MEMOIRE EXPLICATIF * * * * * * * * * * COMMUNE DE FRANKEN CONSTRUCTION D UN BASSIN DE RETENTION DES EAUX DE CRUE

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1 COMMUNE DE FRANKEN * * * * * CONSTRUCTION D UN BASSIN DE RETENTION DES EAUX DE CRUE * * * * * MEMOIRE EXPLICATIF PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

2 Introduction La Commune de Franken s est inscrite dans la démarche GERPLAN avec la Communauté de Communes de la Vallée du Hundsbach. Dans ce cadre, et afin de régler le problème des coulées de boue au Sud du village, elle souhaite construire un bassin de rétention. Travaux envisagés La partie Sud du village se situe en aval d un bassin versant d une superficie totale de 73 ha. Dans la traversée de la commune, le fossé qui longe le chemin rural est canalisé dans un tuyau qui s avère insuffisant pour absorber les coulées boueuses qui se produisent lors des orages. Il est difficile économiquement et techniquement de doubler le réseau d eau. La commune souhaite construire une digue permettant d aménager en amont une zone de rétention capable de retenir l intégralité d une pluie centennale. Un site situé à l amont de la commune permet d implanter un bassin de rétention reprenant les eaux de ruissellement du bassin versant d une superficie de 46 ha. Principe de fonctionnement : Par temps sec : le bassin est vide Par temps de pluie : tant que le débit d alimentation est inférieur au débit de fuite, le bassin reste vide, dès lors qu il devient supérieur au débit de fuite, le bassin se remplit et joue alors son rôle de régulation en stockant le débit excédentaire, au-delà d une pluie de fréquence centennale sur 24 heures, le bassin se remplit intégralement et le déversoir (trop plein) permet l écoulement du débit résiduel. Dimensionnement de l ouvrage Le volume de bassin est calculé sur la base du volume induit par une pluie centennale journalière, il est nécessaire de déterminer la pluie, la surface du bassin versant ainsi que le coefficient de ruissellement. Les résultats des méthodes présentées sont en annexe. Le Bassin versant (Cf plan de situation) Le bassin versant intercepté par la digue présente une surface de 46 ha quasi exclusivement par des cultures annuelles. Le coefficient de ruissellement est estimé à 39 %. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

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4 Le volume de crue Le volume de crue est calculé à l aide de la méthode rationnelle avec : C = coefficient de ruissellement P = pluie totale de période de retour 100 ans sur 24 heures en mm S = surface du bassin versant en ha V (m3) = 10 x P (mm) x S (ha) x C Le temps de concentration Le temps de concentration est estimé avec la méthode de Passini : Tc = temps de concentration en heures L = longueur du bassin versant (chemin hydraulique le plus long) I = pente moyenne sur le chemin hydraulique S = aire du bassin versant Passini : Tc = 0.12 x (S x L) 1/3 / I Estimation du temps de concentration (en heure) : 0.44 Le débit de fuite Le bassin de rétention n interceptant pas l ensemble du bassin versant, le débit de fuite a été déterminé en prenant en considération le débit généré par l épisode pluvieux sur le bassin versant aval et la capacité d écoulement aval. Afin de ne pas surcharger le réseau aval sans provoquer une stagnation de l eau dans le fossé, le débit de fuite du bassin a été fixé à 0.5 m³/s. Il est toutefois possible de fermer la vanne lors de crue en cas de problème en aval. Le débit de vidange Les caractéristiques de la vanne de vidange (section carrée de 0,5 par 0,5 mètre) permettent d assurer la vidange du bassin en 6 heures. Loi de vanne : Q = 0,6 S ( 2 g H ) 1/2 Le débit de pointe centennal Le débit est estimé à partir de la méthode rationnelle qui permet de transformer la pluie de projet (décrite par son intensité Ip en mm par secondes), supposée uniforme et constante dans le temps, en un débit instantané maximal lorsque l ensemble de son bassin contribue à ce débit. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

5 Le calcul est effectué pour une pluie de durée correspondant au temps de concentration du bassin. Q 100 = C x Ip x S / 3.6 L intensité de la pluie est déterminée par modèle stochastique sur la station météo de Bâle Mulhouse à l aide du logiciel Shypre (Cemagref). Soit un débit de 3.35 m³/s. Caractéristiques du bassin de rétention Volume utile du bassin (cf plan de masse annexe caractéristiques du bassin) Compte tenu de la hauteur du déversoir arrêtée à 2.3 m soit cote m NGF, le volume utile du bassin (sans surverse) atteint m 3. Le tableau ci-après donne le volume stocké dans le bassin en fonction du niveau d eau. La hauteur retenue pour la digue est quant à elle de 3.3 m soit une cote de m NGF ; le différentiel par rapport à la côte de déversement correspondant à la hauteur du déversoir de sécurité majorée de 0.5 m maximum de hauteur de déversement puis de 0.5 m de revanche de sécurité. Dimensionnement des déversoirs Un pré-dimensionnement est effectué selon la méthode exposée ci-après, ces formules sont ensuite reprises dans un programme qui simule une crue millénaire se produisant bassin plein. Les résultats sont présentés en annexe. La formule utilisée pour ce type de déversoir est la suivante : Q = u. S. (2 g. h) 1/2 u = 0.3 pour un seuil en enrochement bétonné ou un seuil large en béton (arêtes vives) S est la surface mouillée simplifiée (Longueur du déversoir x hauteur d eau maximum sur le seuil) g est la pesanteur La longueur retenue pour le déversoir central est de 5.7 mètres. La longueur retenue pour le déversoir latéral est de 8 mètres. La cote du plan d eau atteint, pour la crue millénaire, m ; les 50 cm de revanche sont donc respectés. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

6 Dispositions constructives Constitution de la digue La digue sera effectuée en remblais avec un talus ayant une pente de 1 / 2 (valeur indicative qui sera définie dans les études d exécution en fonction du matériau de remblai). Talus amont et aval Etant donné que la retenue n est pas en eau de manière permanente, les talus seront protégés efficacement contre l érosion par un enherbement. Ouvrage de gestion L ouvrage de gestion sera réalisé par une tour carré de 2.4 mètres de coté et 4 mètres de haut. Le débit de temps sec et de vidange sera régulé par une vanne murale protégée par une grille. Des murets seront construits afin d empêcher la circulation d eau le long de la conduite (murets anti-renard). L ouverture dans le voile aura une dimension de 0.5 m x 0.5 m. La conduite passant sous la digue sera en Ø 1000 mm. Le déversoir latéral Le déversoir latéral sera réalisé en extrémité de digue, au niveau du chemin rural. Il sera construit en béton et servira de chemin pour passer par-dessus la digue. L eau coulera vers le pied de digue par la voirie. Un dos d âne renverra l eau vers le fossé. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

7 COMMUNE DE FRANKEN * * * * * CONSTRUCTION D UN BASSIN DE RETENTION DES EAUX DE CRUE * * * * * NOTE DE CALCUL PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

8 SIMULATION N 1 : CRUE CENTENNALE Cette simulation a pour objectif de déterminer les débits maximum générés par les bassins versants. Cette simulation utilise la pluie la plus pénalisante en terme d intensité (pluie de durée égale au temps de concentration). PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

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11 SIMULATION N 2 : REMPLISSAGE DU BASSIN DE RETENTION Cette simulation utilise la pluie centennale la plus pénalisante en terme de volume à stocker compte tenu du débit de fuite. Le volume à stocker détermine la capacité minimale du bassin de rétention. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

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15 SIMULATION N 3 : CRUE MILLENAIRE Cette simulation a pour objectif de déterminer les débits maximum susceptibles de déverser par les ouvrages de sécurité. Elle utilise la pluie la plus pénalisante pour les déversoirs. La simulation démarre bassin plein. Elle permet de vérifier le dimensionnement des déversoirs et le respect de la revanche de sécurité. PEVI/notes/GW/VB/05S25/11janvier /90

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