4- ETUDE HYDRAULIQUE ET DE MODELISATION PPRI A ALIXAN OUEST ETAT PROJET DEVIATION RD538 «PPRI» (CG26/DR - SAFEGE - 07/2012)

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1 Département de la Drôme Pièce N 7 : Annexes 4- ETUDE HYDRAULIQUE ET DE MODELISATION PPRI A ALIXAN OUEST ETAT PROJET DEVIATION RD538 «PPRI» (CG26/DR - SAFEGE - 07/2012) RD538 et RD 101 AMENAGEMENT DE LA DEVIATION D ALIXAN Dossier de Demande d Autorisation «Loi sur l Eau»

2 12CLE014 Juin 2012 Projet de déviation d Alixan RD

3 TABLE DES MATIÈRES 1 Contexte et objets de l étude Étude hydraulique Description morphologique Modélisation hydraulique Présentation du logiciel Données topographiques Construction du modèle Conditions limites Calage du modèle Limites de la modélisation Caractérisation des écoulements de la Barberolle Scénario 1 Digues effacées État initial État aménagé Scénario 2 Avec prise en compte des digues État initial État aménagé Conclusion...11

4 TABLE DES ILLUSTRATIONS Figure 1 : La Barberolle à Alixan... 3 Figure 2 : Exemple de maillage sous TELEMAC 2D... 4 Figure 3 : Structure du modèle hydraulique 2D Barberolle Alixan... 5 Figure 4 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d'alixan - État initial... 7 Figure 5 : Carte des vitesses pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d'alixan - État initial... 8 Figure 6 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle - État projet.. 9 Figure 7 : Carte des vitesses pour la crue centennale de la Barberolle - État projet.. 10 Figure 8 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d Alixan État initial avec prise en compte des digues Figure 9 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d Alixan État projet avec prise en compte des digues... 11

5 Contexte et objets de l étude 1 L objet de la présente étude est de produire les éléments hydrauliques nécessaires et suffisants à l analyse des impacts hydrauliques du projet routier «Déviation RD538- Alixan» dans la zone inondable «Barberolle-Moulins» à Alixan à l ouest du canal de la Bourne, à l aval du bourg d Alixan. En février 2005, une consultation a été lancée par le Conseil Général de la Drôme pour la réalisation des études nécessaires à l élaboration du dossier préalable à la Déclaration d Intérêt Publique. Depuis 2005, les études acoustiques, paysagères et hydrauliques ont abouti à la finalisation de la DUP et à la réalisation d un dossier au titre de la loi sur l eau. Cependant, en juillet 2007, le projet alors arrêté a été remis en question dans le but de réduire les coûts. De 2008 à 2009, les dossiers ont étés repris et déposés en préfecture courant Suite à une demande des services instructeurs de l Etat, une étude hydraulique complémentaire a été lancée en 2009 avec modélisation des écoulements de la Barberolle au droit de la zone d étude, étude réalisée par EGIS-Eau. En parallèle du projet du Conseil Général, la DDT 26 lance fin 2009, les études hydrauliques des bassins versant de la Barberolle et de la Véore afin de caractériser les aléas en vu de l établissement de Plans de Prévention du Risque Inondation, études menées par SAFEGE. Dans le cadre des PPRi, une modélisation 2D des écoulements de la Barberolle a été réalisée sur le secteur d Alixan, zone incluant la zone du projet de déviation. La présente étude a pour objet la révision de la modélisation de l impact du projet sur les écoulements de la Barberolle en prenant comme modèle hydraulique de référence celui construit pour l élaboration de la cartographie PPRi d Alixan sans prise en compte des digues. 1

6 2 Étude hydraulique 2.1 Description morphologique Le bassin versant de la Barberolle s étend sur 40 km² environ, des contreforts du Vercors jusqu à l agglomération de Bourg-lès-Valence, où le cours d eau se jette dans le Rhône. Son parcours d abord montagneux sur la commune de Barbières, traverse à partir de Besayes, la plaine de Valence d Est en Ouest sur une vingtaine de kilomètre. Depuis son entrée sur la commune d Alixan, la Barberolle est complètement endiguée, avec des hauteurs de berge de l ordre de 2 à 3 m. Cette artificialisation du lit mineur s accompagne par un tracé rectiligne du cours d eau. En aval de la confluence du ruisseau en provenance du lieu dit «Le Moulin», la Barberolle se rétrécie légèrement et présente une largeur d environ 5 m. Au droit de l ouvrage de franchissement du lieu dit «Le Battoir», un point faible au droit de la digue a été observé pouvant provoquer l inondation de la voie communale et des terrains agricoles en rive gauche. Cette zone inondable est recensée historiquement et couvrirait les terrains entre la voie communale en rive droite et le ruisseau des Rabattes. Dans son entrée dans Alixan, la capacité du lit mineur de la Barberolle est bien inférieure à la capacité observée en amont. Cette forte restriction du lit mineur entraine de nombreux débordements du cours d eau au droit d Alixan. En amont du bourg, la Barberolle passe sous un ouvrage de franchissement dont la capacité semble être limitante en cas de fortes crues. Les terrains urbanisés en rive gauche situés en contrebas sont susceptibles d être inondés par les eaux de la Barberolle en crue étant donné la présence d une faiblesse dans la digue sur ce secteur. A partir de cet ouvrage, seule la rive gauche est concernée par une digue. La berge en rive droite étant plus basse, la route et les terrains agricoles sont susceptibles d être inondés rapidement. En aval des terrains de sport, la Barberolle passe au dessus du canal de la Bourne grâce à un ouvrage dont la berge en rive gauche présente une 2

7 hauteur de l ordre de un mètre. Des apports de la Barberolle vers le canal de la Bourne sont susceptibles de se produire en cas de fortes crues. Le pont de la route départementale 538 ne semble pas limitant. Le cours d eau est de nouveau endigué à l aval de cet ouvrage. Figure 1 : La Barberolle à Alixan Sur tout son linéaire aval la Barberolle est endiguée. Son tracé est rectiligne et la végétation absente, tel que l illustrent les photos ci-dessous. 2.2 Modélisation hydraulique Présentation du logiciel Les écoulements de la Barberolle dans sa traversé d Alixan ont été étudiés grâce à un modèle 2D construit avec le logiciel TELEMAC 2D. Le système TELEMAC est un ensemble de logiciels aux éléments finis dédiés aux écoulements à surface libre. Le module TELEMAC-2D traite les écoulements non permanents à surface libre en milieu peu profond. Il permet d'étudier aussi bien des domaines côtiers que fluviaux, estuariens ou lacustres. Il est adapté en particulier à la simulation des courants de marée. TELEMAC-2D résout, par une méthode d'éléments finis sur des maillages non structurés constitués d'éléments triangulaires, les équations de Barré de Saint-Venant à deux dimensions horizontales d'espace. Ces équations expriment en tout point du domaine de calcul la conservation de la masse (équation de continuité) et la conservation de la quantité de mouvement dans les deux directions d'espace horizontales (équations dynamiques). Il est possible de prendre en compte les effets météorologiques en intégrant le vent et la pression atmosphérique, ou de calculer les 3

8 courants induits par la houle en introduisant les contraintes de radiation calculées par un code de houle tel que TOMAWAC du système TELEMAC. Figure 2 : Exemple de maillage sous TELEMAC 2D Données topographiques Le modèle hydraulique de référence de la Barberolle pour la crue centennale, construit dans le cadre des études préliminaires au PPRI, a été précisé avec un complément topographique issu du semis brut de cette même étude. Par ailleurs, les aménagements routiers prévus par le Conseil Général de la Drôme ont été insérés à partir des plans projets de la RD 538 fournis par Egis Eau Construction du modèle Le modèle de référence «État initial» pris en compte est le modèle «Digue effacée» à Alixan, construit dans le cadre des études préliminaires au PPRI. Cependant, une deuxième simulation a été effectuée avec la prise en compte des digues pour évaluer l impact en situation réelle et pouvoir comparer les deux situations. 4

9 Ce modèle, d une superficie totale de 1,4 km², comprend nœuds et éléments. Figure 3 : Structure du modèle hydraulique 2D Barberolle Alixan 5

10 2.2.4 Conditions limites L hydrogramme de crue de la Barberolle injecté dans le modèle est le débit de la crue centennale arrêté par la DDT26 pour le dimensionnement des ouvrages en aval du bourg d Alixan, soit 100 m³/s. Les conditions aux limites aval sont imposées sous la forme d une loi Hauteur-Débit, au droit des bordures extérieures du modèle Calage du modèle Afin d optimiser le modèle hydraulique construit dans le but de décrire au mieux les phénomènes physiques observés, il est nécessaire de rentrer un nombre de paramètres traduisant notamment la rugosité du lit. En observant la nature des berges et des matériaux qui la constituent, il est possible d estimer la rugosité du lit. Les coefficients de rugosité (Manning) ont donc été calés en fonction de la nature des lits mineurs et majeurs de la rivière et sont les suivants : Pour le lit mineur : K = 25 ; Pour le lit majeur : K = Limites de la modélisation La précision des résultats est assujettie à trois contraintes : la précision des débits de référence, la précision des résultats donnés par le modèle hydraulique, la précision des données topographiques en lit majeur. Les contraintes précédentes montrent les limites des résultats et ceux-ci nécessitent d être exploités avec une marge d incertitude. De plus, quelques réserves sont à prendre en considération. Il est important d avoir conscience que les hauteurs d eau et vitesses d écoulement sont calculées en prenant en compte les points suivants : pas de formation d embâcles (flottants) ; pas d obstruction des ouvrages à cause du transport solide (peu probable dans ce cas car le secteur étudié se situe à l aval d un barrage). 6

11 2.3 Caractérisation des écoulements de la Barberolle Scénario 1 Digues effacées La Barberolle est endiguée sur l ensemble de son parcours sur la commune d Alixan. Cependant, pour prendre en compte le risque de rupture de digue comme le demande la DDT, le scénario «digues effacées», scénario de référence pour l établissement du PPRI, a été étudié afin de prendre en compte l enveloppe maximale État initial Une première insuffisance de la Barberolle est observée au droit de l ouvrage de franchissement du lieu-dit le «Battoir». Les inondations provoquées sont tout d abord observées en rive gauche en direction du lieu-dit les «Rabattes» dont les premières habitations sont touchées. En rive droite, la zone inondable touche directement les habitations situées au droit de l ouvrage avant de se prolonger vers l ouest et le bourg d Alixan. Figure 4 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d'alixan - État initial Plus en aval, une insuffisance capacitaire est observée au droit du pont du stade qui est à l origine de débordements en rive gauche. Les eaux inondées traversent alors la route de St Didier pour atteindre le stade et la salle des fêtes. En rive droite, la zone inondable atteint les habitations du Vernet et se poursuit vers la plaine ouest en direction des carrières. 7

12 En aval du stade, les eaux de la Barberolle rejoignent le canal de la Bourne, ce qui provoque une inondation de l ensemble du secteur Gerlande avec des hauteurs d eau mises en jeu supérieures à 50cm. L ensemble des eaux inondées en amont du bourg d Alixan se rejoignent progressivement de part et d autre de la Barberolle et fait apparaître une large zone inondable, impliquant des vitesses d écoulement importante (supérieure à 0,5 m/s sur certains secteurs) allant du lieu-dit «Le Battoir» aux carrières Les Garennes et du nord du bourg d Alixan à la plaine des Chaux. Figure 5 : Carte des vitesses pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d'alixan - État initial État aménagé Sur toute la partie amont du modèle hydraulique (en amont du quartier de la Gerlande), les écoulements de la Barberolle à l état aménagé sont identiques à ceux observés à l état initial. Quelques différences apparaissent en aval de ce secteur. En effet, en terme de hauteurs d eau, deux secteurs présentant des valeurs moyennes à fortes se distinguent à l état aménagé en amont de la déviation au droit du rond-point de la RD 171 d une part, et au sud du rond-point de la RD 101 d autre part. Cependant, ces zones de sur-inondation correspondent aux espaces de compensation prévus par le projet de déviation et sont donc bien identifiés. Aucune autre zone de sur-inondation n est observée. 8

13 Point de débordement Ruissellement Figure 6 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle - État projet A noter qu un secteur situé à l aval du projet au niveau du ruisseau des Moulins se retrouve hors d eau. En effet, ce ruisseau se trouve sur un point haut. Or, les eaux débordées à l amont de la plate-forme, transitées par les ouvrages de décharge, sont restituées dans les points bas situés de part et d autre de ce cours d eau. On observe donc deux axes d écoulement déconnectés du cours d eau principal. A l aval du modèle, on observe le même phénomène à l état aménagé de jonction des différents axes d écoulement malgré la présence de la plate-forme routière. En effet, les ouvrages de décharge permettent le bon transfert vers l aval des eaux débordées. En aval de la RD 538 existante, la carte des vitesses présente trois axes d écoulement principaux : un vers le nord et le secteur de Tournus, un au sud du ruisseau des Moulins qui emprunte une série de points bas et où les vitesses sont importantes (supérieures à 0,5 m/s), et un au sud de la RD 171 correspondant aux débordements directs de la Barberolle. 9

14 Figure 7 : Carte des vitesses pour la crue centennale de la Barberolle - État projet Les ouvrages de décharge semblent ainsi suffisamment dimensionnés pour évacuer la crue centennale. Aucune incidence sur les habitations situées à proximité du projet n est observée Scénario 2 Avec prise en compte des digues La Barberolle étant endiguée sur l ensemble du linéaire de la zone d étude, le scénario «prise en compte des digues» ou «état actuel» a également été étudié État initial Figure 8 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d Alixan État initial avec prise en compte des digues 10

15 Si l on prend en compte la présence de ces digues, plusieurs habitations se trouvent hors d eau notamment en rive droite de la Barberolle au nord du quartier de la Gerlande à l état initial. D autres espaces, qui ne concernent pas d habitations, sont également sortis de la zone inondable en amont du stade et à l aval de la RD État aménagé Figure 9 : Carte des hauteurs pour la crue centennale de la Barberolle sur la commune d Alixan État projet avec prise en compte des digues A l état aménagé, nous retrouvons les mêmes secteurs hors d eau cités dans le paragraphe précédent. De légères variations de l enveloppe de zone inondable sont observées (de l ordre de quelques mètres), n impliquant pas de nouveaux enjeux impactés. Par ailleurs, on retrouve hors d eau le secteur situé à l aval du projet au niveau du ruisseau des Moulins. Ceci montre bien la déconnexion entre la Barberolle et ce ruisseau puisque les situations entre le scénario 1 et 2 sont similaires à cet endroit. 2.4 Conclusion Suite à l observation des résultats présentés dans les paragraphes précédents, il n y a pas d incidence provoquée par l aménagement de la plateforme routière en dehors des zones de compensation «voulues et projetées», que ce soit avec le scénario 1 11

16 («digues effacées») d une part, ou le scénario 2 («prise en compte des digues») d autre part. En effet, que ce soit en termes de hauteurs d eau, de vitesses, et par conséquent d aléas, les habitations situées à proximité du projet, en amont comme en aval, ne sont pas impactées par cet aménagement. Par ailleurs, les volumes de remblais soustraits à la zone inondable dans chacun des scénarios sont les suivants : Volume soustrait par le remblai routier à la zone inondable de la Barberolle en crue centennale Scénario 1 - Digues effacées Scénario 2 - Prise en compte des digues m m 3 Ceux-ci sont largement inférieurs aux volumes de compensation (total de m 3 ) prévus dans le projet d aménagement. Enfin, les ouvrages de décharge qui semblent bien dimensionnés pour évacuer la crue centennale présentent les caractéristiques suivantes : Temps d'arrivée à l'ouvrage Durée de remplissage VC4 2h30 1h47 VC5 2h10 7 minutes VC7 et 8 1h10 18 minutes Les caractéristiques actuelles des ouvrages hydrauliques du remblai routier projetés permettent donc d atteindre les objectifs de «transparence hydraulique» car l aléa n est pas aggravé dans les zones habitées à proximité du projet (en amont et/ou en aval). 12