Évolution bio-géomorphologique des cours d’eau aménagés
Durant les deux derniers siècles, pour améliorer la navigabilité, produire de l’énergie et valoriser les territoires, une grande majorité des rivières à travers le monde a fait l’objet de nombreuses activités anthropiques : endiguement, reprofilage, construction d’ouvrages de navigation, extraction massive de granulats, construction de seuils, de barrages et d’ouvrages de transferts d’eau pour la production d’hydroélectrécité, etc. Ces actions ont modifié dans de nombreux cas le régime hydrologique et l’équilibre morphologique des cours d’eau, qui par extension ont déclenché des perturbations permanentes, telles que la diminution de la fréquence des crues morphogènes, la réduction des apports sédimentaires et l’incision du lit mineur. L’accélération de la végétalisation des cours d’eau induit généralement un certain nombre de dysfonctionnements pouvant altérer la gestion et l’usage des rivières tels que l’augmentation du risque inondation et du risque d’embâcle, ainsi que l’appauvrissement de la qualité des habitats aquatiques. La gestion de la végétation peut s’effectuer mécaniquement par le biais d’essartements (élimination de la partie aérienne des plantes) ou de remaniements du lit plus ambitieux, et aussi par la gestion des facteurs de contrôles de la dynamique fluviale, en particulier par le biais des crues artificielles (grâce à l’ouverture des vannes de barrage situés en amont du cours d’eau).
Toutefois, aucune mesure de gestion n’a, pour l’instant, démontré une efficacité suffisante et pérenne pour faire consensus au sein de la communauté scientifique et des gestionnaires. Le présent projet de thèse repose sur le développement et l’application de modèles numériques bidimensionnels biomorphodynamiques avec le système de modélisation open-source Telemac-Mascaret. La mise en place de ces modèles s’appuiera sur la morphodynamique des bancs dans les rivières aménagées et sur l’implémentation d’un module de végétaion dynamique représentant le recrutement, la croissance et la mortalité des plantes au sein d’un modèle numérique 2D hydro-sédimentaire. Concernant l’influence des plantes sur l’hydrodynamique, une force traînée est ajoutée dans le Telemac2D. Les objectifs sont doubles :
1) Étudier, à long terme, l’impact des variables hydrologiques et géomorphologiques (pente, largeur, granulométrie, prépondérance des différents modes de transport solide…) sur la formation et la migration des bancs avec la présence des végétations rivulaires.
2) En fonction des résultats obtenus, analyser et discuter l’évolution bio-morphologique des cours d’eau aménagés avec différents scénarios communément rencontrés, tels que la construction et l’enlèvement de barrage, l’extraction de granulats, l’endiguement.
Responsables scientifiques
Jiaze LI – doctorante
Directeurs de thèse :
Nicolas CLAUDE – EDF R&D Laboratoire d’Hydraulique Saint-Venant (LHSV)
Pablo TASSI – EDF R&D Laboratoire d’Hydraulique Saint-Venant (LHSV)
Stéphane RODRIGUES – Cités, Territoires, Environnement et Sociétés (CITERES), UMR 7324
Type de projet
Thèse
Appel à projet
CIFRE-EDF R&D
Durée
2019-2022
