BARRAGES DE LA VALLEE DU GIER EVOLUTIONS DE L EXPLOITATION POUR S ADAPTER AU CHANGEMENT CLIMATIQUE ET AUX CHANGEMENTS DES ATTENTES

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Roland Drapeau
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1 BARRAGES DE LA VALLEE DU GIER EVOLUTIONS DE L EXPLOITATION POUR S ADAPTER AU CHANGEMENT CLIMATIQUE ET AUX CHANGEMENTS DES ATTENTES Arnaud de BONVILLER, Chloé LESTREHAN, Benjamin PELTIE, Gwendal SENECHAL ISL INGENIERIE Symposium du CFBR du 29 janvier 2015 à Grenoble (ENSE3)

2 CONTEXTE DE L ETUDE La vallée du Gier de tradition industrielle ancienne Une vallée fortement urbanisée 2

3 CONTEXTE DE L ETUDE 4 barrages exclusivement consacrés à l alimentation en eau potable De nouveaux enjeux Changement climatique Répétition des épisodes d inondation Soutien d étiage Peut-on au moyen d une gestion affinée concilier les différents enjeux? 3

barrage multi-voûtes, 39 m Dorlay : barrage en enrochements à masque

4 PRESENTATION DES BARRAGES Rive / Soulages / Dorlay/ Couzon Rive : barrage poids arqué en maçonnerie, membrane Carpi, 45 m Soulages : barrage multi-voûtes, 39 m Dorlay : barrage en enrochements à masque amont en béton, 42 m Couzon : barrage en remblais avec noyau en maçonnerie, 34 m 4

MODELE HYDROLOGIQUE Modèle GR4 avec le logiciel GESRES ISL GESRES ISL : modèle de simulation hydrologique utilisé pour Gestion de la ressource Gestion des crues Prévision des débits Gestion

5 MODELE HYDROLOGIQUE Modèle GR4 avec le logiciel GESRES ISL GESRES ISL : modèle de simulation hydrologique utilisé pour Gestion de la ressource Gestion des crues Prévision des débits Gestion hydroélectrique d une chaîne de centrales Modèle de transformation pluie-débit de type GR4 Architecture du modèle Découpage du bassin versant du Gier en 52 sous-bassins Barrages modélisés par leur loi HSV et leur loi de déversoir Un modèle de besoins / un modèle crues 5

6 MODELE DE BESOINS 6

7 MODELE DE BESOINS Etude de la qualité de l eau des retenues Détermination d une cote d abaissement admissible Contrainte 1 : Conserver la stratification des retenues en été Contrainte 2 : Continuer à prélever sous la tranche épilimnion Hiver Eté température surface oxygène surface oxygène température profondeur épilimnion thermocline profondeur hypolimnion fond sédiment fond 7

8 MODELE DE BESOINS Calage du modèle de besoins aux barrages Modèle journalier Calage sur la période Calage des paramètres du modèle et de la répartition des pluies 9 8 Rive_RES Débit m3/s /12/ /12/ /12/2005 Date 04/12/ /12/ /12/2011 débit E - débit S cote Cote observée 8

9 MODELE DE BESOINS Changement climatique Modèle français ARPEGE, scénario intermédiaire Horizon modèle Arpege-V4.6, modèle IPSL-CM4 Modèles climatiques : modèle Arpege-V4.6, modèle IPSL-CM4 anomalies Octobre-janvier : débits futurs = 71% débits actuels de référence GESRES ISL (GR4J) Climat observé, ETP, P Climat simulé sur la période , ETP, P Climat simulé sur la période autour de 2050, ETP, P Février-avril : débits futurs = 100% débits actuels de référence Débits simulés (calage du modèle) Débits observés Débits simulés ( ) Débits simulés (2050) Différence entre les valeurs hydrologiques de référence : débits mensuels moyens, QMNA5, valeurs 5 ans et 10 ans sec, Mai-juin : débits futurs = 71% débits actuels de référence Juillet-septembre : débits futurs = 50% débits actuels de référence Estimation des valeurs de débits dans le futur : Qfutur=Qobservé*(1+différence) 9

10 MODELE DE CRUE Calage en débit à Givors Modèle infra-horaire Deux événements de crues récents Type 2008 sur un sol humide Type 2003 sur un sol sec Prise en compte de la saturation du sol Débit m3/s /11/ /11/ /11/2008 Date 04/11/ /11/2008 débit en sortie débit observé 10

11 SCENARIOS D AMENAGEMENT 4 scénarios de gestion analysés Scénario 0 : sans modification des barrages Scénario 1 : barrages écrêteurs de crues Scénario 2 : courbe de gestion imposant un fort abaissement entre septembre-décembre Scénario 3 : courbe de gestion annuelle stockage au printemps et en été déstockage à l automne et en hiver Abaissement de quelques mètres Travaux d aménagements sur les barrages Scénarios 1 et 2 : pertuis de fond Scénario 3 : pertuis de fond ou clapet/vanne de surface 11

«qualité» en été Cote de la prise en hiver Gain en écrêtement

12 RESULTATS OBTENUS Pertes sur les besoins en AEP Occurrence des défaillances sur la chronique longue journalière Cote basse «qualité» en été Cote de la prise en hiver Gain en écrêtement Ecrêtement aux barrages Débits atteints aux enjeux Débit entrant Débit sortant Cote 12

ANALYSE DES RESULTATS Alimentation en eau potable Changement climatique Augmentation des consommations Fonction d écrêtement Augmentation des défaillances en AEP : Changements imposés : taux de

13 ANALYSE DES RESULTATS Alimentation en eau potable Changement climatique Augmentation des consommations Fonction d écrêtement Augmentation des défaillances en AEP : Changements imposés : taux de défaillance x 10 Utilisation en écrêtement : taux de défaillance x 1,5 Nécessité d un soutien des bassins versants voisins Ecrêtement des crues Écrêtement efficace aux barrages avec quelques mètres d abaissement Les débordements dans la vallée ne sont pas complètement évités pour les crues > 30 ans 13

AUTRES PISTES EXAMINEES Ouvrages de ralentissement dynamique 7 ouvrages dimensionnés sur des affluents du Gier Efficacité limitée du fait de la localisation Exigences

14 AUTRES PISTES EXAMINEES Ouvrages de ralentissement dynamique 7 ouvrages dimensionnés sur des affluents du Gier Efficacité limitée du fait de la localisation Exigences environnementales / efficacité Aménagements locaux au droit des enjeux Difficulté de mise en œuvre Travaux onéreux Découverture du Gier Recalibrage de cours d eau sous le pont de l A47 14

15 CONCLUSION Changement climatique Fort impact sur la ressource Horizon lointain Gestion mixte Les barrages destinés à l AEP peuvent remplir la fonction d écrêteur de crue mais cela augmente le taux de défaillance Protection efficace à proximité mais seulement pour les petites crues en fond de vallée A associer à un schéma général de protection 15

16 MERCI 16

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