DEPARTEMENT DE LA HAUTE SAVOIE COMMUNES D, ET CRAN GEVRIER ETUDE HYDRAULIQUE DU BASSIN VERSANT DE L ISERNON *** INVESTIGATIONS COMPLEMENTAIRES ETUDE GENERALE
Sommaire 1 INTRODUCTION 1 2 ÉTUDE HYDRAULIQUE DE 2005 2 2.1 Reconnaissance de l ensemble du Bassin Versant 2 2.2 Modélisation par le logiciel TERESA 3 2.3 Calcul du débit admissible 3 2.4 Synthèse de l étude 2005 4 3 CONTEXTE HYDRAULIQUE 5 3.1 Données hydrologiques 5 3.2 Calculs de l écoulement naturel 9 3.2.1 Calculs de débit instantané de fréquence décennale 9 3.2.2 Calcul de débit instantané de fréquence centennale 11 3.2.3 Temps de concentration 13 3.3 Calculs de l écoulement urbanisé 14 3.3.1 Modélisation par le logiciel PAPYRUS 14 4 ÉTUDE COMPLEMENTAIRE 16 4.1 Détermination des coefficients d imperméabilisation 16 4.1.1 Coefficient d imperméabilité actuel 16 4.1.2 Coefficient d imperméabilisation futur 23 4.1.3 Synthèse 23 4.2 Mise en place du suivi débitmétrique et pluviométrique 24 4.3 Analyse des résultats de la campagne de mesures 25 4.3.1 Interprétation des données à pas de temps d 1 minute 26 4.3.2 Choix des pluies 29 4.3.3 Résultats de la modélisation 30 4.4 Calage du modèle état «zéro» 31 4.5 Modélisation d une pluie décennale 32 4.5.1 Situation actuelle 32 4.5.2 Situation future 32 4.5.3 Résultats théoriques initiaux 33 5 CONCLUSION 34
1 Introduction Le présent rapport porte sur l étude hydraulique du ruisseau de l Isernon qui transite par plusieurs communes jusqu à sa confluence en partie canalisée avec le Thiou, cours d eau traversant la commune d Annecy (50 000 habitants) dans le département de la Haute-Savoie. Au vu d une urbanisation grandissante sur ce bassin versant et du caractère «sensible» de l emplacement du canal : passage en agglomération, faible pente, exutoire d un bassin versant important et donc de l impact d une telle inondation dans ce secteur, il a été jugé indispensable de mener une étude sur différentes solutions permettant d absorber les débits de ruissellement décennaux. Sous maîtrise d ouvrage de la ville d Annecy et avec les participations financières des communes de Cran Gevrier et Seynod, la maîtrise d œuvre de cette étude hydraulique et technique a été confiée aux bureaux d études : S.A. Gestion de l Environnement et Cabinet MONTMASSON, situés à Annecy. Une première étude présentée en 2005 conclue à une forte probabilité de débordement de l Isernon dans sa partie canalisée en cas de crue décennale. A la suite de quoi, le Cabinet Montmasson décide de poursuivre les investigations par une étude complémentaire pour la réalisation d un point de référence permettant de caler une modélisation à une pluie réelle observée grâce aux campagnes de mesures de débitmétrie et de pluviométrie menées par le cabinet SAGE. Le présent rapport : Traitera des démarches et des résultats obtenus lors de l étude de 2005, Puis poursuivra avec le contexte hydraulique de l Isernon : données hydrographiques, calcul de débit admissible du canal, écoulement naturel et urbanisé à l aide de plusieurs méthodes de calculs de débit, Enfin terminera sur le calage de la modélisation, principal objectif de l étude complémentaire. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 1
2 Étude hydraulique de 2005 Elle a consisté en la détermination du risque de débordement du canal de l Isernon, en zone fortement urbanisée, par la détermination de la capacité d écoulement de ce dernier face à une crue d occurrence décennale. Pour cela, il a été nécessaire de : Délimiter le bassin versant de l ensemble du chevelu hydrologique formant l Isernon, d en distinguer des sous-unités hydrologiques homogènes et de déterminer pour chacun d eux : la surface, la pente, le coefficient d imperméabilisation futur et le nœud de sortie Annexe 1, Modéliser à l aide d un logiciel (TERESA), l écoulement superficiel d une pluie décennale et d en déduire un débit à l exutoire, Calculer le débit admissible par le canal à l exutoire du bassin versant. 2.1 Reconnaissance de l ensemble du Bassin Versant L Isernon étant formé de multiples tributaires, pour déterminer les limites du bassin versant, quelques sorties sur le terrain ont été nécessaires. Ceci avec l aide d une carte topographique au 1/25000 du secteur. Le découpage en sous unités hydrologiques homogènes a été vérifiée par reconnaissance détaillée de la topographie des lieux et en tenant compte de l emprise collectée par les différents réseaux et en intégrant le zonage des POS et PLU des collectivités, ainsi au total 116 sous bassins versants ont été délimités. Enfin, les surfaces, les pentes et les exutoires de chaque sous bassin versant, ont été estimées à l aide des levés topographiques et de la transposition sur plan du bassin versant. Concernant les coefficients d imperméabilisation en situation future, ils ont été évalués en fonction de l occupation future des sols, prévue au POS de chaque commune concernée. En effet, ces coefficients d imperméabilisation ont été déterminés à l aide des coefficients d emprise au sol définis par les différents règlements du POS des communes. La formule suivante a été appliquée pour les déterminer : Ci : 0.8 CES + 0.2 (+ 0.5 pour les zones fortement urbanisées) Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 2
2.2 Modélisation par le logiciel TERESA Pour cette étude, c est le logiciel TERESA (TEst des RESeaux d Assainissement) développé sous environnement DOS qui a été utilisé. Il est distribué par le Service Technique de l Urbanisme du Ministère de l Equipement, du Logement et de l Aménagement du Territoire, pour des bassins pouvant atteindre 50 km². Pour cela, certaines données ont du être intégrées telles que : Les caractéristiques de bassin précédemment citées, Une pluie de référence a été prise en compte et obtenue à l aide de courbes I-D-F (Intensité- Durée-Fréquence) établies pour le lieu considéré. Celle-ci correspondant à la région II, à une pluie de fréquence décennale et d intensité 15 min, Divers données comme les ouvrages spéciaux (bassins de décantation, déversoirs d orage, canaux de dimensions différentes, matériaux, rugosité ), fossés, ruisseaux présents sur le linéaire du cours d eau. Une modélisation a permis d estimer le débit décennal engendré par le bassin versant en réponse à une pluie décennale à 39,975 m 3 /s, pour une situation future tenant compte de l urbanisation envisagée dans les PLU. 2.3 Calcul du débit admissible La formule de Manning Strickler, nous permet de déterminer la débitance, autrement dit la capacité d évacuation du canal de forme rectangulaire de l Isernon, à son exutoire dans le Thiou. Q = K S Rh 2 / 3 I Soit : K : coefficient de rugosité de 80 m 1/3.s -1 pour la partie canalisée du l Isernon Largeur du canal : 3 m Hauteur du canal : 2.5 m S : la section mouillée Rh : le rayon hydraulique I : pente de 0.0033 m/m On obtient alors un débit admissible de 33 m 3 /s. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 3
2.4 Synthèse de l étude 2005 Le résultat de l étude démontre alors que le canal de l Isernon serait en charge sur l ensemble du tronçon terminal et par voie de conséquence, ferait l objet de débordements importants. Ceci du au fait que ce canal ferait transiter, en cas de crue décennale, un débit de 39,975 m 3 /s, alors que le débit maximal admissible est de 33 m 3 /s. il y a donc 7 m 3 /s à «absorber» en amont. Plusieurs scénarii ont donc été étudiés afin d écrêter ce débit de 7 m 3 /s, par la mise en place d éléments régulateurs le plus en amont possible compte tenu de la présence déjà considérée de 2 bassins d orages sur l un des ruisseaux alimentant l Isernon. Les actions étudiées dans le cadre de cette réduction de débit étaient les suivantes : Limiter le débit de ruissellement des futures zones urbanisables Créer un ou plusieurs bassins de rétentions Créer un ouvrage de délestage Redimensionner le canal suivant le tracé existant qu il soit fermé, à ciel ouvert bétonné ou à ciel ouvert avec berges végétalisées Créer un bassin de rétention et redimensionner le tronçon aval du canal Avant d arrêter un scénario et d engager des travaux coûteux, le cabinet Montmasson a proposé une étude complémentaire afin de valider les hypothèses prises en compte pour la modélisation. De plus, Est-on vraiment sûr des hypothèses de calcul prises en compte pour la définition des coefficients d imperméabilisation? La visite du canal ne montre pas de signe de hauteur d eau produite supérieure au tiers La campagne de mesure pour caller le modèle sur une vraie situation actuelle permettra une extrapolation en situation future pour vérifier si on obtient les mêmes résultats ; et à partir de là, on décidera de réaliser ou pas les travaux. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 4
3 Contexte hydraulique 3.1 Données hydrologiques Le ruisseau de l Isernon prend naissance sur la Commune de QUINTAL, le point le plus élevé du bassin versant étant situé à l'altitude 1 070 m environ. Le bassin versant naturel, d'une superficie de 1 390 ha a son exutoire dans le THIOU et inclue les bassins versants drainés par le ruisseau de LOVERCHY (197 ha), par le ruisseau de SAINTE CATHERINE (244 ha) et par le ruisseau des TROIS FONTAINES (aussi appelé Isernon). Le ruisseau de Loverchy, affluent rive gauche de l'isernon s'écoule en milieu urbain, le long de la route nationale N 201. Il est sans conteste le plus aménagé du bassin versant. Plus d'un tiers des 2 700 m de son linéaire est busé et seul 750 ml de son lit sont naturels ou faiblement aménagés. La reconnaissance s'est faite sur tout son linéaire, dans le lit pour les tronçons découverts ou au dessus des tronçons busés. Le ruisseau de Sainte Catherine s'écoule sur le versant ouest du Semnoz et ne rejoint la Zone Industrielle de Vovray que dans sa partie la plus aval. La reconnaissance a pu être faite sur la totalité de la partie découverte de l'affluent soit environ 2 400 ml. Le ruisseau des Trois Fontaines est le cours d'eau principal du réseau hydrographique. Il s'écoule parallèlement au Semnoz depuis les environs de Quintal pour plonger environ 5 000 ml à l'aval sous la zone industrielle de Vovray. La reconnaissance s'est faite de Quintal jusqu'au Thiou à l'exception du champ de tir de Sacconges qui présente des restrictions d'accès pour des raisons de sécurité. (voir Réseau hydrographique : page suivante). L Isernon peut être caractérisé par un régime pluvial, voire pluvio-nival lors de la fonte des neiges. Mais on ne dispose pas actuellement de données mensuelles de précipitation sur ce cours d eau pour l affirmer. Sa partie amont, restée naturelle contraste avec le reste du parcours busé dès son arrivée dans le tissu urbain et industriel dense de l'agglomération annecienne où le risque de pollutions accidentelles est fort. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 5
Annecy Isernon Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 6
Annecy Isernon La longueur totale d'écoulement, depuis le sommet du bassin versant jusqu'à l'exutoire dans le THIOU est de 9 450 ml. La pente géométrique moyenne est d'environ 7 % sur la totalité du chevelu hydrographique. La pente hydraulique moyenne, calculée pour chaque tronçon de pente homogène, est égale à 3 %. Ce qui nous intéresse dans cette étude c est le débit actuellement engendré par l urbanisation du bassin versant, ainsi que d estimer un débit futur compte tenu des surfaces non encore construites pour lesquelles il est prévu une urbanisation au Plan Local d Urbanisme de chaque commune. Afin d estimer l impact du développement industriel et de la croissance de l urbanisme dans ce secteur, il est nécessaire d estimer un débit engendré par ce même bassin versant dépourvu de toutes surfaces imperméabilisées, ou plutôt sans aucune intervention de l homme dans le cycle naturel de l eau. C est pourquoi, pour la suite de l étude, nous calculerons un débit naturel et un débit urbanisé pour ensuite les comparer. Pour information, les photos et la figure suivantes indiquent les différents états de tronçons du cours d eau, les ouvrages rencontrés ainsi que les limites du bassin versant. On voit bien que la partie avale est la partie la plus sensible avec des tronçons busés ou fortement aménagés. Confluence de l Isernon dans le Thiou Cabinet Montmasson Cabinet SAGE bassin de décantation de l Isernon 7
Annecy Isernon Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 8
3.2 Calculs de l écoulement naturel Les données hydrologiques nécessaires aux calculs ont été obtenu en considérant la station météorologique la plus proche soit celle de St-Jorioz, située en bordure du lac d Annecy à 5 km du site d étudié. 3.2.1 Calculs de débit instantané de fréquence décennale 3.2.1.1 L abaque de SOGREAH Cette méthode s applique pour des bassins versant d une superficie comprise entre 1 et 100 km². (Annexe 2) Avec : S : la surface du bassin versant de 13,9 km² i : la pente moyenne de l Isernon : 3 % un sol plutôt imperméable Par lecture de l abaque, on lit Q10 : 13 m 3 /s Cela permet un résultat approximatif car l abaque ne permet pas une lecture très précise du débit. 3.2.1.2 La méthode CRUPEDIX Le domaine de validité de cette méthode est compris entre 2 et 2 000 km². P10 2 0.8 Q 10 = R ( ) S 80 Avec : R coefficient géographique de perméabilité des sols de 1 pour notre secteur d étude (voir figure en dessous) P10 pluie décennale journalière : 82,1 mm 82.1 2 0.8 Soit : Q10 = 1 ( ) 13. 9 = 80 8,6 m 3 /s Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 9
3.2.1.3 La méthode CRUPEDIX régionalisée Le CEMAGREF a mis au point un document de synthèse regroupant des coefficients géographiques associés à des secteurs précis en fonction de la perméabilité des sols. D après ce document, pour notre étude : R est au minimum de 2 pour les régions proches du lac d Annecy. De plus, la formule est légèrement différente. On obtient alors Q10 = 19,6 m 3 /s P10 1.5 Q 10 = R ( ) S 73 0.8 3.2.1.4 La méthode SOCOSE Le domaine de validité se situe entre 2 et 200 km². Cette méthode prend en compte plusieurs paramètres : * Chemin hydraulique L : 9,45 km * Pluie moyenne annuelle Pa : 1 070 mm * Température annuelle moyenne réduite au niveau de la mer ta : 13 C * Exposant Montana b : 0,72 Procédons par étapes : Calcul de la durée caractéristique de la crue en heures, notée D LnD = P P t a 0.68+ 0.32LnS + 2.2 où D = 10,54 heures 10 a Calcul de l interception potentielle du sol en mm, notée J S Pa J = 260+ 21Ln 54 où J = 73.16 mm L P 10 Calcul de l indice pluviométrique de K b 24 P10 K = S 21 1 + 3 30 D où K = 36,47 Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 10
Calcul de ρ 0.2J ρ = 1 où 1 ρ = 0,8 K ( 1.25D) b Estimation de ξ donné par un abaque en fonction de ρ et de b, alors ξ = 0,99 Calcul du débit décennal Q10 2 KS ρ Q ξ où Q10 = 9,3 m 3 /s 10 = b ( 1.25D) 15 12ρ Contrairement aux méthodes précédentes, celle-ci prend en compte un paramètre important qui est la durée de la crue. Rappelons que ces méthodes permettent d estimer des débits instantanés pour une fréquence décennale dans le cas de bassins versants naturels. 3.2.2 Calcul de débit instantané de fréquence centennale Pour simplifier, on peut multiplier par 2 le débit décennal, sinon pour être plus précis, il existe des méthodes statistiques, j ai choisi l une d entre elle. 3.2.2.1 Méthode du Gradex Celle-ci fait appel à plusieurs hypothèses : Au-delà d une certaine période de retour, toute pluie précipitée est entièrement ruisselée. Cela équivaut à admettre l existence d un seuil au-delà duquel les limites des capacités de rétention d eau dans le sol sont atteintes. En admettant que la rétention limite est atteinte pour la crue décennale. L autre hypothèse consiste à dire qu il y a linéarité entre les débits et les pluies dans une gamme de fortes périodes de retour. la pente de la droite représentant la linéarité, est appelé Gradex d où le nom de la méthode. Cette méthode utilise : * le Gradex journalier Gj : 10,2 mm (station météorologique de St-Jorioz) * Q10 maximum retenu : 14,45 m 3 /s. (moyenne entre Q10 de la méthode CRUPEDIX régionalisée et le Q10 de la méthode SOCOSE considérant la durée de la crue.) Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 11
* La relation de Fuller pour déterminer un Q10 journalier : 0.33 26 r = 1+ d où r = 2,23 S * Le Q10 journalier s obtient par la formule : Q10 max r = d où Q10 j = 6,48 m 3 /s Q 10 j Enfin la formule peut être présentée sous cette forme : CALCUL DU DEBIT NATUREL CENTENNAL Méthode du GRADEX Q100 j = Q10 j + (2,35 * G j * S ) / 86,4 avec Q max / Q j = 1 + (26 / S ) 0,33 (Relation de Fuller) Q10 max retenu : 14,45 m 3 / s S = 13,90 km 2 r = 2,23 - Q10 j = 6,48 m 3 /s G j = 10,2 mm Q100 j = 10,34 m 3 /s Q100 max = 23,05 m 3 /s Q100 / Q10= 1,60 correct Q100 /Q10 retenu (1) = 1,60 Q100 /Q10 retenu (1) = 2 DEBIT CENTENNAL Q100 max = 23,0 m3/s DEBIT CENTENNAL Q100 max = 28,9 m3/s (1) : Q100 / Q10 compris en général entre 1,6 et 2 Le débit centennal le plus défavorable est de 29 m 3 /s avec cette méthode. Ce qui revient à multiplier le débit maximal par 2. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 12
3.2.3 Temps de concentration Il s agit du temps que met une goutte d eau pour parcourir le plus long thalweg jusqu'à l exutoire considéré. Là encore, plusieurs formules peuvent être utilisées. GIANDOTTI PASSINI 4 S +1.5L t c = d où tc = 2,16 heures soit 2 h 10 min 0.8 1000Li 3 0.108 SL t c = d où tc = 3,17 heures soit 3 h 10 min i VENTURA S t c = 0. 1272 d où tc = 2,73 heures soit 2 h44 min i En recoupant ses données, on peut évaluer un temps de concentration d environ 2 h 40 min. Ce temps de concentration définit le décalage en termes de temps entre le pic de pluie et le débit de pointe de la crue qui en découle. Cependant pour notre étude, ces formules ne prennent pas en compte l imperméabilisation du bassin versant. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 13
3.3 Calculs de l écoulement urbanisé Pour tenir compte de l urbanisation d un bassin versant hydrographique, on peut utiliser la méthode superficielle mis au point par l ingénieur CAQUOT en 1977 mais elle s applique pour des surfaces inférieures à 200 hectares. Etant donnée l importante surface du bassin versant de notre étude qui est de 13,9 km² répartie en 116 sous bassins versants, une modélisation utilisant le logiciel TERESA a été mise au point. (voir chapitre 2.1 et 2.2) Pour mémoire : Le logiciel TERESA indiquait 39,9 m 3 /s pour un débit décennal «urbanisé» Par calculs, on obtient une moyenne de 14,5 m 3 /s pour un débit décennal «naturel» On admettra l intérêt du pouvoir infiltrant des zones naturelles, «obstrué» par l enjeu de taille qu est l urbanisation au travers de l imperméabilisation des surfaces (voiries, parkings ). D où l importance de préserver les zones humides quand elles existent et de favoriser les techniques alternatives tels que les espaces publics inondables 3.3.1 Modélisation par le logiciel PAPYRUS PAPYRUS propose 2 modèles de calcul des débits : «méthode ponctuelle» : principe de la méthode superficielle de CAQUOT. Cela suppose que chaque tronçon du réseau est affecté par un bassin versant équivalent à l assemblage des bassins situés en amont. (mais elle ne prend pas en compte les ouvrages présents sur les tronçons). «méthode du réservoir linéaire» permettant le calcul de l hydrogramme de ruissellement à l exutoire d un bassin versant puis le transfert de cet hydrogramme dans la structure du réseau. Chaque bassin versant est traité indépendamment, l assemblage est effectué lors de la propagation des hydrogrammes. Il faut donc définir un nœud d injection de l hydrogramme du bassin versant qui devra être placé à l exutoire du bassin amont. Tous deux nécessitent un découpage du bassin versant en sous bassins élémentaires homogènes (116 sous bassins). Pour notre étude, c est la méthode linéaire qui a été choisie. Pour la modélisation, il faut renseigner un certain nombre de paramètres tels que : Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 14
Évènement pluie : Pour une pluie de référence : Le logiciel reconstitue le hyétogramme d une pluie fictive, en fonction de : La région d étude ici II, les coefficients a et b de Montana, la période de retour 10 ans l intensité de 15 min provenant de la méthode superficielle de CAQUOT. Pour une pluie observée : L évènement «pluie» est modélisé sous la forme d un hystogramme, après avoir renseigné : Le pas de temps 1, les intensités par pas, la durée intense, la hauteur intense. Les mêmes données utilisées pour le logiciel TERESA : les bassins versants : surface en ha, pente en mm/m, longueur en m, coefficient d imperméabilisation et le nœud d injection. Les tronçons : côte terrain naturel amont, côte terrain naturel aval, longueur, busé ou artificiel, épaisseur, diamètre, nature du matériau, coefficient de rugosité Ouvrages de liaison : tels que déversoirs d orage et bassins de décantation hauteur, largeur, matériau, coefficient de rugosité, ouvert ou fermé 1 Unité de temps du modèle, durée sur laquelle les données d'entrée sont intégrées. C'est la résolution temporelle du modèle. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 15
4 Étude complémentaire Ces investigations complémentaires s inscrivent dans le cadre de la poursuite de l étude hydraulique menée en 2005. Celle-ci concluait donc à une très forte probabilité de mise en charge et donc de débordement du tronçon terminal du canal lors d une crue décennale de l Isernon. Les méthodes de travail s étant améliorées, il s est avéré aujourd hui qu il était possible d affiner la précision de l étude à plusieurs niveaux avec : Une détermination plus fine des coefficients d imperméabilisation La mise en place du suivi débitmétrique et pluviométrique mené par le cabinet SAGE L analyse de la campagne de mesures pour déterminer une pluie réelle observée Le recalage de la modélisation pour une pluie réelle observée avec l utilisation d un logiciel de modélisation PAPYRUS plus récent que celui utilisé lors de l étude de 2005. 4.1 Détermination des coefficients d imperméabilisation Cette détermination s est faite à l aide de photos aériennes aussi appelées «orthophotoplan» de la zone étudiée. Puis deux méthodes ont été utilisées puis confrontées : la méthode des surfaces et la méthode statistique pour obtenir les coefficients d imperméabilisation actuels. 4.1.1 Coefficient d imperméabilité actuel 4.1.1.1 Méthode des surfaces Le coefficient d imperméabilisation actuel de chaque bassin versant est obtenu en mesurant, sur le plan, les surfaces correspondantes à chaque type de couverture de terrain homogène et en y appliquant un coefficient d imperméabilisation. Prenons le cas du Bassin Versant 26, urbanisé sur l ensemble de sa surface égale à 11 ha. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 16
ND BV 26 sur la commune de En superposant l orthophotoplan (ici en arrière-plan) avec le plan de zonage (partie colorée) on distingue nettement les différentes zones qui composent ce bassin versant 26 : zone UE soit 24 % de la surface correspondant à une couverture de terrain appelée «équipement» zone ND : 6 % correspondant à de la «forêt» zone UB/1UB : 30 % associé à une «zone pavillonnaire» zone UY : 40 % associé à une «zone commerciale». Dans le tableau suivant sont listées toutes les zones présentes au POS et PLU de chaque commune ainsi que la nature de l occupation du sol correspondante, observée sur les plans. UA Centre aggloméré (habitat, commerce, bureaux, Zone urbanisée artisanat) UB Dominante principale d habitat Zone urbanisée ou pavillonnaire UC Caractère résidentiel, habitat collectif Zone pavillonnaire ou habitat dispersé UD Habitat mixte, collectif et individuel Zone pavillonnaire ou habitat dispersé UE Equipements publics ou d intérêt collectif Equipements UH Quartier pavillonnaire Zone pavillonnaire ou habitat dispersé Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 17
UX Vocation industrielle ou de dépôt (à l écart des Zone industrielle habitations) UY Etablissements commerciaux Zone commerciale NA Zone naturelle à urbaniser Forêt ou champs NB Caractère rural, pas destiné à être urbanisé Habitat dispersé NC Caractère agricole Champs ND Zone naturelle à protéger Forêt ou champs ZAC Zone d aménagement concertée Zone pavillonnaire ou zone commerciale Il est difficile de distinguer nettement d après les plans s il s agit d habitat dispersé, ou pavillonnaire, de zone industrielle ou commerciale. D où l utilisation des zonages. Mais l attribution d une vocation précise pour une zone précise est admise pour une situation future. C est pourquoi il est fréquent d observer un champ ou un terrain nu dans une zone à vocation commerciale ou autre. Des coefficients ont été obtenu pour chaque type de couverture de terrain grâce à la littérature mais il s agit de fourchette de coefficients et pour certaines zones inhérentes à notre étude, il n y pas de résultats correspondants. Type de couverture du terrain coefficient de ruissellement communément utilisé Autre source : Site internet école d ingénieur suisse forêt 0,1<C<0,3 0.1 champs 0,1<C<0,4 0.2 parcs 0,05<C<0,25 non déterminé cimetière non déterminé non déterminé habitat dispersé 0,25<C<0,4 non déterminé terrains nus 0,05<C<0,25 0.5 rails SNCF non déterminé non déterminé zone pavillonnaire 0,3<C<0,5 non déterminé zone urbanisée 0,5<C<0,75 non déterminé voirie 0,7<C<0,95 0.7 zone industrielle 0,5<C<0,8 non déterminé équipements non déterminé non déterminé zone commerciale 0,7<C<0,95 non déterminé Voie rapide 0,7<C<0,95 0.9 Villages, toitures non déterminé 0.9 Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 18
Compte tenu du caractère discutable de ces fourchettes de coefficients provenant de sources littéraires diverses, il a été jugé utile de confronter ces résultats avec une autre méthode. 4.1.1.2 Méthode statistique Cette méthode dite «statistique» éditée par le Ministère de l Urbanisme, du Logement et des Transports a donc permis d affiner ces coefficients sur des bassins choisis en fonction de leur type d occupation homogène du terrain. Le principe de cette méthode est de distinguer les surfaces imperméabilisées des surfaces perméables. A l aide de calques composés de points répartis de façon aléatoire et de densité variant de 0,1 à 2 points par cm², superposé à l orthophotoplan, les points placés sur les surfaces imperméabilisées telles que voirie, parking, toiture sont entourés. Soit Ci : n1 n1 + n2 + n3 Ci : coefficient d imperméabilité n1 = nombre de points placés sur une surface imperméabilisée n2 = nombre de points placés sur une surface perméable n3 = nombre indéterminé du à l imprécision du plan, point placé à la limite d une surface Prenons un exemple avec le BV 14, bassin type à couverture de terrain «zone commerciale». Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 19
Annecy Isernon BV 14 sur lequel on superpose le calque Calque du BV 14 où on distingue les surfaces imperméabilisées Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 20
Avec : n1 = 299 n2 = 56 n3 = 3 Soit Ci : 299 299+ 56 + 3 On obtient un coefficient d imperméabilisation de 0,8. Cette méthode a été appliquée aux couvertures de terrains bien spécifiques et les coefficients obtenus sont dans le tableau suivant : Type de couverture du terrain Coefficient obtenu par méthode statistique habitat dispersé 0,3 zone pavillonnaire 0,42 zone urbanisée 0,54 zone industrielle 0,70 équipements 0,61 zone commerciale 0,80 Ces coefficients obtenus pour des types de bassins versants bien précis, ne sont pas à appliquer tel quel aux autres bassins versants ayant le même type de couverture de terrain. En effet, ils permettent d affiner les premiers coefficients utilisés dans la méthode des surfaces. C est pourquoi les coefficients retenus pour l étude diffèrent un peu de ceux de la méthode statistique. Cette méthode requiert des plans de très bonne qualité et à grande échelle (1/500 à 1/2 000) pour distinguer nettement les surfaces imperméabilisées. Le principal inconvénient réside dans le fait qu elle est relativement pénible à mettre en œuvre car il est très difficile de rester concentré sur un document et de repérer les points correctement pendant une durée importante. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 21
4.1.1.3 Synthèse des coefficients obtenus Compte tenu du caractère discutable des coefficients de la méthode des surfaces, il a été nécessaire de les confronter à ceux obtenus par la méthode statistique. nature superficielle du bassin versant coefficient de ruissellement communément utilisé Autre source : Site internet école d ingénieur suisse coefficient obtenu par méthode statistique coefficient retenu pour l étude forêt 0,1<C<0,3 0,1-0,1 champs 0,1<C<0,4 0,2-0,2 parcs 0,05<C<0,25 non déterminé - 0,25 cimetière non déterminé non déterminé - 0,3 terrains nus 0,05<C<0,25 0,5-0,3 habitat dispersé 0,25<C<0,4 non déterminé 0,3 0,35 rails SNCF non déterminé non déterminé - 0,35 zone pavillonnaire 0,3<C<0,5 non déterminé 0,42 0,45 zone urbanisée 0,5<C<0,75 non déterminé 0,54 0,55 équipements non déterminé non déterminé 0,61 0,65 zone industrielle 0,5<C<0,8 non déterminé 0,70 0,7 voirie 0,7<C<0,95 0,7-0,7 zone commerciale 0,7<C<0,95 non déterminé 0,80 0,8 voie rapide 0,7<C<0,95 0,9-0,9 Village, toiture non déterminé 0,9 On s aperçoit que les résultats de la méthode statistique ne sont pas très éloignés des coefficients que l on peut trouver dans la littérature, ce qui est satisfaisant. On a donc retenu les coefficients de la dernière colonne que l on revu à la hausse pour prendre en compte les voiries. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 22
4.1.2 Coefficient d imperméabilisation futur Afin de se caler au mieux avec la réalité et donc d estimer un débit futur, il faut prendre en compte l urbanisation future. Pour cela et avec la méthode des surfaces, les photos aériennes de chaque bassin versant sont recoupées avec les plans de zonage des communes concernées, permettant de tenir compte des surfaces non construites et de leur appliquer le coefficient associé pour une situation future. 4.1.3 Synthèse A noter que la pente du terrain et la nature du sol n ont pas été prises en compte pour cette estimation au vu de l importante surface du bassin versant. Il est important de retenir que ces coefficients d imperméabilisation sont des estimations. La liste complète des Bassins Versants avec leurs coefficients associés se trouve en annexe 3 pour une situation actuelle et future ainsi que les valeurs utilisées pour l étude 2005. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 23
4.2 Mise en place du suivi débitmétrique et pluviométrique L acquisition de données hydrauliques pour l'affinement des calculs de débits de crues fait l objet d une campagne de suivie par le bureau d étude SAGE Environnement. Le suivi débitmétrique et pluviométrique de l Isernon a pour objet le recueil de données hydrauliques corrélées à un enregistrement pluviométrique sur la zone industrielle de Vovray. Localisation L'enregistrement de débit est localisé à l'embouchure de l'isernon, à l exutoire du bassin versant. La localisation de la station de mesure prend en compte les contraintes d'installation des appareillages et est faite au niveau de la confluence de l'isernon avec le Thiou. La station de mesure pluviométrique est localisée sur la zone industrielle de Vovray. Période d'enregistrement La période d'enregistrement s étale de début mai à fin octobre 2008. (6 mois) Moyens techniques mis en œuvre Mesure de débit L'enregistrement de débit se fait sur un pas de temps 1 mn à l'aide d'un débitmètre mobile (hauteur, vitesse) fixé dans le canal de l'isernon. Le montage technique prend en compte la contrainte d'influence aval de la cote du Thiou, qui est variable. Pluviométrie L'enregistrement de la pluviométrie se fait par la mise en place d'un pluviomètre à impulsions, de précision 0,5 mm. Jaugeage de débit pour le calage de la station de mesure Quatre jaugeages au micro-moulinet ont permis de caler les mesures du débitmètre sur des valeurs réelles de débit. Rendu des résultats Les résultats sont synthétisés et transmis sous forme de données traités et d'interprétations graphiques. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 24
4.3 Analyse des résultats de la campagne de mesures Cette campagne de mesures a été effectuée du 20 mars au 20 septembre 2008 (période de fonte des neiges et période des orages d été) afin d obtenir des valeurs débimétriques approchées par des mesures de hauteurs d eau et de vitesse d écoulement à l embouchure de l Isernon ainsi que des valeurs pluviométriques : hauteurs de pluie. Celui-ci est placé dans l enceinte des Services Techniques située dans la zone industrielle de Vovray. La quantité importante de données (toutes les minutes) implique, dans un premier temps, une constitution de graphiques à pas de temps de 6 heures. Pour cela, les précipitations ont été additionnées et les débits moyennés, ce qui n est pas représentatif en termes de débit maximum atteint puisque la courbe des débits est lissée. débit f(pluvio) sur 6 mois pas de temps 6 h pluvio débit 50 7 45 6 40 35 5 pluviométrie en mm 30 25 20 4 3 débit en m3/s 15 2 10 5 1 0 20/03/2008 18:00 24/03/2008 00:00 27/03/2008 06:00 30/03/2008 12:00 02/04/2008 18:00 06/04/2008 00:00 09/04/2008 06:00 12/04/2008 12:00 15/04/2008 18:00 19/04/2008 00:00 22/04/2008 06:00 25/04/2008 12:00 28/04/2008 18:00 02/05/2008 00:00 05/05/2008 06:00 08/05/2008 12:00 11/05/2008 18:00 15/05/2008 00:00 18/05/2008 06:00 21/05/2008 12:00 24/05/2008 18:00 28/05/2008 00:00 31/05/2008 06:00 03/06/2008 12:00 06/06/2008 18:00 10/06/2008 00:00 13/06/2008 06:00 16/06/2008 12:00 19/06/2008 18:00 23/06/2008 00:00 26/06/2008 06:00 29/06/2008 12:00 02/07/2008 18:00 06/07/2008 00:00 09/07/2008 06:00 12/07/2008 12:00 15/07/2008 18:00 19/07/2008 00:00 22/07/2008 06:00 25/07/2008 12:00 28/07/2008 18:00 01/08/2008 00:00 04/08/2008 06:00 07/08/2008 12:00 10/08/2008 18:00 14/08/2008 00:00 17/08/2008 06:00 20/08/2008 12:00 23/08/2008 18:00 27/08/2008 00:00 30/08/2008 06:00 02/09/2008 12:00 05/09/2008 18:00 09/09/2008 00:00 12/09/2008 06:00 0 Sur le graphe ci-dessus, les bâtons indiquent la hauteur de pluie en mm et la courbe renseigne sur la variation pondérée du débit en m 3 /s en fonction des précipitations. Toutefois, ce graphe permet de distinguer 3 tendances pluvieuses critiques : 1. pluie du 11/04 en vert 2. pluie du 04/09 en jaune 3. pluie du 12/09 en noir Chaque épisode pluvieux fait l objet dans un deuxième temps, d une interprétation plus fine sur la base d un pas de temps plus faible. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 25
4.3.1 Interprétation des données à pas de temps d 1 minute Pour chaque pluie, il faut tenir compte dans la mesure du débit, d un bruit de fond engendré par un épisode pluvieux précédant. Episode du 11/04 : La première pluie du 10/04 au 12/04 est étudiée. On observe une période intense le 11/04 qui sera nommée «PLUI1104» (en vert). épisode pluvieux en min du 10/04 au 12/04 hauteurs d'eau 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 6 5 4 3 2 1 0 10/04/2008 00:00 10/04/2008 01:13 10/04/2008 02:26 10/04/2008 03:39 10/04/2008 04:52 10/04/2008 06:05 10/04/2008 07:18 10/04/2008 08:31 10/04/2008 09:44 10/04/2008 10:57 10/04/2008 12:10 10/04/2008 13:23 10/04/2008 14:36 10/04/2008 15:49 10/04/2008 17:02 10/04/2008 18:15 10/04/2008 19:28 10/04/2008 20:41 10/04/2008 21:54 10/04/2008 23:07 11/04/2008 00:20 11/04/2008 01:33 11/04/2008 02:46 11/04/2008 03:59 11/04/2008 05:12 11/04/2008 06:25 11/04/2008 07:38 11/04/2008 08:51 11/04/2008 10:04 11/04/2008 11:17 11/04/2008 12:30 11/04/2008 13:43 11/04/2008 14:56 11/04/2008 16:09 11/04/2008 17:22 11/04/2008 18:35 11/04/2008 19:48 11/04/2008 21:01 11/04/2008 22:14 11/04/2008 23:27 12/04/2008 00:40 12/04/2008 01:53 12/04/2008 03:06 12/04/2008 04:19 12/04/2008 05:32 12/04/2008 06:45 12/04/2008 07:58 12/04/2008 09:11 12/04/2008 10:24 12/04/2008 11:37 débits m3/s pluvio débit Sur le graphe, cette pluie est renseignée par minutes et elle engendre un débit mesuré de 5,29 m 3 /s. Le bruit de fond est de 0,94 m 3 /s, le débit réellement écoulé est alors de 4,35 m 3 /s. L intensité maximale précipitée est de 0,4 mm/min et la hauteur totale de 29,2 mm. Pluie du 11/04 intégrée dans Papyrus avec un pas de temps de 10 min Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 26
Episode du 04/09 : débit f(pluvio) du 04 au 06/09 pluvio débit 1,2 8 1 7 6 0,8 5 mm 0,6 4 m3/s 0,4 3 2 0,2 1 0 04/09/2008 00:00 04/09/2008 01:16 04/09/2008 02:32 04/09/2008 03:48 04/09/2008 05:04 04/09/2008 06:20 04/09/2008 07:36 04/09/2008 08:52 04/09/2008 10:08 04/09/2008 11:24 04/09/2008 12:40 04/09/2008 13:56 04/09/2008 15:12 04/09/2008 16:28 04/09/2008 17:44 04/09/2008 19:00 04/09/2008 20:16 04/09/2008 21:32 04/09/2008 22:48 05/09/2008 00:05 05/09/2008 01:21 05/09/2008 02:37 05/09/2008 03:53 05/09/2008 05:09 05/09/2008 06:25 05/09/2008 07:41 05/09/2008 08:57 05/09/2008 10:13 05/09/2008 11:29 05/09/2008 12:45 05/09/2008 14:01 05/09/2008 15:17 05/09/2008 16:33 05/09/2008 17:49 05/09/2008 19:05 05/09/2008 20:21 05/09/2008 21:37 05/09/2008 22:53 06/09/2008 00:09 06/09/2008 01:25 06/09/2008 02:41 06/09/2008 03:57 06/09/2008 05:13 06/09/2008 06:29 06/09/2008 07:45 06/09/2008 09:01 06/09/2008 10:17 06/09/2008 11:33 06/09/2008 12:49 06/09/2008 14:05 06/09/2008 15:21 06/09/2008 16:37 06/09/2008 17:53 06/09/2008 19:09 06/09/2008 20:25 06/09/2008 21:41 06/09/2008 22:57 0 On observe une pluie intense au 04/09 en jaune que l on nommera «PLUI0409». Elle engendre un débit mesuré de 5,22 m 3 /s. Ici le bruit de fond est de l ordre de 0,4 m 3 /s ; le débit réellement écoulé est donc de 4,82 m 3 /s. L intensité maximale précipitée est de 1 mm/min pour une hauteur totale de 12 mm. Pluie du 04/09 intégrée dans Papyrus avec un pas de temps de 10 min Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 27
Episode du 12/09 : Q (pluvio) du 11 au 12/09 pluvio débit 3 16 2,5 14 12 2 10 pluvio 1,5 8 m3/s 1 6 4 0,5 2 0 11/09/2008 21:00:00;0,00 11/09/2008 21:17:00;0,00 11/09/2008 21:34:00;0,00 11/09/2008 21:51:00;0,00 11/09/2008 22:08:00;0,00 11/09/2008 22:25:00;0,00 11/09/2008 22:42:00;0,00 11/09/2008 22:59:00;0,00 11/09/2008 23:16:00;0,00 11/09/2008 23:33:00;0,00 11/09/2008 23:50:00;0,00 12/09/2008 00:07:00;0,20 12/09/2008 00:24:00;0,20 12/09/2008 00:41:00;0,40 12/09/2008 00:58:00;1,00 12/09/2008 01:15:00;0,00 12/09/2008 01:32:00;0,40 12/09/2008 01:49:00;0,00 12/09/2008 02:06:00;0,20 12/09/2008 02:23:00;0,00 12/09/2008 02:40:00;0,00 12/09/2008 02:57:00;0,00 12/09/2008 03:14:00;0,00 12/09/2008 03:31:00;0,00 12/09/2008 03:48:00;0,00 12/09/2008 04:05:00;0,00 12/09/2008 04:22:00;0,00 12/09/2008 04:39:00;0,00 12/09/2008 04:56:00;0,00 12/09/2008 05:13:00;0,00 12/09/2008 05:30:00;0,00 12/09/2008 05:47:00;0,00 12/09/2008 06:04:00;0,20 12/09/2008 06:21:00;0,00 12/09/2008 06:38:00;0,00 12/09/2008 06:55:00;0,00 12/09/2008 07:12:00;0,00 12/09/2008 07:29:00;0,00 12/09/2008 07:46:00;0,20 12/09/2008 08:03:00;0,00 12/09/2008 08:20:00;0,00 12/09/2008 08:37:00;0,00 12/09/2008 08:54:00;0,00 12/09/2008 09:11:00;0,00 12/09/2008 09:28:00;0,00 12/09/2008 09:45:00;0,00 12/09/2008 10:02:00;0,00 12/09/2008 10:19:00;0,00 12/09/2008 10:36:00;0,40 0 On observe une pluie critique le 12/09 engendrant un débit mesuré de 14,76 m3/s. Elle sera nommée «PLUI1209». Le bruit de fond est ici aussi de 0,4 m3/s ramenant le débit réel à 14,36 m3/s. L intensité maximale est de 2,4 mm pour une hauteur totale de 42,4 mm. Pluie du 12/09 intégrée dans Papyrus avec un pas de temps de 10 min Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 28
4.3.2 Choix des pluies L interprétation des données a permis de choisir 3 épisodes pluvieux critiques. Ces épisodes pluvieux seront pris en compte pour définir des pluies «observées» : paramètres à intégrer pour le calage de la modélisation dans le logiciel PAPYRUS. Récapitulatif des pluies : Nom de la pluie observée Pas de temps Durée totale Hauteur totale Durée intense Hauteur intense PLUI1104 10 min 730 min 29,2 mm 100 min 9,6 mm PLUI0409 10 min 180 min 12 mm 10 min 3,2 mm PLUI1209 10 min 330 min 42,4 mm 27 min 25 mm R2T10I15 2 min 240 min 71 mm 15 min 22,5 mm R2T10I30 2 min 240 min 71 mm 30 min 31 mm R2T5I15 2 min 240 min 57 mm 15 min 17,5 mm R2T5I30 2 min 240 min 57 mm 30 min 23,5 mm Les pluies soulignées correspondent à des pluies de fréquence décennale R2T10 et quinquennale R2T5. La pluie du 12 septembre 2008 peut être assimilée à une pluie de période de retour de 5 ans. Mais on cherche à se protéger contre une crue de période de retour de 10 ans. Donc on considèrera une pluie décennale. Pluie décennale intégrée dans Papyrus avec un pas de temps de 2 min. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 29
4.3.3 Résultats de la modélisation Les modélisations sur PAPYRUS sont effectuées avec des coefficients d imperméabilisation actuels obtenus au chapitre 4.1 de l étude, pour déterminer le débit actuel à l exutoire de l Isernon. Le logiciel propose plusieurs fonctions permettant d obtenir un débit à l exutoire : Un débit de pointe obtenu soit par la méthode ponctuelle (Caquot) soit par la méthode du Réservoir Linéaire (propagation d hydrogramme). C est cette dernière qui sera utilisée. Une simulation reconstituant les phénomènes hydrologiques et hydrauliques intégrant une propagation choisie par le logiciel appliquée à chaque tronçon. On obtient alors : CAMPAGNE DE MESURES Nom de la pluie Débit mesuré Débit de référence Débit avant la pluie réellement écoulé MODELISATION Débit de pointe propagation PLUI1104 5,29 0,94 4,35 4,36 3,26 PLUI0409 5,22 0,4 4,82 4,41 3,87 PLUI1209 14,76 0,4 14,36 26,1 23,8 Les débits sont exprimés en m 3 /s. Concernant la «PLUI1104» le débit réellement mesuré est de 5,29 m 3 /s, mais, en reprenant l hydrogramme de l épisode du 11/04 (page 27), on observe au départ de la pluie, un «bruit de fond» de l ordre de 0,94 m 3 /s engendré par un épisode pluvieux précédent. On a donc réellement un débit mesuré de 4,35 m 3 /s. En termes de débit modélisé, on a un débit de pointe équivalent de 4,36 m 3 /s mais en tenant compte de la propagation, on est inférieur au débit réellement écoulé. On observe le même phénomène pour la pluie du 04/09. Aux 5,22 m 3 /s mesurés, il faut tenir compte d un bruit de fond de 0,4 m 3 /s. le débit réellement écoulé est donc de 4,82 m 3 /s. Les débits obtenus par la modélisation sont quant à eux bien inférieurs. La dernière pluie du 12/09 engendre un important débit de 14,76 m 3 /s. (avec un bruit de fond de 0,4 m 3 /s). Avec un débit de pointe de 26,1 m 3 /s, la modélisation ne correspond absolument pas à ce débit mesuré. Cette pluie reste cependant très intéressante puisqu elle produit le débit le plus important observé pendant la campagne. On utilisera donc cette pluie observée pour caler le modèle. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 30
4.4 Calage du modèle état «zéro» Pour vérifier nos hypothèses, il est possible de comparer pour une même pluie : un volume précipité (rapport de la surface active par la hauteur totale) au volume ruisselé à l exutoire. Le volume précipité correspond à une pluie brute, le volume ruisselé correspond à une pluie nette. La pluie nette est inférieure à la pluie brute. La différence représente les pertes liées à l infiltration, l évaporation, l interception par la végétation La méthode utilisée du Réservoir Linéaire intègre ces notions de phénomènes naturels. Hauteur totale Ha Surface active avec coef d imper moyen de 29 % Volume précipité (rapport Ha * Sa) Volume ruisselé et mesuré à l exutoire (déduction du bruit de fond) Variation de volume PLUI1104 29,2 mm 4 031 000 m² 117 700 m 3 88 800 m 3-24.5 % PLUI0409 12 mm 4 031 000 m² 48 400 m 3 16 000 m 3-67 % PLUI1209 42,4 mm 4 031 000 m² 170 100 m 3 115 000 m 3-32 % La surface globale du bassin versant est de 13,9 km² Pour une même pluie, on observe des écarts de volumes assez prononcés. 1. Dans le cas de la première pluie, le volume ruisselé est inférieur au volume précipité dans un écart acceptable. 2. Pour la deuxième pluie, le volume ruisselé est nettement inférieur au volume théorique précipité ; il est probable que l estimation des paramètres d infiltration et d interception conduit, pour une faible pluie, à une surestimation du débit. 3. Enfin pour la dernière pluie, un recalage global de la surface active permet d être cohérent, pour une forte pluie représentative, entre le volume précipité et le volume ruisselé modélisé. La pluie du 12 septembre 2008 sera étudiée dans la suite des calculs concernant le calage car elle correspond au type de pluie contre lequel on cherche à se protéger, étant donné son importante mesure de débit (14,36 m 3 /s). Il faut donc procéder à un recalage de cette pluie en minorant les coefficients d imperméabilisation actuels de 30 %. On obtient : un nouveau volume précipité de 118 000 m 3 (au lieu de 170 100 m 3 ), se rapprochant ainsi des 115 000 m 3 ruisselés. Un débit de 15,2 m 3 /s avec une propagation choisie par le logiciel, se rapprochant des 14,36 m 3 /s. Le modèle calé en état actuel restitue, pour la pluie du 12/09, le volume ruisselé et le débit mesuré lors de l épisode pluvieux. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 31
4.5 Modélisation d une pluie décennale La pluie décennale correspond à une pluie théorique provenant de l Instruction Technique de 1977 correspondant à la région 2, une période de retour de 10 ans et une durée intense de 15 min. Ce débit décennal prend en compte les zones définies aux PLU de chaque commune concernée qui seront à l avenir entièrement urbanisées. 4.5.1 Situation actuelle Le modèle après calage permet une simulation en situation actuelle pour une pluie décennale. On obtient un débit décennal de 20,1 m 3 /s. C est le débit de crue qu on aurait si une crue décennale se produisait à l heure actuelle. 4.5.2 Situation future Le même modèle après calage permet surtout une simulation en situation future pour une pluie décennale. Le choix de propagation du logiciel nous indique un débit décennal en situation future de 27,4 m 3 /s. Ce débit décennal recalé est inférieur au débit d évacuation du canal de l Isernon qui est de 33 m 3 /s. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 32
4.5.3 Résultats théoriques initiaux Le débit de pointe correspondant à la simulation précédente pour une situation future est de 30 m 3 /s. C est ce débit là qu il faut comparer au débit obtenu dans la note intermédiaire de juillet 2008 ainsi qu au débit obtenu dans le rapport de 2005. En effet, dans la note de 2008, on obtenait un débit décennal de pointe en situation future de 36,023 m 3 /s. Pour cette étude, seuls les coefficients d imperméabilisation avaient été réétudiés. La campagne de mesures n étant pas terminée à ce moment là, cette étude ne pouvait pas encore faire l objet d un calage avec une pluie observée. Quant aux conclusions du rapport de 2005, on obtenait un débit décennal de 39,975 m 3 /s. Une telle différence s explique principalement par le fait que la modélisation effectuée par le logiciel TERESA ne faisait pas l objet de calage à partir de pluies observées. Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 33
5 Conclusion Le canal de l Isernon situé dans une zone fortement urbanisée de la ville d Annecy a fait l objet d une étude en 2005 qui concluait à de très fortes probabilités de débordements engendrant des inondations importantes dans ce secteur. Les investigations complémentaires menées par les cabinets B. Montmasson et S. A. Gestion de l Environnement ont permis d affiner les résultats obtenus lors de la première étude. En effet le calage du modèle par une pluie réelle observée obtenue à partir du recueil de données hydrauliques, a permis d une part le calage d un modèle «état zéro» et d autre part une mise à jour en situation future. Le débit décennal ainsi obtenu est de 27,4 m 3 /s, ce qui est bien inférieur à la capacité d évacuation du canal terminal qui est de 33 m 3 /s. Ces nouvelles conclusions permettent d affirmer qu en cas de crue décennale de l Isernon, le canal d évacuation ne fera pas l objet de débordements. Etabli à, novembre 2008 Les Ingénieurs Conseils Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 34
ANNEXES S Annexe 1 : Liste des bassins versants avec leurs caractéristiques S Annexe 2 : Abaque de SOGREAH S Annexe 3 : Liste des bassins versants avec coefficients d imperméabilisations pour les situations actuelles et futures ainsi que les valeurs utilisées pour l étude 2005 S Annexe 4 : Paramètres de pluie choisie au 12 septembre 2008
ANNEXE 1 Nom du projet 307043_RPT_ SIMULATION PAPYRUS Le 09/04/2008 BASSINS VERSANTS URBAINS Ville ou site de l'étude : Intitulé : COMMUNES D', ET CRAN-GEVRIER ETUDE HYDRAULIQUE DU BASSIN VERSANT DE L ISERNON Code bassin Centre de gravité Nombre Noeud Noeud Noeud Eaux versant Aire Longueur Pente Imperm. Eq. caracté- affectation Usées (ha) (m) 1/10000 (%) X (km) Y (km) hab. ristique E.P. BV 1 1,26 185 50 43 0,000 0,000 0 I 1 I 1 BV 10 2,90 350 100 45 0,000 0,000 0 N 4 N 4 BV 100 4,33 540 560 20 0,000 0,000 0 N 47 N 47 BV 101 11,77 650 550 45 0,000 0,000 0 N 48 N 48 BV 102 3,16 315 320 45 0,000 0,000 0 N 49 N 49 BV 103 9,34 710 870 38 0,000 0,000 0 I 40 I 40 BV 104 23,08 1100 2480 15 0,000 0,000 0 I 41 I 41 BV 105 17,39 1355 910 19 0,000 0,000 0 I 42 I 42 BV 106 4,94 400 940 13 0,000 0,000 0 I 43 I 43 BV 107 102,93 1855 2050 10 0,000 0,000 0 I 44 I 44 BV 108 18,95 880 310 20 0,000 0,000 0 I 45 I 45 BV 109 21,88 1105 260 16 0,000 0,000 0 I 46 I 46 BV 11 1,12 125 100 45 0,000 0,000 0 I 7 I 7 BV 110 3,63 240 290 20 0,000 0,000 0 I 47 I 47 BV 111 1,39 195 260 34 0,000 0,000 0 I 48 I 48 BV 112 3,37 375 270 50 0,000 0,000 0 I 49 I 49 BV 113 4,18 280 1070 31 0,000 0,000 0 I 50 I 50 BV 114 9,04 500 640 23 0,000 0,000 0 N 50 N 50 BV 115 58,09 1080 2500 10 0,000 0,000 0 N 51 N 51 BV 116 93,74 2410 990 10 0,000 0,000 0 S 3 S 3 BV 12 0,38 85 60 55 0,000 0,000 0 I 8 I 8 BV 13 1,84 135 130 54 0,000 0,000 0 Z 1 Z 1 BV 14 7,18 415 360 80 0,000 0,000 0 N 5 N 5 BV 15 15,71 1050 110 70 0,000 0,000 0 Z 2 Z 2 BV 16 1,13 460 2190 31 0,000 0,000 0 N 6 N 6 BV 17 1,08 160 690 58 0,000 0,000 0 Z 3 Z 3 BV 18 16,60 550 2910 10 0,000 0,000 0 N 8 N 8 BV 19 4,19 320 220 71 0,000 0,000 0 I 11 I 11 BV 2 0,89 400 190 55 0,000 0,000 0 Z 4 Z 4 BV 20 2,74 210 310 53 0,000 0,000 0 I 12 I 12 BV 21 2,33 285 130 50 0,000 0,000 0 Z 5 Z 5 BV 22 19,03 990 110 70 0,000 0,000 0 Z 6 Z 6 BV 23 1,86 165 90 70 0,000 0,000 0 L 2 L 2 BV 24 4,69 345 750 70 0,000 0,000 0 L 3 L 3 BV 25 10,63 795 630 68 0,000 0,000 0 L 4 L 4 BV 26 11,00 715 500 62 0,000 0,000 0 L 5 L 5 BV 27 11,71 1005 610 35 0,000 0,000 0 L 61 L 61 BV 28 14,71 745 570 42 0,000 0,000 0 L 7 L 7 BV 29 16,24 660 490 57 0,000 0,000 0 L 8 L 8 BV 3 3,74 320 720 83 0,000 0,000 0 N 1 N 1 BV 30 17,40 815 580 45 0,000 0,000 0 Z 7 Z 7 BV 31 9,02 545 460 69 0,000 0,000 0 L 10 L 10 BV 32 6,62 605 540 36 0,000 0,000 0 L 11 L 11 BV 33 9,72 725 460 62 0,000 0,000 0 Z 8 Z 8 BV 34 5,92 345 690 56 0,000 0,000 0 L 13 L 13 BV 35 12,75 485 590 58 0,000 0,000 0 L 14 L 14 BV 36 31,12 875 510 42 0,000 0,000 0 L 15 L 15 BV 37 7,04 295 800 20 0,000 0,000 0 L 16 L 16 BV 38 1,41 120 420 45 0,000 0,000 0 L 17 L 17 Cabinet Montmasson Cabinet SAGE 1