Deux premières plages de hauteurs ont pu être décelées par l'analyse des jaugeages. La première représentative du contrôle par la rampe inclinée et la seconde témoignant de l'écoulement dans le lit mineur. Cette deuxième plage de hauteur s'étend jusqu'au débordement, c'est-à-dire jusqu'à environ z=298m (i.e. h=1,90m). Au delà, le contrôle hydraulique change à la faveur de cette modification de section.
Cependant, le limnimètre étant situé à l'aval immédiat du pont, il est possible que le débordement n'ait pas un effet très marqué sur la relation hauteur/débit à cet endroit. En effet, le capteur témoigne de la hauteur d'eau en sortie du pont. La modélisation pourra donner des éléments pour répondre à cette question.
Enfin, la mise en charge du pont est une situation qui modifie considérablement les Figure 69: Jaugeages disponibles à la station de Burnhaupt
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conditions d'écoulement. La position du limnimètre est inadaptée pour en rendre compte. En effet, la hauteur à l'aval du pont en charge va plus ou moins rester constante alors que le débit va lui augmenter au fur et à mesure que l'eau s'accumule à l'amont du pont. C'est le niveau d'eau à l'amont du pont qui est alors contrôlé par l'ouvrage. Dans le cas d'une mise en charge de l'ouvrage, il sera important de relever sur le terrain les niveaux à l'amont du pont (laisses de crue) afin de tenter une reconstitution du débit maximal.
La limite de l'étude correspond à la submersion de la route en rive gauche, soit une altitude de 301,3 m (i.e. h=5,17m). Cette cote est également celle du tablier du pont, celle donc à partir de laquelle le niveau d'eau donné par le limnimètre n'est plus lié directement au débit en raison de la mise en charge du pont.
Ainsi, la courbe de tarage de Burnhaupt peut donc être constituée de 3 parties dont les limites estimées sont les suivantes :
0 – 0,5 m : contrôle par la rampe inclinée
L'écoulement sera donc approché par une loi de seuil (Équation 5).
0,5 – 1,9 m : contrôle par le chenal (lit mineur)
L'écoulement sera représenté par une loi de Manning-Strickler (Équation 4).
1,9 – 5,2 m : contrôle par le chenal (lit mineur + lit majeur)
Après débordement, l’écoulement sera approché par une loi de Manning-Strickler (Équation 4).
4.7.5
Modélisation
4.7.5.1 Utilisation de la modélisation
Tous les jaugeages disponibles ont été réalisés avant débordement. La modélisation permettra donc de définir les a priori hydrauliques sur la plus haute gamme de hauteur.
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4.7.5.2 Données topographiques
Sur ce site, les seules données topo disponibles étaient celles de la géométrie du pont.
Les quelques sections essentielles décrivant le seuil à l'aval du pont ainsi que le dalot ont été levés lors de la campagne topographique réalisées en janvier 2011. Des difficultés techniques ont empêché une plus large acquisition. Aussi, les autres profils du tronçon ont été extraits des données lidar.
4.7.5.3 Le modèle et les simulations réalisées
Malgré le peu de profils disponibles, et grâce à l’apport des données lidar, un modèle hydraulique stable a pu être construit. Un premier profil virtuel a été ajouté afin que la pente entre le premier et le second profil soit nulle. Cet artifice a permis au modèle d’acquérir une stabilité numérique, en effet le calcul de la ligne d’eau initiale était problématique. Une vue du profil en long du tronçon modélisé est présentée Figure 70.
Figure 70: Profil en long du tronçon modélisé pour la station de Burnhaupt
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Il existe deux ponts sur ce tronçon. Le limnimètre est placé sur le premier pont côté aval. La représentation formelle d'un ouvrage dans un modèle hydraulique 1D se traduit par une discontinuité dans le calcul entre l'amont et l'aval de l'ouvrage. Le limnimètre étant précisément situé à cet endroit, la représentation de l'ouvrage doit être le plus fidèle à la réalité de l'écoulement.
Or ici, tant que le pont n'entre pas en charge, l'écoulement est continu entre l'amont et l'aval, nous avons donc représenté le premier pont par deux sections identiques espacées de la largeur du pont. Ainsi la continuité de l'écoulement et la géométrie sont respectées.
Le dalot a été représenté de la même façon que le pont dans le prolongement duquel il est construit, c'est à dire comme une section et non comme un ouvrage. Le dalot n'intervient dans l'écoulement que pour un débit assez important et les résultats des simulations avec et sans n'ont pas montré de différence significative relativement aux incertitudes en présence.
Le calage du strickler du lit mineur à une valeur de 13 s'est fait sur les jaugeages représentatifs du contrôle par le chenal avant débordement (Figure 71). Cette valeur semble faible au regard de la nature relativement lisse du lit. Néanmoins il correspond à la valeur courante attribuée à un contrôle par une rampe inclinée.
De façon relative à ce premier calage et au vu du caractère boisé des berges, un strickler de 5 a été attribué au lit majeur.
Les hypothèses hautes et basses de notre modélisation de la relation q(h) serviront à définir les a priori sur les paramètres de la loi puissance décrivant la portion de courbe extrapolée.
L'hypothèse « lisse » a été paramétrée de la façon suivante Lmin20-Lmaj10, l’hypothèse rugueuse a quand à elle été réalisée par le paramétrage Lmin10-Lmaj02. Les résultats des simulations sont présentés Figure 72.
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Figure 71: Résultat du calage sur les jaugeages
Figure 72: Résultat des simulations calée, "lisse" et "rugueuse"
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h>1,90, c=1,67 Lmin13-Lmaj05 Lmin20-Lmaj10 Lmin10-Lmaj02
a 62.04 54.1 40.22
b 0,77 0,77 0,77
Tableau 27: Calage de lois puissance sur les simulations hydrauliques