La gestion du sable est un enjeu majeur pour la performance, la sûreté et la préservation des milieux aquatiques. À EDF Lab Chatou, des chercheurs développent des solutions pour mieux comprendre et modéliser le transport sédimentaire dans les rivières de montagne afin d'accompagner la gestion durable des ouvrages hydrauliques. Découvrez les coulisses de ces travaux en vidéo.
Pour limiter l'accumulation des sables dans les retenues, EDF Hydro met en œuvre des opérations de gestion sédimentaire, notamment des chasses de barrage.
Ces opérations sont indispensables mais soulèvent de nombreuses questions : à quel moment le sable se met-il en mouvement ? Comment se déplace-t-il dans la rivière ? Où se dépose-t-il ? Quel est l'impact sur les milieux naturels ?
Afin de mieux comprendre et anticiper ces phénomènes, Magali JODEAU, Guillaume BROUSSE et Jules GODELIER, chercheurs et Doctorant à EDF Lab Chatou développent un dispositif dédié à l'étude du transport des sables dans les rivières de montagne.
En laboratoire, les équipes reproduisent les conditions rencontrées lors des crues ou des chasses de barrage grâce à un canal expérimental équipé de capteurs capables de détecter et de mesurer le déplacement des sédiments. Ces observations sont ensuite confrontées aux données collectées sur le terrain, notamment dans les gorges de l'Aude, à l’aval du barrage de Saint-Georges, exploité par HYDRO Sud-Ouest.
L'objectif de ces travaux, c’est de pouvoir mieux caractériser les mécanismes de transport du sable et d'alimenter les modèles numériques que nous développons à la R&D. À terme, ces travaux permettront de mieux prédire les flux sédimentaires, optimiser le pilotage des chasses, réduire leurs impacts sur les écosystèmes aquatiques et améliorer la performance des ouvrages hydrauliques.
Dans un contexte de changement climatique marqué par des crues plus irrégulières et des événements extrêmes plus fréquents, ces recherches contribuent également à renforcer la résilience des aménagements hydrauliques et à préserver durablement les rivières de montagne.
Découvrez, dans ce nouvel épisode de « La R&D vous emmène... », les coulisses de ces recherches menées entre laboratoire, terrain et modélisation numérique.
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Pour vous permettre d'accéder à l'information, nous vous proposons de consulter la vidéo La R&D vous emmène... Faire de la gestion des sables en rivière de montagne dans un nouvel onglet.
[Cette vidéo d'une durée de 3min52 présente le développement d'un moyen d'essai dédié aux rivières de montagne. On y voit intervenir Magali Jodeau, Ingénieure Chercheuse experte transport sédimentaire à la R&D d'EDF, Jules Godelier, Doctorant à la R&D d'EDF et Guillaume Brousse, Ingénieur Chercheur à la R&D d'EDF]
La R&D vous emmène... Faire de la gestion des sables en rivière de montagne
Voix off : En amont des barrages, les retenus d'eau sont des zones où le sable se dépose. La gestion du transit sédimentaire est donc indispensable pour garantir le bon fonctionnement des ouvrages hydrauliques.
C'est pourquoi à EDF Lab Chatou, des chercheurs développent un moyen d'essai dédié aux rivières de montagne afin de mesurer et modéliser les transports du sable.
Magali Jodeau : « Il y a différentes méthodes pour gérer l'accumulation des sédiments dans les réservoirs... Mais aujourd'hui, en accord avec les pouvoirs publics, on privilégie les chasses. Ce sont des opérations qui consistent, lors des débits importants, à ouvrir les vannes du barrage pour réactiver le transport sédimentaire dans le réservoir. Ces opérations sont délicates car elles réactivent à l'aval des flux de sable dans des tronçons de rivières qui voient rarement des flux sédimentaires.
Et voici notre maquette hydraulique sur laquelle nous commençons nos travaux. »
Jules Godelier : « On va pouvoir faire une phase d'observations et de mesures dans ce canal qui nous permet de reproduire des vitesses d'écoulement similaires à ce qu'on aura dans des torrents, notamment dans des situations de chasses de barrage.
La je suis en train d'installer un lit de sable pour essayer de reproduire les poches de sable qu'on peut avoir sur le terrain. Ainsi, on pourra avoir un écoulement naturel. L'objectif va être de provoquer un déplacement de ce sable, un charriage sur notre capteur. Et donc, voilà notre plaque à impact qu'on installe, comme on le fera sur le terrain, dans un bloc béton. On est branché sur le PC pour pouvoir observer le déplacement du sable sur la plaque. »
Magali Jodeau : « L'objectif, c'est le déploiement sur site et la modélisation complexe. »
Voix off : L'équipe a choisi de mener son étude au coeur des gorges de l'Aude, dans le tronçon court-circuité de l'usine de Saint-Georges.
Guillaume Brousse : « Ici, on a facilement 30-40 cm de sable qui s'est accumulé. Ce qu'on va étudier c'est la remise en mouvement de ce sable avec des conditions hydrauliques qu'on peut plus ou moins influencer, notamment en faisant des lâchers d'eau dans les barrages de manière contrôlée. Mais aussi, surtout, comment de base, éviter que ces dépôts se créent.
On est sur un tronçon où le sable est soit absent quand le barrage est fermé, ou soit arrive de manière trop massive et va colmater les habitats piscicoles. Et c'est ça l'enjeu d'EDF aujourd'hui, c'est de maîtriser la gestion de ces flux de sable en aval de ces prises d'eau.
On se retrouve donc ici pour un double objectif : à la fois acquérir des mesures pour les flux de sable grâce aux capteurs calibrés au laboratoire et des données plutôt hydrauliques pour calibrer le modèle numérique. Concrètement, sur le terrain, comment ça se passe ? On fait des marquages au sol pour repérer des points très spécifiques et mesurer les distances entre ces points. On fait un vol drone, on va injecter des traceurs qui sont des chips biodégradables. Ces chips vont permettre de faire un post-traitement à l'image et de quantifier la vitesse d'écoulement de l'eau. Cette étude va nous servir à alimenter un outil opérationnel, un modèle numérique de la rivière, afin de simuler des chasses et de maîtriser notre impact sur les habitats piscicoles. »
Magali Jodeau : « Le véritable enjeu derrière tous ces travaux, c'est de s'adapter au changement climatique avec les évolutions des régimes de débits et les difficultés à anticiper le transport sédimentaire. »
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