Plan Interrégional Loire Grandeur Nature VOLUME FIGURES. «Evolution de l enfoncement du lit mineur de la Loire amont (entre Grangent et Balbigny)»

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1 Plan Interrégional Loire Grandeur Nature VOLUME FIGURES «Evolution de l enfoncement du lit mineur de la Loire amont (entre Grangent et Balbigny)» Rapport Final Janvier2007 ARMINES ECOLE DES MINES DE SAINT-ETIENNE

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3 Largeur (m) - Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny : Largeur du lit mineur T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure b

4 Différence de largeur du lit entre 1870 et 1946 (m) Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny (sous-tronçon) Évolution de la largeur du lit mineur entre 1870 et T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure c

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6 Différence de longueur développée du lit mineur entre 1870 et 2001 (m) Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny (sous-tronçon) Évolution de la longueur du lit mineur entre 1870 et Différence totale : m T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure e

7 Cote NGF (m) - Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny : Marnes affleurantes et pente générale du lit % marnes % % T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure f

8 Pente calculée sur un linéaire de 1 km (% ) - Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny : Pentes partielles du lit T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure g

9 Pente calculée par tronçon (% ) - Pont de St-Just - Barrage - Le Furan - Pont d Andrézieux - Autoroute A72 - Pont de Veauchette - Pont de Rivas - Seuil de Meylieu - La Mare - Pont de Montrond - Boucle de Marclopt - Ecopole - Villeneuve - Gourd Nantais - Pont de Feurs - Barrage de Feurs - Le Lignon - Epercieux - Pont de Balbigny La Loire de Grangent à Balbigny : Pentes partielles du lit T.I.1 T.I.2 T.I.3 T.I.4 T.I.5 T.II.1 T.II.2 T.III.1 T.III Distance au barrage de Grangent (km) Figure h

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13 ANNEXE 2 I. REFERENTIELS CARTOGRAPHIQUES Cette présente les différents référentiels cartographiques rencontrés lors de l étude ainsi que leur mode de transposition dans le système IGN 69 / NGF Les différents documents cartographiques historiques sont réalisés dans des référentiels différents. Dans le cadre de l étude, il s agissait d établir une relation entre les côtes anciennes Bourdalouë, Lallemand, et le nivellement actuel IGN/NGF-69. Le référentiel cartographique dans lequel ont été levées les cartes de 1849 est bizarrement oblique, et même si des repères de longitude latitude y figurent, le recalage sur le repère Lambert II utilisé à cette échelle est loin d être évident, idem par rapport au carroyage de Mercator fuseau 30. Le recalage de ces cartes est donc délicat, d autant plus que la plaine du Forez a fait l objet il y a quelques décennies d un remembrement parcellaire très poussé, qui fait que bien peu de choses restent inchangées par rapport à sa géographie ancienne, en particulier dans le nord de la plaine, et les aménagements autoroutiers récents n ont pas amélioré les possibilités de repérage. Il va sans dire que les cours d eau ont fortement évolué depuis et ne peuvent donc pas servir de repères ; de la même manière, les ouvrages d art de l époque ont tous été reconstruits. Seul subsisterait in situ le pont routier de Roanne (hors de la plaine du Forez, évidemment), détail dont on verra l importance ci-dessous. Le référentiel altimétrique a lui aussi beaucoup évolué depuis 1849, date d édition des fonds de cartes anciens (cf. le site nivellement et géodésie, pour plus de détails). En 1849 était en vigueur le système d altitude Bourdalouë, du nom de son créateur. Ce système basé sur un niveau moyen des mers partout à la cote Zéro (on sait aujourd hui que le niveau moyen des mers varie entre 200m (dans l Océan Indien) et +70m (en Islande) ; on est donc bien loin d un niveau zéro universel), permettait des relevés précis sur les bassins versants des grands fleuves, mais posait des problèmes au niveau des raccordements des bassins. Ensuite le système Lallemand a été utilisé, il corrigeait certains biais entraînés par l ancien système, sans les éliminer totalement. Actuellement le référentiel en vigueur est IGN/NGF-69 (Nivellement Général de la France 1969) dans lequel sont référencées toutes les données altimétriques nationales ; les repères anciens sont recalés dans le nouveau système.

14 Il s agissait donc d établir la relation entre les côtes anciennes Bourdalouë, Lallemand, et le nivellement actuel IGN/NGF-69. Figure1 : le pont de Roanne (1849) et le repère Bourdalouë (point G D.P3 117) Figure 2 : La fiche IGN/NGF correspondante au repère Bourdalouë (détail, à droite) Il existe encore d assez nombreux repères de nivellement Bourdaloue dans le département de la Loire (cf. site en particulier sur des ouvrages liés au réseau ferré : ponts, ponceaux, gares, passages à niveaux Mais aucun n a conservé la pastille centrale où était inscrite l altitude. Seul le repère du Pont de Roanne permet d établir la concordance ; sur les

15 profils de il est indiqué la cote m (Bourdaloue), actuellement il est estampillé m (Lallemand vraisemblablement) et est coté m par NGF-69. Comme toutes les cotes qui nous intéressent sont dans le bassin du fleuve Loire, une correction de 6.801m a été portée aux cotes Bourdaloue, les plus anciennes, et 0.355m pour les cotes Lallemand, pour homogénéiser l ensemble en NGF-69. II. POINTS DE BASE GPS Les relevés de précision par DGPS nécessitent que l un des deux GPS soit positionné sur un point de base connu avec une précision maximale. En principe les repères de géodésie et de nivellement de l IGN devraient être utilisables pour cela. En fait ces points posent plusieurs problèmes : 1) Ces repères n ont pas été positionnés pour une utilisation par GPS. Beaucoup sont scellés sur des murs d édifices, sous des porches d églises, sous des arbres en bordure de parcelles Sans parler que certains, disparus par l élargissement d une route ou bousculés par une charrue, entre autre, ne sont pas utilisables. 2) Par essence, en raison de leur mode de construction (triangulation), les repères géodésiques très précis en X-Y le sont souvent beaucoup moins en Z (la fiche IGN les classe sur le plan de la précision en métriques, décimétriques, centimétriques). Les repères de nivellement très précis en Z, sont grossièrement repérés en X-Y. 3) Enfin, il est toujours délicat de laisser pendant des heures (souvent 6 à 8 h) un matériel GPS délicat et coûteux sans surveillance dans un lieu de passage Nous avons donc créé par DGPS nos propres points de base en les positionnant en X-Y à partir des repères géodésiques IGN utilisables, et en affinant leur Z à partir de repères de nivellement du voisinage.

16 Six points de base ont été positionnés en bord de Loire et ont ensuite servi de base pour les mesures des profils, du sud vers le nord, de manière à couvrir tout le cours de la Loire dans la plaine : Point sur le déversoir de crue des égouts de Saint-Just Saint-Rambert (positionné à partir du point géodésique Saint-Etienne [42218A-c] et du point Saint-Rambert [ c] (borne près des réservoirs d eau), altitude calée depuis le repère de nivellement du pont de Saint-Just Q.CF 29 ( m). Point au centre du capot du pompage de l usine de traitement de gravier de la boucle de Veauchette (à partir des bornes Craintilleux II [ B] et Veauche I [ ] et du point de nivellement Q C.N3 64 église de Craintilleux-, côté m), Point sur la station d épuration de Craintilleux (à partir des repères IGN Veauche I [ ] et Marclopt I [ c], et du repère de nivellement de l église de Craintilleux Q C.N3-64 côté m), Point sur un poteau béton de la digue de la Loire à la Grande Motte (ce point n a pas été utilisé par la suite, on a utilisé le point du parc DDE cidessous), Point du parc DDE du pont de Feurs (à partir des repères géodésiques Feurs III [ ] et Marclopt I [ c] et du repère de nivellement Q B.Q3-17 ( m) du pont de Feurs, situé à moins de 20 mètres) Point de Balbigny, sur un bloc béton de la digue à proximité du pont de Balbigny,(à partir des repères géodésiques Epercieux-St Paul [ c] et St Marcel de Félines [ ] et du point de nivellement du pont de Balbigny Q.B.N3Q3-52 côté m situé à moins de 100m. ( N.B. : le positionnement de ce point a été compliqué du fait de l existence de deux erreurs simultanées ; la borne IGN choisie à l origine (St Etienne le Molard II [ ]) n est manifestement plus dans sa position initiale, la carte IGN porte vraisemblablement une altitude erronée pour le pont). Le bon positionnement des points construits conditionne la qualité des résultats obtenus ensuite.

17 III. RELEVE DU PROFIL EN LONG Les mesures constituant le profil en long ont été effectuées par tronçons pour respecter toutes les contraintes du système, en particulier celle de ne pas s éloigner à plus de 10 kms de la station de base, celle liée aux capacités des batteries du GPS mobile, aux possibilités physiques de canoéïstes de service. Par ailleurs il faut avoir un débit le plus faible possible, ce qui a pour conséquence que le matériel effectue beaucoup de «rase-cailloux», et que l on marche parfois plus qu on ne pagaie. La longueur des tronçons effectués est de l ordre de 3 à 14 kilomètres en une journée. Tronçons de mesure : 1) Pont de Saint-Just Saint-Rambert vers pont d Andrézieux (3.2 kms, 3802 points), 2) Pont du chemin de fer d Andrézieux vers Pont Rivas (10 kms, 9158 points),(*) 3) Pont de Rivas vers pont de Montrond (8.7 kms, 6528 points), 4) Pont de Montrond vers Pont de Feurs (14.1 kms, 7485 points), 5) Pont de Feurs vers Pont de Balbigny (9.7 kms, 5494 points). N.B. : le tronçon 4 a du être refait, le premier jeu de mesures ne pouvant pas être corrigé en raison d erreurs internes, idem pour le tronçon 2 qui a déjà été relevé deux fois et dont aucun des deux jeux de données n est utilisable. Les ponts et les arbres entraînent l apparition de «trajets multiples des ondes» qui interdisent toute correction différentielle. Le tronçon 2 sera refait une troisième fois en septembre en modifiant le mode d acquisition des données pour éviter au maximum les risques d altération.

18 21 La Loire de Grangent à Balbigny : Relevé détaillé du profil en long (étiage 2004) Localisation des planches ANNEXE 3

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40 ANNEXE 4 Proposition de cartographie d un espace de liberté de la LOIRE (entre Grangent et Balbigny)

41 N 0 1 km LEGENDE Lit moyen actuel (2001) Tracé du lit en 1850 Gravière Enrochement Fiable Fragile Limite crue 1846 Amplitude historique Amplitude théorique Zone d érosion à 50 ans (ER50)

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