(trad auto)Numerical modelling of the impacts of sediment recharge in managed rivers. Case of the Old Rhine between Kembs and Breisach
Modélisation numérique des impacts de recharges sédimentaires en rivière aménagée. Cas du Vieux-Rhin entre Kembs et Breisach
Résumé
This PhD work aims at assessing the impact of sediment feeding measures on the morphodynamics of the Old Rhine reach, located between Kembs and Breisach dams by numerical modelling. As part of the InterReg project for the redynamisation of the Old Rhine, such simulations are essential to estimate the efficiency of redynamisation scenarii as well as associated risks, such as deposit fixation or destabilisation of the paved bed. On the whole Old Rhine reach (50 km), 1D numerical simulations for the years 1950, 1990 and 2009 evaluated the fluvial dynamics taking into account the effect of vegetation. Sedimentary processes occurring during sediment feeding were simulated with the 1D numerical model RubarBE. In these modellings, grain size downstream fining, morphological evolutions and capture of the finer grains were reproduced. Two-dimensional simulations of injection sites were performed with Rubar20TS numerical model. The morphological evolutions of injected sediment were simulated and sites propitious to sediment deposition were identified. Conclusions were drawn from simulations of both sediment bar feeding and redynamisation scenarii: a bar with steep slopes induces an easier sediment mobilisation; the choice of the site and bar width seems to be important in order to create enough dynamics close to the gravel bar; the injection of a gravel bar appears to be more efficient than lateral erosion. An optimal sediment feeding scenario could be injections of 20000 m³ gravel bars, repeated in time and/or space.
Ce travail de thèse a pour objectif de simuler numériquement les impacts de recharges sédimentaires sur la morphodynamique du tronçon du Vieux-Rhin situé entre les barrages de Kembs et Breisach. Dans le cadre du projet InterReg de redynamisation du Vieux-Rhin, ces simulations sont primordiales pour évaluer l'efficacité des scénarios de recharge sédimentaire ainsi que les risques associés, tels que la fixation des dépôts ou encore la déstabilisation du lit pavé. À l'échelle du Vieux-Rhin entier (50 km) les simulations numériques 1D des années 1950, 1990 et 2009 ont permis d'appréhender la dynamique fluviale du lit en tenant compte de l'impact de la végétation. Les modélisations des processus granulométriques en jeu dans les recharges sédimentaires ont été préalablement testés et améliorés sur des expériences de laboratoire avec le modèle numérique 1D RubarBE. Dans ces modélisations, le tri granulométrique longitudinal, les évolutions morphologiques et le phénomène de capture des sédiments les plus fins ont été reproduits. Les modélisations bi-dimensionnelles à l'échelle des sites d'injection ont été réalisées avec le modèle numérique Rubar20TS. Les évolutions morphologiques des recharges ont été simulées et les zones favorisant les dépôts sédimentaires ont été identifiées. Les conclusions suivantes ont été tirées des simulations d'un banc sédimentaire et de scénarios de redynamisation : des flancs de banc pentus facilitent la mobilisation sédimentaire ; le choix du site et de la largeur du banc semblent très importants afin de créer des conditions suffisamment dynamiques en bordure de banc ; l'injection d'un banc de galets apparaît plus efficace qu'une érosion latérale de berge. Un scénario de recharge sédimentaire optimal pourrait consister en des injections de bancs latéraux étroits d'un volume d'environ 20 000 m³ répétées dans le temps et/ou dans l'espace.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)