CANAL SEINE-NORD EUROPE

E 18/11/05 APY OCT VFE Remarques fiche SNE.020100.236.SOA0073.FIC.0002-A.C E D 06/09/05 APY OCT VFE Corrections mineures A C 22/08/05 APY OCT VFE Remarques fiche SNE.020100.236.SOA0073.FIC.0001-B.C A B 06/06/05 APY OCT VFE Compléments au livrable de phase1.1 A A 22/02/05 APY OCT VFE Version définitive E A 08/02/05 APY OCT VFE Première version A Rév Date Etabli Vérifié Approuvé Modifications Statut Zone réservée SNE pour les tampons commentaires / approbation CANAL SEINE-NORD EUROPE ETUDES D'AVANT-PROJET ETUDE DE L'IMPACT DU BATILLAGE SUR LES BERGES DE L'OISE PHASE 2 LOT N 1 «SYSTEME CANAL» GROUPEMENT SOGREAH-ARCADIS-INGEROP N DOCUMENT SOA0073 Code Processus Emetteur Réf. livrable Type doc. N Ordre Rév. Statut SNE 0 3 0 5 0 0. S O G. A 0 0 7 3. D O C. 0 0 0 2 - E. E

CANAL SEINE-NORD EUROPE ETUDES D AVANT PROJET SOMMAIRE lot 1 ETUDE DE L IMPACT DU BATILLAGE SUR LES BERGES DE L OISE PHASE 2 18 NOVEMBRE 2005 N 1 34 0154

SOMMAIRE OBJET... I INTRODUCTION... 1 1. LE PHENOMENE DE BATILLAGE... 2 1.1. DESCRIPTION DU PHENOMENE... 2 1.1.1. L ONDE PRIMAIRE...2 1.1.2. LES ONDES SECONDAIRES...3 1.2. CALCUL DES PRINCIPALES GRANDEURS DES COURANTS ET ONDES DE BATILLAGE... 6 1.2.1. PARAMETRES DU CALCUL...6 1.2.2. VITESSE LIMITE DU BATEAU...7 1.2.3. VITESSE DE NAVIGATION DU BATEAU...7 1.2.4. DECOTE DE L ONDE PRIMAIRE...7 1.2.5. COURANT DE RETOUR...8 1.2.6. BOURRELET DE PROUE...8 1.2.7. BOURRELET DE POUPE...8 1.2.8. LES ONDES SECONDAIRES...9 1.3. LES EFFETS DU BATILLAGE SUR LES BERGES... 10 1.4. LES AUTRES FACTEURS D EROSION DES BERGES... 11 2. ETAT DES LIEUX... 12 2.1. LES BERGES DE L OISE DANS L OISE... 12 2.2. LES BERGES DE L OISE DANS LE VAL D OISE... 14 2.3. PROJETS EN COURS... 16 2.3.1. DRAGAGE D ENTRETIEN A L AVAL DE CREIL...16 2.3.2. APPROFONDISSEMENT EN AMONT DE CREIL...17 3. LE BATILLAGE GENERE PAR LES BATEAUX EMPRUNTANT L OISE18 3.1. PARAMETRES DE LA VOIE D EAU... 18 3.2. GABARIT DE BATEAUX... 18 3.2.1. TRAFIC ACTUEL...20 3.2.2. TRAFIC PROJETE...20 3.3. VITESSE DES BATIMENTS... 21 3.4. CALCUL DU BATILLAGE PAR TYPE DE BATEAU... 21 3.4.1. CAS N 1...21 3.4.2. CAS N 2...23 3.4.3. CAS N 3...24 3.5. CONCLUSION... 25 4. PROTECTION DES BERGES - RECOMMANDATIONS... 28 4.1. LES TYPES DE PROTECTION DE BERGES... 28 4.2. DIMENSIONNEMENT DES PROTECTIONS CONTRE LE BATILLAGE... 30 4.2.1. STABILITE AU COURANT DE RETOUR DE L ONDE PRIMAIRE...31 SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE A

4.2.2. STABILITE FACE AUX ONDES DE BATILLAGE...31 4.2.3. PROFIL DE BERGE...32 CONCLUSION... 35 LISTE DES TABLEAUX TABLEAU N 1 - CARACTERISTIQUES DES PRINCIPAUX BATEAUX...19 TABLEAU N 2 - TRAFIC DE COMMERCE OBSERVE A L ECLUSE DE L ISLE-ADAM EN 2003...20 TABLEAU N 3 - TRAFIC DE COMMERCE OBSERVE A L ECLUSE DE CREIL EN 2004...20 TABLEAU N 4 - TRAFIC JOURNALIER PROJETE...21 TABLEAU N 5 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTES BATEAUX CAS N 1...22 TABLEAU N 6 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTS BATEAUX CAS N 2...24 TABLEAU N 7 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTS BATEAUX CAS N 3...25 TABLEAU N 8 - COMPARAISON DU BATILLAGE GENERE PAR UNE PENICHE FREYCINET ET UN CONVOI POUSSE DANS LES TROIS CAS...26 LISTE DES FIGURES FIGURE N 1 - PROFIL DU PLAN D EAU LE LONG D UNE CARENE EN DEPLACEMENT...3 FIGURE N 2 - DIRECTION DE PROPAGATION DES ONDES SECONDAIRES...4 FIGURE N 3 - EVOLUTION DE LA SURFACE LIBRE DE L EAU AU PASSAGE D UN BATEAU...4 FIGURE N 4 - SOLLICITATIONS DES BERGES AU PASSAGE D UN BATEAU...5 FIGURE N 5 - EXEMPLE DE CALCUL DU BATILLAGE D UNE PENICHE FREYCINET DANS L AXE D UNE SECTION COURANTE DE L OISE...10 FIGURE N 6 - LES EFFETS DU BATILLAGE SUR LES BERGES...11 FIGURE N 7 - DIAGNOSTIC DES BERGES DU VAL D OISE...16 FIGURE N 8 - REPARTITION SPATIALE DES ZONES D INTERVENTION SUR LES BERGES DU VAL D OISE...29 FIGURE N 9 - ZONES DES BERGES A PROTEGER CONTRE LE BATILLAGE...33 FIGURE N 10 - SCHEMA DE PRINCIPE DE LA PROTECTION DE BERGES...34 LISTE DES ANNEXES ANNEXE 1 BIBLIOGRAPHIE... 37 ANNEXE 2 REPORTAGE PHOTOGRAPHIQUE BERGES DE L OISE DANS L OISE... 39 ANNEXE 3 REPORTAGE PHOTOGRAPHIQUE DES BERGES DE L OISE DANS LE VAL D OISE 48 ANNEXE 4 FEUILLES DE CALCUL DU BATILLAGE... 55 ooo SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE B

OBJET La présente étude est réalisée par SOGREAH dans le cadre du contrat du Groupement SOGREAH-ARCADIS-INGEROP pour le lot 1 «système canal» des études d Avant-Projet Sommaire du canal Seine Nord Europe signé avec VNF le 22 novembre 2004. Elle fait partie des prestations concernant les extrémités Nord et Sud. Conformément aux articles VI.2.2 et VI.2.3, elle vise à évaluer le batillage produit sur l Oise par les convois poussés et les grands rhénans chargés dans les conditions permises par les dimensions du canal Seine Nord Europe, à le comparer au batillage généré par les bateaux naviguant actuellement sur l Oise et à identifier les mesures à adopter de manière à ne pas altérer les berges de cette rivière suite à l ouverture du canal. Ce présent document constitue une mise à jour du livrable de phase 1.1 enrichi de plusieurs données et informations collectées depuis. ooo SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE I

INTRODUCTION Les navires qui rejoindront le canal Seine Nord Europe depuis la Seine transiteront par l Oise de Conflans-Sainte-Honorine à Compiègne sur un trajet d environ 100 km. Le canal projeté, au gabarit européen Vb sera accessible à des convois poussés de 185 m x 11.40 m avec un tirant d eau de 3 m et pouvant transporter 3 couches de conteneurs. Pour étudier l impact du batillage sur les berges de l Oise nous décrirons dans une première partie le phénomène de batillage. La seconde partie sera consacrée à un état des lieux des berges de la rivière. Dans un troisième temps nous tenterons d évaluer le batillage produit par les différents bateaux afin de comparer le batillage actuel et prévisible lorsque le canal Seine Nord sera mis en service. Enfin, notre dernier chapitre présentera quelques recommandations et propositions pour ne pas altérer les berges du cours d eau. ooo SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 1

1. LE PHENOMENE DE BATILLAGE 1.1. DESCRIPTION DU PHENOMENE Le déplacement linéaire d un navire à la surface de l eau génère un ensemble de mouvements transitoires de l eau appelés batillage. Ces phénomènes d accompagnement sont induits par le déplacement dans l élément liquide de tout corps flottant. Ces courants intéressent notamment les ouvrages de rive et les navires amarrés (le bateau amarré est agité par le courant produit par le navire qui passe à proximité) mais nous n étudierons ci-après que son impact sur les berges du cours d eau. En effet, le phénomène de batillage peut causer des érosions de berge. On distingue dans les courants de batillage deux phénomènes distincts : une onde primaire, transversale au déplacement du bâtiment, faisant varier très fortement la surface libre le long du bateau ; un réseau d ondes secondaires courtes. En fonction de la configuration du milieu dans lequel évolue le bateau (confinement transversal), de son type et de sa vitesse, l un ou l autre de ces phénomènes domine. Les bateaux et convois lents à fort déplacement génèrent une onde primaire importante et pratiquement pas d ondes secondaires. A contrario, les bateaux rapides et à faible déplacement (vedettes rapides par exemple) ne produisent que des ondes secondaires très cambrées. A titre de remarque, un courant est généré par l hélice du navire. D une façon générale, ce courant concerne le fond du chenal de navigation, le long de l axe de déplacement. Cependant, dans des courbes serrées (boucle de Cergy par exemple) ou lors de croisements dans des sections courbes, le jet de l hélice des pousseurs des grands convois pourrait, localement, provoquer des désordres dans les berges. 1.1.1. L ONDE PRIMAIRE L onde primaire est la réponse hydraulique de la voie d eau de section limitée au transit forcé du volume fluide déplacé. Elle est caractérisée par une décote de la surface libre (dépression) le long de la carène du navire en déplacement. Elle est encadrée par un bourrelet frontal de proue (déplacement de la masse d eau devant le navire) et une onde transversale de poupe (phénomène transitoire entre la dépression et le niveau normal de la surface libre à l arrière du bateau). Un champ de courant de retour est généré entre la proue et la poupe dans le sens opposé au déplacement du bateau. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 2

Convoi poussé 185 m Etrave Sens de déplacement du bateau Poupe h Bourrelet d étrave Décote du niveau d eau Zmax Onde transversale de poupe Courant de retour Source : CUR Figure n 1 - PROFIL DU PLAN D EAU LE LONG D UNE CARENE EN DEPLACEMENT 1.1.2. LES ONDES SECONDAIRES Les ondes secondaires ne dépendent pas de la configuration du milieu. Le déplacement du même bateau à une même vitesse en pleine eau ou confiné à l intérieur d une étroite voie navigable produira les mêmes ondes secondaires. Elles ont pour origine la distribution de la pression hydrodynamique le long de la coque en mouvement forcé. Les ondes secondaires sont composées de deux nappes d ondulations de la surface de l eau : une nappe d ondes transversales liées à la proue et la poupe ; une nappe d ondes divergentes produites par l étrave et la poupe ; à l arrière des vagues d étrave (deux lignes obliques et symétriques issues de l étrave orientées à 19,5 environ par rapport à l axe de déplacement). Les extrémités des ondes transversales tendent à se courber au fur et à mesure de l éloignement du bateau. Aux points d interférence des ondes divergentes et transversales (crête à crête), les ondes divergentes tendent alors à s orienter selon une obliquité d environ 55 (composante des deux directions des ondes, 19.5 et 90 ). Ces ondes arrivent donc sur la rive avec une incidence relativement forte d environ 55. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 3

Rive Direction de propagation des ondes secondaires 54.7 54.7 35.3 19.5 Ondes transversales Ondes divergentes 19.5 90,0 Axe de navigation Figure n 2 - DIRECTION DE PROPAGATION DES ONDES SECONDAIRES Les figures ci-après illustre l évolution de la surface libre de l eau au passage de bateaux de différent type. Le convoi de barges poussées produira une onde primaire importante (profonde dépression entre la proue et la poupe) mais les ondes secondaires seront très discrètes. En revanche, la vedette rapide génèrera une courte et faible onde primaire mais ses ondes secondaires seront très fortes et cambrées. Les phénomènes générés par une péniche de type Freycinet sont intermédiaires. Convoi poussé Freycinet Vedette rapide 185 m 38,5 m Sens de déplacement du bateau Etrave Sens de déplacement du bateau Poupe Etrave Sens de déplacement du bateau Poupe Etrave h Bourrelet d étrave Décote du niveau d eau Zmax Onde transversale de poupe h Bourrelet d étrave Décote du niveau d eau Zmax Onde transversale de poupe h Zmax Courant de retour Courant de retour Courant de retour Source : CUR Source : CUR Figure n 3 - EVOLUTION DE LA SURFACE LIBRE DE L EAU AU PASSAGE D UN BATEAU Les berges du cours d eau sont ainsi exposées à un ensemble de mouvements de l eau produits par le bateau décrits dans la figure ci-dessous : SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 4

Bourrelet de proue Dépression Décote de la surface libre et onde secondaire Onde transversale de poupe Courant de retour Ondes secondaires Ondes secondaires Courant de poupe Jet d hélice Source : CUR Figure n 4 - SOLLICITATIONS DES BERGES AU PASSAGE D UN BATEAU SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 5

Les facteurs qui vont conditionner l intensité érosive des écoulements sur les berges sont : la valeur moyenne et la décote maximale de l onde primaire ainsi que la cambrure des bourrelets de proue et de poupe ; les valeurs moyenne et maximale du courant de retour associé à l onde primaire ; les valeurs moyenne et maximale de la hauteur crête à creux des ondes secondaires ainsi que leur longueur et leur période. L évaluation de ces différentes grandeurs est décrite dans le paragraphe suivant. 1.2. CALCUL DES PRINCIPALES GRANDEURS DES COURANTS ET ONDES DE BATILLAGE Le batillage est un ensemble de phénomènes hydrodynamiques tridimensionnels complexes. Seul le modèle réduit physique en similitude de Froude permet de représenter fidèlement et intégralement les phénomène hydrauliques du batillage. Cependant, les principales grandeurs évoquées à la fin de paragraphe précédent sont accessibles par des relations empiriques. Ces relations sont notamment décrites dans les recommandations Rosa2000 du CETMEF et dans le CUR Report 169 (cf annexe 1 Bibliographie). Pour une analyse plus complète des mouvements de l eau induits par le mouvement des navires, le lecteur peut se référer à PIANC 1 (1987) et Verhey (1983). 1.2.1. PARAMETRES DU CALCUL 1.2.1.1. CARACTERISTIQUES DE LA VOIE D EAU b b : b w : h : A c : Largeur au plafond [m] Largeur au miroir [m] Profondeur [m] Section mouillée [m²] α : Angle des berges (fruit m=cotg α) [ ] 1.2.1.2. CARACTERISTIQUES DU BATEAU L s : B s : y : Longueur à la ligne de flottaison [m] Largeur au bau [m] Excentricité = distance entre les axes de la voie d eau et du bateau [m] La section mouillée au maître-couple du bateau (A m ) peut être connue, sinon, elle s obtient par la relation suivante : 1 PIANC=AIPCN Permanent International Association of Navigation Congresses, International navigation association SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 6

A m =C m b s T s où C m vaut 1 pour les convois poussés et la navigation intérieure 0.9 pour les remorqueurs et les navires de service 0.7 pour les navires maritimes. 1.2.2. VITESSE LIMITE DU BATEAU Le rapport A m /A c des sections mouillées traduit le taux d obstruction de la voie d eau et induit une vitesse maximale, correspondant à une limite physique infranchissable (accroissement brutal des résistances hydrauliques) qui neutralise toute augmentation de puissance propulsive. La relation de Schijf définit cette vitesse limite par : c 2 L 2 Am F F L = [ (1- + )] 3 A 2 où F L, le nombre de Froude caractérisant la cinématique du navire lorsque celui-ci à atteint la vitesse limite V L définie par : 3 2 V L = F L A g b c w 1.2.3. VITESSE DE NAVIGATION DU BATEAU En règle générale, la vitesse de navigation V s du bateau est : où f v = 0,90 pour les bateaux vides 0,75 pour les bateaux chargés V s =f v V L Dans certains cas, la vitesse de navigation sera inférieure à cette valeur si des limites de vitesse sont imposées dans le règlement de police du cours d eau. 1.2.4. DECOTE DE L ONDE PRIMAIRE La valeur moyenne de la décote h s obtient par : h = 2 Vs [α 2g s A ( A c * c ) 2-1] avec : α s = 1,4-0,4 V V s L SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 7

et * A c, la section mouillée effective au droit de la dépression (corrigée de la décote h) A * c = b b (h - h) + m(h - h) 2 - A m La valeur maximale de la décote h vaut : h = (1+ 2A * w ) h b w si < 1, 5 L s et h = (1+ 4A * w ) h b w si 1, 5 L s où : A * w = yh A c 1.2.5. COURANT DE RETOUR La valeur moyenne du courant de retour U r est : U r A = ( A c * c - 1) V s Sa valeur maximale U est : r * b w U r = (1+ A w ) Ur si < 1, 5 L s et * U b w r = (1+ 3A w ) Ur si 1, 5 L s 1.2.6. BOURRELET DE PROUE La hauteur h f du bourrelet de proue est : h f = 0,1 h + h Sa pente i f vaut : i f =0,03 h f 1.2.7. BOURRELET DE POUPE La hauteur Z max du bourrelet de poupe est : Sa pente i sw vaut : Z max =1,5 h SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 8

V s 5 sw = 0,64( ) i gh La vitesse u max de l onde transversale de poupe est : u max D = Vs (1- Z 50 max ) Le terme D 50 traduit la rugosité du matériau de la berge dans la zone de batillage avec : : densité déjaugée du matériau de la berge D 50 des grains du matériau de la berge. 1.2.8. LES ONDES SECONDAIRES La hauteur H i crête à creux des ondes secondaires au point d interférence entre les ondes divergentes et transversales est : H 2 Vs s -1/3 i = αi ( ) gh h avec s la distance le long de la crête de l onde divergente entre le bateau et la berge et y s la distance entre l axe du bateau et la berge soit : ys s = sin(19,3 ) et α i = 1 pour les remorqueurs, les bateaux de plaisance et les navires conventionnels chargés 0,75 pour les bateaux conventionnels vides 0,5 pour les convois poussés vides La longueur L i de ces ondes secondaires est : et leur période Ti : 2 4πVs Li = 3g Vs Ti = 5,1 g SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 9

Toutes ces relations ont été intégrées dans une feuille de calcul afin de pouvoir réaliser différentes simulations qui seront présentées pour l évaluation du batillage actuel et futur. PARAMETRES DU BATEAU PROFIL EN TRAVERS DE LA VOIE D'EAU Largeur du bateau b s 5 [m] Largeur au plafond du cours d'eau b b 50 [m] Longueur du bateau L s 38.5 [m] Largeur au miroir du cours d'eau b w 75 [m] Enfoncement du bateau T s 2 [m] Profondeur du cours d'eau h 4.5 m Coefficient de largeur C m 1 [] Pente des berges (m=cotgα) m 3 Charge du bateau f v 0.75 [] Section mouillée du cours d'eau A c 280 [m²] Excentricité du bateau p/r voie d'eau y 0 [m] D 50 de la berge 0.15 [m] Coefficient α i 1 [] Accélération de la pesanteur g 9.81 [m/s²] Vitesse limite V L 4.67 m/s Vitesse du bateau V s 3.50 m/s ONDE PRIMAIRE COURANT DE RETOUR Dépression moyenne h 0.14 m Courant de retour moyen U r 0.20 m/s Dépression maximale H 0.14 m Courant de retour maximal Û r 0.20 m/s Bourrelet de proue h f 0.16 m Pente du bourrelet de proue i f 0.00 ONDES SECONDAIRES Bourrelet de poupe z max 0.22 m Amplitude des ondes secondaires H i 0.44 m Pente du bourrelet de poupe i sw 0.03 Longueur d'onde des ondes secondaires L i 5.24 m Courant de la vague de poupe U max 1.08 m/s Période des ondes secondaires T i 1.83 s Figure n 5 - EXEMPLE DE CALCUL DU BATILLAGE D UNE PENICHE FREYCINET DANS L AXE D UNE SECTION COURANTE DE L OISE 1.3. LES EFFETS DU BATILLAGE SUR LES BERGES L Oise est un cours d eau navigable donc sujet au batillage. L abaissement rapide du plan d eau (onde primaire) provoque une accélération des eaux en direction du bateau et met en suspension les particules fines du pied de berge et du fond de la voie d eau. On parle de lessivage : migration de matériaux détachés de la berge. Les ondes secondaires déferlent contre la berge et créent des variations rapides de la surface de l eau, le phénomène a tendance à arracher les matériaux constitutifs de la berge. La combinaison de ces deux phénomènes crée des affouillements, progressivement, on observe un sapement de la berge générant un profil vertical dominant une risberme située sous le niveau moyen des eaux. L érosion due au batillage commence en pied de berge. L érosion a lieu du pied de la berge vers son sommet. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 10

Figure n 6 - LES EFFETS DU BATILLAGE SUR LES BERGES Le batillage menace également les berges aménagées avec le temps. Les blocs d enrochements par exemple sont rendus instables à la suite des affouillements en pied d ouvrage et de l exportation des fines entre les blocs. 1.4. LES AUTRES FACTEURS D EROSION DES BERGES L érosion des berges est un phénomène naturel faisant partie de l équilibre morphodynamique de la rivière. L érosion est produite par arrachement mécanique du courant sur les matériaux de la berge. Lors des épisodes de crue par exemple, la vitesse du courant provoque un arrachement des particules constitutives de la berge. Le marnage du cours d eau évolue de l étiage aux crues. Ce marnage provoque des alternances de saturation/désaturation du corps de la berge. Des variations trop rapides peuvent provoquer des glissements généralisés de la berge. A l inverse des affouillements, le phénomène a lieu du sommet vers le pied de la berge. Dans le cas de l Oise, le marnage du plan d eau est variable selon la position par rapport aux barrages qui tiennent les biefs. C est à l aval immédiat des ouvrages que le marnage est le plus important, pour diminuer jusqu au barrage suivant. Les barrages de navigation ont pour effet de diminuer les vitesses en crue et réduisent donc la capacité de l eau à arracher les matériaux des berges. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 11

2. ETAT DES LIEUX Entre Conflans-Sainte-Honorine et Compiègne, l Oise franchit 8 biefs : Venette ; Verberie ; Sarron ; Creil ; Boran s/oise ; l Isle Adam ; Pontoise ; Andrésy ; contrôlés chacun par le barrage du même nom sur l Oise, à part le bief aval contrôlé par le barrage d Andrésy sur la Seine un peu à l aval de la confluence Oise-Seine. Les subdivisions du Service de Navigation de la Seine de Compiègne (Oise) et de Pontoise (Val d Oise) ont été rencontrées afin de partager leur connaissance des berges de l Oise et d évoquer les problèmes de batillage, actuel et futur. Entre Compiègne et Conflans-Sainte-Honorine, l Oise traverse les départements de l Oise et du Val d Oise. Une reconnaissance depuis les rives de l intégralité du linéaire des berges (là où elles étaient accessibles) de l Oise dans l Oise a été réalisée les 19 et 20 janvier 2005 depuis la confluence avec l Aisne jusqu à l écluse de Boran. Les berges de l Oise dans le Val d Oise ont fait l objet d une reconnaissance en vedette rapide avec VNF-SNS de Pontoise le 24 janvier 2005. Il faut noter que les reconnaissances ont eu lieu en hiver (ce qui explique la faible luminosité des photos!), en période de hautes eaux, la zone de batillage était donc peu visible. 2.1. LES BERGES DE L OISE DANS L OISE Le reportage photographique et le diagnostic détaillé de la reconnaissance des berges de l Oise dans l Oise est présenté en annexe 2. Mises à part les traversées de Compiègne, Pont-Sainte-Maxence et Creil, l Oise traverse des zones rurales et agricoles. Dans la traversée de Compiègne les berges de l Oise sont globalement en bon état. Les rives zones urbanisées sont protégées par des enrochements ou des perrés (photos 1 à 7). SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 12

A l aval du Clos des Roses (Venette), la rive gauche est protégée par des enrochements alors que la rive droite, végétalisée borde des terrains peu vulnérables (photos 8 à 10). Lorsque, localement, en rive gauche, la berge n est plus protégée par ces enrochements, des figures d érosion apparaissent comme la montre la photo 9. Ce désordre met en danger la route qui borde l Oise à cet endroit. Plus à l aval, on quitte la zone urbanisée pour traverser des terrains beaucoup moins vulnérables. En rive gauche, à proximité de la station d épuration de Compiègne, la berge est dégradée, malgré la végétation (photo 11). L implantation des ouvrages témoigne du recul du trait de berge (photo 12). L érosion peut menacer la stabilité de certains ouvrages de rejet comme celui de la station d épuration. Lorsque l Oise traverse la plaine d Herneuse, elle borde en rive droite des champs et en rive gauche des sablières. On constate un effondrement généralisé des berges en rive droite (photo 13), une partie des champs disparaît ainsi dans l Oise. A l amont de Pont-Sainte-Maxence, les berges sont relativement bien protégées par une végétation abondante (photo 15) aussi bien en rive droite qu en rive gauche. Localement, lors de la traversée de Verberie par exemple (méandre de la rivière et rétrécissement de la section), les berges sont plus dégradées (photo 14). Dans Pont-Sainte-Maxence près du pont, les perrés sont en bon état (photos 16 et 17). Mais à l amont et à l aval, dans la zone urbaine, on remarquera d importantes érosions de berges (photos 18 et 19). A l aval de Pont-Sainte-Maxence, l Oise traverse à nouveau des zones plutôt agricoles et à nouveau, les rives des champs présentent fréquemment d importants glissements (photos 20 et 21). A Brenouille et Rieux (zones urbanisées), on observe des loupes de glissement localisées (photo 22). Des protections sont alors nécessaires (comme à Rieux photo 23 et à proximité de la confluence Oise-Brêche photo 24) pour protéger les routes qui bordent la rivière. Dans la partie amont de la traversée de Creil, les perrés sont en très bon état. Ils reposent sur des palplanches ou des enrochements (photos 26 à 28). En revanche, ces ouvrages sont très dégradés en rive droite dans la partie aval de Creil (photos 29 et 30). Des protections en enrochements garnissent les berges de l île Saint-Maurice (photos 31 et 32). Toute la zone industrielle à l aval de Creil est généralement bien protégée par des berges en bon état (photo 33), cependant, la route d accès à la centrale thermique de Saint-Leud Esserent est menacée par endroits par des glissements de la berge (photo 34). Dans la quartier des Sablons à Saint-Leu-d Esserent, de nombreuses maisons individuelles bordent le chemin de halage. La berge à cet endroit est peu élevée. Quelques péniches sont amarrées et habitées à l année. Cette zone est fréquemment soumise aux inondations d après les riverains. La berge est protégée ça et là par des enrochements (photo 35). Jusqu à Boran, les terrains sont moins élevés par rapport à l Oise. Les berges sont généralement en assez bon état, protégées par la végétation (photo 39). Mais ponctuellement, le long des champs plus particulièrement, les berges sont érodées (photos 36 et 40 à 42). SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 13

Dans le département de l Oise, on ne constate pas de problèmes majeurs au niveau des berges mis à part à Pont-Sainte-Maxence et dans la partie aval de Creil. En effet, en dehors des zones urbanisées, les berges sont généralement végétalisées et les érosions éventuelles menacent des terrains peu vulnérables (champs par exemple). Ponctuellement, l érosion peut mettre en danger une voie de circulation. 2.2. LES BERGES DE L OISE DANS LE VAL D OISE Un diagnostic précis des berges de l Oise dans le Val d Oise a été réalisé par le Syndicat mixte des berges de l Oise mais n était pas encore à la disposition de SOGREAH lors de la rédaction de ce présent rapport. Le reportage photographique et le diagnostic détaillé de la reconnaissance des berges de l Oise dans le Val d Oise est présenté en annexe 3. L écluse de Boran s/oise marque la limite entre l Oise et le Val d Oise. A l aval de l écluse de Boran, on observe en rive droite des effondrements localisés (photo 1). Ailleurs, la végétation et les enrochements garantissent la stabilité de la berge (photo 2). Au niveau du pk 37, on remarque un effondrement et un recul importants du rivage (photo 3 et 4). Dans la traversée de Beaumont, la berge paysagère (pelouse et saules) repose sur des palplanches (photo 5). A Persan, en rive droite, la stabilité de la berge qui supporte une route est assurée par des enrochements (photo 6). Au doit de la centrale de Champagne s/oise, on notera un effondrement généralisé de la berge (photo 7). A Parmain, la protection de berge est assurée par des enrochements et des dalles evergreen. Une crue a emporté la terre des alvéoles de la dalle avant que la végétation ne s installe (photo 9). La route départementale 922 longe l Oise sur 750 m en rive gauche. Mais la berge est ponctuellement dégradée sur ce trajet et met en danger cet axe de circulation (photo 10). La photo 11 illustre le risque d inondations auquel sont soumises certaines maisons d Auvers s/oise car on constate la faible hauteur de la berge. Dans la traversée de Pontoise, les berges sont en bon état (photos 13 et 14). Ca et là des aménagements constitués d enrochements supportant une risberme surmontée de dalles evergreen ont subit des dommages, probablement dus à une crue avant que la végétation ne s implante sur la dalle (photos 9, 12, 15, 17, 19 et 20). A l aval de Pontoise, des protections dures constituées d enrochements progressivement colonisés par la végétation ont mieux résisté (photo 16). A l aval de Pontoise, lorsque la voie SNCF longe l Oise, on remarque un effondrement généralisé. Des ouvrages traduisent un important recul de la berge (photo 18). SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 14

Au niveau du lieu-dit les Gats, les riverains ont disposé des protections de berge de fortune (photos 22 et 23). Sous le pont de Cergy, on observe une érosion importante de part et d autre d enrochements protégeant une fibre optique (photo 24). Sur l extrados de la boucle de Cergy, les berges sont consolidées par des protections de fortune (photo 25). En revanche, en rive gauche (intrados), on constate que les portions protégées par des petits enrochements sont en bon état, ailleurs, là où ces protections sont inexistantes, les glissements de berges sont omniprésents (photos 26, 27 et 30). Dans l intrados de la partie aval de la boucle de Cergy, les dépôts qui ont sédimenté ont été colonisés par la végétation. Si ces dépôts ont tendance à faire avancer la berge, ils offrent néanmoins un habitat écologique intéressant (photos 28 et 29). A proximité du pont de Neuville, la rive droite a été protégée par des enrochements dans le cadre du 3 e programme Etat-Région (photo 31). Entre Neuville et la confluence, on notera plusieurs effondrements de berge contenus par la végétation (photo 32). A la confluence avec la Seine, le perré de la rive gauche présente quelques désordres (photo 33). Dans ce département, l Oise traverse une zone très urbanisée. Plusieurs secteurs sont très vulnérables aux inondations car les terrains sont peu élevés au-dessus de l Oise (Auvers s/oise par exemple). Beaucoup de routes et de maisons bordent la rivière, la stabilité des berges revêt ainsi une importance particulière. Nous avons pu observer que les protections en dalles evergreen ont subi d importants et fréquents dommages, probablement dus à des crues qui ont emporté le matériau avant que la végétation ne s installe. Le Conseil Général du Val d Oise et la Région Ile-de-France ont réalisé une étude technique des berges du Val d Oise qui consiste en un diagnostic précis des berges et qui préconise un certain nombre d interventions priorisées. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 15

Figure n 7 - DIAGNOSTIC DES BERGES DU VAL D OISE 2 2.3. PROJETS EN COURS Compte tenu des résultats du lever du chenal de navigation de 2002, le Service de Navigation de la Seine envisage de réaliser des dragages entre Nogent-sur-Oise et Conflans-Sainte-Honorine et un approfondissement de l Oise entre Janville et Creil. 2.3.1. DRAGAGE D ENTRETIEN A L AVAL DE CREIL Le projet de dragages d entretien concerne le lit de l'oise entre Nogent-sur-Oise (pk 61) et Conflans-Sainte-Honorine (pk 0). Il s agit d'un dragage permettant de retrouver le chenal de 1970. Le dossier d Avant-Projet a été réalisé par le SNS (dossier daté avril 2004). Le SNE est d avis que ces dragages au milieu du lit ne devraient pas avoir de répercussions significatives sur l état des berges. Le SNS s est toutefois engagé à mener une étude contradictoire : il s agira d un reportage photographique avant et après travaux sur chacune des zones ponctuelles de travaux afin de juger d éventuelles dégradations causées par ces dragages sur les berges. 2 source : [7] SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 16

2.3.2. APPROFONDISSEMENT EN AMONT DE CREIL En amont de Creil, le SNS envisage de réaliser un dragage d'approfondissement de 3 m actuels à 4 m. Ce dragage d'approfondissement est en cours d étude par le SNS. L impact du dragage d approfondissement sur la stabilité des berges devra être analysé dans les études détaillées de ces opérations. Des mesures correctives devront être proposées, le cas échéant, afin de garantir la stabilité des berges après travaux. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 17

3. LE BATILLAGE GENERE PAR LES BATEAUX EMPRUNTANT L OISE Pour apprécier l impact du batillage lié au passage des convois au gabarit permis par le futur canal Seine-Nord, il convient de pouvoir le comparer au batillage auquel sont soumises les berges de l Oise actuellement. Les grandeurs du batillage peuvent être calculées à l aide de formules empiriques. La représentation la plus fidèle restera la mesure in situ ou le modèle réduit physique en similitude de Froude. Les paramètres des formules empiriques sont : les caractéristiques de la voie d eau ; les caractéristiques des bateaux qui l empruntent. Ces paramètres seront intégrés dans la feuille de calcul que nous avons bâtie afin d obtenir les grandeurs du batillage actuel. 3.1. PARAMETRES DE LA VOIE D EAU Nous nous basons sur les profils en travers de l Etude hydraulique dressés sur la base de levés bathymétriques et topographiques fournie par Service de Navigation de la Seine, Subdivision Sondages-Régulation des Mureaux le 28/01/05 et complétée le 03/02/05. A part quelques sections particulières (îles, ponts, écluses), les sections en travers de l Oise sont relativement homogènes. Pour une première approche, nous retiendrons les valeurs moyennes suivantes : Largeur au miroir = 75 m Largeur au plafond = 50 m Profondeur = 4,50 m Fruit des berges = 3:1 Section mouillée = 280 m² 3.2. GABARIT DE BATEAUX Le gabarit des bateaux qui naviguent actuellement sur l Oise est issu des données de trafic fournies par les subdivisions de Pontoise et Compiègne. Les convois poussés sont peu nombreux (l Oise est une voie sans issue pour eux), l essentiel du trafic est composé d automoteurs et d automoteurs-pousseurs. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 18

AUTOMOTEUR ISOLE AUTOMOTEURS-POUSSEURS On considère que le trafic de plaisance ne sera pas sensiblement différent une fois le canal Seine-Nord-Euorpe ouvert. Nous ne tiendrons donc pas compte du trafic de plaisance d autant plus que les péniches de tourisme génèrent moins de batillage que les navires de commerce chargés. En revanche, une attention particulière doit être portée aux berges des bassins de vitesse où la vitesse est limitée à 50 km/h car nous avons vu en première partie que les petits bateaux rapides génèrent des ondes secondaires très hautes et très cambrées qui peuvent être dommageables pour la berge. Ces trafics et ces activités existent déjà, le batillage qu ils génèrent sera inchangé. Le tableau qui suit présente les caractéristiques standardisées des principaux bateaux de transport de marchandises (CEMT). Type de bateau Longueur (m) Largeur (m) Enfoncement (m) Automoteur Freycinet 38,5 5,05 2,20 Campinois 55 6,60 2,5 Convoi type canal du Nord 90 5,70 2,5 D.E.K. 80 8,20 2,5 R.H.K 85 9,50 2,5 Grand-Rhénan 110 11,40 3 Convoi poussé (gabarit Vb) 185 11,40 3 Tableau n 1 - CARACTERISTIQUES DES PRINCIPAUX BATEAUX SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 19

3.2.1. TRAFIC ACTUEL Les statistiques de trafic disponibles sont reportées ci-dessous : Mois Caboteur Convoi Automoteur-pousseur Automoteur Nombre de Nombre de Nombre de Nombre de isolé convois barges convois barges Total unités 1 0 63 270 121 242 448 632 2 0 55 116 135 270 640 830 3 N/C N/C N/C N/C N/C N/C N/C 4 0 36 74 108 216 718 862 5 0 35 71 150 301 672 857 6 0 51 102 172 344 613 836 7 0 82 141 171 350 755 1 008 8 0 53 91 153 314 587 793 9 0 55 46 142 284 661 858 10 0 54 75 150 300 714 918 11 0 58 122 138 276 699 895 12 0 57 200 135 270 541 733 Total* 0 599 1 308 1 575 3 167 7 048 9 222 * non comprises les données du mois de mars, non connues Tableau n 2 - TRAFIC DE COMMERCE OBSERVE A L ECLUSE DE L ISLE-ADAM EN 2003 Mois Caboteur Convoi Automoteur-pousseur Automoteur Nombre de Nombre de Nombre de Nombre de isolé convois barges convois barges Total unités 1 1 16 17 159 318 539 715 2 1 17 18 154 308 599 771 3 0 19 23 216 432 676 911 4 0 16 16 184 368 652 852 5 0 9 9 246 493 648 903 6 0 17 16 204 446 647 868 7 0 24 26 207 414 744 975 8 0 21 28 199 405 669 889 9 0 22 29 219 433 745 986 10 1 20 21 229 460 679 929 11 0 16 16 195 391 594 805 12 0 10 11 172 344 557 739 Total 3 207 230 2 384 4 812 7 749 10 343 Tableau n 3 - TRAFIC DE COMMERCE OBSERVE A L ECLUSE DE CREIL EN 2004 3.2.2. TRAFIC PROJETE Les chiffres du trafic prévu sont issus de l Evaluation sommaire des trafics fluviaux SNE et voies adjacentes pour calcul de capacité (VNF, SETEC/STRATEC/EUROTRANS, 26 janvier 2005, version D), scénario «maximal»d aménagement du réseau fluvial. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 20

Tableau n 4 - TRAFIC JOURNALIER PROJETE Le trafic projeté sera de l ordre de 2 000 unités par mois alors qu il se situe entre 600 et 1000 actuellement. C est la structure même du trafic qui sera bouleversée car à l heure actuelle, 75% du trafic (en nombre d unités) est généré par les péniches Freycinet, dans la situation projet, ces bateaux ne représenteront plus que 11% du trafic. Plus de 50% des navires seront des RHK et 8% des convois poussés gabarit Vb. 3.3. VITESSE DES BATIMENTS La vitesse des navires de commerce est limitée à 12 km/h selon le règlement particulier de police de navigation sur l Oise, mais en réalité, la vitesse des bateaux serait plutôt de l ordre de 15-18 km/h (calculée à partir des horaires de passage aux écluses). Dans les calculs ci-après, la vitesse des navires est calculée à partir de la vitesse limite (en fonction du taux d obstruction de la voie d eau, voir 1.2.2 et 1.2.3). 3.4. CALCUL DU BATILLAGE PAR TYPE DE BATEAU Les feuilles de calcul sont présentées en annexe 4. 3.4.1. CAS N 1 Bateau chargé Vitesse du bateau = 0.75 x (vitesse maximale physiquement possible) Section normale de la voie d eau Bateau seul circulant au milieu de la voie d eau SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 21

Freycinet 75 m 4,5 m 2,20 m 50 m Convoi poussé 75 m 4,5 m 3 m 50 m BATILLAGE Freycinet Campinois Canal du Nord DEK RHK Grand Rhénan Convoi poussé Vb Vitesse du bateau 3.35 m/s (12.4 km/h) 3.22 m/s (11.6 km/h) 3.31 m/s (11.9 km/h) 3.07 m/s (11.1 km/h) 2.96 m/s (10.7 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) ONDE PRIMAIRE Dépression moyenne (m) Dépression max. (m) Bourrelet proue (m) Bourrelet poupe (m) Courant vague poupe (m/s) 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18 0.19 0.19 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18 0.19 0.19 0.16 0.18 0.17 0.19 0.19 0.21 0.21 0.22 0.24 0.23 0.26 0.27 0.29 0.29 1.11 1.23 1.19 1.27 1.29 1.28 1.28 COURANT DE RETOUR Moyen (m/s) 0.22 0.29 0.26 0.34 0.38 0.48 0.48 Maximal (m/s) 0.22 0.29 0.26 0.34 0.38 0.48 0.48 ONDES SECONDAIRES Amplitude 0.42 0.37 0.39 0.34 0.32 0.26 0.26 Longueur 5.08 4.41 4.67 4.02 3.74 3.01 3.01 Période 1.80 1.68 1.73 1.60 1.55 1.39 1.39 Tableau n 5 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTES BATEAUX CAS N 1 SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 22

3.4.2. CAS N 2 Bateau chargé Vitesse du bateau = 0.75 x (vitesse maximale physiquement possible) Section normale de la voie d eau Bateau en croisant un autre, excentricité = 1/3 x largeur au miroir Freycinet 75 m 4,5 m 2,20 m 50 m Convoi poussé 75 m 4,5 m 3 m 50 m SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 23

BATILLAGE Freycinet Campinois Canal du Nord DEK RHK Grand Rhénan Convoi poussé Vb Vitesse du bateau 3.35 m/s (12.4 km/h) 3.22 m/s (11.6 km/h) 3.31 m/s (11.9 km/h) 3.07 m/s (11.1 km/h) 2.96 m/s (10.7 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) ONDE PRIMAIRE Dépression moyenne (m) Dépression max. (m) Bourrelet proue (m) Bourrelet poupe (m) Courant vague poupe (m/s) 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18 0.19 0.19 0.38 0.29 0.28 0.31 0.32 0.35 0.35 0.40 0.31 0.30 0.32 0.34 0.37 0.37 0.58 0.44 0.42 0.46 0.48 0.52 0.52 2.55 2.11 2.13 2.07 2.03 1.89 1.89 COURANT DE RETOUR Moyen (m/s) 0.22 0.29 0.26 0.34 0.38 0.48 0.48 Maximal (m/s) 0.48 0.41 0.37 0.47 0.53 0.68 0.68 ONDES SECONDAIRES Amplitude 0.64 0.57 0.60 0.54 0.51 0.43 0.43 Longueur 5.08 4.41 4.67 4.02 3.74 3.01 3.01 Période 1.80 1.68 1.73 1.60 1.55 1.39 1.39 Tableau n 6 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTS BATEAUX CAS N 2 3.4.3. CAS N 3 Bateau chargé Vitesse du bateau = 0.75 x (vitesse maximale physiquement possible) Passage d une section rétrécie ; on prendra le cas extrême qui semble être le pont Parmain-l Isle-Adam, la section mouillée de l Oise est de 105 m² (largeur au miroir 35 m, largeur au plafond 18 m, profondeur 4 m, fruit des berges 2:1) Bateau seul circulant au milieu de la voie d eau (alternat indispensable) Convoi poussé - Section restreinte 35 m 4 m 3 m 18 m SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 24

BATILLAGE Freycinet Campinois Canal du Nord DEK RHK Grand Rhénan Convoi poussé Vb Vitesse du bateau 2.49 m/s (9.0 km/h) 2.16 m/s (7.8 km/h) 2.29 m/s (8.2 km/h) 1.95 m/s (7.0 km/h) 1.80 m/s (6.5 km/h) 1.39 m/s (5.0 km/h) 1.39 m/s (5.0 km/h) ONDE PRIMAIRE Dépression moyenne (m) Dépression max. (m) Bourrelet proue (m) Bourrelet poupe (m) Courant vague poupe (m/s) 0.20 0.21 0.20 0.21 0.21 0.20 0.20 0.20 0.21 0.20 0.21 0.21 0.20 0.20 0.22 0.23 0.23 0.23 0.23 0.22 0.22 0.30 0.31 0.31 0.31 0.31 0.30 0.30 1.25 1.12 1.17 1.02 0.94 0.70 0.70 COURANT DE RETOUR Moyen (m/s) 0.55 0.66 0.61 0.73 0.78 0.92 0.92 Maximal (m/s) 0.55 0.66 0.61 0.73 0.78 0.92 0.92 ONDES SECONDAIRES Amplitude 0.28 0.22 0.24 0.18 0.16 0.09 0.09 Longueur 2.65 2.00 2.24 1.63 1.39 0.82 0.82 Période 1.30 1.03 1.20 1.02 0.94 0.73 0.73 Tableau n 7 - BATILLAGE GENERE PAR LES DIFFERENTS BATEAUX CAS N 3 3.5. CONCLUSION Afin de comparer ces résultats, récapitulons les valeurs obtenues dans les trois cas pour les deux bateaux les plus différents : Freycinet et convoi poussé Vb. Les autres modèles présentent des résultats «proportionnels» à leur taille et compris entres ceux des gabarits extrêmes. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 25

BATILLAGE Freycinet Cas n 1 Cas n 2 Cas n 3 Convoi poussé Vb Freycinet Convoi poussé Vb Freycinet Convoi poussé Vb Vitesse du bateau 3.35 m/s (12.4 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) 3.35 m/s (12.4 km/h) 2.65 m/s (9.54 km/h) 2.49 m/s (9.0 km/h) 1.39 m/s (5.0 km/h) ONDE PRIMAIRE Dépression moyenne (m) Dépression max. (m) Bourrelet proue (m) Bourrelet poupe (m) Courant vague poupe (m/s) 0.15 0.19 0.15 0.19 0.20 0.20 0.15 0.19 0.38 0.35 0.20 0.20 0.16 0.21 0.40 0.37 0.22 0.22 0.22 0.29 0.58 0.52 0.30 0.30 1.11 1.28 2.55 1.89 1.25 0.70 COURANT DE RETOUR Moyen (m/s) 0.22 0.48 0.22 0.48 0.55 0.92 Maximal (m/s) 0.22 0.48 0.48 0.68 0.55 0.92 ONDES SECONDAIRES Amplitude 0.42 0.26 0.64 0.43 0.28 0.09 Longueur 5.08 3.01 5.08 3.01 2.65 0.82 Période 1.80 1.39 1.80 1.39 1.30 0.73 Tableau n 8 - COMPARAISON DU BATILLAGE GENERE PAR UNE PENICHE FREYCINET ET UN CONVOI POUSSE DANS LES TROIS CAS Dans les trois cas, la hauteur de la dépression et des bourrelets ne varie jamais de plus de 30% entre les deux gabarits. Le courant de la vague de poupe est entre 15% plus élevé pour le convoi dans le cas n 1 mais il est entre 35% et 80 % plus élevé pour la Freycinet dans les cas 2 et 3. Le courant de retour, est deux fois plus fort pour le convoi dans les deux premiers cas et 70% plus élevé dans le troisième cas. L amplitude des ondes secondaires est entre 30 et 40% moins élevée pour le convoi poussé que pour la Freycinet dans les deux premiers cas. On remarquera qu elle est quasi nulle dans le dernier cas pour le convoi (9 cm contre 38 cm pour la Freycinet). Les différences seraient encore plus flagrantes si la vitesse du convoi n était pas autant limitée par le phénomène d obstruction physique de la voie d eau. On notera d ailleurs que dans tous les cas, la vitesse limite physique du bâtiment est inférieure à la vitesse maximale autorisée (sauf pour les Freycinet dans les cas 1 et 2 et en faisant abstraction de la vitesse propre du cours d eau qu il faut ajouter ou retrancher suivant que le bateau est montant ou avalant). SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 26

En conclusion, les dépressions et bourrelets associés à l onde primaire ne sont pas sensiblement différents entre Freycinet et convoi poussé. Le courant de la vague de poupe est similaire voire plus élevé pour la Freycinet. L amplitude des ondes secondaires est toujours bien plus forte pour la Freycinet. Mais le convoi poussé produit systématiquement un courant de retour de l ordre de deux fois celui produit par une péniche Freycinet. Ces faibles disparités proviennent du fait que la vitesse des bateaux est limitée physiquement par le taux d obstruction (rapports des surfaces mouillées du navire et du cours d eau). Les différences seraient plus flagrantes entre les gabarits extrêmes si la surface mouillée de la voie d eau leur permettait de naviguer à la même vitesse or dans le cas de l Oise, les plus gros navires chargés ne peuvent atteindre la vitesse maximale autorisée sur l Oise (12 km/h) à la différence des péniches Freycinet. Par rapport à la situation actuelle, le batillage sera plus intense (en terme de fréquence) puisque le trafic en nombre d unités va plus que doubler et ses caractéristiques seront différentes (beaucoup plus de RHK et de convois poussés et beaucoup moins de péniches Freycinet). SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 27

4. PROTECTION DES BERGES - RECOMMANDATIONS Nous avons donc vu précédemment que les principales différences entre le trafic actuel et le trafic futur seront l intensité, ainsi que le transit important de RHK et de grands convois poussés, peu présents dans l Oise actuellement. Les formules empiriques disponibles dans la littérature ont permis de calculer le batillage des différents types de bateaux qui transitent ou transiteront dans l Oise aval. Lorsque le canal Seine-Nord-Europe sera en service, le batillage sera plus fréquent (augmentation du trafic) et ses caractéristiques différentes (ventilation des gabarits sensiblement modifiée). La profondeur de la dépression et la taille des bourrelets ne seront pas très différentes. L amplitude des ondes secondaires est moindre pour les grands navires que pour les péniches Freycinet mais le courant de retour produit par les grands bateaux sera à peu près deux fois plus élevé (pour les grands convois gabarit Vb). Il pourra atteindre près d 1 m/s dans les sections réduites. 4.1. LES TYPES DE PROTECTION DE BERGES Dans l Oise, certaines portions très localisées de berges sont dégradées dans des secteurs sensibles (Pont-Sainte-Maxence et Creil) ; un important linéaire de berge est érodé mais il ne concerne en général que des terrains agricoles ou peu vulnérables. Dans le Val d Oise, la stabilité des berges garantit la pérennité de plusieurs infrastructures et habitations. Le diagnostic des berges du Val d Oise a débouché sur un programme d interventions sur 10 ans. La priorisation des travaux résulte d un croisement entre l état de dégradation de la berge et les enjeux du site. SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 28

Figure n 8 - REPARTITION SPATIALE DES ZONES D INTERVENTION SUR LES BERGES DU VAL D OISE 3 Les interventions, en fonction des enjeux, font appel à des techniques de génie civil pur, des techniques mixtes et des techniques de protection végétales. Il existe trois grands types de protections de berge : palplanches : généralement réservées aux ports et zones urbaines ; enrochements : protections dures pas toujours esthétiques et paysagères ;l protections végétales : confèrent un aspect naturel à la berge mais la réussite de la protection dépend des conditions hydrauliques (crues) au cours des premières années, pendant le développement et la colonisation de la végétation. Les techniques de génie civil pur sont réservées aux secteurs à enjeux élevés et contraintes fortes, lorsque les besoins d aménagement paysager et écologique sont faibles. Les techniques mixtes (génie civil en pied de berge et végétalisation du talus) seront employées dans les secteurs naturels ou urbains où existent des contraintes hydrauliques assez fortes et des besoins de valorisation paysagère et écologique. 3 source : [7] SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 29

Les choix techniques doivent prendre en compte les contraintes hydrauliques (dynamique de la rivière, batillage provoqué par la navigation), dimensionnelles (emprise disponible pour la berge), temporelles (urgence des interventions), liées au enjeux et à la vulnérabilité des sites : techniques dures pour les zones à fort enjeux, zones urbaines, protection d ouvrages (ponts par ex.) ; techniques mixtes ou végétales ailleurs avec fascines ou caissons végétalisés pour la protection du pied de berge (point le plus sensible soumis aux effets du courant et du batillage). Il existe bien entendu d autres modes de protection (gabions, matelas poreux ) et une infinité de variantes combinant les différents modes de protection, par exemple, les dalles evergreen combinent une protection «dure» avec la végétalisation de la berge. Les palplanches sont à priori à proscrire car elles artificialisent beaucoup le milieu et perturbent les échanges nappe-rivière. La politique actuelle recommande d arrêter l artificialisation des cours d eau lorsque celle-ci n est pas nécessaire pour la protection et la sécurité des personnes ou pour la protection d ouvrages stratégiques. Les techniques de protection végétale, à réserver aux secteurs dépourvus d enjeux élevés (mais qui nécessitent une forte emprise latérale), offrent un frein hydraulique naturel à l écoulement mais les effets du batillage et des crues créent des contraintes de dimensionnement (forces d arrachement) qui peuvent limiter le choix des végétaux et même interdire l utilisation de telles techniques dans certains cas. Progressivement, le retour d expérience de tels aménagements s étoffe, ainsi, sur la Moselle canalisée par exemple, sur la commune d Aingeray dans la Meurthe-et-Moselle, 180 m de berges ont été protégés, en pied de berge par des fascines d hélophytes retenues par des pieux et entourées d un géotextile en coco, et par un ensemencement sur le talus. Le coût de revient atteint 125 /ml. On estime qu une protection classique dite «dure» coûte environ 190 /ml et une protection au moyen d une technique végétale 135 /ml 4. Du point de vue batillage uniquement, les protections végétales montrent leurs limites car le batillage crée des ondulations de la surface libre de l eau et des courants de retour or les protections végétales ne se développent pas sous la surface de l eau. En revanche, elles protègent efficacement la partie haute de la berge pendant les crues. Les protections de berges doivent être combinées avec des enrochements, des fascines ou des caissons végétalisés par exemple, pour la partie immergée de la berge (stabilité du pied de berge). L entreprise Biotec dispose d une expertise reconnue dans ce type de protections (voir Guide Lachat et www.biotec.ch). 4.2. DIMENSIONNEMENT DES PROTECTIONS CONTRE LE BATILLAGE Le dimensionnement et le calcul de stabilité des protections en enrochements sont très bien documentés (CUR Report, Recommandations du CETMEF etc.). Si l on se limite à la stabilité des protections enrochées au batillage, on cherchera à dimensionner les protections pour qu elle résistent aux sollicitations du batillage : décotes de la surface libre, ondulations et courant de retour. 4 source VNF [8] SOGREAH-ARCADIS-INGEROP/APY/1 34 0154 18 NOVEMBRE 2005 PAGE 30