Couplage des codes de calcul d'écoulement souterrain et d'écoulement superficiel : application aux remontées de nappe alluviale derrière des digues ou un remblai routier.
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- 2005
Résumé
- Le CETMEF et l'UTC ont testé, dans le cadre d'une thèse soutenue à l'Université de Technologie de Compiègne, la faisabilité de coupler un code de calcul d'écoulement souterrain et un code d'écoulement superficiel, avec une application portant sur les remontées de nappes dans le val d'Avaray derrière les digues qui le protègent des inondations de la Loire. Les travaux proposés dans cette étude consistent à développer une solution industrielle de couplage d'un code de calcul d'écoulement superficiel (REFLUX) avec un code de calcul d'écoulement (MARTHE) du BRGM. Les développements en matière de technique de couplage se sont inspirés largement des résultats de la thèse de Stéphanie POLIGOT-PITSCH (2002) soutenue à l'Université de Technologie de Compiègne.
Le site d'application est Remiremont dans les Vosges à la confluence de la Moselle et de la Moselotte où deux casiers protégés par des remblais ont été inondés en 1990 par l'intermédiaire de deux ouvertures (seuil ou buse) intégrées aux remblais routiers. Suite à ces inondations la buse du casier 1 a été fermée. La question principale qui se posait alors à la DDE 88 était de savoir si des remontées de nappe derrière les remblais routiers peuvent avoir lieu. Il se trouve aussi que le plan d'eau situé dans le casier 1 est directement alimenté par la nappe alluviale. En revanche les crues de Remiremont sont de durée assez courte et il était nécessaire d'analyser si le temps de réponse de la nappe est suffisamment rapide pour que la crue ait un impact sur les inondations des casiers. Des mesures piezométriques ont été réalisées par la DDE 88 d'Avril à Novembre 2004 afin de caler le modèle d'écoulement souterrain. Ces mesures ont été complétées par des données géotechniques, notamment la mesure de la perméabilité des sols et remblais. Le calage a permis principalement de valider les valeurs de perméabilité.
Les résultat de l'étude avec le couplage écoulement souterrain - écoulement de surface montrent de légers suintements par remontée de nappe derrière les remblais dans le casier à enjeux pour la crue de 1990. Deux types de couplage ont été testés : un couplage faible et un couplage fort avec des différences peu significatives entre eux.
Les conclusions en terme de perspectives sont les suivantes :
- le nombre d'observations, malgré la présence d'un piezomètre est insuffisant pour bien valider le modèle numérique mis en oeuvre ;
- l'impact des remontées de nappe pourrait être important pour une crue centennale du type de 1947 ;
- une étude paramétrique est recommandée pour étudier notamment l'influence du coefficient d'emmagasinement ;
- la mise en oeuvre d'une modélisation multicouche (au lieu de monocouche pour cette étude) pourrait donner des résultats plus précis ;
- une campagne expérimentale plus poussée, peut-être sur un autre site, serait utile pour bien mettre au point ces outils qui peuvent être utilisés dans de nombreux cas opérationnels avec des zones ou plans d'eau derrière une digue ou un remblai et en communication avec la rivière à travers la nappe alluviale.
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