche de pavage artificielle (revêtement, gros blocs) - Seuils (points fixes du lit) - Rampes de blocs - Traversées - Elargissement local du cours d’eau - Stabilisation avec éléments en béton (prismes, tétrapodes, etc.) ¿ Erosion latérale: - Enrochements - Epis - Murs de protection - Combinaison avec des mesures de génie biologique Protection contre les érosions

77. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Destruction des murs après débordement Aspects économiques Aspects économiques

78. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Coûts par m' Mur: Fr. 3500.-- Aspects économiques Aspects économiques

79. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Protection des rives en enrochements Fr. 700.--/m' Aspects économiques Aspects économiques

80. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Reconstituer des conditions favorables Reconstituer des conditions favorables

83. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau Exemple visionnaire Reconstituer des conditions favorables Reconstituer des conditions favorables

87. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de constructions hydrauliques Aménagements de cours d’eau www.bafu.admin.ch “dangers naturels”

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