Hydraulique torrentielle
Le phénomène
Les torrents sont des cours d'eau à forte pente (plus de 5 %), dont les crues ont un caractère brutal, qui s'accompagnent fréquemment d'un important transport de matériaux solides (plus de 10 % du débit liquide). Ce transport solide provient des apports des versants rocheux amont (torrents à clappes) ou de l'érosion des berges et du lit (torrents à affouillement). Les écoulements en crue peuvent être :
- biphasiques : les cailloux roulent au fond du lit et se déplacent par suspension et saltation ;
- monophasiques : l'eau et les particules de sol se mélangent en une pâte visqueuse et très dense, la lave torrentielle.
Le torrent se décompose généralement en trois parties :
- l'entonnoir de réception : domaine de l'érosion ;
- le chenal d'écoulement : domaine du transport ;
- le cône de déjection : domaine de la sédimentation
Les divagations sont possibles sur le cône torrentiel car le lit est souvent perché et facilement obstrué par les matériaux solides qui se déposent avec la diminution des vitesses d'écoulement en raison de la pente en long plus faible du torrent.
Certains cours d'eau de pente moyenne (avec un minimum de 1%) et dont le transport solide reste important avec des phénomènes d'érosion ou de divagation, sont assimilables aux torrents.
Torrent à clappes
Torrent à affouillement
Torrent glaciaire
Activité torrentielle en plaine
Qualification de l'aléa
Différents processus interviennent dans la formation des crues torrentielles, notamment pour leur composante solide :
- la production de sédiments sur les versants ;
- le transport des sédiments des versants vers les ravins, puis dans le réseau hydrographique principal, jusqu’à l’exutoire.
L'affichage de l’aléa crue des torrents et des ruisseaux torrentiels peut être justifié soit par une inondation par débordement du torrent accompagnée souvent d’affouillements dus aux fortes vitesses d’écoulement et de charriage, soit par une lave torrentielle (écoulement de masses boueuses, plus ou moins chargées en blocs de toutes tailles, comportant au moins autant de matériaux solides que d'eau), soit par une divagation du lit, soit par l’érosion ou la déstabilisation des berges. Plusieurs de ces phénomènes peuvent être présents simultanément et se combiner.
La qualification de l’aléa tient également compte de l’effet de possibles embâcles de corps flottants mais aussi de possibles variations du niveau du fond du lit et de la topographie (dépôt localisé ou généralisé du transport solide au cours de l’événement de référence ou évolution prévisible à long terme). Notamment, dans la partie inférieure du bassin torrentiel, le transport solide limité à du charriage de matériaux peut rester suffisamment important pour combler le lit mineur ou provoquer des divagations conduisant à une réactivation d’anciens lits ou à la création d’un nouveau lit au cours d’une seule crue.
L'aléa de crues torrentielles est apprécié au regard :
- de la propension du bassin versant à fournir des matériaux transportables par apports exogènes (dégradation naturelle des roches, phénomènes brusques de moyenne ou grande ampleur tels qu'éboulements, glissements de terrain, etc.) ;
- du degré de correction active dans le haut bassin versant pouvant être considérée pérenne ou non, tant au niveau du couvert végétal (génie biologique) qu’au niveau des ouvrages de stabilisation du profil en long tels que seuils, barrages, etc.(génie civil) ;
- du degré de correction passive à l’aval pouvant être considérée pérenne ou non, que ce soit par la création d’un lit artificiel limitant le risque de divagation ou d’érosion des berges ou sur le cône de déjection par la réalisation de plages de dépôts, pièges à flottants, etc., destinés à recueillir les matériaux divers en provenance de l’amont avant qu’ils ne puissent provoquer des dégâts.
Épandage d'une lave torrentielle sur le cône de déjection
Embâcle
Colmatage du lit mineur
Lit pavé artificiellement
Nos prestations
L’étude des crues torrentielles nécessite d’avoir des compétences en géologie afin d’identifier les sources de matériaux solides mobilisables, en hydrologie pour déterminer les débits de référence réalistes et en hydraulique pour déterminer les conditions d’écoulement en crue.
Alp'Géorisques réalise des missions d'ingénierie en hydraulique torrentielle par analyse détaillée du cours d’eau afin de réaliser des études de qualification de l'aléa torrentiel, de dimensionnement de dispositifs de protection ou de diagnostics post-crues.
La mission comprend généralement :
- une description détaillée du cours d'eau et du bassin versant ;
- une analyse morphodynamique ;
- une analyse hydrologique ;
- la réalisation de profils en travers et en long ;
- des modélisations mathématiques (1D ou 2D) ;
- des calculs hydrauliques sur le débit liquide et sur le débit solide ;
- la définition hiérarchisée des interventions préventives ou correctives à envisager.
Les solutions recherchées sont généralement de trois ordres :
- la protection intrinsèque des bâtiments ;
- les protections passives (ou défensives) ;
- les protections actives (ou correctives).
Ils nous ont fait confiance
DDT01, DDT02, DDT04, DDT05, DDT06, DDT09, DDT21, DDT31, DDT65, DDT73, DDT74, Ville de Claix, Ville de Domène, Ville de Ruy-Monceau, Ville de SaintJean-de-Bournay, Ville de Vienne, Ville de La Tronche, Ville de Saint-Georges-de-Commiers, etc.