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Parc Naturel Régional du Haut-Jura

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Academic year: 2022

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Texte intégral

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Mémoire technique

Projet de restauration de la continuité écologique au niveau de 3 seuils infranchissables sur la Saine (FRDR505a) et la Sainette (FRDR10426) - Phase 1

IRH Ingénieur Conseil 13 A Rue Pierre Vernier 39110 DOLE Tél. : +33 (0)3 84 69 01 78 Fax : +33 (0)3 84 82 75 68 www.groupeirhenvironnement.com

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Raison sociale Parc Naturel Régional du Haut-Jura

Coordonnées Maison du Parc du Haut-Jura

29, le Village 39310 LAJOUX

Contact Tél : 03 8 434 12 30

Fax : 03 84 41 24 01 Mail : parc@parc-haut-jura.fr

Raison sociale Coordonnées

Famille d’activité Etudes

Domaine Restauration de la continuité écologique

Destinataires M. NAST, Président du PNR Haut-Jura

Date de remise

Nombre d’exemplaires remis Pièces jointes

Responsable Commercial Cédric DELERIS

N° devis/rapport

Révision -

Marcaggi Grégory Chargé d’affaires 25/01/2016

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1 Préambule ... 5

1.1Préambule ... 6

1.2Méthodologie ... 6

1.2.1 Données bibliographiques ... 6

1.2.2 Données terrain ... 7

2 Présentation du contexte d’étude ... 8

2.1Localisation du site d’étude ... 9

2.2Contexte réglementaire ... 12

2.2.1 Directive Cadre sur l’Eau ... 12

2.2.2 Code de l’environnement ... 13

2.2.3 Le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) Rhône-Méditerranée ... 14

3 Etat des lieux ... 15

3.1Contexte général du bassin versant ... 16

3.1.1 Contexte hydrographique ... 16

3.1.2 Contexte géologique ... 16

3.1.3 Contexte piscicole ... 16

3.2Contexte hydrologique ... 17

3.2.1 Définition du contexte hydrologique ... 17

3.2.2 Présentation et caractéristiques du bassin versant ... 18

3.2.3 Occupation des sols ... 18

3.2.4 Coefficient de ruissellement... 19

3.2.5 Temps de concentration ... 19

3.2.6 Climat et précipitations ... 21

3.3Détermination des débits de référence ... 23

3.3.1 Détermination des débits d’étiage et module ... 23

3.3.2 Détermination du débit de crue décennale ... 24

3.3.3 Détermination des débits supérieurs à la crue décennale ... 25

3.3.4 Débits de référence retenus ... 26

4 Caractérisation des ouvrages et de leurs impacts sur le fonctionnement des cours d’eau ... 27

4.1Ouvrage hydraulique de l’ancienne forge (ROE 10070) ... 28

4.1.1 Données historiques ... 28

4.1.2 Situation administrative et réglementaire... 29

4.1.3 Caractéristiques techniques ... 30

4.1.4 Caractéristiques du cours d’eau sur le tronçon d’étude ... 33

4.1.5 Impacts sur le fonctionnement du cours d’eau ... 37

4.2Seuil de la Chevry (ROE 10660) ... 39

4.2.1 Localisation de l’ouvrage ... 39

(4)

4.2.2 Données historiques ... 39

4.2.3 Situation administrative et réglementaire... 42

4.2.4 Caractéristiques techniques ... 42

4.2.5 Caractéristiques du cours d’eau sur le tronçon d’étude ... 45

4.2.6 Impacts sur le fonctionnement du cours d’eau ... 49

4.3Seuil de la Colonie (ROE 10055) ... 52

4.3.1 Localisation de l’ouvrage ... 52

4.3.2 Données historiques ... 52

4.3.3 Situation administrative et réglementaire... 54

4.3.4 Caractéristiques techniques ... 55

4.3.5 Caractéristiques du cours d’eau sur le tronçon d’étude ... 57

4.3.6 Impacts sur le fonctionnement du cours d’eau ... 61

5 Conclusions ... 63

5.1.1 Seuil de l’ancienne Forge ... 64

5.1.2 Seuil de la Chevry ... 64

5.1.3 Seuil de la Colonie ... 64

6 Annexes ... 65

6.1Fiche de présentation de l’espèce cible ... 66

6.2Carte géologique du secteur d’étude ... 67

6.3Carte des bassins versant ... 68

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1 Préambule

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6

1.1 Préambule

Le Parc Naturel du Haut Jura, œuvre depuis une vingtaine d’années à l’aménagement et la gestion de la majorité des cours d’eau et milieux aquatiques de son territoire.

En compatibilité avec les documents d’orientation généraux et dans l’objectif d’atteinte du bon état des eaux fixé par la DCE pour 2015, le PNR du Haut Jura a réalisé un inventaire des seuils et barrages présents sur son territoire afin de sélectionner les ouvrages prioritaires pour la restauration de la continuité écologique.

La mission a pour objectif la restauration de la continuité écologique et morphologique au droit de trois ouvrages localisés sur les communes de Foncine-le-Haut et Foncine-le-Bas. L’étude se déroulera en trois temps :

Phase 1 : Réalisation d’un état des lieux de chaque ouvrage et des linéaires impactés,

Phase 2 : Réalisation d’une étude de faisabilité des solutions techniques possibles,

Phase 3 : Conception d’un Avant-Projet sur la base de la solution retenue pour chaque ouvrage.

Le présent rapport correspond au rendu de la phase 1.

1.2 Méthodologie

L’état des lieux réalisés à l’échelle du bassin versant tout d’abord puis pour chacun des obstacles a nécessité le recueil et la production de données.

Parmi les investigations menées on distingue le recueil et l’analyse de données bibliographiques ainsi que la prospection terrain.

1.2.1 Données bibliographiques

Les données suivantes ont été collectées :

Historiques : archives départementales du Jura série S service hydraulique des Ponts et Chaussées consultation du site de M. GUYON : http://foncinelebas.free.fr

carte de Cassini : http://cassini.ehess.fr/cassini/fr/html/1_navigation.php

association pour la sauvegarde du moulin :http://moulin-liboz.wifeo.com/la-forge.php

Administratives : consultation du site www.cadastre.gouv.fr

Cartographiques : www.geoportail.fr

Hydrologiques : banque hydro station de Foncine-le-Bas,

Météorologique : Météofrance

Hydrobiologiques : résultats des pêches électriques réalisée par la fédération de pêche du Jura

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7

1.2.2 Données terrain

Pour chaque ouvrage un levé topographique a été réalisé comprenant un profil en long, plusieurs profils en travers et un plan de masse. Les levés topographiques ont été effectués le 15 septembre 2015.

Le parcours de chaque portion de linéaire a permis de définir la zone d’influence de chaque ouvrage et de caractériser :

la nature et l’état des ouvrages,

la morphologie du cours d’eau,

la dynamique fluviale,

le matelas alluvial,

les habitats,

la ripisylve,

l’occupation des sols.

La prospection terrain a été réalisée le 3 septembre 2015 en période d’étiage, ce qui a son importance pour les analyses effectuées sur :

l’étendue des zones d’influence des ouvrages notamment en amont,

la diversité des faciès d’écoulement,

la connexion avec les abris et caches en berges,

Ce jour-là le débit correspondait à un débit d’étiage de retour 5 ans.

Figure 1 : Débits moyens journaliers au mois de septembre 2015 (http://www.hydro.eaufrance.fr/presentation/procedure.php)

(8)

8

2 Présentation

du contexte

d’étude

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2.1 Localisation du site d’étude

Notre zone d’étude est située dans l’est de la France, proche de la frontière Suisse, dans le département du Jura.

Figure 2 : Localisation de la zone d'étude (carte tirée de www.1france.fr/departement/39-jura) Situé en partie sur la frontière franco-suisse, entre la Bresse et la plaine molassique Suisse, le massif du Jura est une chaîne de montagne allongée, disposée en forme de croissant épousant la courbure générale de l’arc alpin.

Correspondant à un territoire bien délimité, il s’étend sur environ 250 km de long, depuis le mont du Chat dans la région de Chambéry, jusqu’à la vallée du Rhin, à l’est de Bâle. Le Jura se divise en deux secteurs géographiques bien distincts de par les paysages rencontrés : à l’Ouest, le Jura des plateaux, et à l’Est, le Jura des crêtes.

Les bassins versant de la Saine et la Sainette traversent le Jura d’Est en Ouest. Les reliefs du massif jurassien se composent d’une succession de crêts et de combes disposés de façon relativement régulière et parallèle.

La Saine prend sa source au sein d’une reculée qui est une courte vallée ou combe, à parois abruptes, qui s’ouvre dans un plateau à structure horizontale. Cette échancrure se forme par un recul régulier du fond de la combe ; à partir de l’extrémité du plateau dont le rebord se découpe régulièrement.

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Figure 3 : Source de la Saine

La source de la Saine est une exsurgence s’échappant d’une cavité percée à la base de la paroi calcaire Jurassique du fond de la reculée. Les eaux de la rivière souterraine proviennent d’un réseau noyé collectant les eaux d’infiltration du plateau auxquelles viennent s’ajouter les eaux du Bief Brideau au niveau de Foncine-le- haut. La Saine prend ensuite la direction Sud-Ouest avant de traverser Foncine-le-bas.

La Saine se caractérise par un important linéaire de gorges et par conséquent des écoulements encaissés en contact direct avec la roche mère. Sur le secteur d’étude le principal affluent de la Saine est la Sainette, qui prend sa source à une altitude d’environ 950 mètres. La figure ci-dessous illustre le niveau d’encaissement des deux cours d’eau.

Figure 4 : profil en travers des deux vallées caractéristiques du secteur étudié (source SCAN 25) La Saine draine un bassin versant de 196 km² sur un linéaire total d’environ 19 km. Elle rejoint l’Ain sur la commune de Syam après avoir parcouru les gorges de Malvaux et de la Langouette et reçu les eaux de la Lemme. Au niveau de la zone d’étude, ce bassin versant n’est que de 30 km² pour 7 km de cours d’eau.

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La Sainette, quant à elle, est un affluent rive gauche de la Saine et draine un bassin versant de 11 km² sur 5 km de linéaire.

Les données générales des bassins versants étudiés sont présentées ci-dessous : Ouvrage Cours d’eau Superficie

(km²)

Périmètre (km)

Talweg (km) Pente (%)

OH 3 Sainette 9.62 16.6 5.6 8

OH 16 Saine 28.1 25.1 8.1 4

OH 14 Saine 29.9 26.6 9.5 3.8

Tableau 1 : Caractéristiques des bassins versant

Figure 5 : Bassins versant des ouvrages étudiés

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2.2 Contexte réglementaire

2.2.1 Directive Cadre sur l’Eau 2.2.1.1 Les grands principes de la DCE

La Directive Cadre Européenne sur l’eau (n°2000/60/CE) a été adoptée le 23 Octobre 2000 par le Conseil et le Parlement européen. Cette Directive innove en définissant un cadre européen pour la politique de l'eau, en instituant une approche globale autour d'objectifs environnementaux avec une obligation de résultats. Elle fixe 3 objectifs environnementaux majeurs :

- Stopper toute dégradation des eaux ;

- Parvenir d'ici à 2015 au bon état quantitatif et qualitatif des rivières, des eaux souterraines et côtières, avec des reports d’échéance possible en 2021 et 2027 ;

- Réduire les rejets des substances prioritaires et supprimer à terme les rejets des substances

"prioritaires dangereuses ".

La DCE confirme et renforce les principes de la gestion de l'eau en France : gestion par bassin versant, gestion équilibrée de la ressource en eau et participation des acteurs. Elle va plus loin en introduisant trois notions majeures :

- La fixation d'objectifs de résultats environnementaux, - La prise en compte des considérations socio-économiques - La participation du public.

L’autorité compétente pour l’application des Directives est le Préfet coordinateur de bassin. Les instances de bassin conservent leurs responsabilités opérationnelles (programmes pluriannuels d’intervention des agences de l’eau) et leurs responsabilités planificatrices (élaboration des SDAGE)

2.2.1.2 La caractérisation du bon état

Le « bon état » est recherché pour des masses d’eau superficielles naturelles. Il dépend de plusieurs compartiments :

- L’atteinte du bon ou du très bon état écologique :

L’état biologique est basé sur la qualité de la faune et de la flore aquatique défini par rapport au calcul de différents indices biologiques (IBMR, IBGN, IBD et IPR). L’évaluation de l’état biologique s’effectue au minimum sur la base d’un organisme « animal » et d’un organisme « végétal ». L’état est déterminé par la valeur la plus déclassante. Dans ce compartiment, il est distingué l’état biologique de l’état physico-chimique.

La qualité de certains paramètres physico-chimiques qui supportent la biologie comme le bilan oxygène, la température, les nutriments, l’acidification, la salinité, les polluants synthétiques spécifiques et les polluants non synthétiques spécifiques.

L’atteinte du bon état chimique :

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Il est fixé par rapport à une liste de 41 substances polluantes et dangereuses pour lesquelles il a été défini des seuils maximum à ne pas dépasser.

Pour chaque paramètre mesuré, on obtient une note qui le classe dans une couleur correspondant à l’état de la masse d’eau vis-à-vis de ce paramètre. Les codes couleurs vont du bleu (très bon état) au rouge (mauvais état).

Le bon état d’une masse d’eau de surface est atteint lorsque son état écologique et son état chimique sont bons.

2.2.2 Code de l’environnement

La Loi sur l’eau et les milieux aquatiques de 2006 (LEMA) constitue le socle de la politique française de l’eau et conforte les grands principes de gestion de l’eau par bassin versant consacrés par les lois de 1964 et 1992. La loi n°2006-1772 du 30 décembre 2006 répond à des problématiques nouvelles et des enjeux émergents.

L’article L 432-6 du Code de l’Environnement dispose notamment que « dans les cours d’eau ou parties de cours d’eau et canaux dont la liste est fixée par décret, (…) tout ouvrage doit comporter des dispositifs assurant la circulation des poissons migrateurs… Les ouvrages existants doivent être mis en conformité, sans indemnité, avec les dispositions du présent article dans un délai de cinq ans à compter de la publication d’une liste d’espèces migratrices par bassin ou sous-bassin… »

L’article L214-17 du Code de l’environnement impose la réactualisation de la liste des cours d’eau actuellement classés au titre de l’article L432-6 du Code de l’environnement, par l’autorité administrative, au plus tard le 1er janvier 2014. À noter que les classements et obligations au titre de l’article L432-6 demeurent applicables jusqu’à leur substitution par le nouveau classement.

Deux listes de cours d’eau doivent être établies pour chaque bassin ou sous-bassin au titre de l’article L214-17 du Code de l’environnement, à savoir :

o 1°. "Cours d’eau *…+ en très bon état écologique, *…+ jouant le rôle de réservoir biologique nécessaire au maintien ou à l’atteinte du bon état écologique ou dans lesquels une protection complète des poissons migrateurs, vivants alternativement en eau douce et en eau salée, est nécessaire"

Trois catégories de cours d’eau peuvent faire l'objet d'un tel classement : les rivières en très bon état écologique, les réservoirs biologiques et les rivières à fort enjeu pour les poissons migrateurs amphihalins. Sur ces cours d’eau, aucune autorisation ou concession ne peut être accordée pour de nouveaux ouvrages si ceux-ci constituent un obstacle à la continuité écologique. Pour les ouvrages existants, le renouvellement des autorisations ou concessions sera soumis à des prescriptions permettant de maintenir ou restaurer le bon état et la continuité écologique.

o 2°. "Cours d’eau *…+ dans lesquels il est nécessaire d’assurer le transport suffisant des sédiments et la libre circulation des poissons migrateurs"

Sur ces cours d’eau, tout ouvrage devra y être géré, entretenu et équipé selon des règles définies par l’autorité administrative, en concertation avec le propriétaire, ou à défaut l’exploitant.

Ces obligations sont applicables "à l’issue d’un délai de 5 ans après la publication des listes".

Les projets d’aménagements pour la restauration de la continuité écologique seront donc définis de manière à répondre aux objectifs et priorités des plans de gestion applicables.

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2.2.3 Le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) Rhône- Méditerranée

Approuvé par arrêté ministériel du 20 novembre 2009, ce document opposable aux collectivités fixe pour une période de 6 ans (2010-2015) les orientations fondamentales d’une gestion équilibrée de la ressource en eau et intègre les obligations définies par la DCE ainsi que les orientations du Grenelle de l’environnement pour un bon état des eaux d’ici 2015.

Les orientations fondamentales du SDAGE pour une gestion équilibrée de la ressource en eau répondent aux principaux enjeux identifiés à l’issue de l’état des lieux sur le bassin, à savoir :

1) Privilégier la prévention et les interventions à la source pour plus d’efficacité ; 2) Concrétiser la mise en œuvre du principe de non dégradation des milieux aquatiques ;

3) Intégrer les dimensions sociales et économiques dans la mise en œuvre des objectifs environnementaux ; 4) Renforcer la gestion locale de l’eau et assurer la cohérence entre aménagement du territoire et gestion de l’eau

5) Lutter contre les pollutions, en mettant la priorité sur les pollutions par les substances dangereuses et la protection de la santé ;

6) Préserver et redévelopper les fonctionnalités naturelles des bassins et des milieux aquatiques ;

7) Atteindre l’équilibre quantitatif en améliorant le partage de la ressource en eau et en anticipant l’avenir ; 8) Gérer les risques d’inondation en tenant compte du fonctionnement naturel des cours d’eau.

Ce SDAGE s’accompagne d’un programme de mesures dans lequel figurent les actions à mettre en œuvre pour atteindre les objectifs d’état des milieux aquatiques, et préciser l’échéancier et les coûts.

Les objectifs environnementaux en 2015 sont les suivants : - 66 % des eaux superficielles en bon état écologique - Cours d’eau : 61 %

- Plans d’eau : 82 % - Eaux côtières : 81 %

- Eaux de transition (lagunes) : 47 %

- 82 % des eaux souterraines en bon état écologique

Le bon état doit être atteint en 2015. Dans certains cas, l'objectif de bon état ne peut être atteint en 2015 pour des raisons techniques ou économiques ; le délai est alors reporté à 2021 ou au plus tard à 2027.

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3 Etat des lieux

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3.1 Contexte général du bassin versant

3.1.1 Contexte hydrographique

La Saine est un affluent de l’Ain, elle prend sa source au sein de la localité de Foncine-le-Haut, au sein du Parc Naturel Régional du Haut Jura. La Saine s’écoule sur un linéaire d’environ 19 km. Sur la partie amont, le Bief Brideau vient gonfler les eaux et conflue avec la Saine au niveau de Foncine-le-Haut. C’est au niveau de Foncine-le-bas que la Sainette conflue avec la Saine. A sa confluence avec l’Ain le module est de 8.5 m3/s. Cette valeur est relativement élevée si on la met en relation avec la taille du bassin versant, ceci s’explique par la différence de surface entre le bassin versant topographique de surface et le bassin hydrographique réel qui intègre le réseau karstique.

3.1.2 Contexte géologique

Formé il y a près de 35 millions d’années par la compression des Alpes, le Jura est un massif complexe composé d’une grande diversité géologique.

La roche superficielle est une roche Mésozoïque Marno-Calcaire présente la particularité d’être soluble au contact de l’eau ce qui va entrainer la création de fissures dans la roche permettant des infiltrations importantes.

Le fond de vallée est composé d’alluvions modernes ou quaternaires indifférenciées issus des dépôts sédimentaires ou glaciaires.

3.1.3 Contexte piscicole

Les trois secteurs d’étude sont localisés sur la partie amont des bassins versant et sont classés en première catégorie piscicole. Si on se réfère à la zonation piscicole de Huet, nous sommes dans une zone salmonicole où les populations piscicoles sont principalement dominées par la truite Fario. Cette espèce est considérée comme l’espèce cible dans le cadre de cette étude. Les résultats des inventaires présentés ci-dessous valident ce choix.

La Fédération du Jura pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique a réalisé des inventaires piscicoles au cours des dernières années sur la Saine et la Sainette. Sans être localisés à proximité immédiate des sites d’étude, ces données permettent de prendre connaissance des peuplements piscicoles et densités présents.

Sur la Sainette la station est localisée en amont du village à proximité du lieu-dit Les Serrettes. La pêche électrique réalisée au mois de septembre 2014 a mis en avant la présence d’une seule espèce ; la truite Fario dont la taille oscille entre 60 et 236 mm. Les effectifs sont abondants et relativement conformes à la typologie du cours d’eau avec 131 poissons pêchés avec une biomasse et une densité légèrement inférieure aux valeurs théoriques. Sur ce secteur la présence d’une fosse favorise l’attractivité.

Figure 6 : Localisation de la station sur la Sainette (source Fédération Pêche du Jura)

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Deux stations ont été pêchées sur la Saine : en amont de Foncine-le-Haut au lieu-dit « Chez Vallet » en août 2013 et juste en aval du stade de football en septembre 2014.

Figure 7 : Localisation des stations sur la Saine (source Fédération Pêche du Jura)

Sur ces deux sites, deux espèces ont été recensées : la truite Fario et le Vairon. Une importante différence est observée entre les deux stations. En effet, en amont si les individus recensés ont une taille relativement importante puisque comprise entre 210 mm et 279 mm, les effectifs sont très réduits avec seulement 10 poissons pêchés sur les deux passages. En revanche sur la station aval, le nombre d’individus présent se rapproche des valeurs théoriques avec près de 1 300 poissons recensés et une densité de 722 individus/10a.

La faiblesse des effectifs sur la station peut s’expliquer par le cloisonnement de la rivière avec la présence de deux obstacles en aval, le seuil référencé ROE 11668 et celui situé au niveau du pont Pasteur ROE 11656. La population fonctionne en vase clos et ne bénéficie pas de brassage génétique avec les populations implantées en aval. Sur la station aval la fédération de pêche souligne le caractère exceptionnel du nombre d’individus recensés en lien notamment avec une hydrologie très favorable sur trois années. De plus, un obstacle localisé en amont du secteur bloque les populations qui trouvent un substrat très favorable pour se reproduire.

3.2 Contexte hydrologique

3.2.1 Définition du contexte hydrologique

L’étude hydrologique réalisée doit permettre de déterminer les conditions d’écoulement de la Saine au droit des deux ouvrages à l’étude (ouvrage n°14/ROE 10055 et l’ouvrage n°16/ROE 10660) et de la Sainette au droit de l’ouvrage n°3 (ROE 10070).

Deux méthodes vont être utilisées afin de définir les débits de référence :

Une analyse régionale à partir de la station hydrométrique disponible de Foncine-le-Bas.

Une analyse effectuée à partir des méthodes usuelles en hydrologie.

Comme évoqué précédemment, la caractéristique première des bassins versant étudiés est le réseau souterrain à l’amont du bassin versant lié à la géomorphologie du site. En effet, la source de la Saine correspond à une exsurgence dont il est difficile de caractériser le débit sortant. Il sera donc nécessaire de relativiser les résultats obtenus par les méthodes usuelles en hydrologie.

La définition du contexte hydrologique va permettre d’obtenir différents paramètres hydrologiques : temps de concentration et coefficients de ruissellement notamment, nécessaires pour calculer les débits de références à partir des formule hydrologiques qui seront présentées par la suite.

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3.2.2 Présentation et caractéristiques du bassin versant

Les trois bassins versant à l’étude sont présentés en annexe. Cette carte a été réalisée à l’aide d’un système d’Information Géographique (SIG) et permet de définir les paramètres physiques des bassins versants.

Chaque bassin versant a été défini grâce à la méthode des principaux talwegs et interfluves (séries de points hauts) à partir de la lecture de la carte IGN au 1/25000ième et de l’étude de chaque axe d’écoulement. Ainsi il a pu être déterminé la direction de l’écoulement que peut prendre chaque goutte d’eau qui tombe en amont de l’exutoire. Il convient de préciser que ce travail a été effectué sur le bassin versant correspondant aux écoulements de surface.

Les paramètres suivants ont été calculés :

La superficie en kilomètre carré,

Le périmètre du bassin versant en kilomètre,

La longueur hydraulique (chemin le plus long parcouru par l’eau sur un bassin versant),

La pente moyenne du cours d’eau.

L’ensemble de ces paramètres est présenté dans le tableau ci-dessous.

Ouvrage Cours d’eau

Superficie Périmètre Longueur hydraulique

Altitude max.

Altitude min.

Pente du bassin versant

Km² Km Km mNGF mNGF %

OH 3 Sainette 6.51 11.22 5.08 1000 770 4.60

OH 16 Saine 37.92 28.88 10.24 1192 839 3.44

OH14 Saine 39.77 30.82 11.68 1192 807 3.29

BV totale Saine et

Sainette 92 41.64 12.74 1203 784 3.28

Tableau 2 : Caractéristiques physiques du bassin versant Etant donné les pentes moyennes des deux cours d’eau au droit de chacun des ouvrages, ils peuvent être considérés comme torrentiels (1 à 6 %). Ils sont donc soumis à des crues rapides et à fortes vitesses d’écoulement avec un temps de réponse relativement court.

3.2.3 Occupation des sols

L’occupation des sols a été étudiée pour l’ensemble des bassins versants. Ce paramètre a été défini à partir de la cartographie IGN au 1/25000ième, la base de données géographique CORINE Land Cover 2006. Cet inventaire fournit une information géographique de référence qui est issue de l’interprétation visuelle d’images satellitaires, avec des données complémentaires d’appui.

D’après la carte ci-contre on constate que sur l’ensemble de la zone, les versants sont recouverts en quasi-totalité de zones boisées. Le fond de vallée est principalement dominé par les terres agricoles notamment en amont et les zones urbanisées correspondant aux deux communes. Nous sommes donc sur un bassin versant rural à dominante forestière avec une urbanisation limitée aux fonds de vallée.

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19

Figure 8 : Répartition de l'occupation des sols sur le bassin versant de la Saine

Occupation des sols Surfaces %

OH 3 OH 16 OH 14

Agricole 0 5.6 5.3

Bourg 0.2 2.6 2.4

Forêt 85.3 56.2 55.0

Prairie 14.5 35.6 37.3

Tableau 3 : Répartition de l’occupation du sol du bassin versant

3.2.4 Coefficient de ruissellement

Le coefficient de ruissellement (Cr) est défini par le rapport entre la quantité d’eau ruisselée à la surface du sol et la quantité d’eau précipitée. Ce coefficient varie selon la nature géologique du sol, la pente de celui-ci et la végétation qui le recouvre. On obtient donc un coefficient qui reflète la capacité d’infiltration du bassin versant.

Les coefficients de ruissellement sont ensuite pondérés en fonction de l’occupation des sols. Il en résulte un coefficient de ruissellement global pour bassin versant.

Les coefficients de ruissellement utilisés pour chaque bassin versant sont présentés dans le tableau suivant : Occupation des sols Coeff de ruissellement

unitaire

Agricole 0.15

Bourg 0.50

Forêt 0.05

Prairie 0.10

Tableau 4 : Coefficients de ruissellement unitaire utilisé

On obtient donc par pondération les coefficients de ruissellement suivant pour chaque bassin versant : Bassin versant Coeff de ruissellement

du bassin versant

OH 03 0.06

OH 16 0.09

OH 14 0.09

Tableau 5 : Coefficients de ruissellements pondérés

Le coefficient de ruissellement du bassin versant de la Saine retenu est de 0.09. Il correspond à un bassin versant à dominante rurale.

Le résultat est sensiblement le même sur le bassin versant de la Sainette avec une valeur de 0.06. Ces faibles coefficients traduisent une implantation forestière extrêmement marquée avec peu ou pas de surfaces urbaines et agricoles.

Plus ce coefficient est faible plus la capacité d’infiltration du sol est importante.

3.2.5 Temps de concentration

Le temps de concentration représente la durée mise par l’eau ruisselée pour parcourir la plus longue distance hydraulique entre l’amont et l’exutoire d’un bassin versant. Le temps de concentration peut être calculé à partir de différentes formules à adapter selon le type et la taille du bassin versant. Trois de celles-ci, adaptées

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20

aux bassins versants réduits, ruraux et semi-ruraux, tel que nos bassins versants étudiés, sont présentées ci- dessous.

Formule de Ventura

Avec :

 Tc : temps de concentration en minutes

 S : Superficie en km²

 P : pente en %

Formule de Turazza

Avec :

 Tc : temps de concentration en minutes

 S : superficie en km²

 L : longueur du plus long thalweg en km

 P : pente moyenne en %

Les temps de concentration calculés sur chaque bassin versant sont les suivants :

Méthode OH 3 OH16 OH14

Tc (en min) Tc (en h) Tc (en min) Tc (en h) Tc (en min) Tc (en h)

Ventura 70 1.17 266 4.22 265 4.42

Turazza 69 1.16 235 3.93 256 4.27

Valeur retenue 69 1.16 244 4.07 260 4.34

Tableau 6 : Temps de concentration

Le temps de concentration est un paramètre indispensable aux calculs des débits de référence. Les paramètres utilisés qui permettent d’estimer le temps de concentration sont la pente, la longueur du plus long talweg et la superficie.

Ici, on peut constater que le bassin de la Saine au droit de nos ouvrages a un temps de concentration d’environ 4h. C’est un temps de concentration relativement court, lié à la taille du bassin versant et à sa pente. La couverture forestière du bassin versant impose tout de même un temps de séjour et un taux d’interception long qui permet ainsi de rallonger le temps de concentration.

Pour ce qui est de la Sainette, On constate un temps de concentration inférieur à 1h30 min. On peut l’expliquer par une pente plutôt importante et la forme allongée du bassin versant pour un linéaire court.

Cependant comme évoqué précédemment, les transferts souterrains qui ont lieu sur les têtes de bassin dans la région ne sont pas pris en compte par les calculs. En effet, le calcul du temps de concentration représente le temps qu’une goutte d’eau met pour être transférer de la tête du bassin à l’exutoire. Dans notre cas, il est très difficile d’estimer le temps dans le domaine calcaire et karstique. Des investigations plus complètes et plus complexes, notamment par suivi colorimétriques, affineraient les résultats.

(21)

21

3.2.6 Climat et précipitations

Pour être complète, l’analyse hydrologique doit s’intéresser aux paramètres climatiques. En effet pour être exhaustive, une étude hydrologique doit étudier le complexe dans son ensemble. Une approche systémique est nécessaire. Maintenant que les paramètres physiques ont été étudiés, nous allons nous arrêter sur les conditions climatiques de la région et plus particulièrement sur nos bassins versants. Les pluies et temps de retour associés sont aussi des paramètres à prendre en compte pour l’étude des débits de références.

3.2.6.1 Le climat Jurassien

Le climat Jurassien est un climat semi-continental dégradé.

Le climat continental est un climat de zone tempéré caractéristique des zones relativement éloigné du littoral.

A nos latitudes, le climat continental se caractérise par une amplitude thermique annuelle d’une vingtaine de degrés Celsius.

Ici le climat est semi-continental dégradé, c’est-à-dire qu’en plus des influences continentales, le climat subit une légère influence méditerranéenne ainsi que des variations de relief stoppant la progression des perturbations les obligeant à se déverser sur la région. C’est aussi ce relief qui va empêcher l’influence méditerranéenne de s’exprimer.

La pluviométrie du territoire peut varier en moyenne de 900 mm/an à plus de 2000 mm/an. Ces précipitations sont apportées sur la région soit sous forme de pluies soit sous forme de neige. Cet apport de neige entraine un régime d’écoulement des rivières de la région de type « mixte » c’est-à-dire que ces cours d’eau sont soumis à deux alimentations de leur bassin : pluvial et/ou neigeux.

Figure 9 : Pluviométrie moyenne annuelle jurassienne (d’après http://dole-douz. evolution_climat_dole.htm)

Avec des plateaux exposés Ouest et Nord, l’influence des deux climats est à peu près équivalente. Nous avons donc dans la zone des hivers plutôt rigoureux, enneigés avec une période de hautes eaux à la fonte de la neige (printemps). La période estivale est marquée par des températures élevées et des orages violents qui constituent un apport d’eau importante et brutale tout en étant une cause d’érosion majeure.

Foncine-le-Bas

(22)

22

C’est cette variation de pluviométrie et de température caractéristique du mélange de ces deux influences météorologiques, sur un territoire à forte variation altimétrique qui vaut au climat jurassien son appellation de climat semi-continental dégradé.

3.2.6.2 Précipitations et temps de retour

Le choix de la station météorologique la plus représentative des caractéristiques pluviométriques observées sur l’ensemble des bassins versants est la station Météofrance de Lons-Le-Saunier. Cette station météorologique a été choisie d’une part pour la fiabilité de ses mesures et d’autre part pour sa localisation par rapport au bassin versant d’étude. En effet, la station météo est située à 45km de notre bassin versant d’étude dans une zone de pluviométrie voisine.

Les données pluviométriques recueillies sont les suivantes :

Période de retour Hauteur estimée (en mm)

5 ans 83.8

10 ans 100.1

20 ans 120.0

30 ans 134.3

50 ans 153.6

100 ans 184.4

Tableau 7 : Cumul des précipitations et temps de retour

Les temps de retour et précipitations présentées ci-dessus sont ceux pour des précipitations comprises entre 6 et 24 h. Ce sont celles que nous considérerons comme les plus génératrices de crues dans la région.

A partir des relevés et des observations, Météo France fournit les paramètres de Montana évalués sur une période d’observation satisfaisante. Ce sont donc ces coefficients de Montana qui seront utilisés dans la suite de l’étude notamment pour le calcul des hauteurs de pluies inférieures à 24h.

Période de

retour Coefficient de Montana a

Coefficient de Montana b

5 ans 9.37 0.709

10 ans 9.778 0.691

20 ans 9.712 0.666

30 ans 9.487 0.648

50 ans 8.993 0.623

100 ans 8.169 0.586

Tableau 8 : Coefficients de Montana

(23)

23

3.3 Détermination des débits de référence

L’objectif de ces études hydrologiques est de définir et calculer les débits de référence qui seront utilisés pour la suite de l’étude. Ces calculs de débits donneront des résultats pour des crues comme Q10, Q100 mais aussi des débits moyens comme module, double module et des débits d’étiage, QMNA5. Attention, la fiabilité de l’estimation pour les débits les moins fréquents n’est pas très bonne. En effet, la meilleure méthode est l’exploitation des données d’une station hydrométrique sur le cours d’eau avec une longue série de campagnes de mesures. C’est pour cela que nous utiliserons les deux méthodes afin d’être au plus juste.

3.3.1 Détermination des débits d’étiage et module

La méthode utilisée sera donc celle de la transposition de bassin versant. Il s’agit là d’une méthode qui utilise une simple transposition d’un bassin versant connu (Q2) à un bassin versant inconnu (Q1). La relation liant les deux bassins versants est la suivante :

Q1 = Q2 (S1 / S2) Avec,

S1 = Superficie du bassin versant (Saine ou Sainette) S2 = Superficie du bassin connu

Et a le coefficient de transposition.

La transposition de bassin versant sera faite à partir des données obtenues sur le site d’eaufrance « Banque HYDRO ». Nous utiliserons comme point de comparaison la station localisée à Foncine-le-Bas (code station V2024010). Cette station est localisée à la confluence entre la Saine et la Sainette, elle sera donc utilisée pour le calcul de nos débits au droit des trois ouvrages. L’emplacement de cette station est idéal pour ce type d’exercice car la pente et les caractéristiques d’occupation des sols sont identiques à nos bassins versant. Le choix de cette station permet donc d’avoir des résultats les plus fiables possible.

Les données de cette station nous donne un QMNA5 de 0.337m3/s et un module de 3.43m3/s pour une superficie de 55.8km²

Par l’équation présentée ci-dessus, nous obtenons un débit caractéristique suivant :

Débits de références Sainette (OH3) Saine (OH16) Saine (OH14)

QMNA5 (m3/s) 0.041 0.167 0.174

QMNA2 (m3/s) 0.073 0.3 0.311

MODULE (m3/s) 0.41 1.69 1.75

2XMODULE (m3/s) 0.82 3.37 3.5

Tableau 9 : Valeurs des débits d'étiage

Une autre méthode permettant de contrôler les résultats est utilisée en hydrologie afin de déterminer le débit d’étiage. Le débit d’étiage peut être exprimé en fraction du module, soit QMNA5 = 15 % de Qmodule. Les résultats obtenus sont du même ordre de grandeur. Nos résultats sont donc cohérents.

Cette méthode reste une méthode de transposition est l’intervalle de confiance est de 80 %, mais l’avantage dans ce cas est que la transposition du bassin versant se fait sur le même bassin versant.

(24)

24

3.3.2 Détermination du débit de crue décennale

Afin de déterminer le débit de crue décennale, deux méthodes ont été utilisé afin de comparer les résultats et réduire ainsi le risque d’erreur. L’ensemble des résultats seront présentés et ainsi le choix de la méthode sera fait selon leur pertinence.

3.3.2.1 Méthodes hydrologiques utilisées

Méthode CRUPEDIX

Cette méthode développée par le CEMAGREF est une méthode statistique sommaire valable pour des bassins versants de taille comprise entre 2 et 2000 km² et établie à partir d’une analyse statistique de 630 bassins versants français.

Avec :

Q10 : débit de pointe décennal (m3/s) ; S : superficie du bassin versant (km²) ;

Pj10 : pluie journalière décennale centrée (mm) ; R : coefficient régional.

L’incertitude de la méthode pour l’échantillon considéré est grande puisque l’intervalle de confiance à 90% est

 

  Q Q

2

2 ;

et celui à 70% est

 

  2

; 3 3 2 Q Q

.

Méthode OH 3 OH14 OH16

S 6.515 39.77 37.92

Pj10 114.1 114.1 114.1

R 1 1 1

Q10 (m3/s) 9.1 40.28 38.77

Tableau 10 : Calcul par la méthode CRUPEDIX Méthode de la transposition des bassins versant

Le tableau ci-dessous synthétise les résultats :

Méthode OH 3 OH14 OH16

Q10 (m3/s) 9.47 38.7 37.3

Tableau 11 : Résultats pour Q10 par la méthode de la transposition des bassins versant

La transposition des bassins versant a été réalisée sur la station de Foncines-le-bas, qui nous permet d’obtenir des résultats fiables, étant donné la position géographique de la station.

La comparaison des deux méthodes, nous donne des résultats intéressants avec une différence faible voire nulle si l’on prend en compte dans les calculs la marge d’erreur de ces deux méthodes. Nous retiendrons ainsi les résultats obtenus par la méthode de la transposition des bassins versant.

(25)

25

3.3.3 Détermination des débits supérieurs à la crue décennale

De la même façon que pour le calcul des débits de temps de retour 10 ans, nous utiliserons d’une part la méthode de la transposition des bassins versant avec celle du Gradex, ce qui permettra de comparer les résultats et de choisir au plus juste les résultats pour des temps de retour supérieur à la Q10.

Méthode du Gradex

Le GRADEX est une méthode simplifiée qui permet d'estimer les débits de crues extrêmes. Elle est développée par EDF depuis 1966 et s’applique aux bassins versants de 0 à 5000 km², dont le temps de concentration se situe entre 1 heure à 4 jours.

Elle consiste à extrapoler les débits de fréquence rare parallèlement à la loi des pluies à partir de la valeur de la crue décennale.

On obtient ainsi, par déduction de l’ajustement des pluies à une loi de Gümbel, la relation suivante :

 

Q C G ln( lnF) 2.25

F (T)

Q

p

k 10

p d

  

Avec :

 Qp(T) : débit moyen de crue de période de retour T (m3/s) ;

 Q10 : débit de crue décennal (m3/s) ;

 Cp : coefficient de pointe de la crue ;

 (rapport du débit instantané maximal sur le débit moyen de la crue) ;

 F : fréquence de retour

T

1 1 F  

 Gd : gradex des débits (m3/s) t *86.4 24

* G

* G S

b p d

-

S : surface du bassin versant (km²) ;

-

Gp : gradex des pluies sur le temps de base heures (mm) ;

-

tb : temps de base de l’hydrogramme de crue, pris égal à 3Tc

 Fk : facteur de forme du bassin versant

1.4 Fk  K

-

Où :

S 0.28 P

K

indice de compacité de Gravelius

(26)

26

Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous

OH 3 OH14 OH16

Q5 6.14 26.49 24.59

Q10 9.1 38.7 37.3

Q20 12.78 43.34 43.24

Q50 18.40 64.19 61.52

Tableau 12 : Résultats des débits de crue par la méthode du GRADEX Méthode de la transposition des bassins versant

Cette méthode sera aussi utilisée pour les temps de retour de crue afin de pouvoir, une fois de plus, comparer les résultats et obtenir ainsi des résultats fiables. Le tableau ci-dessous présente les résultats :

OH 3 OH14 OH16

Q5 8.25 35.07 33.65

Q10 9.47 40.28 38.77

Q20 10.65 45.29 43.78

Q50 12.14 51.63 49.70

Tableau 13 : Résultats des débits de crue par la méthode de la transposition des bassins versant Si l’on compare les résultats entre les différentes méthodes, les débits sont homogènes, on a donc une fiabilité des résultats. Pour les débits supérieurs à Q10, la différence entre les résultats est plus notable. En effet, l’approche statistique utilisée pour calculer les temps de retour trouve ses limites lorsque la série de données est trop faibles.

Nous retiendrons pour les débits de crues, les résultats obtenus par la méthode de transposition des bassins versant.

3.3.4 Débits de référence retenus

D’après nos calculs et les différentes méthodes hydrologiques usuelles, les débits de références retenus sont présentés dans le tableau suivant. Nous ne calculerons pas ici le débit centennal en vue des données utilisées.

En effet, plus les débits de référence ont une période de retour élevé, plus l’intervalle de confiance est important.

Tableau 14 : Résultats pour les différents temps de retour

Temps de retour Q en m³/s

OH 3 OH 16 OH 14

QMNA5 0.041 0.167 0.174

QMNA2 0.073 0.3 0.311

Q MODULE 0.41 1.69 1.75

Q MODULE 2 0.82 3.37 3.5

Q2 6.38 27.14 26.13

Q5 8.25 35.07 33.65

Q10 9.47 40.28 38.77

Q20 10.65 45.29 43.78

Q50 12.14 51.63 49.70

(27)

4 Caractérisation des ouvrages et de leurs impacts sur le

fonctionnement des

cours d’eau

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28

4.1 Ouvrage hydraulique de l’ancienne forge (ROE 10070)

4.1.1 Données historiques

Les recherches effectuées sur Internet ont permis de découvrir le site de M. GUYON (http://foncinelebas.free.fr), un passionné qui a retracé l’histoire du canton des Planches en Montagne.

Plusieurs pages sont consacrées au village de Foncine-le-Bas et aux activités liées à la présence des cours d’eau que sont la Saine et la Sainette.

Concernant la date de construction de l’ouvrage nous n’avons pas trouvé d’information précise. Sur la carte de Cassini, qui permet d’indiquer la présence d’un ouvrage antérieure à 1789, le seuil est représenté.

Figure 10 : http://cassini.ehess.fr/cassini/fr/html/1_navigation.php

D’après les récits historiques, une première activité aurait vu le jour sur les berges de la Sainette à la fin du XVIème siècle avec l’établissement d’une clouterie. L’installation d’un martinet a permis la fabrication d’outils de taillanderie (sécateurs, cisailles…) ainsi que des pièces d’horlogerie.

Figure 11 : ouvrage en cours de fonctionnement

(29)

29

En 1834, la famille LIBOZ rachète le bâtiment pour installer une forge et faire du charronnage. La force hydraulique servait à faire tourner des roues à augets situées sur l’arrière du bâtiment et actionnait un soufflet.

Dans le même temps une menuiserie aurait également occupait les bâtiments et profitait de la force hydraulique.

Le dernier occupant de la forge fut M. LIBOZ. L’utilisation du moulin aurait définitivement cessé au début des années 1990 suite à une violente crue de la Sainette qui a sérieusement dégradé le bâtiment.

Soufflet de forge en état de fonctionnement et mécanisme situé dans le second bâtiment

4.1.2 Situation administrative et réglementaire

Dans le cadre de l’étude, il est indispensable de connaitre avec précision la consistance réglementaire de l’ouvrage et la nature d’un éventuel droit d’eau. En effet, ce document permettra dans un premier temps de constater qu’une autorisation de dérivation des eaux de la Sainette existe et d’autre part de déterminer le débit qui peut être utilisé.

A l’échelle du cours d’eau, la zone d’étude est classée en liste 1 au titre de l'article L214-17 du code de l'environnement, introduit par la loi sur l'eau et les milieux aquatiques de décembre 2006. Ce classement se base sur les réservoirs biologiques identifiés par le SDAGE et empêche toute nouvelle construction susceptible de faire obstacle à la continuité écologique.

Dans le cas d’un règlement d’eau en vigueur et d’une dérivation des eaux de la Sainette, le maintien du débit réservé correspondant à 10 % du module devra être assuré. En effet, l’article L214-18 du Code de l’environnement impose à tout ouvrage transversal dans le lit mineur d’un cours (seuils et barrages) de laisser dans le cours d’eau à l’aval, un débit minimal garantissant en permanence la vie, la circulation et la reproduction des espèces présentes. Ce débit, d’une manière générale, ne doit pas être inférieur au 1/10ème du module.

4.1.2.1 Règlement d’eau

A ce jour, les contacts avec la DDT39 et l’ONEMA n’ont pas permis de prendre connaissance les droits d’eau.

Sur la base des photographies anciennes témoignant du fonctionnement de l’ouvrage et du débit susceptible de s’écouler par la prise d’eau dans la maçonnerie, une demande de reconnaissance d’antérioté pourra être formulée auprès de la DDT39.

4.1.2.2 Propriété de l’ouvrage

Au cours des deux derniers siècles plusieurs propriétaires se sont succédés. Les derniers héritiers ont accepté de céder le bâtiment à la commune de Foncine-le-Bas à l’euro symbolique en 2012.

(30)

30

L’ancienne forge est localisée en rive droite sur la parcelle cadastrale B 1286 et l’ouvrage est accolé aux parcelles B 1286 en rive droite et B 119 en rive gauche.

Figure 12 : https://www.cadastre.gouv.fr

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.

(31)

31

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

(32)

32

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

(33)

33

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 %

(34)

34

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.

(35)

35

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.

(36)

36

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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