Scénario 2 : Petite Loire creusée et duit arasé

Ce scénario représente la situation actuelle à Orléans : les travaux (arasement du duit sur 235 m et creusement de la Petite Loire) ont été réalisés par la DDT45 depuis un an. Il s'agit là de vérifier l'efficacité des travaux quant à l'incision de la Loire, ainsi que leur viabilité en termes de dépôt dans la Petite Loire.

 

  • Carte des vitesses

Figure 2.1 : Carte des vitesses (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

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Nous observons que le creusement de la Petite Loire a permis dans l'ensemble de diminuer les vitesses dans l'ensemble de la zone d'étude. Il convient de lire cette diminution globale comme un rééquilibrage de l'écoulement entre Petite Loire et Loire : cette répartition équitable du fluide entre les deux biefs facilite l'homogénéisation des vitesses dans l'ensemble du domaine étudié. 

Dans la Loire tout d'abord, la vitesse est quasi-homogène et égale à 0.96 m.s-1. On n'observe plus qu'une seule zone de "sur-vitesse" valant 1.12 m.s-1 ("tâche" orange), alors qu'on en observait trois dans le scénario 1. Le long du duit côté Petite Loire, la largeur du "couloir d'accélération" évoqué dans le scénario 1 a nettement diminué. De plus, la vitesse n'y est plus homogène et égale à 0.96 m.s-1 (jaune) : quelques inhomogénéités à 0.8 m.s-1 (vert) apparaissent.

Dans la partie amont de la Loire, l'écoulement est également ralenti : une fraction non négligeable de vitesses passe de 0.96 à 0.8 m.s-1 (du jaune au vert). Dans la partie avale de la Loire, la vitesse est quasiment homogène et égale à 1.12 m.s-1(orange). Les régions de sur-vitesses à 1.28 m.s-1 (rouge) sont moins nombreuses et plus localisées.

Enfin, dans la Petite Loire, la vitesse est désormais homogène et égale à 0.8 m.s-1 (vert). La vitesse a notamment diminué en entrée de Petite Loire : elle est maintenant comprise, non plus non plus entre 0.8 et 0.96 m.s-1, mais entre 0.64 et 0.8 m.s-1 .

Seul domaine où la vitesse n'a pas diminué : en sortie de Petite Loire. Ceci était attendu étant donné que le coude est toujours présent, et constitue donc toujours une zone d'accélération privilégiée.

 

  • Carte du flux de charriage

Figure 2.2 : Carte du flux de charriage (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Cliquer ici pour afficher la carte du flux de charriage du scénario 1

Le flux de charriage, en accord avec la diminution globale de la vitesse, a également bien diminué dans l'ensemble de la zone d'étude. Il est maintenant inférieur ou égal à 10-7 m².s-1 dans la quasi totalité de la Loire (alors qu'il valait en moyenne 5x10-6 m².s-1 le long du duit côté Loire dans le scénario 1). Il en est de même dans la Petite Loire et le long du duit côté Petite Loire (dans le "couloir d'accélération"). Enfin, dans la partie avale de la Loire, le flux de charriage est presque homogène et égal à 2x10-5 m².s-1, contrairement au scénario 1 dans lequel se dessinaient nettement des zones à 4x10-5 m².s-1

 

  • Carte d'érosion

Figure 2.3 : Carte d'érosion (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Cliquer ici pour afficher la carte d'érosion du scénario 1

Analyse :

La carte d'érosion est extrêmement intéressante en termes d'optimisation du transport sédimentaire : l'érosion est quasiment nulle dans l'ensemble de la Petite Loire, exception faite de l'entrée de la Petite Loire, où elle reste de l'ordre de -1.3 m par endroits. Quant à la Loire, le phénomène d'incision semble avoir été quasiment stoppé : l'érosion maximale est maintenant de -0.45 m (là où elle était de -1.2 m dans le scénario précédent), et elle est localisée en une zone unique.

Si l'on trace sur un même graphe l'évolution (définie comme la différence entre le fond à un instant t et le fond à l'instant initial) au point de coordonnées (22460,599 ; 56361,101) (le même point que celui de la figure 1.4 du scénario 1) pour chacun des scenarii 1 (courbe bleue) et 2 (courbe rouge), nous obtenons :

Figure 2.4 : Evolution temporelle du fond de la Loire en un point pour chacun des scénarii 1 et 2.

Le résultat est concluant : en un point où il y avait érosion de -1.2 m dans le scénario 1, il y a maintenant dépôt de 40 cm.

Il peut être également intéressant de tracer le même graphe mais au point où l'érosion est maximale dans la Loire pour ce scénario (point (22463,099 ; 56350,000)). Le résultat est le suivant :

Figure 2.5 : Evolution temporelle du fond de la Loire en un second point pour chacun des scénarii 1 et 2.

On observe cette fois non plus un dépôt de 40 cm mais une érosion de 45 cm pour le scénario 2. Cette érosion reste néanmoins beaucoup moins forte que pour le scénario 1, où elle valait -1.1 m. Le creusement de la Petite Loire a bien pour effet de ralentir l'incision de la Loire et de la diminuer nettement en amplitude.

Il demeure néanmoins un problème non réglé par le creusement de la Petite Loire : celui de l'érosion très importante en sortie de Petite Loire.

Critique :

Néanmoins ce problème n'est pas un problème numérique, puisqu'il est en accord avec la réalité comme  nous avons pu le constater lors de la visite à Orléans. En effet, cet endroit se trouve renforcé par des piliers en bois afin de lutter contre une érosion nuisible. La photo ci-dessous représente cette barrière :

Figure 2.6 : Photo prise lors de la visite à Orléans de la sortie de Petite Loire.

 

  • Carte de dépôt

Figure 2.7 : Carte de dépôt (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

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Le dépôt semble avoir diminué dans l'ensemble de la zone étudiée, notamment en entrée de Petite Loire où il restait relativement élevé dans la configuration précédente. Afin de vérifier s'il y a une réelle amélioration par rapport au scénario 1, traçons l'évolution temporelle du fond de la Petite Loire en deux points voisins ((23237;56127) pour la courbe rouge et (23146;56144) pour la courbe bleue), comme nous l'avons fait pour le scénario 1 (figure 1.7). Ces deux points sont très proches de ceux représentés sur la figure 1.6 (points rouges) même si ce ne sont pas exactement les mêmes. De fait, l'évolution au point (23109;56104) de la figure 1.7 est nulle dans le cas du scénario présent : nous avons donc choisi un autre point voisin où il y avait une certaine érosion. Le résultat est présenté sur la figure suivante :

Figure 2.8 : Evolution temporelle du fond de la Petite Loire en deux points voisins (cliquer sur l'image pour l'agrandir).

Cette fois, le dépôt est plus lent que l'érosion en entrée de Petite Loire : il vaut environ 10 cm au bout de 1.2x106 s., alors que l'érosion en un point voisin vaut près de -40 cm. Le creusement de la Petite Loire semble donc être une solution viable à long terme : la Petite Loire se creuse plus vite qu'elle ne se rebouche. Une remarque s'impose à propos de cette conclusion : il faut rester conscient que la courbe précédente reste une analyse ponctuelle. Elle met en lumière une tendance de la zone étudiée, sans pour autant la confirmer en tout point du domaine.

La réflexion menée à propos du caractère ponctuel de cette analyse, qui a été menée dans le cadre de l'étude de la figure 1.7, est toujours valable ici.

 

  • Animation du fond

Film de l'évolution du fond en 5 h pour un diamètre moyen des grains de 0.05 mm.

ATTENTION : à nouveau, cette animation a été réalisée avec un diamètre des grains bien inférieur à la réalité (0.05 mm). Cette vidéo permet donc simplement d'illustrer les traits majeurs que nous avons décelés jusque-là : une érosion nettement encore réduite dans la Loire par rapport au scénario précédent parallèlement à une érosion s'étant relativement stabilisée dans la Petite Loire et sur l'île.

 

  • Conclusion partielle

En résumé, le creusement de la Petite Loire en complément à l'arasement de la partie amont du duit permet plusieurs améliorations. D'une part, l'incision de la Loire a nettement diminué : si cette tendance s'était déjà vérifiée dans le scénario 1, elle est ici amplifiée. D'autre part, le dépôt dans la Loire a nettement diminué : la Petite Loire semble se creuser plus rapidement qu'elle ne se rebouche. Cette dernière remarque tend à valider la viabilité de cet aménagement dans le temps.

Néanmoins, certaines valeurs fortes d'érosion n'ont pas disparu, même si elles restent localisées. C'est le cas notamment en sortie de Petite Loire. Si ces valeurs sont en accord avec la réalité observée sur le terrain, il n'en reste pas moins qu'elles demeurent problématiques vis-à-vis de la stabilité des berges de la Petite Loire. C'est dans le but de parer à ce problème que l'aménagement suivant a été conçu.

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