Bachelorarbeit Guillaume Duboux

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Diplômé
Guillaume Duboux
Professeur
Prof. David Consuegra, Dr. ès sc EPF
Expert
Jean-Louis Boillat, Dr. ès sc EPF
Discipline
Renaturation des cours d’eau
Jahr
2015
Comment renaturer une rivière
L’exemple du cours d’eau de l’Aire dans le canton de Genève

Longtemps malmenés par les besoins liés au développement territorial, de nombreux cours d’eau ne parviennent plus à assurer leurs fonctions naturelles. Afin d’inverser cette tendance, les projets de renaturation se multiplient à travers le pays. La problématique se pose alors en ces termes: faut-il laisser le cours d’eau reconstituer lui-même son lit? Est-il au contraire préférable d’intervenir sur sa géométrie, en lui donnant une configuration initiale qui permette une évolution rapide vers sa propre dynamique?

Dans le cadre de la 3ème étape de la renaturation du cours d’eau de l’Aire à Confignon, un concept original de terrassement en forme de losanges a été proposé comme configuration initiale d’un lit élargi (fig. 01). Si l’aménagement de ces structures révèle l’intervention de l’homme, le cours d’eau devrait peu à peu interagir avec les losanges par les processus naturels d’érosion et de dépôt. L’objectif de ce travail de Bachelor consiste à déterminer dans quelle mesure la géométrie initiale donnée au lit sur ce tronçon permet de tendre rapidement vers une morphologie naturelle, essentielle à l’équilibre du cours d’eau et à l’accomplissement de ses diverses fonctions.

Démarche
Le projet s’appuie d’une part sur des analyses théoriques en vue de déterminer la morphologie naturelle escomptée sur le tronçon, et d’autre part sur un modèle physique permettant de simuler l’évolution du tracé et des profils en travers du lit, sous la sollicitation de crues morphogènes. Pour évaluer objectivement le con- cept de renaturation testé sur l’Aire, des essais sont menés parallèlement avec un profil initial de lit en «losanges» (cas d’étude) et un profil initial en «lit droit» (cas de référence).

Modèle physique
Le modèle physique est réalisé dans un chenal expérimental du laboratoire d’hydraulique de la heig-vd (fig. 02). Les deux configurations initiales du lit, à savoir le tracé rectiligne et les losanges, sont façonnées dans une couche de sable non cohésif (fig. 03). La pente et la granulométrie sont adaptées de façon à respecter la similitude de transportabilité des sédiments entre le modèle et la réalité. La première phase des essais consiste à injecter un débit morphogène (crue biennale) sur une période suffisamment longue pour atteindre une stabilisation de l’évolution du tracé et des profils en travers. Une fois la morphologie stabilisée, le passage d’une crue de temps de retour de 30 ans pendant quelques heures permet d’apprécier les modifications subies par la rivière. Après la crue, un débit morphogène est à nouveau injecté jusqu’à la stabilisation de la morphologie perturbée.

Résultats et conclusions
Les analyses théoriques ont démontré que la morphologie naturelle attendue sur ce tronçon de l’Aire est celle d’un régime en bancs alternés. Si celle-ci se développe pleinement sur le profil de base en lit droit, elle ne se concrétise pas sur le profil en losanges (fig. 04). Pour ce dernier, la morphologie se caractérise par un bras principal sinueux partiellement tressé, dont la section mouillée est réduite et l’emprise spatiale importante. Les principales conséquences hydrauliques sont une réduction de la capacité d’écoulement avec augmentation du risque de débordement en crue et le piégeage piscicole dans les zones désactivées à l’étiage. En revanche, la diversité structurelle du lit et l’hétérogénéité des milieux formés semblent propices au développement de biotopes variés. La simulation de la crue trentennale a mis en évidence un remaniement conséquent de la morphologie issue des losanges, ce qui n’a pas été constaté, du moins avec la même ampleur, dans la configuration des bancs alternés. Ces observations laissent supposer que, sous l’effet des crues, les losanges tendront progressivement vers le régime d’équilibre en bancs alternés.

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