Réalisation d une campagne de sondages dans la plaine alluviale du Rhône à Péage-de-Roussillon Rapport de mesure Réalisation Nicolas Talaska, Anthony Guinchard Juin 2014
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Table des matières 1. Contexte et objectifs : Analyse des processus de sédimentation dans le lit majeur et les annexes fluviales...3 2. Site d étude : Le Rhône court-circuité de Péage-de-Roussillon...4 3. Données existantes...5 4. Données collectées...6 5. Traitements des données existantes et nouvellement acquises...7 5.1. Homogénéisation des données de sondages...7 5.2. Cartographie des épaisseurs de sédiments fins...8 ANNEXES... 11 2
1. Contexte et objectifs : Analyse des processus de sédimentation dans le lit majeur et les annexes fluviales Cette prestation, réalisée par la société GeoPeka pour le compte du CNRS UMR5600 EVS, s inscrit dans le cadre des projets de recherche de l Observatoire des Sédiments du Rhône au titre de l année 2014 pour le 3 ème programme d actions. La prestation se place dans l un des quatre axes du programme (sédimentation et morphologie du lit majeur) et plus particulièrement dans une étude visant à mieux comprendre les patrons de sédimentation dans le lit majeur et les annexes fluviales (lônes, marges) en caractérisant rétrospectivement la dynamique d atterrissement en lien avec les fréquences d inondation. Cette étude porte sur le Rhône court-circuité de Péage-de-Roussillon (fig.1 et fig.2). La mission confiée à GeoPeka est de i) faire l inventaire des données de sondages existantes, ii) réaliser une campagne de sondages pour compléter les données existantes, iii) réaliser des prélèvements de sédiments en surface au niveau des sondages nouvellement réalisés. Péage-de-Roussillon Figure 1. Localisation du site d étude 3
2. Site d étude : Le Rhône court-circuité de Péage-de-Roussillon Le secteur d étude est situé dans la plaine alluviale du Rhône, au droit du Péage-de-Roussillon, entre les PK 51 et 59. Ce secteur se compose d un tronçon du Rhône court-circuité, depuis 1979, par le canal d amenée de l usine hydroélectrique de Sablons. Dans cet ensemble le secteur qui nous intéresse ici est une partie de la plaine alluviale comprise entre la rive droite du Rhône et le canal d amenée. Plus précisément, les investigations se sont concentrées dans l espace correspondant à l emprise des bandes actives du Rhône au cours de six dates (1860, 1902, 1939, 1949, 1986 et 2009). La bande orangée sur la figure 2 représente la combinaison de ces emprises. Figure 2. Emprise de l'étude 4
3. Données existantes Le site du Péage-de-Roussillon a fait l objet de plusieurs études pour lesquelles des sondages ont été réalisés afin de mesurer et/ou caractériser les épaisseurs de sédiments fins déposées sur les alluvions grossières dans les casiers Girardon et les marges alluviales. L annexe 1 donne une idée du type de sédiment grossier qu il est possible de rencontrer. La grande majorité de ces sondages a été réalisée en milieu terrestre et une partie dans des espaces en eau (casiers, lônes). Le tableau 1 présente les données recueillies et la figure 3 leur localisation. Nom du fichier original Auteur Date Nombre de sondages SondageRN Réserve Naturelle Platière_B.Pont? 957 Sondages_CNR CNR 2005 96 Releves_Arc_casiers CNRS_M.Rival 2007 49 FineSedimentMeasurement CNRS_P.Modrack 2013 36 Releve_Noyer_Sud_Project Releve_Ilon_Project CNRS_J.Riquier 2007 155 Sondage_Gabi CNRS_B.Raepple 2014 12 TOTAL SONDAGES EXISTANTS 1305 Tableau 1. Recensement des données de sondages existantes Figure 3. Localisation des sondages existants 5
4. Données collectées Afin de compléter les données existantes, une campagne de terrain a été réalisée au mois de mai 2014. Les sondages réalisés se situent pour une partie dans les casiers et pour une autre partie sur les marges alluviales. Au total, 333 sondages ont été réalisés à la méthode dite de la «perche». Elle consiste à enfoncer manuellement un train de tiges en acier dans le sol jusqu à atteindre le toit des alluvions grossières (fig.4). L atteinte du toit de graviers se manifeste par un refus à l enfoncement de la perche. Cette méthode comporte des biais puisqu il est possible de rencontrer des objets autres que le toit de graviers (bloc isolé, racines.). En cas de doute, le sondage était décalé de quelques mètres. Chaque point de sondage a été géolocalisé puis Figure 4. Réalisation du sondage à la perche et intégré dans une table attributaire géolocalisation du point regroupant l ensemble des sondages existants et nouvellement acquis (cf. Fichier de données # 2) La réalisation des sondages s est accompagnée de prélèvements de sédiments. Au total, 230 échantillons ont été collectés au cours du mois de mai 2014. Une centaine de point de sondages n ont pas fait l objet de prélèvements car les fines étaient absentes (bancs). Les prélèvements ont été réalisés entre 1 et 10 cm de profondeur sur des placettes préalablement nettoyées de la matière organique déposée sur le sol. Les prélèvements ont été faits à l aide d une petite pelle de jardin en acier inoxydable. Les échantillons de sédiments, d une centaine Figure 5. Prélèvement d'un échantillon de de grammes, ont été conditionnés dans des sacs en sédiments en surface plastiques zippés (fig.5). Chaque échantillon porte un identifiant unique et est associé à un sondage géolocalisé. FICHIER DE DONNEES # 1 : PREL_SED_PDR_geopeka 6
5. Traitements des données existantes et nouvellement acquises. 5.1. Homogénéisation des données de sondages En comptant les données existantes et nouvellement acquises, le nombre de sondages s élève à 1 638 (fig.6). Figure 6. Localisation des sondages existants et nouvellement acquis 7
Tous les sondages disposent de coordonnées géographiques planimétriques mais peu d entre eux sont renseignés par des cordonnées altimétriques. Afin d homogénéiser les données altimétriques entre les différentes campagnes de mesures, une référence commune a été utilisée: le MNT issu du LIDAR de la BDT-RHONE levé en 2010. Ainsi, l altitude attribuée à chaque point de sondage a été extraite de ce MNT. Ensuite, la formule suivante a été utilisée pour définir l altitude du toit de graviers en chaque point de sondage. Alt topgrav = Alt sol Ep fine Alt topgrav : Altitude du toit de graviers (mètres NGF) Alt sol : Altitude de la surface du sol extraite du MNT (mètres NGF) Ep fine : Epaisseur de sédiments fins (mètres) L ensemble des informations relatives à ces données sont disponibles dans une couche SIG décrite dans l annexe «FICHIER DE DONNEES # 2». FICHIER DE DONNEES # 2 : SONDAGES_TOT_PDR 5.2. Cartographie des épaisseurs de sédiments fins Dans l objectif de donner un premier aperçu de la distribution spatiale des épaisseurs de sédiments fins, un MNT du toit de graviers a été créé. La création du MNT s est réalisée en deux étapes. 1/ Création d une surface TIN par interpolation des altitudes du toit de graviers en chaque point de sondage. 2/ Transformation du TIN en un raster dont la résolution est identique à celle du MNT de surface (2 m). Le MNT du toit de graviers a ensuite été soustrait à celui de surface afin d obtenir un nouveau raster pour lequel chaque pixel correspond à une valeur d épaisseur de sédiments fins (fig.7). La précision de ces résultats dépend du nombre d échantillons initiaux (points de sondage) et de la méthode d interpolation utilisée pour modéliser la surface du toit de graviers. La modélisation utilisée ici est celle des triangles irréguliers (TIN). D autres méthodes, non explorées ici, pourraient améliorer les résultats (krigeage, IDW.). 8
Figure 7. Epaisseurs de sédiments fins Pour tenir compte des erreurs liées à l interpolation, la classe [0 ;20[ n est pas colorée. Cela permet notamment d exclure, plus ou moins bien, les zones en eau (lônes) et les surfaces très peu couvertes en sédiments fins (bancs de convexité). 9
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ANNEXES ANNEXE 1 : Métadonnées des couches SIG livrées FICHIER DE DONNEES # 1 PREL_SED_PDR_geopeka Ce fichier contient tous les sondages pour lesquels un prélèvement de sédiments en surface a été effectué. Le fichier contient 230 entités. Nom du fichier : PREL_SED_PDR_geopeka Système de référence spatiale : Lambert93 Date de réalisation : Mai 2014 Auteur : Nicolas Talaska Organisme : Société GeoPeka Contact : nicolas.talaska@geopeka.com NOM DU CHAMP DESCRIPTION UNITE Date_GPS Date des prélèvements jj/mm/aaaa Ep_Fine_cm Epaisseur de sédiments fins Centimètres Z_MNT Altitude du sol extraite du MNT Mètres NGF ID_PRELSED Identifiant de l échantillon prélevé FICHIER DE DONNEES # 2 SONDAGES_TOT_PDR Ce fichier contient tous les sondages existants et nouvellement acquis sur le site d étude. Ont été renseigné pour chaque. Le fichier contient 1 638 entités. Nom du fichier : SONDAGES_TOT_PDR Système de référence spatiale : Lambert93 Date de réalisation : Mai 2014 Auteur : Nicolas Talaska Organisme : Société GeoPeka Contact : nicolas.talaska@geopeka.com NOM DU CHAMP DESCRIPTION UNITE Z_SOL Altitude du sol extrait du MNT Mètres NGF Z_TOPGRAV Altitude du toit de graviers Mètres NGF EP_FINE_cm Epaisseur de sédiments fins Centimètres H_EAU_cm Hauteur d eau pour les sondages dans les espaces en eau Centimètres UNITE Unité morphologique dans laquelle se situe le sondage SOURCE Producteur de la donnée DATE Date à laquelle les sondages ont été réalisés Année 11
ANNEXE 2 : Mise au jour du toit de graviers suite au creusement d une lône 12