L’Arc prend sa source au glacier du Levanna à 2700 m d’altitude puis parcours 120 km au cœur de la vallée de la Maurienne. Son bassin versant couvre 1957 km2 (Annexe 4,
Figure 102) et abrite une population d’environ 45 000 habitants. La rivière constitue l’axe
majeur de la vallée, c’est pourquoi les réseaux de communications ont été bâtis à proximité :
route, autoroute et chemin de fer reliant la France à l’Italie.
A cause de sa localisation en milieux de montagne, 80% du débit annuel de l’Arc se
décharge entre mi-avril et septembre. Trois régimes ont été identifiés : (i) un régime glacière à Bonneval, (ii) un régime glacio-nival à Lanslebourg (en amont de Modane) et (iii) un régime nival à St Jean de Maurienne (Syndicat du pays de Maurienne, 2004). La rivière comporte de nombreux barrages hydroélectriques qui impactent fortement son débit naturel. La carte des
aménagements hydrauliques d’EDF est disponible en Annexe 4, Figure 103.
Les sites d’étude: débit, météorologie et influence atmosphérique A.
Dans le but d’étudier la dynamique d’amont en aval des POP, trois sites d’étude ont été sélectionnés. Un site en amont proche de la source de l’Arc, un site en milieu de vallée et
un site en aval. Ces trois sites ont été sélectionnés pour leurs différentes météorologies, influences atmosphériques, situations géographiques et impacts anthropiques. Les
températures de l’air et l’eau sont reportées en Annexe 4, Figure 104 et Figure 105 pour les trois sites étudiés. Quelque soit la saison, les températures dans les deux compartiments
augmentent d’amont en aval. Les températures moyennes de l’eau par campagne sont
comprises entre 1,0 et 9,4°C à Bonneval-sur-Arc et entre 4,9°C et 12,5°C en aval à Aiton. La
température moyenne de l’air mesurée en amont était quant à elle comprise entre -5,7°C et 13,6°C et entre 1,1°C et 21,8°C en aval.
1. Amont : Bonneval-sur-Arc
Le premier site d’étude se situe en amont à 1800 m d’altitude tout au bout de la vallée de la Maurienne. Proche de sa source, l’Arc traverse le petit village rural de Bonneval-sur-Arc qui compte 248 habitants (source INSEE, 2013). La rivière est un petit ruisseau de montagne
turbulent où l’eau est très claire et peu impactée par les matières en suspensions car le bassin versant est peu érodable. Concernant son débit, il n’a pas été possible d’obtenir le débit réel à ce point mais nous avons toutefois noté qu’à chacun de nos passages (tous les 42 jours environ) aucune variation particulière du débit n’avait été observée, mis à part une légère
augmentation à la fin du printemps lors de la fonte nivale. Le barrage hydroélectrique de Bramans situé en aval est le point le plus proche de Bonneval pour lequel des mesures de débit sont disponibles (EDF). Les débits en fonction des précipitations pour chaque campagne
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Figure 67 : Débit moyen et précipitations à Bonneval-sur-Arc d’avril 2014 à avril 2016.
La Figure 67 montre que le débit de la rivière est impacté par les précipitations et la
fonte nivale, mais que la fonte nivale reste le principal paramètre d’influence puisque les
débits les plus importants sont observés entre les mois de mai et août. Aucune variation
journalière du débit n’a été observée et le débit moyen mesuré sur les deux années de suivi est
de 8,1 m3.s-1 (ce débit est faible à titre comparatif le débit moyen annuel du Rhône est de 423
m3.s-1 à Brens (Ain) source www.rdbmc.com).
D’un point de vue atmosphérique, le site semble être sous influence de deux directions
de vents (Annexe 4, Figure 106). En hiver, les vents qui impactent le site n’arrivent pas de la
vallée de la Maurienne mais du haut de la vallée. Contrairement à cela, en été, le site semble
sous influence principale de vents ascendants qui remontent la vallée, alors qu’au printemps et
à l’automne le site semble influencé à la fois par des vents ascendants et descendants.
Globalement, la vitesse moyenne du vent est plus forte que sur les autres sites (5,8 m.s-1 en
moyenne) et des pointes allant jusqu’à 48,3 km.h-1 ont été enregistrées. La quantité de
précipitation cumulée sur les deux années de suivi est de 958 mm (soit 459 mm d’avril 2014 à avril 2015 et 500 mm du mois de mai 2015 au mois d’avril 2016), valeurs plus faibles que celles obtenues pour les sites en aval.
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2. Milieu de vallée : Modane
Le second site d’étude se situe à Modane à 1090 m d’altitude. Cette ville située avant
le début de la vallée industrielle abrite 3299 habitants (Source INSEE, 2013). En ce point,
l’Arc a déjà grossi à cause du déversement de certains affluents mais reste une rivière de
montagne à caractère torrentiel. Comme à Bonneval, l’eau est claire et peu impactée par des
matières en suspension.
Le débit de l’Arc à Modane est dépendant de trois barrages hydroélectriques et les
précipitations ne semblent pas avoir d’influence (Figure 68). Les débits les plus forts sont
observés en été et en hiver. La fonte nivale mais aussi et surtout les régulations d’EDF
impactent le débit. Les variations journalières sont de ce fait importantes notamment en hiver
pour répondre à la consommation d’énergie. Le débit moyen observé sur les deux années de
suivi est de 21,6 m3.s-1.
Figure 68 : Débit moyen et précipitations à Modane d’avril 2014 à avril 2016.
La direction du vent en fonction des saisons est moins marquée que pour le site de Bonneval, mais il est toutefois observé que le site semble impacté par des vents ascendants
provenant de la vallée industrielle de la Maurienne en été. Pour les autres saisons, il n’est pas
possible de faire une distinction car des vents ascendants et descendants sont observés
(Annexe 4, Figure 107). La vitesse moyenne du vent sur les deux années et de 1,3 m.s-1 et des
pointes maximales de 10 m.s-1 ont été enregistrées. La quantité de précipitation cumulée à
Modane sur les deux ans est de 1623 mm (soit 692 mm pour la première année de suivi et 931 mm pour la deuxième année).
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3. Aval : Aiton
Le dernier site d’étude se situe à Aiton en aval à environ 120 km de la source de l’Arc. Ce point se trouve dans la vallée industrielle de la Maurienne, à 286 m d’altitude avant la confluence avec l’Isère. La pression anthropique est élevée, tous les affluents de la rivière ont rejoint le cours d’eau principal et le débit est influencé par les 11 barrages hydroélectriques du cours d’eau principal et de son bassin versant. L’Arc n’est plus une rivière de montagne et a
fortement grossi. Les fluctuations de débit et les précipitations sont reportées dans la Figure 69.
Les débits les plus importants observés sont liés à la fonte nivale au printemps et à la production hydroélectrique en hiver. Le débit moyen sur toute la période de suivi est de
63,3 m3.s-1. Ce débit plus élevé s’explique par le déversement de tous les affluents de l’Arc
mais aussi par des restitutions d’eaux.
D’un point de vue atmosphérique, le site semble influencé par un vent uniquement
ascendant, qui remonte la vallée au printemps et en été, et par des vents ascendants et
descendants en hiver et à l’automne (Annexe 4, Figure 108). La vitesse moyenne du vent sur
les deux années de suivi est de 1,2 m.s-1 et des pointes maximales de 11,2 m.s-1 ont été
enregistrées. La quantité totale de précipitations à Aiton sur les deux ans est de 1748 mm,
(soit 835 mm du mois d’avril 2014 au mois d’avril 2015 et 913 mm du mois de mai 2015 au mois d’avril 2016) c’est donc le site le plus impacté par la pluie et les retombées humides.
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Prises d’eau et restitutions B.
Contrairement aux autres sites, le débit à Aiton est influencé par plusieurs prises d’eau
et restitutions. Ces déviations du débit de l’Arc ont été mises en place pour alimenter les
usines de la vallée. Une partie est déviée juste avant la retenue de St Martin de la Porte (en
amont de St Jean de Maurienne, Figure 103, Annexe 4) pour alimenter l’usine d’Hermillon
via une conduite souterraine. L’eau est ensuite partiellement restituée vers le bassin de
compensation de Longefan qui est connecté au lit de l’Arc à environ 10 km en aval de cette
retenue. Le débit est au final prélevé du bassin de Longefan pour alimenter la station de
pompage du Cheylas et est restitué dans l’Isère en aval de la confluence avec l’Arc. Sur le même principe une partie de l’Isère est détournée pour alimenter l’usine hydroélectrique de
Randens pour être ensuite rejetée dans l’Arc au niveau de la commune du même nom en
amont d’Aiton (Antoine, 2006). Le site d’Aiton est donc impacté en partie par l’eau de l’Isère. Influence des matières en suspension
C.
D’importantes quantités de matières en suspensions sont transportées dans l’Arc notamment à partir de St Jean de Maurienne où se jette l’Arvan, principal affluent de la rivière. Le bassin versant de l’Arvan est très érodable car les versants montagneux sont composés en grande partie de marnes noires (formation géologique composée de calcaire et
d’argile) (Antoine, 2006). Le site d’Aiton est le seul site de cette étude impacté par ces
grandes quantités de matières en suspension. Jusqu’à 5 g.L-1 de MES en moyenne mensuelle
ont été mesurée au mois d’août 2015 à Pontamafrey, juste après la confluence avec l’Arvan.
Par exemple, au mois de novembre 2013 un prélèvement ponctuel préliminaire réalisé sur les
différents sites d’étude a permis de déterminer des concentrations en MES de l’ordre de
22 mg.L-1 et 28 mg.L-1 pour les sites de Bonneval-sur-Arc et Modane, respectivement. Dans le
même temps, cette concentration était de 285 mg.L-1 à Aiton pour une eau peu chargée en
MES à cette période.