Régulation du transport solide par les barrages de correction torrentielle: confrontation d'observations de terrain avec des expériences en laboratoire

Résumé : Afin de lutter contre les aléas liés aux torrents de montagne, un grand nombre de structuresde protection ont été mises en place depuis le milieu du 19ème siècle. Plus de 14 000 barrages decorrection torrentielle sont ainsi recensés en forêt domaniale ”RTM” [Carladous, PhD MS, 2016].Parmi leurs multiples rôles, ils impactent le transport solide en complément de stabiliser les zonessources de production sédimentaire.Cet effet des barrages de correction torrentielle sur la régulation du transport solide a été conceptualisépar Gras [Etudes sur les torrents des Alpes, 1857]: au niveau des biefs situés entre lesouvrages, la présence de barrages génère des dépôts lors des crues à forte concentration solide. Cesdépôts sont remobilisés par la suite lors des crues suivantes. Les constructeurs de barrages mettentdonc à profit les ‘respirations torrentielles’, c’est-à-dire les fluctuations naturelles de stockagesédimentaire des lits des torrents, pour diminuer les volumes transportés lors des fortes crues ; ceci neperturbe pas la continuité sédimentaire sur le long terme, puisque les volumes déposés et remobilisésne sont pas extraits du cours d’eau.L’observation de respirations de grande ampleur au droit des barrages est rapportée par denombreux documents [Fabre, Essai sur la théorie des torrens et des rivières, 1797; Jaeggi, Dynamicsof Gravel-Bed Rivers - Chap 30. 1992; Astrade et al., Coll Edytem 2011; SEDALP, WP6 final report2015]. Le site du torrent de la Lampe (St Paul de Varces – 38) a fait l’objet de mesure par Lidarterrestre en 2005, 2006, 2007, et 2008 [Astrade et al., ibid]. Les analyses diachroniques démontrent quedes phénomènes de dépôts et d’érosions ont lieu au droit des 5 barrages RTM. On observe que chaquebief réagit de manière semi-indépendante: le phénomène de cascade sédimentaire transfèreclassiquement les volumes de sédiments de l’amont vers l’aval. En revanche, un phénomène marquéd’érosion dans un bief donné ne génère pas de déstabilisation du lit dans le bief amont, par érosionrégressive et dépavage, tel que cela se produit dans les torrents non équipés de barrages.Des observations similaires de dépôts transitoires au droit de barrages ont été réalisées sur lessites du Manival (Isère) et du Réal (Alpes Maritimes) [SEDALP, ibid 2015; Bel, PhD MS 2016].Les mécanismes de recharge sédimentaire observés au droit des barrages tendent à donner un facièsparticulier au lit du torrent qui apparaît plus lissé et travaillé par de multiples chenaux de dimensionrelativement petite. Ces recharges sont suivies par des évènements d’érosion et de vidange sédimentairecaractérisés par l’apparition d’un chenal principal s’incisant dans les dépôts suivi de son élargissementpar divagation latérale.Ces cycles similaires d’érosion/dépôt ont été observés dans les expériences en laboratoire dePiton et Recking [Proc. conf. RIVERFLOW 2014]. Des conditions d’alimentation solide etliquide identiques ont été appliquées à un canal avec et sans barrage. Ces mesures détaillées du transportsolide montrent que la compartimentation du système tend à régulariser le débit solide : en l’absencede barrage, des épisodes rares de dépavage de l’ensemble du tronçon génèrent d’importantes pulsationssédimentaires. En présence de barrages, de tels épisodes ne peuvent avoir lieu. Les pics erratiques dedébit solide sont d’autant plus régularisés que le système est compartimenté, c’est-à-dire que le nombre331de barrage est important. La charge solide est donc transférée dans son ensemble mais avec desintensités moins fortes, ce qui correspond, par conservation de la masse, à des épisodes finalement plusnombreux.Les respirations torrentielles sont des phénomènes naturels d’alternance de stockages et de remobilisationsde la charge solide dans les biefs des torrents. Les observations de terrain montrent qu’ellessont marquées dans les zones où des barrages de correction torrentielle sont présents. Des essais delaboratoire confirment cette tendance. Le phénomène naturel est ainsi exacerbé au droit des barragesqui compartimentent le lit des torrents et provoquent des stockages temporaires entre chaquestructure. Les épisodes extrêmes de transport sédimentaire tendent donc à être transformés en desépisodes plus réguliers et moins intenses. Des suivis de terrain du transport sédimentaire sur le longterme pourraient permettre de confirmer ces tendances.
Type de document :
Communication dans un congrès
15ème Congrès Français de Sédimentologie, Oct 2015, Chambéry, France. 2015, 〈http://asf2015.sciencesconf.org/conference/asf2015/pages/BookASF2015_versionenvoyee.pdf〉
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Contributeur : Florent Breuil <>
Soumis le : mardi 24 mai 2016 - 10:06:58
Dernière modification le : jeudi 11 octobre 2018 - 15:03:32

Identifiants

  • HAL Id : emse-01320562, version 1

Citation

Guillaume Piton, Coraline Bel, Simon Carladous, Firmin Fontaine, Hervé Bellot, et al.. Régulation du transport solide par les barrages de correction torrentielle: confrontation d'observations de terrain avec des expériences en laboratoire. 15ème Congrès Français de Sédimentologie, Oct 2015, Chambéry, France. 2015, 〈http://asf2015.sciencesconf.org/conference/asf2015/pages/BookASF2015_versionenvoyee.pdf〉. 〈emse-01320562〉

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