Pont Ottmarsheim Pont Chalampé

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K le in kem s RD

Figure 4.15 Contraintes moyennes sur le setion en travers simulées pour un débit de

3 020

m

3

/s et

représentantl'eetdelavégétation(

τ v

)eteluidelagéométrieetdessédiments(

τ g

)lelongduVieux-Rhin

pour lestrois géométries

1950

,

1990

et

2008

. Le début des bouhons hydrauliques est repéré par un trait rougevertialetlabarred'Isteinparletraitbleu.Lesrampesetpontssontloalisésaveuntraitnoiretles

setionsaratéristiquespourétudierlesévolutionsdeshamps d'épisselonSpäthet al.(1997,2003,2008)

sontindiquéesenmagenta

Selon la Figure 4.15, les valeurs de

τ moy,v

semblent plus homogènes pour les simulations de

2009

que pour elles de

1990

et

1950

.En eet,pour es deuxdernières, l'évolutionde

τ moy,v

surle

linéaireressembleplusàdesdentsdesie.Onendéduitalorsquelavégétationen

2009

estprésente

de façon quasi homogène sur tout le linéaire, et seuls les aménagements tels que les rampes ne

sont pas végétalisés. Cettehypothèse de végétation homogène sur lelinéaire, déduite desrésultats

numériques, est en aord ave les résultats d'Arnaud (2012) surla proportion de haque type de

végétation par PKlelongdu Vieux-Rhin.

4.3.5 Évolution de la dynamique des lits majeur et mineur hydrauliques

Lorsque la végétation est prise en ompte dans le modèle numérique, alors la rugosité du lit

majeur hydraulique est augmentée et ela induit une augmentation du rayon hydraulique et une

diminutiondelavitessed'éoulement.SelonleTableau4.8larépartitiondudébitestaussimodiée:

laprise en ompte delavégétationaugmenteledébit danslelit mineurhydraulique.

LmH LMH

Ave végétation

87

%

13

%

Sansvégétation

80

%

20

%

TABLEAU 4.8 Proportion des débits simulés distribués entre le lit mineurhydraulique (LmH) et le lit

majeur hydraulique (LMH) lorsque levégétation est prise oupas en ompte. La simulation sebase sur la

géométriede

2009

etundébitpermanentde

3 020

m

3

/s

Pour estimer l'eet de la végétalisation sur la morphologie du lit, les ontraintes eaes (f.

setion2.3.2)sontaluléesdanslelitmineurhydraulique

τ ef f,m

etlelitmajeurhydraulique

τ ef f,M

.

Comme les données granulométriques de

1950

etde

1990

ne sont pas disponibles, on utilise elles de

2010

pour les troisdates. Danslelit mineur hydraulique, le diamètremédian évolueave lePK (f. setion4.1.3). Pour estimer lediamètre médian danslit majeur hydraulique, on sebase surles

relevés granulométriquesde laouhe supérieuredu lit (f.annexe D.2). La moyenne arithmétique

des diamètres médians mesurés nous donne

d 50 ≈ 15

mm. Sur la Figure 4.16, la prise en ompte

de la végétation dans les simulations de

1950

a tendane à diminuerles ontraintes eaes dans

les lits mineuret majeur hydrauliques. Dans les simulations de

1990

et

2009

, lorsque le lit majeur

hydraulique(LMH)estvégétalisé,lesontrainteseaesysontmoinsfortes.Auontraire,laprise

en ompte de la végétation augmente les ontraintes eaes loalement dans le lit mineur. Les

valeursdelaontrainte eae simuléesurlaFigure4.16diminuent danslelitmajeurhydraulique

etaugmentent légèrement dansle lit mineur hydraulique entre

1950

et

2009

. Cette évolution peut

également être expliquéepar ledéveloppement delavégétationentreesdeux dates.

LmH LMH

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, m [N/m 2 ]

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, M [N/m 2 ]

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, m [N/m 2 ]

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, M [N/m 2 ]

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, m [N/m 2 ]

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

ef f, M [N/m 2 ]

PK [km]

t g

Figure 4.16 ContrainteseaessimuléeslelongduVieux-Rhinlorsque larugositéimposéedanslelit

majeur est basée sur le zonage de la végétation(

τ t

) ou lorsque la rugosité dulit majeur vaut elle du lit

mineur(

τ g

). Ledébit delasimulationvaut

3 020

m

3

/s,lesrésultatssimulésdans lelitmineurhydraulique (LmH,àgauhe)etlelitmajeurhydraulique(LMH,àdroite)sontdistingués

Lorsque lavégétationestprise en omptedansles simulations, ledébitestaugmentédanslelit

mineurhydraulique(Tab.4.8)etlesontrainteseaesysontplusfortesloalement.L'éoulement

estalorsplusonentrédanslelitmineurhydrauliquelorsquelelitmajeurhydrauliqueestvégétalisé.

Selon laFigure4.17, les ontraintes danslelit mineurhydrauliquesont globalement plus fortes

en

1990

et

2009

qu'en

1950

. Comme le lit s'est fortement inisé entre les années

1830

-

1950

, on

suppose que le développement du pavage a pu ommener à e moment. On peut également faire

l'hypothèsequelagranulométriedelaouhedefondestdevenueplusgrossièrepartriséletifentre

les années

1950

et

1990

, le lit s'étant légèrement modié durant ette période (f. setion 4.1.1).

Puisentre

1990

et

2009

,lepavage s'estprobablement struturé pour former laarapae protetrie atuelle arl'évolutiondu lit estplus faibleentrees deuxdates (f.setion4.1.1).

0

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220

t, e ff, m [N/m 2 ]

PK [km]

2009 1990 1950

Figure 4.17 Comparaisondes ontrainteseaestotales dans lit mineurhydraulique

τ t,ef f,m

lorsque

l'eetdelavégétationest prisenomptepourlestroisgéométries disponibles.Ledébitdessimulationsest

3 020

m

3 /

s

Leséventuelles évolutions futuresdulit onerneront alors prinipalement lelit majeur

hydrau-lique, lelit mineur hydraulique étant globalement stable. Sila harge amont des sédiments

trans-portés en suspension ne diminue pas, on peut s'attendre à e que les hamps d'épis s'exhaussent

enore.Lavégétationen

2009

étantprésentedefaçonhomogènesurtoutlelinéaire,on peut

suppo-serquelavégétalisation del'amontversl'avalmiseenévideneparArnaud(2012)estpratiquement

terminée aujourd'hui. On peut également présumer une diminution des surfaesvégétalisées due à

l'augmentation du débit réservé,la hausse du niveau d'eau induisant une diminution de la surfae

desbansde graviers etdesmilieuxterrestres pionniers (ECOTECetILN, 2005).

4.4 Synthèse du hapitre

4.4.1 Spéiité du lit du Vieux-Rhin

Le lit du Vieux-Rhin a une pente faible de

1

% et devient de moins en moins onave au l

du temps. La division du lit en quatresous-tronçons uviaux met en évidene deszones de même

tendane sédimentaire. Une autre division proposée divise le Vieux-Rhin au niveau des

aménage-ments modiant fortement l'éoulement, 'est-à-direles hutes, bouhonshydrauliques etbarrages.

Ces deux divisionssont liées entreelles :justeen avaldesbouhons hydrauliques, les relevés

topo-graphiques et granulométriques indiquent un exhaussement loal du lit et une granulométrie plus

grossière. Le tri granulométrique longitudinal qui s'est développé au l des années a don été

in-uenépar laonstrution dees aménagements. Ladéroissane granulométrique quiestobservée

de nosjoursdansestronçons à l'équilibre semble liéeà lalongueur dutronçon.

Une setion entraverspeutêtrediviséeen deuxparties distintes:

Le litmineurhydraulique nonvégétaliséqui est xeet stable.

Ledéveloppement delavégétationatendaneàonentrer l'éoulement danselit.Le

trans-port sédimentaire s'eetue majoritairement par harriage. L'apport sédimentaire amont est

négligeable, et letransport séletif des galets du lit induit une déroissane granulométrique

longitudinale.Aujourd'hui,etransportséletifestprésentloalementsurleVieux-Rhin

seule-ment auours desrues morphogènes tellesque ellede

1999

(f. setion2.3.5).

Le litmajeurhydraulique végétaliséqui s'exhausseau ldutemps.

Le transport sédimentaire en suspension etledéveloppement dela végétationfailite la

sédi-mentation (sables etnes).

Les éventuelles évolutionsfutures devraient onerner prinipalement lelitmajeurhydraulique,

lelit mineurétant pratiquement xe.

4.4.2 Apport du alage basé sur la végétation

Cette nouvelle méthode de alage permet de distinguer les rugosités des deux berges et de

dénir une rugositéohérente ave l'oupation du sol.Cela n'étaitpas possible ave les méthodes

préédentesquiaetaientunerugositéxeauxlitsmineuretmajeurhydrauliques(f.AnnexeI).À

partirdualagedelarugositédediérentesoupationsdusol,onpeutréutiliseresvaleursalées

pour estimer la rugosité d'une oupation du sol passée, et l'intégrer dans un modèle numérique.

Pour les années

1950

,

1990

et

2009

, l'utilisation de ette méthode dans les aluls numériques a montré queleniveau d'eauaaugmentéau ldesannées, en partie àause delavégétalisation.

Ladistintiondesontraintesduesàlagéométrieetauxsédimentsdeellesduesàlavégétation

amisenévidenel'impatdesaménagements.Lesontraintes auniveau desbouhonshydrauliques

sont fortement diminuées, àause de l'élargissement de lagéométrie et de ladévégétalisation suite

à leur onstrution. On remarque également que l'eet de la végétation est plus homogène sur le

linéaire du Vieux-Rhin en

2009

qu'en

1990

et

1950

. En amont et en aval des aménagements, la végétation dedéveloppe fortement.

Ce développement de la végétation induit une onentration de l'éoulement dans lelit mineur

hydraulique, provoquant de fortes ontraintes dans e lit. L'armurage a dû se développer entre les

années

1830

et

1950

.Àpartirdesontrainteseaessimuléesauoursdutemps,onfaitl'hypothèse quelepavageanidesedévelopperetdesestruturerentre

1950

et

1990

,arbienquel'éoulement soit onentré dans le lit mineur hydraulique, elui-i ne subit pas d'érosion sensible durant ette

période. Puis le pavage entre

1990

et

2009

est pratiquement statique, et les fortes rues omme elle de

1999

d'unepériode de retour

10

ansa seulement déstabilisé le pavage loalement, elui se restruturant par lasuite Dittrih (2010).

5

de reharge sédimentaire InterReg

Lesrelevésexpérimentauxontindiquéquelaruede

2010

d'unepériodederetourd'environunanaemporté

une bonne partie du ban réé par letest de rehargesédimentaire InterReg.Les simulations numériques

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