4.1 Ouvrage hydraulique de l’ancienne forge (ROE 10070)
4.1.3 Caractéristiques techniques
A partir des levés topographiques et de la visite effectuée sur site, il s’agit dans cette partie de réaliser une description de l’ouvrage sur la base du guide publié le SANDRE (Service d'Administration Nationale des Données et Référentiels sur l'Eau) en 2008 qui traite des « Obstacles à l’écoulement » et plus particulièrement des « Ouvrages ».
4.1.3.1 Type d’ouvrage
Etant donné la hauteur de chute de l’ouvrage, inférieure à 5 mètres, et son emprise, limitée au lit mineur, le terme de seuil est plus adapté que celui de barrage.
Il s’agit d’un seuil fixe de type déversoir composé de blocs rocheux taillés et finement appareillés. Les blocs mis en œuvre reposent directement sur le substratum composé exclusivement de roches calcaires. D’après l’examen visuel effectué, il apparait que l’ouvrage a été établit au niveau d’une fracture et a nécessité seulement la pose de quelques blocs pour créer une chute de presque 2 mètres. Le pendage semble indiquer une convergence des dalles calcaires au niveau du seuil. De plus, une « faille » est présente dans l’axe de l’ouvrage.
D’après les levés topographiques réalisés, la partie construite du seuil est d’environ 1.50 mètres dans la partie centrale où s’écoulent les eaux actuellement.
L’ouvrage est équipé d’un ancien vannage dans la partie centrale dont il ne reste plus que la structure métallique. La prise d’eau est située en rive droite, il s’agit d’une ouverture rectangulaire dans la maçonnerie (0.43m*0.25m). Cette prise d’eau permettait de remplir une chambre d’eau qui alimentait deux conduites métalliques qui se déversaient sur les roues à augets. La répartition des débits entre les deux conduits se faisait par l’intermédiaire d’une manette d’ouverture et de fermeture des deux orifices. Un déversoir est situé entre l’ancien vannage et la prise d’eau. Sur les photographies anciennes (figure 11) l’ancien vannage est à sa cote maximale et on voit le trop plein d’eau qui s’écoule par le déversoir.
La traversée du cours d’eau se faisait au droit du seuil par une passerelle encore présente aujourd’hui.
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Figure 13 : description de l’ouvrage
Déversoir Ancien batardeau et
système d’alimentation des roues
Prise d’eau 2ème roue
à auget 1ère roue
à auget
Ancienne conduite
Prise d’eau Système
d’alimentation des roues
Ancien vannage Déversoir
Prise d’eau
Batardeau azvec
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4.1.3.2 Dimensions
Dans le cadre de l’étude une mission de levés topographiques a été réalisée afin d’obtenir les dimensions de chacun des ouvrages. La longueur totale en crête de l’ouvrage est de 18 mètres depuis la rive gauche jusqu’au bâtiment en rive droite. La hauteur maximale est de 2.94 m avec une hauteur de chute actuelle de 1.84 m.
Les deux orifices d’alimentation des roues ont des dimensions différentes. En effet, celui côté bâtiment à une surface plus importante (0.40*0.25 m) contre (0.35*0.20 m) côté rivière.
L’ouverture correspondant à la prise d’eau est de 0.43 m * 0.25 m, soit une surface de 0.1 m².
Figure 14 : principalesdimensions de l’ouvrage
4.1.3.3 Etat et usages
A l’heure actuelle l’ouvrage n’a plus d’usage, les derniers tours de roues remontent aux années 90.
Cependant un projet de réhabilitation est en cours. La commune de Foncine le Bas, propriétaire depuis 2012, mène avec des étudiants des investigations devant permettre de valoriser le bâtiment et l’ouvrage hydraulique attenant. L’objectif étant dans un premier temps de remettre en état le bâtiment, les premiers travaux ont été entrepris par la commune avec la réparation de la toiture. L’objectif étant de pouvoir à terme ouvrir l’accès au public et présenter l’histoire de la forge et les différentes activités exercées grâce à l’énergie hydraulique. Il y La remise en service des roues à augets pourrait permettre à des artisans d’art de travailler le métal ou encore de produire à titre pédagogique de l’électricité.
1.10 m 2.65 m
2.00 m a z v e c
1.10 m 0.95 m
1.84 m 2.35 m
a z v e c 2.15 m
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Au cours de la phase terrain un diagnostic du cours d’eau a été réalisé sur un linéaire correspondant à la zone d’influence directe de l’ouvrage. Ainsi, trois tronçons ont été étudiés :
Figure 15 : localisation des tronçons étudiés
4.1.4.1 Linéaire amont influencé par l’ouvrage
La construction de l’ouvrage a favorisé l’accumulation de la charge grossière en amont du seuil après le passage répété des crues. Le remplissage sédimentaire a modifié les caractéristiques physiques de cette portion de linéaire qui s’étend sur environ 90 mètres.
4.1.4.1.1 Morphologie du cours d’eau
Sur ce tronçon, le profil en long du cours d’eau est directement influencé par la présence de l’ouvrage avec une pente relativement faible de 0.27 % alors que sur des portions moins influencées situées en amont, elle est d’environ 3 %. Des affleurements rocheux sont visibles sur le fond du lit mais il est difficile d’estimer leur influence réelle avec les données disponibles.
Figure 16 : profil en long du tronçon
Si la section en travers est également influencée par l’ouvrage, elle est surtout très contrainte par les aménagements localisés sur les berges. En rive droite, la présence d’un muret de soutènement qui s’étend depuis le pont de la route départementale jusqu’au seuil empêche toute divagation latérale du cours d’eau.
La hauteur de berge en rive droite est de 1.50 m et correspond à la hauteur du muret de soutènement. Sur la rive opposée nous sommes dans l’intrados du méandre formé par la rivière et la hauteur de berge du lit mineur est d’environ 0.40 m. Pour ce qui est du lit majeur la hauteur de berge correspond au talus routier situé à 4 m au-dessus du fond de lit.
Linéaire = 40 m / Pente : 0.27 % Linéaire = 70 m / Pente : 0.97 %
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La largeur du lit mineur est de 6 mètres en moyenne. Le tronçon se caractérise par des écoulements lentiques et une mouille importante située dans la sinuosité. La classe granulométrique dominante se compose de matériaux cailloux grossiers et de pierres fines dont le diamètre évolue entre 0.03 m et 0.13 m.
Figure 17 : profil en travers caractéristique du linéaire 4.1.4.1.2 Hydrobiologie
Le contexte urbain du linéaire ne favorise pas la présence d’un milieu très diversifié. En effet, la faible diversité des écoulements sur ce tronçon n’offre pas une grande
qualité des habitats. D’une part, la granulométrie est relativement homogène et d’autre part le nombre de caches et d’abris est réduit. Seuls l’affouillement du muret de soutènement et la présence de deux saules offrent un habitat favorable pour la faune piscicole. Malgré ce constat et l’absence d’un substrat favorable pour le frai de la truite Fario, cette espèce est largement représentée sur ce tronçon.
La végétation rivulaire n’est que très peu présente sur les berges étant donné la présence d’habitations en rive droite et les opérations d’entretien effectuées pour limiter son
développement. Ainsi on recense uniquement deux saules en rive droite et une majorité d’herbacées en rive gauche.
4.1.4.1.3 Occupation des sols
Le tronçon se caractérise par un fort aménagement des berges et du lit, le pont de la route départementale matérialise la limite amont. Un muret de soutènement d’une hauteur apparente de 1.60 m matérialise la rive droite sur l’ensemble du linéaire et un imposant bâtiment est situé en retrait de la berge. Une canalisation en PVC se jette dans la rivière au niveau du méandre.
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4.1.4.1 Linéaire aval influencé par l’ouvrage
A l’image du tronçon précédent, cette portion de linéaire d’environ 50 mètres présente des caractéristiques physiques liées à l’existence du seuil.
4.1.4.1.1 Morphologie du cours d’eau
Ce tronçon se caractérise principalement par l’affleurement des couches calcaires en fond de lit et l’absence de matelas alluvial. La largeur du lit est comprise entre 6 et 7 mètres pour une hauteur de berge d’environ 0.5 m en rive droite et 1.5 m en rive gauche. Le tronçon est rectiligne et enregistre une pente d’abord faible puis qui augmente avec une succession de petits chutes pour atteindre une valeur moyenne de 1.64 %.
Ecoulements sur le substratum 4.1.4.1.2 Hydrobiologie
Cette portion de linéaire offre des conditions très peu favorables pour la faune et la flore aquatique. Tout d’abord les écoulements au contact direct de la roche mère et par conséquent l’absence de matelas alluvial limitent la présence d’habitats pour la faune. De plus, les berges étant faiblement végétalisées les abris sous berges sont inexistants et le réchauffement de l’eau en période estivale est favorisé. Enfin, les surlargeurs ponctuelles entrainent un étalement de la lame préjudiciable pour la vie aquatique.
4.1.4.1.3 Occupation des sols
Si la rivière gauche n’est pas aménagée puisqu’il s’agit d’un talus à forte pente d’une hauteur totale d’environ 7 mètres, en revanche la rive droite est occupée par le bâtiment de l’ancienne forge et des surfaces enherbées entretenues. En aval du bâtiment, la rive droite est protégée par des blocs rocheux positionnés en pied de berge.
4.1.4.2 Linéaire aval
Ce linéaire qui présente une qualité physique plus intéressante que les tronçons précédents s’étend jusqu’à la confluence avec le Galavo, soit une distance d’environ 100 mètres.
4.1.4.2.1 Morphologie du cours d’eau
Sur portion de linéaire qui dessine une grande courbe depuis l’aval du seuil et jusqu’à la confluence avec le ruisseau du Galavo on retrouve une diversité des faciès d’écoulement. La largeur plein bord du lit mineur oscille entre 5 et 6 mètres. Le profil en long présente une légère incision qui illustre l’influence du seuil sur le transit sédimentaire, la hauteur de berge est d’environ 0.70 m en moyenne.
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Les sédiments présents sur le fond du lit mineur sont grossiers avec des classes granulométriques comprises entre les cailloux grossiers et les blocs et une forte proportion de matériaux dont le diamètre moyen varie entre 0.06 m et 0.12 m. Des blocs ont été mis en évidence par l’abaissement du profil en long.
Figure 18 : section en travers caractéristique du tronçon 4.1.4.2.2 Hydrobiologie
Le développement de la végétation sur les berges est plus important sur ce tronçon, notamment en rive gauche car la rive droite est occupée par des prairies entretenues. Les essences végétales dominantes sont caractéristiques des berges de cours d’eau : saule, frêne, noisetier, érable. La présence de la ripisylve et la diversité des écoulements favorisent les habitats. De plus, l’incision du lit couplée aux systèmes racinaires des arbres et arbustes offrent des caches pour la faune piscicole.
4.1.4.2.3 Occupation des sols
En matière d’occupation des sols, la forte pente de la rive gauche sur la partie amont du tronçon et la densité de la végétation limitent les possibilités d’aménagement. Des protections de berge en enrochement ont été mises en œuvre sur la partie aval du tronçon. Sur la berge opposée le lit majeur est constitué de surfaces enherbées situées en arrière des maisons et entretenues par les propriétaires.
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4.1.5 Impacts sur le fonctionnement du cours d’eau
La présence d’ouvrages transversaux dans le lit des rivières engendrent tout un ensemble d’impacts négatifs pour le bon fonctionnement des cours d’eau. Considérés comme des obstacles à la continuité écologique lorsqu’ils sont anthropiques ils modifient les conditions d’écoulement, perturbent le transit de la charge grossière et empêchent le bon déroulement du cycle biologique de la faune aquatique et notamment piscicole qui migre au sein des cours d’eau pour se reproduire, se nourrir et trouver refuge lorsque les conditions hydrologiques son défavorables.
Pour l’ouvrage en question, nous avons cherché à partir des données terrain, à déterminer les principaux impacts causés par la présence du seuil.
4.1.5.1 Hydrauliques
De manière générale, les ouvrages transversaux créent une retenue en amont qui modifie les conditions d’écoulement : ralentissement des vitesses, rehausse de la ligne d’eau.
Dans le cas présent, la construction de l’ouvrage a entrainé une rehausse du profil en long du cours d’eau suite au comblement de la retenue formée par le seuil. Ainsi, les lignes d’eau sont augmentées en périodes de crue par rapport à l’état initial. De plus, la très faible pente (0.27%) du profil en long en amont de l’ouvrage favorise un ralentissement des écoulements et une augmentation de la ligne d’eau. La photo ci-contre prise lors de la crue de 1990 illustre la rehausse de la ligne d’eau en crue.
Cependant, l’absence de données sur la morphologie du lit avant aménagement du seuil ne permet pas de quantifier l’incidence sur les lignes d’eau.
Au niveau du seuil, un changement du type d’écoulement se produit avec un passage en régime torrentiel. La hauteur de chute n’a pas d’incidences sur l’érosion du lit à l’aval puisque la Sainette s’écoule au contact direct de la roche mère.
4.1.5.2 Hydromorphologiques
Les principaux impacts causés par la présence du seuil résultent de la perturbation du transit sédimentaire.
Après la construction de l’ouvrage, le plan d’eau formé en amont va se remplir progressivement de sédiments jusqu’à atteindre la crête de l’ouvrage. Ainsi, la morphologie du cours d’eau est profondément modifiée avec une réduction significative de la pente du profil en long, 0.27 % d’après les levés topographiques. La réduction de la pente engendre une diminution de la puissance du cours d’eau et par conséquent de ses capacités de charriage.
La retenue amont est comblée en totalité par les matériaux et permet donc le transit sédimentaire. Cependant la largeur de
l’ouverture au niveau de l’ancien vannage qui laisse passer le débit est relativement réduite (1.10 m) ce qui entraine la formation d’un plan d’eau en amont en périodes de crue et provoque le dépôt des matériaux grossiers. La photo ci-dessus illustre ce phénomène avec des matériaux stockés en amont du seuil dont les classes granulométriques correspondent aux pierres fines et grossières (0.06 m à 0.25 m).
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L’absence de données topographiques historiques et la méconnaissance de la structure géologique ne nous permet pas de quantifier de manière précise le volume de matériaux stockés en amont, néanmoins nous l’avons estimé à 600 m3. Si l’on compare les photographies anciennes et actuelles on observe que la crête de l’ouvrage est aujourd’hui plus basse. En effet, la section correspondant au vannage est aujourd’hui ouverte, cela signifie qu’une partie des matériaux stockés dans la retenue a déjà été évacuée.
En aval de l’ouvrage, l’augmentation de la puissance du cours d’eau par l’effet de chute et le blocage d’une partie des sédiments provoque un déficit. Ainsi une purge du matelas alluvial s’effectue et favorise l’apparition des affleurements rocheux. L’absence de rugosité des formations calcaires empêche le dépôt et la reconstitution d’un matelas alluvial malgré le transit d’une partie de la charge grossière.
4.1.5.3 Ecologique
Les incidences principales de la présence d’un ouvrage transversal sont le cloisonnement des milieux et la rupture de la circulation piscicole. En effet, au-delà d’une certaine hauteur de chute les ouvrages sont infranchissables et entravent le bon déroulement des cycles biologiques de certaines espèces holobiotiques. La migration est une phase essentielle et indispensable pour la vie de certaines espèces, ce qui est le cas de la Truite Fario. Certaines zones seront favorables au grossissement des poissons et d’autres à leur reproduction ou encore pour trouver refuge lors de conditions hydrologique défavorables. Ces zones peuvent être plus ou moins éloignées et les distances à parcourir importantes. Les ouvrages transversaux non franchissables portent donc atteinte au bon développement de certaines espèces.
Les capacités de franchissement des poissons sont dépendantes des espèces et de leurs capacités de nage et de saut. Même si des hauteurs supérieures à 50 cm peuvent être franchies par certaines espèces, il est admis qu’au-delà d’une hauteur de chute de 30 cm la grande majorité des poissons ne sont plus en mesure de franchir l’obstacle. Si la hauteur de chute est déterminante, les conditions hydrauliques le sont également. En effet, des vitesses d’écoulements réduites (< 2.5 m/s pour la Truite Fario) ainsi que la présence d’une fosse d’appel suffisamment longue et profonde sont des facteurs indispensables pour permettre le franchissement.
Le seuil du l’ancienne forge regroupe plusieurs facteurs limitants pour la franchissabilité puisque sa hauteur de chute est de 1.84 m au niveau de l’ancien vannage. Malgré la présence d’une fosse d’appel la montaison est impossible pour les espèces présentes dans la rivière.
D’après le Référentiel aux Obstacles à l’Ecoulement cet ouvrage est le seul infranchissable anthropique localisé sur la Sainette, il fragmente ainsi le linéaire en deux tronçons et empêche toute connexion avec l’amont du linéaire puisqu’il est situé 150 mètres en amont de la confluence avec le Galavo.