Introduction et contexte général

Aux portes du massif des Écrins, Puy-Saint-Vincent est une commune du département des Hautes-Alpes située à 1400m d'altitude. En raison de sa situation géographique dans la vallée, elle est protégée des vents par les hauts sommets, ce qui lui vaut le surnom de "La protégée des vents". 

 

Figure 1 - Localisation de la station Puy-Saint-Vincent (source : IGN)

Sa position étant stratégique, une station de sports d'hiver a été développée dès 1968 et ne cesse de se développer au fil des années. Aujourd'hui, Puy-Saint-Vincent est une station de ski de taille moyenne, qui s'étend sur 3 niveaux : 1400, 1600 et 1800 m et qui compte 33 pistes de ski réparties sur 36 km. Une retenue d'altitude de 27 000m3 permet d'alimenter un réseau d'enneigeurs couvrant 20% du domaine. Le point culminant, la pointe de la Pendine, se trouve à 2746 m, ce qui offre à la station un dénivelé intéressant de plus de 1300 m.

Cette station de ski est au coeur des activités de la commune. Le tourisme hivernal représente la majorité des retombées économiques et une part importante des investissements. Face à la demande de plus en plus exigeante des clients et à la concurrence, Puy-Saint-Vincent cherche à se renouveler afin de rester attractive et moderne. Des investissements permettant de fournir un enneigement de qualité sur la totalité de la saison d'hiver et d'assurer une capacité d'accueil importante sont inévitables.
La partie inférieure de la station étant basse en altitude, la station est particulièrement vulnérable aux impacts du réchauffement climatique. Ce dernier risque de menacer, à long terme, le bon fonctionnement de la station. Face à la pénurie annoncée de neige, une diversification des activités n'est pas suffisante. La station n'a pas d'autre choix que de se développer pour faire face à ces différentes problématiques. Le recours à un agrandissement du domaine skiable, du parc d'enneigement artificiel et/ou du parc touristique est à envisager.

Cependant, tous ces agrandissements impliquent inexorablement l'augmentation des besoins en eau, que ce soit en terme d'eau potable ou de production de neige de culture. Dans un contexte où l'eau devient de plus en plus précieuse, une optimisation de la gestion de l'eau est nécessaire. Le projet mené ici s'intéresse à cette problématique de ressources en eau et de sa gestion afin de rendre possible l'agrandissement de la station.

Il répond à la problématique :

Quels aménagements et études inhérentes doivent-être réalisés pour rendre possible l'agrandissement considéré?

Contexte de l'étude

Le projet présenté ici, s'articule en plusieurs étapes, la première étant la définition de l'agrandissement qui pourrait être envisagé par la commune. Cet agrandissement sera réalisé à la fois sur la capacité de production de neige de culture et sur les capacités d'accueil de la station de ski. Suite à cette hypothèse d'agrandissement, plusieurs axes émergent. 

La première problématique à traiter est celle concernant la ressource en eau disponible sur le bassin versant. En effet, il est nécessaire de réaliser une étude hydrologique afin d'évaluer si l'agrandissement est possible, du point de vue de cette ressource. Pour ajuster l'hypothèse, l'étude de l'impact du réchauffement climatique sera effectuée. Un ouvrage de stockage de l'eau sera envisagé afin de palier aux étiages d'hiver et d'assurer le bon fonctionnement de la station (Binôme 1).

Cette ouvrage va permettre le stockage temporaire de l'eau nécessaire à la production de neige de culture et d'eau potable, qui font l'objet de deux grands axes. L'implantation d'un nouveau réseau de canons à neige va être pensé afin d'assurer un enneigement constant durant l'hiver. Une attention particulière sera portée à une utilisation restreinte de l'eau (Binôme 2). Parallèlement, une usine de traitement d'eau potable sera dimensionnée  afin de répondre aux besoins croissants en eau dans la station. Le raccordement de cette usine au réseau sera étudiée pour permettre une meilleure gestion (Binôme 3).

Par ailleurs, dans un contexte de développement durable, la prise en compte des impacts environnementaux induits par l'agrandissement de la station est indispensable. Le dernier axe d'étude s'attachera à évaluer ces impacts, à les inscrire dans leur contexte réglementaire et à proposer des mesures compensatoires (Binôme 4).

Les objectifs précis de chaque binôme sont détaillés ci-dessous.

Binôme 1 - Étude du bassin versant

Objectifs :

Deux objectifs principaux sont associés à cette première étude du bassin versant. Elle vise avant tout à vérifier et à proposer des solutions pour rendre possible l'agrandissement souhaité en terme de ressource et de disponibilité en eau.

Dans un premier, une analyse préliminaire de la réponse du bassin versant va s'articuler en deux temps. Ses objectifs sont :

  • évaluer les ressources en eau disponibles sur le bassin versant de Puy-Saint-Vincent
  • quantifier l'impact du réchauffement climatique sur les hauteurs de neige afin d'affiner l'hypothèse d'agrandissement

Dans un second temps, un dispositif pour le stockage de l'eau va être envisagé afin de palier au manque d'eau pendant la période d'étiage hivernale. L'objectif principal est ici de choisir le scénario le plus adéquat parmi les deux suivants :

  • scénario 1 : redimensionner la retenue actuellement existante sur le domaine
  • scénario 2 : créer une nouvelle retenue (choix du site et dimensionnement de l'ouvrage)

 

Moyens spécifiques :

Afin de réaliser les objectifs exposés ci-dessus, le logiciel HEC-HMS ainsi que le modèle GR4J avec un module de neige (modèle degré-jour) vont être utilisés. Ces deux outils permettent de modéliser la réponse hydrologique du bassin versant. Une comparaison des résultats et de leur pertinence pourra ainsi être réalisée.
Google Earth et ArcGIS vont également être utilisés afin de déterminer le choix du site d'implantation de la retenue dans le second scénario.

Afin de faciliter l'exécution des travaux et d'enrichir l'étude, des contacts auprès de professionnels ont été établis, notamment auprès de bureaux d'étude et de nos professeurs.

 

Diagramme prévisionnel :

Les différentes étapes de travail ont été planifiées suivant la durée que nous avons jugée nécessaire pour les réaliser ainsi que leur ordre d'exécution. Le diagramme suivant, illustre le planning prévisionnel de l'étude.


Figure 1 - Diagramme prévisionnel (source : Microsoft Project)

 

Modification du planning prévisionnel :

Au fil de l'avancée du projet, certains conclusions ont entrainé la modification de ce planning. En effet, la retenue envisagée est susceptible d'être impactée par des avalanches. Au vu des risques à l'aval, nous avons jugé pertinent de compléter notre analyse par une étude de la rupture de la retenue. Cette étude a été réalisée à l'aide du logiciel TELEMAC 2D. De plus, le redimensionnement de la retenue déjà présente sur le domaine skiable a été vite abandonnée car irréalisable d'un point de vue technique, sécuritaire mais aussi du point de vue de la ressource en eau.
Enfin, la conception de la retenue a fait l'objet d'un attention plus important que celle envisagée initialement. Chacun des composants de cette dernière a été cité et dimensionné si les données à notre disposition le permettaient.

 

Interaction entre binômes :

Afin d'assurer une cohésion dans la réponse de la problématique globale du projet, les différents travaux des binômes sont articulés entre eux, comme illustré sur la figure ci contre.


Figure 2 - Organigramme d'interaction entre binômes

La vérification de la possibilité d'agrandissement en terme de ressource en eau disponible va nécessiter des interactions avec les binômes 2 et 3. En effet, l'hypothèse d'agrandissement est fixé par ces deux groupes (augmentation des besoin en eau potable et pour les canons à neige). Suivant les résultats obtenus, il sera nécessaire d'informer les autres binômes de l'éventuelle modification, en terme de volume d'eau, de l'hypothèse afin qu'elle soit réalisable.

Des interactions fréquentes sont également nécessaires avec le binôme 4, dont les travaux portent sur l'étude d'impacts. Le dimensionnement qui est envisagé pour les retenues dépend en partie du résultat de leur étude, à la fois pour le site d'implantation et la conception de la retenue.

Le site d'implantation de la retenue sera communiqué aux binômes 2 et 3 afin qu'ils puissent dimensionner le réseau d'eau entre la retenue et les canons à neige ou l'usine de traitement des eaux.

 

 

Binôme 2 - Enneigement artificiel et aménagement du domaine skiable

Objectifs :

Le binôme 2 s'occupe de l'agrandissement du domaine skiable.

Notre étude peut se décliner en 4 étapes :

  • Hypothèse d'agrandissement afin de déterminer l'apport en eau supplémentaire dont la station aurait besoin.
  • Modélisation du réseau actuel pour mieux comprendre comment est répartie la ressource actuelle d'eau et quels sont les différents canons à neige.
  • Modélisation du nouveau réseau en proposant différentes possiblités qui seront discutées par la suite.
  • Étude de coûts afin de quantifier le coût de notre projet et de voir la rentabilité de notre projet.

Moyens spécifiques :

Pour répondre à nos problématiques nous utiliserons en grande partie le logiciel Porteau qui permet de simuler le réseau de distribution d'eau.

De même, nous avons pu contacter le responsable de l'enneigement artificiel de la station Puy Saint Vincent qui nous a donné de précieuses informations sur le réseau actuel et le fonctionnement des canons à neige.

Diagramme de Gantt :

Pour l'organisation de notre travail nous avons voulu essayer de planifier le projet. Cette planification a été effectuée avec Microsoft office et nous avons pu en dégager le diagramme de Gantt :

Figure 1 - Diagramme de Gantt

 

Les quatre principaux axes de notre étude ont une couleur différente.

  • 1 semaine a été jugée nécessaire pour l'obtention de l'hypothèse d'agrandissement. Cette hypothèse et la topographie du terrain sont les éléments clés de notre étude et c'est pourquoi nous y consacrerons ce temps.
  • 2 semaines seront utiles pour les renseignements sur le réseau actuel et l'élaboration de ce réseau.
  • 2 semaines seront consacrées au raccordement du nouveau réseau à l'ancien.Plusieurs choix seront testés et un des choix sera retenu à l'aide d'une étude environnementale faite par le binôme 4 et par une étude de coûts.
  • 1 semaine sera nécessaire pour faire un bilan sur les coûts qu'impliquerons l'agrandissement du domaine skiable de la station Saint Vincent et pour également préparer la soutenance en anglais de ce projet.

Diagramme d'interactions entre binômes :

Notre projet s'inscrit dans un projet commun, et nous serons constamment en interaction avec les autres binômes. Le diagramme ci-dessous représente les différentes tâches de chaques binômes et les interactions qui existent.

 

Figure 2 - Diagramme d'interactions entre binômes

  • Le binôme 1 pourra nous indiquer où puiser les ressources supplémentaires en eau et comment les utiliser.
  • Le binôme 3, qui s'intéresse à la au traitement de l'eau potable sera en relation avec nous lorsqu'il s'agira de puiser l'eau supplémentaire. En effet, l'usine de traitement aura des besoins en eau et nous aurons alors à nous ''partager'' l'eau et prendre en compte le débit sortant pour l'usine de traitement d'eau potable dans la modélisation sous Porteau.
  • Le binôme 4 étudiera l'impact environnemental des différentes situations que nous prévoyons de faire (notamment pour la création de nouvelles pistes, et les enneigements supplémentaires).  

 

Binôme 3 - Etude des besoins en eau potable

Objectifs :

Le binôme 3 s'intéresse aux besoins en eau potable de la commune de Puy Saint-Vincent.

L'étude se divise en 4 principaux axes :

  • Hypothèse d'agrandissement du parc touristique afin de déterminer le nombre de lits supplémentaires pouvant être envisagé. 
  • L'étude de la consommation et du réseau de distribution d'eau potable actuel.
  • L'étude des besoins en eau potable supplémentaires pour satisfaire l'augmentation des logements touristiques et l'impact sur le réseau de distribution actuel
  • Le dimensionnement d'une station de production d'eau potable

Moyens spécifiques et contacts :

Afin de mener à bien ce projet nous avons contacté différents acteurs de la commune (office du tourisme, mairie, responsable de l'enneigement artificiel) ainsi que des professionnels du traitement de l'eau (OTV Veolia). Par manque d'information sur le réseau d'eau potable actuel exploité en régie communale, des hypothèses ont été faites. Cette étude s'est inspirée d'une station de production d'eau potable construite sur la commune de Courchevel.

 

 

 

 

 

Binôme 4 - Impacts environnementaux des aménagements dans un contexte montagnard

Objectifs:

Le binôme 4 traite la partie sur les impacts que peuvent avoir les différents aménagements sur le milieu environnant. Tout au long du projet, nous allons travailler avec les trois autres groupes afin d'évaluer les impacts possibles des différents aménagements envisagés et dans certains cas de proposer des solutions ou mesures compensatoires. Notre travail est transversal et nous sommes en interaction permanente avec les autres binômes.

Notre étude se déroulera en trois étapes:

  • L'étude préliminaire: elle se fait avant chaque construction. Nous traiterons du contexte réglementaire qui régit la zone à construire ainsi que des milieux protégés. Nous traiterons également de la prise en compte des aléas naturels, éléments indispensables à connaître pour évaluer le risque de ces installations. Ces données nous permettront de proposer des sites potentiels pour l'implantation de la retenue. Enfin, dans une dernière partie, nous prospecterons le contexte géologique global afin de connaître les propriétés chimiques de l'eau potentiellement captée.
  • L'étude des impacts de la neige de culture: le binôme 3 prévoit l'agrandissement de la station avec l'enneigement de pistes par neige artificielle. Nous verrons ici les impacts que peut avoir la fabrication et l'utilisation de neige artificielle sur le milieu environnant, que ce soit sur la faune, la flore mais également sur le fonctionnement hydrologique. Nous verrons l'exemple de deux nouvelles pistes candidates à l'installation de canons à neige, ainsi que les mesures compensatoires visant à réduire ou à compenser leurs impacts négatifs. 
  • L'étude des impacts de la construction de la nouvelle retenue collinaire: le projet global prévoit la construction d'une nouvelle retenue sur le domaine skiable. Dans cette partie, nous étudierons les impacts de la construction et de la présence de cette retenue sur le milieu environnant. 

Moyens spécifiques:

Afin de mener à bien notre étude, nous nous sommes appuyés sur des plate-forme d'information en ligne pour accéder à des images satellites nous permettant de faire une ébauche d'étude de terrain, comme Googe Earth. Les données cartographiques ont été compilées avec le logiciel ArcGIS

Prévision et organisation du travail:

Le projet se déroulant sur plusieurs semaines, il était important de planifier le travail et de se partager les tâches. Pour cela, nous avons réalisé un diagramme de Gantt. Tout au long du projet, il nous a permis d'évaluer l'avancée du travail et de prévoir d'éventuels retards. 

Figure 1 - Diagramme de Gantt. Le code couleur permet de partager les tâches dans le groupe.

Interactions avec les autres binômes:

Comme indiqué précédemment, notre travail est étroitement lié avec celui des trois autres binômes, et les échanges sont nécessaires afin de faire avancer le projet de groupe dans son ensemble. 

  • La collaboration avec le binôme 1 permettra de définir des sites potentiels d'implantation de la retenue en identifiant les zones protégées et à risques. Cela passera, entre autres, par des études géologiques et la cartographie du site. Nous traiterons également avec eux des impacts possibles de la retenue collinaire et proposerons des solutions compensatoires lors de sa construction. 
  • Nous traiterons des impacts de la neige de culture avec le binôme 2. Nous travaillerons notamment avec eux pour l'enneigement des nouvelles pistes afin d'optimiser leur utilisation et réduire les impacts sur le milieu naturel.
  • La collaboration avec le binôme 2 nous permettra d'évaluer les caractéristiques de l'eau disponibles grâce aux études géologiques.

Présentation de l'équipe

Pour mener à bien le projet nous sommes huit étudiants issus des trois écoles de l'INP Toulouse  :

  • ENSAT (École Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse),
  • ENSIACET (École Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques),
  • ENSEEIHT (École Nationale Supérieure d'Électrotechnique, d'Électronique, d'Informatique, d'Hydraulique et des Télécommunications).

 

Binôme 1 - Etude du bassin versant : 

  • Justine CAILLET, élève ingénieur ENSEEIHT

Option de troisième année : Sciences de l'Eau et de l'Environnement

Contact : justine.caillet@etu.enseeiht.fr

 
  • Claire LEGRAND, élève ingénieur ENSEEIHT

Option de troisième année : Sciences de l'Eau et de l'Environnement

Contact : claire.legrand2@etu.enseeiht.fr

 

Binôme 2 - Enneigement artificiel et aménagement du domaine skiable : 

  • Anne ROUILLARD, élève ingénieur ENSEEIHT

Option de troisième année : Sciences de l'Eau et de l'Environnement

Contact : anne.rouillard@etu.enseeiht.fr

 

  • Arthur TRIQUET, élève ingénieur ENSEEIHT

Option de troisième année : Sciences de l'Eau et de l'Environnement

Contact : arthur.triquet@etu.enseeiht.fr

 

Binôme 3 - Etude des besoins en eau potable 

  • Pascal DELBOSC, élève ingénieur ENSIACET

Option de troisième année : Génie de l'Environnement

Contact : pascal.delbosc@ensiacet.fr

 

  • Orlane ROBIN, élève ingénieur ENSIACET

Option de troisième année : Génie de l'Environnement

Contact : orlane.robin@ensiacet.fr

 

Binôme 4 - Impacts environnementaux des aménagements dans un contexte montagnard : 

  • Bilel CHAHED, élève ingénieur ENSAT

Option de troisième année : Génie de l'Environnement

Contact : bilel.chahed@etu.ensat.fr

 

  • Zoé LAURENT, élève ingénieur ENSAT

Option de troisième année : Génie de l'Environnement

Contact : zoe.laurent@etu.ensat.fr