CREATION ET AMENAGEMENT DE LA VOIE DE CONTOURNEMENT DE
LA COMMUNE DE RIBERAC (24) RD n°708, 20 et 5
Etude hydraulique dans le cadre des dossiers d’enquête publique préalable à la création
d’utilité publique et loi sur l’eau
Avril 2015
A.I.G.S Virginie Albira Architecte dplg
Paysagiste dplg
Conseil général de la Dordogne (24)
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Etude hydraulique dans le cadre des dossiers d’enquête publique préalable à la création d’utilité publique et loi sur l’eau
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1 CONTEXTE ET OBJET DU RAPPORT ............................................................................................... 1
2 DOCUMENT PRIS EN COMPTE DANS LE CADRE DE L’ETUDE .......................................................... 2
3 PARTICULARITE DU SITE .............................................................................................................. 3
3.1 Situation géographique .................................................................................................................... 3
3.1.1 Le ruisseau du Boulanger .................................................................................................................... 3
3.1.2 Le ruisseau du Ribéraguet .................................................................................................................. 3
3.1.3 Le ruisseau du Merlansou ................................................................................................................... 3
3.2 Contexte géologique ........................................................................................................................ 4
3.3 Usages des milieux aquatiques superficiels ....................................................................................... 4
3.3.1 Pression industrielle ............................................................................................................................ 4
3.3.2 Pression de la collectivité .................................................................................................................... 5
3.3.3 Prélèvements agricoles ....................................................................................................................... 5
3.4 Qualité des eaux .............................................................................................................................. 5
4 DESCRIPTION DU SITE DANS L’ETAT ACTUEL ................................................................................ 7
4.1 Enjeux hydrauliques de la variante 1 ................................................................................................ 7
4.2 Enjeux hydrauliques de la variante 2 ................................................................................................ 7
4.3 Le ruisseau du Boulanger ................................................................................................................. 7
4.4 Le ruisseau du Ribéraguet ................................................................................................................ 8
5 ANALYSE HYDROLOGIQUE ........................................................................................................... 9
5.1 Pluviométrie .................................................................................................................................... 9
5.2 Description des bassins versants ...................................................................................................... 9
5.3 Estimation des coefficients de ruissellement .................................................................................. 12
5.3.1 Coefficients de ruissellement pour T ≤ 10 ans .................................................................................. 12
5.3.2 Coefficients de ruissellement pour T > 10 ans .................................................................................. 12
5.4 Calcul des temps de concentration ................................................................................................. 14
5.5 Détermination des débits de pointe ............................................................................................... 15
5.5.1 Débits de pointe décennaux ............................................................................................................. 15
5.5.2 Débits de pointe pour des périodes de retour de 50 et 100 ans ....................................................... 17
5.5.3 Synthèse des débits de pointes retenus pour les crues de projet ..................................................... 21
6 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE RETABLISSEMENTS HYDRAULIQUES ............................ 22
6.1 Dimensionnement des ouvrages de franchissement ........................................................................ 22
6.2 Dimensionnement des fossés ......................................................................................................... 23
7 INCIDENCE DU PROJET .............................................................................................................. 26
7.1 Sur la qualité des eaux superficielles............................................................................................... 26
7.2 Sur les écoulements ....................................................................................................................... 26
DESCRIPTION DES MODES DE CALCULS DE WOH ............................................................................... 27
1 INTRODUCTION ........................................................................................................................ 28
2 DOMAINE DE VALIDITE ET THEORIE DE BASE ............................................................................. 28
TYPE DE RESOLUTION CROISEE ENTRE L’ECOULEMENT A SURFACE LIBRE, EN CHARGE ET LA
CONDITION LIMITE AVAL ................................................................................................................. 31
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Figure 1 : Projet de contournement de Ribérac (Source : CG 24) .............................................................................. 1
Figure 2 : Vue aérienne des bassins versants drainés par le projet (Source : Google Earth) ..................................... 3
Figure 3 : Carte géologique de la zone d'étude (Source : BRGM) .............................................................................. 4
Figure 4 : Localisation des établissements industriels polluant et des stations d’épuration (Source : Agence de
l’eau) ........................................................................................................................................................................... 4
Figure 5 : Localisation de la station de mesure d’Epeluche sur la Dronne (Source : Agence de l’eau) ...................... 5
Figure 6 : Evaluation de la qualité physico-chimique de la Dronne au droit d’Epeluche en 2011 (Source : Agence
de l’eau) ...................................................................................................................................................................... 6
Figure 7 : Zone de rétention en bordure de l’ancienne voie ferrée au sud de la RD 20 ............................................ 7
Figure 8 : DN 1000 à l'Est de l’aire des gens du voyage ............................................................................................. 7
Figure 9 : Atlas des zones inondables de la Dronne au Nord de Ribérac (Source : Prim.net) .................................... 7
Figures 10 et 11 : Le pont de la RD 5 et le ruisseau du Boulanger en aval avec la peupleraie en rive droite ............ 8
Figures 12 et 13 : Déversoir sur le ruisseau vers le fossé et seuil transverse en amont du pont .............................. 8
Figures 14 et 15 : Le Ribéraguet canalisé dans l’hôpital et la porte protégée par un batardeau mobile .................. 8
Figure 16 : Bassins versants interceptés par la variante 1 du projet.......................................................................... 9
Figure 17 : Bassins versants interceptés par la variante 2 du projet........................................................................ 10
Figure 18 : Occupations des sols des bassins versants interceptés par le projet ..................................................... 11
Figure 19 : Abaque pour la méthode de Socose (Source : Cemagref)...................................................................... 17
Figure 20 : Implantation des ouvrages de rétablissement hydraulique ................................................................... 25
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Tableau 1 : Volumes prélevés pour l’irrigation en 2009 ............................................................................................ 5
Tableau 2 : Evaluation de la qualité biologique de la Dronne au droit d’Epeluche en 2011 (Source : Agence de
l’eau) ........................................................................................................................................................................... 5
Tableau 3 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France) ........................................... 9
Tableau 4 : Caractéristiques morphologiques des bassins versants étudiés ........................................................... 10
Tableau 5 : Occupation des sols des bassins versants .............................................................................................. 11
Tableau 6 : Coefficients de ruissellement types pour T ≤ 10 ans (Source : LCP-SETRA 2006).................................. 12
Tableau 7 : Coefficients de ruissellement des bassins versants pour T ≤ 10 ans ..................................................... 12
Tableau 8 : Rétention initiales des bassins versants ................................................................................................ 13
Tableau 9 : Coefficients de ruissellement des bassins versants ............................................................................... 13
Tableau 10 : Temps de concentration des bassins versants .................................................................................... 14
Tableau 11 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France) ....................................... 15
Tableau 12 : Débits de pointes décennaux avec la formule rationnelle .................................................................. 15
Tableau 13 : Débits de pointes décennaux avec la méthode de Crupedix .............................................................. 16
Tableau 14 : Débits de pointes décennaux avec la formule de transition ............................................................... 16
Tableau 15 : Débits de pointe décennaux retenus ................................................................................................... 17
Tableau 16 : Débits de pointes cinquantennaux avec la formule rationnelle .......................................................... 18
Tableau 17 : Débits de pointes centennaux avec la formule rationnelle ................................................................. 18
Tableau 18 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France) ....................................... 19
Tableau 19 : Calcul des débits avec la méthode du gradex progressif pour T = 50 ans et T = 100 ans ................... 20
Tableau 20 : Débits de pointe centennaux retenus ................................................................................................. 21
Tableau 21 : Débits de pointe des bassins versants étudiés pour des périodes de retour de 10, 50 et 100 ans .... 21
Tableau 22 : Dimensionnement des ouvrages-cadres ............................................................................................. 22
Tableau 23 : Dimensionnement des buses ............................................................................................................... 22
Tableau 24 : Dimensionnement des fossés drainant les eaux de ruissellement ...................................................... 24
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RD Route départementale
BV Bassin versant
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2, rue Libre Echange
31500 TOULOUSE
Email : [email protected]
Tél. : 05 61 58 96 05
Fax : 05 62 15 28 37
N°affaire : 29 841
Directeur de projet : WWP
Responsable d’affaire : GDD
Secrétaire : SLL
Réf fichier : 01CRIBE_29841_RAP_Hydraulique-
Riberac_v4.doc
Version Date Etabli par Vérifié par Nb pages Observations
1 30/11/12 GDD WWP 19 Description de l’état actuel, 1ère
diffusion
2 23/09/13 GDD WWP 30 Dimensionnement des ouvrages de rétablissement
hydraulique
3 03/10/13 GDD WWP 31 Rapport complété en tenant compte des remarques
de IDE
4 27/01/14 GDD WWP 31 Modification des OH du BV9
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1 CONTEXTE ET OBJET DU RAPPORT
Le conseil général de la Dordogne projette de réaliser le contournement Ouest du bourg de Ribérac (24), par une
liaison en grande partie en travaux neufs entre la RD 708 au Nord et la RD 5 au Sud.
Le projet, présenté sur la carte ci-contre, présente 2 variantes :
- Variante 1 :
o ancrage au Nord sur la RD 708 ;
o utilisation de la RD 20E3 Sud et d’une partie de la voie d’accès à l’aire des gens du voyage ;
o tracé neuf jusqu’à la RD 5 au Nord du giratoire du Gayet, en passant à l’Est du hameau de la
Borderie.
- Variante 2 :
o ancrage au Nord sur la RD 708 ;
o utilisation de la RD 20E3 Nord et d’une partie de la voie d’accès à l’aire des gens du voyage ;
o tracé neuf jusqu’à la RD 5 au Sud du Hameau de la Borderie, en passant à l’Ouest du cimetière au
lieu-dit Chez Gadaud.
La section en tracé neuf entre l’aire d’accueil des gens du voyage et le Nord du hameau de la Borderie est
commune aux deux variantes.
Le projet routier borde la zone inondable de la Dronne au Nord, au droit de l’actuelle RD 20E3 Nord. Il longe la
zone inondable du ruisseau du Boulanger au Sud de la RD 20, en particulier dans le cas de la variante 2.
Les tracés neufs proposés nécessitent le franchissement de plusieurs talwegs. De plus, les RD 20E3 Nord et Sud
utilisées pour les deux variantes franchissent le ruisseau intermittent du Merlansou à l’Est de l’aire des gens du
voyage et la RD 20E3 Nord (variante 2) franchit le ruisseau du Ribéraguet à l’Ouest de son intersection avec la
RD 708.
Figure 1 : Projet de contournement de Ribérac (Source : CG 24)
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2 DOCUMENT PRIS EN COMPTE DANS LE CADRE DE L’ETUDE
Les documents suivants ont été collectés et analysés dans le cadre de la présente étude :
[1] Photo aérienne de la zone d’étude ;
[2] Carte IGN au 25 000ème de Villetoureix, Vanxains, Saint Severin et Ribérac, éditions 1998 ;
[3] Cartes géologiques au 50 000ème de Ribérac et Périgueux Ouest (site Infoterre, BRGM) ;
[4] Plan topographique du futur tracé de la déviation de Ribérac (variante 2) dressé par la SCP Philippe Rallion,
Géomètre Expert, en avril 2012 ;
[5] Profils en travers et profil en long du projet routier (variante 2) dressés par la Direction des Routes et du
Patrimoine Paysager (DRPP) en juin 2011 ;
[6] Guide technique pour l’assainissement routier – Ministère des Transports – LCPC et SETRA – 2006 ;
[7] Données statistiques météorologiques de fortes précipitations à la station de Bergerac fournies par Météo
France sur la période 1992-2008.
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3 PARTICULARITE DU SITE
3.1 Situation géographique
Ribérac est située sur le bassin versant de la Dronne, qui borde la commune au Nord. Le projet routier intercepte
une partie du bassin versant du ruisseau du Boulanger, un affluent de la Dronne. De plus, le tracé de la variante 2
franchit le ruisseau du Ribéraguet 150 m environ en amont de sa confluence avec la Dronne, et le ruisseau du
Merlansou juste à l’Ouest du carrefour entre la RD20 E5 et la RD20 E3.
3.1.1 Le ruisseau du Boulanger
Le ruisseau du Boulanger prend sa source au droit du lieu-dit Chez Pouyou sur la commune de Siorac-de-Ribérac.
Il se rejette dans la Dronne sur la commune de Ribérac, près du lieu-dit Les Fougères, après un parcourt de 7 km
environ. En aval de la RD 5 il longe le projet routier à l’Ouest sur environ 1,5 km. Sa pente moyenne est de l’ordre
de 1 %.
Le bassin versant du Boulanger est occupé essentiellement par des parcelles agricoles. Le projet routier
intercepte entre 58,8 et 81,4 ha de ce bassin versant selon la variante considérée. Les sous-bassins versant
concernés drainent les lieux-dits la Borderie, Terradeau et la Faye.
3.1.2 Le ruisseau du Ribéraguet
Le ruisseau du Ribéraguet prend sa source au droit du lieu-dit les Meynards sur la commune de Saint-Martin-de-
Ribérac. Il se rejette dans la Dronne sur la commune de Ribérac, peu en amont du pont de la RD 708, après un
parcourt de 7 km environ. Sa pente moyenne est de l’ordre de 1 %.
Le bassin versant du Ribéraguet est occupé essentiellement par des parcelles agricoles avec quelques zones
boisées dans sa partie amont. En aval il draine le centre-ville de Ribérac. La variante 2 intercepte la quasi-totalité
du bassin versant du Ribéraguet car le ruisseau est franchit peu en amont de sa confluence avec la Dronne.
3.1.3 Le ruisseau du Merlansou
Le ruisseau du Merlansou ruisseau prend sa source environ 250 m au Sud-ouest de la RD20 E3, au droit la route
desservant le lieu-dit La Foresterie. Une buse de 1000 mm de diamètre a été aménagée dans l’ancienne voie
ferrée peu en amont de la RD20 E3 pour permettre son franchissement.
Figure 2 : Vue aérienne des bassins versants drainés par le projet (Source : Google Earth)
Vue aérienne des bassins versants
Réseau hydrographique
Projet routier
Bassins versants Nord
Dronne
Bo
ula
ng
er
Rib
éra
gu
et
Me
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an
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3.2 Contexte géologique
D’après les cartes géologiques de Ribérac et de Périgueux Ouest, les bassins versants interceptés par le projet
s’étendent essentiellement sur des terrains du Campanien Supérieur, représentés en vert sur la carte ci-dessous.
La commune de Ribérac et la majeure partie du bassin versant du Ribéraguet couvrent des terrains composés
d’une alternance d’assises marneuses à glauconie et terriers et de calcaires crayo-marneux jaune verdâtre qui
constitue la formation de Biron (Campanien 3).
Figure 3 : Carte géologique de la zone d'étude (Source : BRGM)
3.3 Usages des milieux aquatiques superficiels
Les usages de l’eau dans le secteur étudié sont détaillés sur le site de l’agence de l’eau Adour-Garonne. La carte
ci-dessous localise les établissements industriels polluants et les stations d’épuration.
Figure 4 : Localisation des établissements industriels polluant et des stations d’épuration (Source : Agence de l’eau)
3.3.1 Pression industrielle
L’agence de l’eau Adour-Garonne recense 3 établissements industriels polluant dans le secteur du projet :
- l'abattoir de la commune de Ribérac,
- le lycée Arnaud Daniel,
- l’usine Albany (qui a fermée en 2009).
Hormis l’usine Albany, ces établissements n’effectuent ni prélèvement ni rejet dans le milieu aquatique.
L’abattoir est raccordé au système d’assainissement collectif.
Carte géologique de Ribérac Usine Abany
Abattoir
Lycée Arnaud Daniel
Localisation des sites polluants
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3.3.2 Pression de la collectivité
La station d’épuration de Ribérac, située au Nord de la commune, se rejette dans la Dronne en aval de la RN 708.
Elle draine les communes de Ribérac et Villetoureix, l’abattoir de Ribérac et le lycée Arnaud Daniel.
La station d’épuration de Saint Martin de Ribérac se rejette dans le Ribéraguet peu en aval du village. Elle a été
mise en service en 2004 et draine uniquement la commune de Saint Martin de Ribérac.
3.3.3 Prélèvements agricoles
La commune de Ribérac compte 5 points de prélèvements pour l’irrigation et la commune de Saint Martin de
Ribérac en compte 3. Les volumes d’eau prélevés totaux estimés par l’agence de l’eau Adour Garonne en 2009
sont détaillés dans le tableau ci-dessous.
Nature de la
ressource
Volume estimé
Ribérac Saint Martin de Ribérac Total
Retenue 19 365 m3 23 430 m3 42 795 m3
Eau de surface 3 178 m3 0 m3 3 178 m3
Total 22 543 m3 23 430 m
3 45 973 m
3
Tableau 1 : Volumes prélevés pour l’irrigation en 2009
3.4 Qualité des eaux
La Dronne dispose d’une station de mesure de sa qualité au droit du pont d’Epeluche, sur la commune de
Comberanche-et-Epeluche. Cette station est localisée sur la carte ci-après. Les ruisseaux du Boulanger et du
Ribéraguet ne disposent d’aucune station de mesure.
Figure 5 : Localisation de la station de mesure d’Epeluche sur la Dronne (Source : Agence de l’eau)
Une évaluation de la qualité de la masse d’eau "la Dronne du confluent de la Côle au confluent de la Lizonne" a
été réalisée en 2011 selon l'Arrêté du 25 janvier 2010 relatif aux méthodes et critères d’évaluation de l’état
écologique, de l’état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface. Cette méthode évalue l'état en
fonction de paramètres physico chimiques, biologiques et hydromorphologiques. Elle est utilisée pour les
rapportages européens et est cohérente avec les objectifs du SDAGE 2010-2015. Cette évaluation n’actualise pas
l’état des lieux 2006/2007 du SDAGE mais permet de connaître l’évolution annuelle de la station de mesures
ayant permis de caractériser l’état de la masse d’eau en 2006/2007. L’état des masses d’eau ne sera actualisé
qu’en 2013. Les résultats obtenus sont décrits ci-dessous.
Au niveau biologique, la qualité du cours d’eau est considérée comme bonne. Les différents indices estimés
sont détaillés ci-dessous.
Tableau 2 : Evaluation de la qualité biologique de la Dronne au droit d’Epeluche en 2011 (Source : Agence de l’eau)
Station d’Epeluche Mesure de la qualité
de l’eau superficielle
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Au niveau physico-chimique, la qualité du cours d’eau est considérée comme bonne. Les résultats obtenus pour
les différents paramètres étudiés sont précisés ci-dessous.
Figure 6 : Evaluation de la qualité physico-chimique de la Dronne au droit d’Epeluche en 2011 (Source : Agence de l’eau)
Ainsi, la qualité du cours d’eau est considérée comme bonne au niveau écologique. Par ailleurs, l’état chimique
du cours d’eau est considéré comme bon.
Les objectifs de la masse d’eau en terme de qualité sont :
- bon état global en 2021,
- bon potentiel pour l’état écologique en 2021,
- bon état chimique en 2015.
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4 DESCRIPTION DU SITE DANS L’ETAT ACTUEL
Les observations suivantes ont été réalisées en août 2012, lors de l’inspection de terrain réalisée par Hydratec.
Les deux tracés de la future déviation ont été parcourus afin de déterminer les enjeux hydrauliques. Une
attention particulière a été portée aux ruisseaux du Boulanger et du Ribéraguet.
4.1 Enjeux hydrauliques de la variante 1
Depuis la rue André Maurois au Sud jusqu’à la RD 20E3 au Nord, le tracé 1 du futur contournement de Ribérac
semble prévu à l’emplacement d’une ancienne voie ferrée. Les chemins actuellement aménagés sont en partie
en remblai. De plus, les versants ont été décaissés le long des chemins au Sud et au Nord du lieu-dit Bazas. Nous
avons noté deux zones de rétentions des eaux au droit de ce tracé, au Nord du la rue André Maurois et au Sud
de la RD 20. Ces retenues sont localisées entre les tronçons remblayés de chemin et les versants situés à l’Est.
L’eau s’évacue par infiltration.
Figure 7 : Zone de rétention en bordure de l’ancienne voie ferrée au sud de la RD 20
A l’Est de la voie d’accès à l’aire des gens du voyage, la RD 20E3 utilisée par le contournement projeté longe
l’ancienne voie ferrée en remblai. Une buse de 1000 mm de diamètre a été aménagée dans l’ancienne voie
ferrée pour permettre le franchissement du ruisseau du Merlansou.
Figure 8 : DN 1000 à l'Est de l’aire des gens du voyage
4.2 Enjeux hydrauliques de la variante 2
La deuxième variante du projet routier diffère de la première au Sud du lieu-dit Jean de Faye et au Nord, au droit
de la RD 20E3.
Au Sud, le tracé 2 est prévu à l’Ouest du lieu-dit la Borderie. Il longe le ruisseau du Boulanger, décrit dans le
paragraphe suivant.
Au Nord, au lieu d’utiliser la RD 20E3 Sud comme le tracé 1, il utilise la RD 20E3 Nord qui borde la Dronne. A l’Est
du lieu-dit la Friture, la route est située à une centaine de mètres de la rivière, plus de 3,5 m en surplomb. Elle est
cependant implantée en dehors de la zone inondable par la crue décennale d’après l’atlas des zones inondables
fourni par le site prim.net. De plus la crue historique a touché la RD 20E3 uniquement au niveau de son
intersection avec la RD 708.
Figure 9 : Atlas des zones inondables de la Dronne au Nord de Ribérac (Source : Prim.net)
4.3 Le ruisseau du Boulanger
La variante 2 du projet routier longe le ruisseau du Boulanger au Nord de la RD 5. Le franchissement du ruisseau
sous la RD 5 est assuré par un ouvrage-cadre de 2,5 m de large et 1,85 m de haut. En aval du pont, le Boulanger a
une section trapézoïdale d’environ 80 cm de haut, 2 m de large au radier et 4 m de large en crête. Sa berge
droite, occupée par une peupleraie, est plus basse que sa berge gauche. Un riverain du lieu-dit Chez Leclerc nous
a confirmé que le ruisseau déborde principalement dans la peupleraie. En 35 ans, la peupleraie et la route
longeant le Boulanger n’ont été inondées que 2 ou 3 fois.
Atlas des zones inondables
Projet routier (variante 2)
Crue fréquente
Crue décennale
Crue historique Nord
© H
yd
rate
c
© H
yd
rate
c
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Figures 10 et 11 : Le pont de la RD 5 et le ruisseau du Boulanger en aval avec la peupleraie en rive droite
La route bordée par le Boulanger franchit ce dernier peu avant le lieu-dit Vézignol, en aval de la peupleraie. En
amont du pont, un seuil transverse à l’écoulement rehausse le niveau du ruisseau et un déversoir dévie le surplus
d’eau vers un fossé longeant la peupleraie à l’Est. Ce fossé draine la peupleraie et conflue avec le ruisseau du
Boulanger en aval du lieu-dit le Moulin de Vezignol.
Figures 12 et 13 : Déversoir sur le ruisseau vers le fossé et seuil transverse en amont du pont
Le tracé 2 projeté est situé plus de 2 m en surplomb du fossé et du ruisseau du Boulanger au droit de la
peupleraie. Le projet routier s’éloigne du cours d’eau en aval. Au niveau de la RD 20 il est envisagé à une distance
de 150 m environ du ruisseau, et plus de 8 m en surplomb.
4.4 Le ruisseau du Ribéraguet
Au Nord, la variante 2 du projet de contournement utilise la RD 20E3 Nord entre la voie d’accès à l’aire des gens
du voyage et la RD 708. Environ 120 m avant le carrefour avec la RD 708, la RD 20E3 franchit actuellement le
ruisseau du Ribéraguet par l’intermédiaire d’un ouvrage de 50 m de long environ. Cet ouvrage présente une
section rectangulaire en amont et une voute de même hauteur et de même largeur au radier en aval. Il mesure
2,97 m de large et 2,52 m de haut. Sa pente moyenne est de l’ordre de 6 mm/m.
Le débit de mise en charge de l’ouvrage est évalué grâce à la formule de Manning Strickler :
iRSKQ ... 3
2
=
Avec :
- K le coefficient de rugosité,
- S la section mouillée en m2,
- R le rayon hydraulique, R = S/P,
- P le périmètre mouillé en m,
- i la pente du tronçon en m/m.
La capacité de l’ouvrage est estimée à 18,5 m3/s, en prenant un coefficient de rugosité de 60.
Aucun débordement n’a été observé par les riverains au niveau du stade situé en amont.
Entre l’hôpital et le stade, le Ribéraguet est busé. Dans l’hôpital il est canalisé sauf sous les bâtiments et sous le
parking Sud. Le canal présente une section rectangulaire de 3 m de large et 1,2 m de profondeur. L’entrée du
busage sous le parking Sud est protégée des embâcles par une grille. Deux inondations importantes de ce parking
ont été observées en 20 ans. Un batardeau mobile de 1,20 m de haut est prévu pour protéger la porte du
bâtiment donnant sur le parking.
Figures 14 et 15 : Le Ribéraguet canalisé dans l’hôpital et la porte protégée par un batardeau mobile
© H
yd
rate
c
Déviation
vers le fossé
Déversoir
Seuil transverse
© H
yd
rate
c
© H
yd
rate
c
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5 ANALYSE HYDROLOGIQUE
5.1 Pluviométrie
Les intensités caractéristiques des pluies peuvent être calculées à partir des coefficients de Montana fournis par
Météo France pour des périodes de retour comprises entre 5 et 100 ans. Ces coefficients ont été estimés par
statistique à la station de Bergerac sur la période 1992-2008. Ils sont différenciés sur deux intervalles pour tenir
compte de la cassure des courbes à 30 minutes.
Période de retour
Pluies de durée
6 min à 30 min
Pluies de durée
30 min à 24 h
a b a b
5 ans 3,069 0,430 7,946 0,718
10 ans 3,321 0,418 8,218 0,698
20 ans 3,565 0,409 8,310 0,676
30 ans 3,648 0,401 8,221 0,661
50 ans 3,808 0,397 8,072 0,641
100 ans 3,952 0,387 7,768 0,614
Tableau 3 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France)
Les hauteurs de pluie et les intensités sont calculées grâce aux formules suivantes : btah −⋅= 1
avec h la hauteur de pluie en mm et t la durée de la pluie en minutes ; btai −⋅⋅= 60 avec i l’intensité de pluie en mm/h et t la durée de la pluie en minutes.
Les hauteurs de pluie journalières ont ainsi pu être estimées pour des périodes de retour de 10, 50 et 100 ans :
Pj10 = 74 mm, Pj50 = 110 mm et Pj100 = 129 mm.
5.2 Description des bassins versants
L’analyse de la topographie a permis de délimiter les bassins versants interceptés par les deux variantes du projet
routier. Ces bassins versants sont représentés sur les cartes ci-après.
Les bassins versants 5, 6, 7 et 8 sont drainés par les deux tracés de route étudiés. Les bassins versants 3a, 3b, 3c
et 3d interceptés par le tracé 1 sont des sous bassins versants du bassin 3 intercepté par le tracé 2. De même, le
bassin 4a est un sous bassin versant du bassin 4, les bassins 9a et 9b sont des sous bassins versants du bassin 9 et
le bassin 10a est un sous bassin versant du bassin 10.
Figure 16 : Bassins versants interceptés par la variante 1 du projet
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Figure 17 : Bassins versants interceptés par la variante 2 du projet
Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques morphologiques des bassins versants des deux variantes du
projet.
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Plus long chemin
hydraulique Dénivelé Pente moyenne
Tracé 2 BV1 5,5 ha 305 m 31 m 0,103 m/m
Tracé 2 BV2 1,8 ha 182 m 19 m 0,104 m/m
Tracé 2 BV3 44,5 ha 1 432 m 57 m 0,039 m/m
Tracé 2 BV4 9,4 ha 570 m 36 m 0,064 m/m
Tracé 2 BV5 2,8 ha 230 m 21 m 0,091 m/m
Tracé 2 BV6 17,3 ha 815 m 31 m 0,038 m/m
Tracé 2 BV7 7,5 ha 435 m 22 m 0,051 m/m
Tracé 2 BV8 3,3 ha 405 m 17 m 0,042 m/m
Tracé 2 BV9 118,3 ha 2 340 m 64 m 0,027 m/m
Tracé 2 BV10 12,2 ha 682 m 34 m 0,050 m/m
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 7 500 m 134 m 0,018 m/m
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 694 m 30 m 0,043 m/m
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 233 m 10 m 0,043 m/m
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 282 m 13 m 0,046 m/m
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 336 m 18 m 0,053 m/m
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 570 m 36 m 0,064 m/m
Tracé 1 BV9a 107,7 ha 2 280 m 63 m 0,028 m/m
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 680 m 34 m 0,050 m/m
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 580 m 28 m 0,048 m/m
Tracé 1 BV12 3,5 ha 342 m 20 m 0,058 m/m
Tableau 4 : Caractéristiques morphologiques des bassins versants étudiés
Les proportions de terrains boisés, cultivés et urbanisé ont été estimées pour chaque bassin versant d’après la
vue aérienne fournie par Google Earth. Les résultats obtenus sont détaillés dans le tableau et la carte page
suivante.
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Variante du
projet Bassin versant
Occupation des sols
Bois Urbanisation Culture
Tracé 2 BV1 0 % 12 % 88 %
Tracé 2 BV2 0 % 14 % 86 %
Tracé 2 BV3 0 % 22 % 78 %
Tracé 2 BV4 30 % 6 % 65 %
Tracé 2 BV5 33 % 10 % 57 %
Tracé 2 BV6 0 % 16 % 83 %
Tracé 2 BV7 0 % 13 % 87 %
Tracé 2 BV8 12 % 17 % 71 %
Tracé 2 BV9 13 % 26 % 61 %
Tracé 2 BV10 0 % 43 % 57 %
Tracé 2 BV11 16 % 12 % 72 %
Tracé 1 BV3a 0 % 30 % 70 %
Tracé 1 BV3b 0 % 37 % 63 %
Tracé 1 BV3c 0 % 13 % 87 %
Tracé 1 BV3d 1 % 6 % 93 %
Tracé 1 BV4a 29 % 6 % 65 %
Tracé 1 BV9a 12 % 24 % 63 %
Tracé 1 BV9b 14 % 52 % 34 %
Tracé 1 BV10a 0 % 23 % 77 %
Tracé 1 BV12 0 % 4 % 96 %
Tableau 5 : Occupation des sols des bassins versants
Figure 18 : Occupations des sols des bassins versants interceptés par le projet
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5.3 Estimation des coefficients de ruissellement
Les bassins versants sont également caractérisés par un coefficient de ruissellement. Ce coefficient de
ruissellement représente la fraction du débit ruisselé de la pluie nette par rapport au débit de pluie brute. Il
permet de prendre en compte les pertes par infiltration dans le sol, par évaporation et par évapotranspiration. Il
est donc fonction de la nature du sol, de sa morphologie et de la couverture végétale.
5.3.1 Coefficients de ruissellement pour T ≤ 10 ans
Pour des évènements de période de retour inférieure ou égale à 10 ans, le tableau ci-après, extrait du guide
technique pour l’assainissement routier (LCPC-SETRA 2006), fournit les coefficients en fonction de la
morphologie, de la couverture végétale et de la nature du sol.
Couverture végétale Pente
(en %)
Coefficient de ruissellement
Terrain en sable
grossier Terrain limoneux
Terrain argileux ou
rocailleux compact
bois, garrigue
0 - 5 0,10 0,30 0,40
5 - 10 0,25 0,35 0,50
10 - 30 0,30 0,50 0,60
cultures
0 - 5 0,30 0,50 0,60
5 - 10 0,40 0,60 0,70
10 - 30 0,52 0,72 0,82
urbain
0 - 5 0,30
5 - 10 0,60
10 - 30 0,70
Tableau 6 : Coefficients de ruissellement types pour T ≤ 10 ans (Source : LCP-SETRA 2006)
Les bassins versants étudiés drainent des terrains majoritairement argileux ou rocailleux compact. Leur pente
moyenne est comprise entre 1 et 10 %. Le coefficient de ruissellement caractérisant chaque bassin pour un
temps de concentration inférieur ou égal à 10 ans est ainsi estimé à l’aide de la formule suivante :
terrainpii CrSC //10 .%Σ=
avec %Si, le pourcentage de bois, cultures ou lotissements du bassin précisé dans le tableau page précédente, et
Cri/p/terrain, le coefficient de ruissellement trouvé dans le tableau ci-dessus pour un terrain argileux ou rocailleux
compact, en fonction de la pente moyenne du bassin versant et du type de couverture considéré.
Les coefficients de ruissellement ainsi obtenus sont détaillés dans le tableau ci-après.
Variante du
projet Bassin versant
Coefficient de ruissellement
pour T ≤ 10 ans
Tracé 2 BV1 0,65
Tracé 2 BV2 0,64
Tracé 2 BV3 0,53
Tracé 2 BV4 0,62
Tracé 2 BV5 0,59
Tracé 2 BV6 0,55
Tracé 2 BV7 0,65
Tracé 2 BV8 0,52
Tracé 2 BV9 0,50
Tracé 2 BV10 0,47
Tracé 2 BV11 0,53
Tracé 1 BV3a 0,51
Tracé 1 BV3b 0,49
Tracé 1 BV3c 0,56
Tracé 1 BV3d 0,67
Tracé 1 BV4a 0,62
Tracé 1 BV9a 0,50
Tracé 1 BV9b 0,46
Tracé 1 BV10a 0,53
Tracé 1 BV12 0,68
Tableau 7 : Coefficients de ruissellement des bassins versants pour T ≤ 10 ans
5.3.2 Coefficients de ruissellement pour T > 10 ans
Pour les évènements de période de retour supérieure à 10 ans, le guide technique pour l’assainissement routier
(LCPC-SETRA 2006) conseille d’effectuer le calcul suivant :
- pour 8,010 <C ,
−=
TT P
PC 018,0
avec PT la pluie journalière de durée de retour T en mm et P0 la rétention initiale en mm estimée à l’aide de la
formule suivante, où C10 est le coefficient de ruissellement décennal et P10 la pluie journalière décennale :
1010
0 8,01 P
CP ×
−=
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- pour 8,010 ≥C , 00 =P et 10CCT = .
Les pluies journalières ont été calculées à partir des coefficients de Montana fournis par Météo France à la
station de Bergerac comme précisé dans le paragraphe 5.1 : Pj10 = 74 mm, Pj50 = 110 mm et Pj100 = 129 mm.
La rétention initiale P0 ainsi estimée pour chaque bassin est détaillée dans le tableau suivant :
Variante du
projet Bassin versant Rétention initiale P0
Tracé 2 BV1 14 mm
Tracé 2 BV2 14 mm
Tracé 2 BV3 24 mm
Tracé 2 BV4 17 mm
Tracé 2 BV5 19 mm
Tracé 2 BV6 23 mm
Tracé 2 BV7 14 mm
Tracé 2 BV8 26 mm
Tracé 2 BV9 28 mm
Tracé 2 BV10 30 mm
Tracé 2 BV11 25 mm
Tracé 1 BV3a 27 mm
Tracé 1 BV3b 29 mm
Tracé 1 BV3c 22 mm
Tracé 1 BV3d 12 mm
Tracé 1 BV4a 17 mm
Tracé 1 BV9a 28 mm
Tracé 1 BV9b 31 mm
Tracé 1 BV10a 25 mm
Tracé 1 BV12 11 mm
Tableau 8 : Rétention initiales des bassins versants
Les coefficients de ruissellement ainsi obtenus pour des périodes de retour de 50 et 100 ans sont décrits dans le
tableau ci-après. Les coefficients de ruissellement retenus pour une période de retour inférieure ou égale à
10 ans sont également rappelés.
Variante du
projet Bassin versant
Coefficients de ruissellement
T ≤ 10 ans T = 50 ans T = 100 ans
Tracé 2 BV1 0,65 0,70 0,72
Tracé 2 BV2 0,64 0,69 0,71
Tracé 2 BV3 0,53 0,62 0,65
Tracé 2 BV4 0,62 0,68 0,69
Tracé 2 BV5 0,59 0,66 0,68
Tracé 2 BV6 0,55 0,63 0,66
Tracé 2 BV7 0,65 0,70 0,71
Tracé 2 BV8 0,51 0,61 0,64
Tracé 2 BV9 0,50 0,60 0,63
Tracé 2 BV10 0,47 0,58 0,61
Tracé 2 BV11 0,53 0,62 0,65
Tracé 1 BV3a 0,51 0,60 0,63
Tracé 1 BV3b 0,49 0,59 0,62
Tracé 1 BV3c 0,56 0,64 0,66
Tracé 1 BV3d 0,67 0,72 0,73
Tracé 1 BV4a 0,62 0,68 0,69
Tracé 1 BV9a 0,50 0,60 0,63
Tracé 1 BV9b 0,46 0,57 0,61
Tracé 1 BV10a 0,53 0,62 0,64
Tracé 1 BV12 0,68 0,72 0,73
Tableau 9 : Coefficients de ruissellement des bassins versants
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5.4 Calcul des temps de concentration
Les temps de concentration des différents bassins versants ont été estimés à l’aide des formulations empiriques
suivantes :
- Bressand-Golossof : 6008,0
025,0(min)75,0
×+
×=p
Ltc
- Kirpich : 385,0
77,05
48,30
100078,0(min) −×
××= pL
tc
- Soil Conservation Service (SCS) : 60059,0(min)8,0
××=p
Ltc
- Sogreah : pCr
Stc
11009,0(min)
35,0
×
××=
- Temez : 60)100(
3,0(min)76,0
25,0×
××=
p
Ltc
- Ventura : p
Stc ×= 62,7(min)
où L est la longueur du bassin versant en km, S sa surface en km2, p sa pente en m/m, h son dénivelé en m et Cr
son coefficient de ruissellement.
Pour les bassins versants de moins de 20 ha, le temps de concentration retenu correspond à la moyenne des
résultats obtenus avec les formulations de Bressand-Golossof, Kirpich, SCS, Sogreah et Temez. Pour les bassins
dont la superficie est comprise entre 20 et 120 ha, le temps de concentration a été estimé avec les formulations
de SCS et Sogreah. Le temps de concentration du bassin versant BV11, de 16 km2 environ, a été déterminé à
l’aide de la formule de Ventura.
La valeur minimale de temps de concentration généralement admise est de 6 minutes.
Les temps de concentration ainsi obtenus sont détaillés dans le tableau ci-contre.
Variante
du projet
Bassin
versant Superficie
Temps de concentration tc tc
retenu Bressand-
Golossof Kirpich SCS Sogreah Temez Ventura
Tracé 2 BV1 5,5 ha 4 min 4 min 4 min 6 min 5 min 6 min
Tracé 2 BV2 1,9 ha 2 min 3 min 3 min 4 min 3 min 6 min
Tracé 2 BV3 44,5 ha 24 min 21 min 23 min
Tracé 2 BV4 9,4 ha 7 min 7 min 9 min 9 min 8 min 8 min
Tracé 2 BV5 2,8 ha 3 min 3 min 4 min 5 min 4 min 6 min
Tracé 2 BV6 17,3 ha 11 min 12 min 15 min 15 min 12 min 13 min
Tracé 2 BV7 7,5 ha 6 min 7 min 8 min 9 min 7 min 7 min
Tracé 2 BV8 3,4 ha 6 min 7 min 8 min 8 min 7 min 7 min
Tracé 2 BV9 118,2 ha 42 min 37 min 40 min
Tracé 2 BV10 12,2 ha 9 min 9 min 12 min 13 min 10 min 10 min
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 231 min 231 min
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 9 min 10 min 13 min 13 min 10 min 11 min
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 4 min 4 min 5 min 12 min 5 min 6 min
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 5 min 5 min 6 min 8 min 5 min 6 min
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 5 min 5 min 6 min 6 min 6 min 6 min
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 7 min 7 min 9 min 9 min 8 min 8 min
Tracé 1 BV9a 107,5 ha 41 min 36 min 38 min
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 9 min 9 min 12 min 10 min 10 min 10 min
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 8 min 8 min 10 min 10 min 9 min 9 min
Tracé 1 BV12 3,5 ha 5 min 5 min 6 min 7 min 6 min 6 min
Tableau 10 : Temps de concentration des bassins versants
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5.5 Détermination des débits de pointe
5.5.1 Débits de pointe décennaux
5.5.1.1 La formule rationnelle
A l’exception des bassins versants BV9, 9a et 11, les débits de pointe décennaux à l’exutoire des bassins
interceptés par le projet sont estimés à l’aide de la formule rationnelle. En effet cette formulation est bien
adaptée aux bassins drainant un terrain de moins de 1 km2.
La formule rationnelle s’écrit :
6,3
)(101010
StICQ c ××
=
avec :
S la surface du bassin versant en km²,
I10(tc) l’intensité moyenne en mm/h pour une période de retour de 10 ans pendant le temps de concentration
tc (en min),
C10 coefficient de ruissellement pour une période de retour de 10 ans, estimé précédemment.
L’intensité moyenne de la pluie a été calculée à l’aide de la formule de Montana : btcaI −××= 6010 où a et b
sont les coefficients de Montana et tc est le temps de concentration du bassin versant. Les coefficients de
Montana utilisés sont ceux établis à la station de Bergerac et rappelés dans le tableau ci-dessous.
Période de retour
Pluies de durée
6 min à 30 min
Pluies de durée
30 min à 24 h
a b a b
5 ans 3,069 0,430 7,946 0,718
10 ans 3,321 0,418 8,218 0,698
20 ans 3,565 0,409 8,310 0,676
30 ans 3,648 0,401 8,221 0,661
50 ans 3,808 0,397 8,072 0,641
100 ans 3,952 0,387 7,768 0,614
Tableau 11 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France)
Les intensités de pluie I10 et les débits de pointes Q10 obtenus avec ces coefficients sont détaillés dans le tableau
ci-contre. Les superficies et les temps de concentration des bassins versants sont également rappelés.
Les résultats obtenus pour les bassins versants BV9 et 9a sont indiqués car ils seront utilisés ultérieurement dans
la formule de transition.
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Temps de
concentration
Intensité
T = 10 ans
Débit de pointe
T = 10 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 6 min 94 mm/h 0,9 m3/s
Tracé 2 BV2 1,8 ha 6 min 94 mm/h 0,3 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 23 min 54 mm/h 3,6 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 8 min 83 mm/h 1,3 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 6 min 94 mm/h 0,4 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 13 min 68 mm/h 1,8 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 7 min 86 mm/h 1,2 m3/s
Tracé 2 BV8 3,3 ha 7 min 87 mm/h 0,4 m3/s
Tracé 2 BV9 118,3 ha 40 min 38 mm/h 6,2 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 10 min 75 mm/h 1,2 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 11 min 73 mm/h 1,2 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 6 min 94 mm/h 1,1 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 6 min 94 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 6 min 94 mm/h 0,5 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 8 min 83 mm/h 1,3 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,7 ha 38 min 39 mm/h 5,8 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 10 min 76 mm/h 0,7 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 9 min 80 mm/h 0,7 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 6 min 94 mm/h 0,6 m3/s
Tableau 12 : Débits de pointes décennaux avec la formule rationnelle
5.5.1.2 La méthode de Crupedix
Il s’agit d’une méthode régionale de prédétermination du débit décennal, bien adaptée aux bassins versants de
superficie comprise entre 10 et 2000 km2.
8,0
2
1010 80
SP
RQ j ×
×=
avec :
R un coefficient régional traduisant l’aptitude au ruissellement, estimé à 1 à l’aide des fascicules du
Ministère de l’Agriculture de 1980,
Pj10 la pluie journalière décennale sur la zone d’étude en mm (Pj10 = 74 mm),
S la surface du bassin versant en km2.
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Cette formule n’est applicable que pour le bassin versant BV11 qui s’étend sur 16,4 km2. Les débits de pointe des
bassins versants BV9 et 9a ont également été estimé avec cette méthode car les résultats obtenus seront utilisés
ultérieurement dans la formule de transition.
Les débits de pointe décennaux obtenus avec la méthode de Crupedix sont explicités dans le tableau suivant :
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Débit de pointe
T = 10 ans
Tracé 2 BV9 118,2 ha 1,0 m3/s
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 8,0 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,6 ha 0,9 m3/s
Tableau 13 : Débits de pointes décennaux avec la méthode de Crupedix
5.5.1.3 La formule de transition
Cette formule est utilisée pour des bassins drainant entre 1 et 10 km2. Elle est donc bien adaptée pour les bassins
versants BV9 et 9a.
Dans cette formulation, les débits sont estimés à partir des débits calculés par la méthode de Crupedix et par la
formule rationnelle :
TCRTRatT QQQ ×+×= βα où 9
10 S−=α et αβ −= 1
avec :
QT Rat le débit de période de retour T obtenu avec la formule rationnelle,
QT CR le débit de période de retour T obtenu avec la formule de Crupedix,
S la superficie du bassin en km².
Les débits décennaux ainsi estimés sont présentés dans le tableau ci-dessous. Les résultats obtenus avec la
méthode de Crupedix et avec la formule rationnelle sont également rappelés.
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Débit de pointe pour T = 10 ans
Formule
rationnelle
Méthode de
Crupedix
Formule de
transition
Tracé 2 BV9 118,2 ha 6,2 m3/s 1,0 m3/s 6,1 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,6 ha 5,8 m3/s 0,9 m3/s 5,8 m3/s
Tableau 14 : Débits de pointes décennaux avec la formule de transition
5.5.1.4 La méthode de Socose simplifiée
La méthode de SOCOSE simplifiée est une méthode régionale de prédétermination des débits décennaux. Elle
résulte de la formulation analytique et de la mise en abaque par le Cemagref d’une méthode hydrologique
complexe s’appuyant sur la construction d’un hyétogramme et l’utilisation de fonctions de production et de
transfert pour en déduire un hydrogramme de crue connaissant la durée caractéristique du bassin.
Elle s’adapte aux bassins versants français :
- de superficie comprise entre 2 et 200 km²,
- ni karstiques ni excessivement perméables,
- non situés en haute montagne.
Elle est donc bien adaptée au bassin versant BV11.
Les données nécessaires au calcul du débit décennal sont les suivantes :
S la surface du bassin versant en km² (S = 16,4 km2),
L la longueur du plus long chemin hydraulique en km (L = 7,5 km),
Pj10 la pluie journalière décennale sur la zone d’étude en mm (Pj10 = 74 mm),
Pa la hauteur de pluie moyenne annuelle sur la zone d’étude en mm (Pa = 812 mm),
T la température moyenne interannuelle en °C ramené au niveau de la mer (Ta = 13,1 °C),
b le coefficient de Montana de la station de Bergerac pour une période de retour de 10 ans et une durée
de pluie comprise entre 30 min et 24 h (b = 0,698).
La durée caractéristique D du bassin correspond à la durée, en heures, durant laquelle le débit de la crue
demeure supérieur à la moitié du débit décennal estimé par la méthode de Socose. Elle est estimée en fonction
des paramètres décrits précédemment, à l’aide d’une expression empirique calée sur 187 bassins versants :
TaPj
PaSLnDLn
×++−=
102,2)(32,069)(
L’interception potentielle J en mm s’obtient également à partir des paramètres décrits précédemment, à l’aide
d’une expression empirique calée sur 187 bassins versants :
105421260
Pj
Pa
L
SLnJ −
+=
Afin d’estimer le débit de pointe décennal, deux autres paramètres intermédiaires doivent être calculés :
×+
=
330121
1024
D
S
Pjk
b
et bDk
J−×
×−=1)25,1(
2,01ρ
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Les valeurs obtenues pour ces quatre paramètres pour le bassin versant BV11 sont les suivantes :
D = 9 h k = 35,6
J = 90 mm r = 0,67
A partir de r et b, l’abaque ci-contre donne un coefficient ξ de l’ordre de 1.
b=0,9
b=0,8
b=0,7b=0,6b=0,5
b=0 ,4
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
ξ
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
ρ
Figure 19 : Abaque pour la méthode de Socose (Source : Cemagref)
Le débit de pointe décennal est alors estimé à l’aide de la formule suivante :
ρρξ
1215)25,1(
2
10 −××=
bD
kSQ
Le débit de pointe décennal du BV11 ainsi obtenu est de 6,5 m3/s.
5.5.1.5 Les abaques de Sogreah
En 1968, la SOGREAH a procédé à une synthèse des crues sur des bassins versants de 1 à 100 km2 afin de mettre
en évidence les relations entre le débit de pointe décennal, la pente du thalweg principal, la surface du bassin, la
pluie journalière décennale et une alternative de perméabilité des terrains. Cette synthèse a permis la
construction d’abaques, publiés par le Ministère de l’Agriculture.
Cette méthode est bien adaptée pour estimer le débit de pointe du bassin versant BV11. Le débit de pointe
décennal ainsi obtenu est de 9 m3/s.
5.5.1.6 Débits de pointe décennaux retenus
Le débit de pointe décennal retenu pour le BV11 a été calculé en faisant la moyenne des débits obtenus avec la
méthode de Crupedix, la méthode de Socose simplifiée et les abaques de Sogreah.
Les débits de pointe décennaux des bassins versants BV9 et 9a ont été estimés avec la formule de transition, et
ceux des autres bassins versants avec la formule rationnelle.
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Débit de pointe retenu
T = 10 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 0,9 m3/s
Tracé 2 BV2 1,9 ha 0,3 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 3,6 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 1,3 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 0,4 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 1,8 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 1,2 m3/s
Tracé 2 BV8 3,4 ha 0,4 m3/s
Tracé 2 BV9 118,2 ha 6,1 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 1,2 m3/s
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 7,8 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 1,2 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 1,1 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 0,6 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 0,5 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 1,3 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,6 ha 5,8 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 0,7 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 0,7 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 0,6 m3/s
Tableau 15 : Débits de pointe décennaux retenus
5.5.2 Débits de pointe pour des périodes de retour de 50 et 100 ans
5.5.2.1 La formule rationnelle
La formule rationnelle décrite précédemment permet également d’estimer les débits de période de retour
supérieure à 10 ans des bassins versants de moins de 1 km2, à condition d’utiliser les coefficients de Montana et
les coefficients de ruissellement de la période de retour considérée. Cette méthode a été utilisée pour estimer
les débits de période de retour 50 et 100 ans des bassins versants étudiés, à l’exception des bassins BV9, 9a et
11.
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La formule rationnelle s’écrit alors :
6,3
)( StICQ cTT
T
××=
avec :
S la surface du bassin versant en km²,
IT(tc) l’intensité moyenne en mm/h pour une période de retour de T (ici 50 ou 100 ans) pendant le temps de
concentration tc (en min),
CT coefficient de ruissellement pour une période de retour de T (ici 50 ou 100 ans), estimé précédemment.
L’intensité moyenne de la pluie a été calculée à l’aide de la formule de Montana : btcaI −××= 6010 où a et b
sont les coefficients de Montana rappelés précédemment et tc est le temps de concentration du bassin versant.
Les intensités de pluie I50 et I100 et les débits de pointes Q50 et Q100 obtenus avec ces coefficients sont détaillés
dans les tableaux ci-après. Les superficies et les temps de concentration des bassins versants sont également
indiqués.
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Temps de
concentration
Intensité
T = 50 ans
Débit de pointe
T = 50 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 6 min 112 mm/h 1,2 m3/s
Tracé 2 BV2 1,9 ha 6 min 112 mm/h 0,4 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 23 min 66 mm/h 5,1 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 8 min 99 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 6 min 112 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 13 min 82 mm/h 2,5 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 7 min 103 mm/h 1,5 m3/s
Tracé 2 BV8 3,4 ha 7 min 104 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 10 min 90 mm/h 1,8 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 11 min 88 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 6 min 112 mm/h 1,5 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 6 min 112 mm/h 0,8 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 6 min 112 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 8 min 99 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 10 min 92 mm/h 1,0 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 9 min 96 mm/h 1,0 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 6 min 112 mm/h 0,8 m3/s
Tableau 16 : Débits de pointes cinquantennaux avec la formule rationnelle
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Temps de
concentration
Intensité
T = 100 ans
Débit de pointe
T = 100 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 6 min 119 mm/h 1,2 m3/s
Tracé 2 BV2 1,9 ha 6 min 119 mm/h 0,4 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 23 min 71 mm/h 5,1 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 8 min 105 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 6 min 119 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 13 min 88 mm/h 2,5 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 7 min 109 mm/h 1,5 m3/s
Tracé 2 BV8 3,4 ha 7 min 110 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 10 min 96 mm/h 1,8 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 11 min 94 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 6 min 119 mm/h 1,5 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 6 min 119 mm/h 0,8 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 6 min 119 mm/h 0,6 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 8 min 105 mm/h 1,7 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 10 min 97 mm/h 1,0 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 9 min 101 mm/h 1,0 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 6 min 119 mm/h 0,8 m3/s
Tableau 17 : Débits de pointes centennaux avec la formule rationnelle
5.5.2.2 La méthode du gradex progressif
La méthode du gradex est une méthode définie par EDR afin d’estimer les débits des crues extrêmes (1 000,
10 000 ans,…) pour le dimensionnement des grands aménagements de type barrages.
Elle est basée sur l’hypothèse qu’au-delà d’une période de retour pivot, la rétention moyenne de bassin versant
est constante. Les débits rares s’ajustent donc selon la pente (le "gradex") des valeurs extrêmes de pluies. Une
telle hypothèse entraîne une rupture de la pente de la relation du débit en fonction du temps de retour au
niveau du débit de période de retour pivot. En l’absence de données hydrométriques permettant de trouver le
pivot, celui-ci est pris égal à 10 ans.
La méthode du gradex est réputée pour sur-estimer les débits des crues pour les crues moyennes à rares. La
méthode du gradex progressif a été développée par le Cemagref afin de pallier à ce défaut. Cette méthode
reprend l’hypothèse principale de la méthode du gradex mais permet de lisser l’évolution de la pente des débits
entre les temps de retour inférieures à 10 ans et ceux supérieurs à 100 ans. Elle représente au mieux la réponse
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d’un bassin versant à un évènement d’un temps de retour supérieur à 10 ans mais non rare (10 ans < T <
200 ans). Elle reste toutefois utilisable pour des évènements rares.
Les données nécessaires au calcul du débit journalier de période de retour T sont les suivantes :
Qj10 le débit décennal journalier,
Gq le gradex des pluies supérieures à 10 ans converti en m3/s, dépendant du temps de concentration tc,
Gprog le gradex des pluies inférieures à 10 ans en m3/s, obtenu à partir des débits journalier de période de
retour 5 et 10 ans,
T la période de retour en années.
Pour une période de retour supérieur à 10 ans, le gradex des pluies Gp d’un bassin versant est calculé en mm en
fonction des hauteurs de pluies en mm cumulées pendant le temps de concentration du bassin versant pour des
périodes de retour de 10 et 100 ans h10(tc) et h100(tc) :
))100/11(())10/11((
)()( 10100
−−−−−−
=LnLnLnLn
ththG cc
p
Ces hauteurs de pluie sont estimées grâce à la formule de Montana : b
cc tath −⋅= 1)( avec h la hauteur de pluie
en mm, tc le temps de concentration du bassin versant en minutes et a et b les coefficients de Montana. Les
coefficients de Montana utilisés sont ceux établis à la station de Bergerac et rappelés dans le tableau ci-dessous.
Période de retour
Pluies de durée
6 min à 30 min
Pluies de durée
30 min à 24 h
a b a b
5 ans 3,069 0,430 7,946 0,718
10 ans 3,321 0,418 8,218 0,698
20 ans 3,565 0,409 8,310 0,676
30 ans 3,648 0,401 8,221 0,661
50 ans 3,808 0,397 8,072 0,641
100 ans 3,952 0,387 7,768 0,614
Tableau 18 : Coefficients de Montana à la station de Bergerac (Source : Météo France)
Ce gradex des pluies est ensuite converti en m3/s en utilisant la superficie S en km2 et le temps de concentration
tc en min du bassin versant :
pc
q Gt
AG
06,0=
Pour chaque bassin versant, le gradex des pluies de période de retour inférieures à 10 ans Gprog est évalué en
m3/s avec la formule suivante :
))10/11(())5/11((510
−−−−−−
=LnLnLnLn
QQG jj
prog
avec Qj5 et Qj10 les débits journaliers de période de retour 5 et 10 ans en m3/s.
Le débit journalier de période de retour T ≥ 10 ans est alors calculé avec la formule suivante :
+
⋅−
⋅+= 1)(10
).10()(10
cq
progcqjjT tG
GTLntGQQ
La méthode du gradex progressif permet ainsi de calculer les débits journaliers de période de retour T supérieure
à 10 ans à partir des débits journaliers quinquennaux et décennaux. Afin de déterminer les débits de pointe de
période de retour T, le ratio entre le débit de pointe Qix et le débit journalier Qj d’un bassin versant est estimé
grâce à la formule de Fuller : 3.0
66,21
+=SQ
Q
j
ix
avec S la surface du bassin versant en km2.
Les débits de pointe décennaux des bassins versants étudiés ont été estimés précédemment.
Pour l’ensemble des bassins versants étudiés à l’exception des bassins BV9, 9a et 11, le débit de pointe
quinquennal est déterminé avec la formule rationnelle décrite précédemment.
Pour le bassin versant BV11, les débits de pointe pour les périodes de retour 5 et 10 ans sont également calculés
avec la formule rationnelle afin de déterminer le ratio entre les débits décennaux et quinquennaux obtenus. Ce
ratio est utilisé pour estimer leur débit de pointe quinquennal à partir du débit de pointe décennal évalué
précédemment avec la méthode de Crupedix :
Crup
Rat
RatCrup Q
Q
QQ 10
10
55 ×
=
Les débits de pointe quinquennaux des bassins versants BV9 et 9a sont calculés avec la formule de transition à
partir des débits obtenus avec la formule rationnelle et des débits estimés avec la méthode décrite ci-dessus.
Les débits estimés avec la méthode du gradex progressif pour des périodes de retour de 50 et 100 ans sont
précisés dans le tableau page suivante. Les résultats des calculs intermédiaires sont également détaillés.
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Variante du
projet
Bassin
versant Superficie
Temps de
concentration h10(tc) h100(tc)
Gradex des pluies
(T > 10 ans) Gp
Gardex des pluies
(T > 10 ans) Gq
Débit de pointe
T = 5 ans
Débit de pointe
T = 10 ans Qix/Qj
Gradex des pluies
(T < 10 ans) Gprog
Débit de pointe
T = 50 ans
Débit de pointe
T = 100 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,16 m3/s 0,8 m3/s 0,9 m3/s 4,2 0,03 mm 1,3 m3/s 1,6 m3/s
Tracé 2 BV2 1,8 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,05 m3/s 0,3 m3/s 0,3 m3/s 5,4 0,01 mm 0,4 m3/s 0,5 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 23 min 20,3 mm 26,7 mm 2,7 mm 0,89 m3/s 3,2 m3/s 3,6 m3/s 2,7 0,19 mm 5,1 m3/s 6,2 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 8 min 11,3 mm 14,3 mm 1,3 mm 0,25 m3/s 1,2 m3/s 1,3 m3/s 3,7 0,05 mm 1,9 m3/s 2,2 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,08 m3/s 0,4 m3/s 0,4 m3/s 4,9 0,01 mm 0,6 m3/s 0,8 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 13 min 14,9 mm 19,2 mm 1,8 mm 0,40 m3/s 1,6 m3/s 1,8 m3/s 3,3 0,08 mm 2,5 m3/s 3,1 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 7 min 10,7 mm 13,5 mm 1,2 mm 0,20 m3/s 1,1 m3/s 1,2 m3/s 3,9 0,04 mm 1,6 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 2 BV8 3,3 ha 7 min 10,6 mm 13,4 mm 1,2 mm 0,09 m3/s 0,4 m3/s 0,4 m3/s 4,7 0,01 mm 0,6 m3/s 0,8 m3/s
Tracé 2 BV9 118,3 ha 40 min 25,0 mm 32,1 mm 3,1 mm 1,52 m3/s 5,4 m3/s 6,1 m3/s 2,3 0,36 mm 8,4 m3/s 10,0 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 10 min 13,0 mm 16,7 mm 1,5 mm 0,30 m3/s 1,1 m3/s 1,2 m3/s 3,5 0,05 mm 1,7 m3/s 2,1 m3/s
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 231 min 42,5 mm 63,5 mm 8,9 mm 10,55 m3/s 6,9 m3/s 7,8 m3/s 1,6 0,77 mm 12,1 m3/s 16,2 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 11 min 13,5 mm 17,2 mm 1,6 mm 0,28 m3/s 1,1 m3/s 1,2 m3/s 3,6 0,05 mm 1,7 m3/s 2,1 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,24 m3/s 1,0 m3/s 1,1 m3/s 3,8 0,03 mm 1,5 m3/s 1,8 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,11 m3/s 0,5 m3/s 0,6 m3/s 4,5 0,02 mm 0,8 m3/s 1,0 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,07 m3/s 0,4 m3/s 0,5 m3/s 5,0 0,01 mm 0,6 m3/s 0,8 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 8 min 11,2 mm 14,3 mm 1,3 mm 0,24 m3/s 1,2 m3/s 1,3 m3/s 3,8 0,04 mm 1,8 m3/s 2,2 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,7 ha 38 min 24,7 mm 31,8 mm 3,0 mm 1,40 m3/s 5,2 m3/s 5,8 m3/s 2,3 0,31 mm 7,8 m3/s 9,3 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 10 min 12,7 mm 16,2 mm 1,5 mm 0,17 m3/s 0,7 m3/s 0,7 m3/s 4,0 0,00 mm 0,7 m3/s 0,8 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 9 min 11,9 mm 15,2 mm 1,4 mm 0,15 m3/s 0,6 m3/s 0,7 m3/s 4,1 0,02 mm 1,0 m3/s 1,2 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 6 min 9,4 mm 11,9 mm 1,0 mm 0,10 m3/s 0,6 m3/s 0,6 m3/s 4,7 0,02 mm 0,9 m3/s 1,1 m3/s
Tableau 19 : Calcul des débits avec la méthode du gradex progressif pour T = 50 ans et T = 100 ans
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5.5.2.3 Débits de pointe retenus pour T = 50 ans et T = 100 ans
Pour les bassins de moins de 1 km2, les débits de pointe pour les périodes de retour de 50 et 100 ans ont été
calculés en faisant la moyenne pour chaque bassin versant du débit obtenu avec la formule rationnelle et de
celui estimé par la méthode du gradex progressif.
Les débits de pointe cinquantennaux et centennaux des bassins versants BV9, 9a et 11 ont été déterminés avec
la méthode du gradex progressif.
Les débits de pointe ainsi obtenus sont décrits dans le tableau suivant :
Variante du
projet Bassin versant Superficie
Débit de pointe retenu
T = 50 ans
Débit de pointe retenu
T = 100 ans
Tracé 2 BV1 5,5 ha 1,2 m3/s 1,4 m3/s
Tracé 2 BV2 1,8 ha 0,4 m3/s 0,5 m3/s
Tracé 2 BV3 44,5 ha 5,1 m3/s 5,9 m3/s
Tracé 2 BV4 9,4 ha 1,8 m3/s 2,1 m3/s
Tracé 2 BV5 2,8 ha 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 2 BV6 17,3 ha 2,5 m3/s 2,9 m3/s
Tracé 2 BV7 7,5 ha 1,6 m3/s 1,8 m3/s
Tracé 2 BV8 3,3 ha 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 2 BV9 118,3 ha 8,4 m3/s 10,0 m3/s
Tracé 2 BV10 12,2 ha 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 2 BV11 1 638,3 ha 12,1 m3/s 16,2 m3/s
Tracé 1 BV3a 11,7 ha 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 1 BV3b 8,2 ha 1,5 m3/s 1,8 m3/s
Tracé 1 BV3c 3,9 ha 0,8 m3/s 0,9 m3/s
Tracé 1 BV3d 2,6 ha 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 1 BV4a 9,0 ha 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 1 BV9a 107,7 ha 7,8 m3/s 9,3 m3/s
Tracé 1 BV9b 6,8 ha 0,9 m3/s 1,0 m3/s
Tracé 1 BV10a 6,0 ha 1,0 m3/s 1,2 m3/s
Tracé 1 BV12 3,5 ha 0,8 m3/s 1,0 m3/s
Tableau 20 : Débits de pointe centennaux retenus
5.5.3 Synthèse des débits de pointes retenus pour les crues de projet
Les débits de pointe des bassins versants étudiés, estimés précédemment pour des périodes de retour de 10, 50
et 100 ans, sont détaillés dans le tableau ci-dessous.
Variante du
projet Bassin versant
Débit de pointe retenu
T = 10 ans
Débit de pointe retenu
T = 50 ans
Débit de pointe retenu
T = 100 ans
Tracé 2 BV1 0,9 m3/s 1,2 m3/s 1,4 m3/s
Tracé 2 BV2 0,3 m3/s 0,4 m3/s 0,5 m3/s
Tracé 2 BV3 3,6 m3/s 5,1 m3/s 5,9 m3/s
Tracé 2 BV4 1,3 m3/s 1,8 m3/s 2,1 m3/s
Tracé 2 BV5 0,4 m3/s 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 2 BV6 1,8 m3/s 2,5 m3/s 2,9 m3/s
Tracé 2 BV7 1,2 m3/s 1,6 m3/s 1,8 m3/s
Tracé 2 BV8 0,4 m3/s 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 2 BV9 6,1 m3/s 8,4 m3/s 10,0 m3/s
Tracé 2 BV10 1,2 m3/s 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 2 BV11 7,8 m3/s 12,1 m3/s 16,2 m3/s
Tracé 1 BV3a 1,2 m3/s 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 1 BV3b 1,1 m3/s 1,5 m3/s 1,8 m3/s
Tracé 1 BV3c 0,6 m3/s 0,8 m3/s 0,9 m3/s
Tracé 1 BV3d 0,5 m3/s 0,6 m3/s 0,7 m3/s
Tracé 1 BV4a 1,3 m3/s 1,7 m3/s 2,0 m3/s
Tracé 1 BV9a 5,8 m3/s 7,8 m3/s 9,3 m3/s
Tracé 1 BV9b 0,7 m3/s 0,9 m3/s 1,0 m3/s
Tracé 1 BV10a 0,7 m3/s 1,0 m3/s 1,2 m3/s
Tracé 1 BV12 0,6 m3/s 0,8 m3/s 1,0 m3/s
Tableau 21 : Débits de pointe des bassins versants étudiés pour des périodes de retour de 10, 50 et 100 ans
Ces débits de pointe permettront de dimensionner les ouvrages de franchissement à prévoir sur les deux
variantes du contournement de Ribérac étudiées.
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6 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE RETABLISSEMENTS HYDRAULIQUES
La variante 2 du projet routier a été retenue. Pour ce tracé, des ouvrages de franchissement ont été dimensionnés pour permettre le passage des eaux de ruissellement sous la future route au droit des exutoires des bassins versants
décrits précédemment. Les sections de ces ouvrages ont été choisies de manière à limiter l’incidence de projet sur les écoulements pour la crue centennale.
Le réseau d’assainissement pluviale de la nouvelle route sera complètement séparé des eaux de ruissellement afin d’éviter toute pollution de ces dernières. Lorsque la route est prévue en déblai, des fossés sont préconisés pour
acheminer les eaux de ruissellement jusqu’à l’ouvrage de franchissement.
6.1 Dimensionnement des ouvrages de franchissement
La hauteur minimum entre la voute des ouvrages et la voirie a été fixée à 1,20 m. Des chutes sont préconisées en amont des franchissements lorsque c’est nécessaire pour conserver cette hauteur. En l’absence de chute la pente des
ouvrages a été prise égale à celle du terrain naturel. La pente minimum retenue est de l’ordre de 6 mm/m. Nous avons considéré des ouvrages en béton caractérisés par un coefficient de rugosité de 70 (K dans la formule de Strickler) et
un coefficient de perte de charge en entrée de 0,5 (coefficient devant la charge cinématique v²/2g). Les calculs ont été réalisés avec le logiciel WOH. Une description des modes de calcul de ce logiciel est présentée en annexe.
La hauteur d’eau en aval de l’ouvrage a été prise égale à 30 cm au-dessus du terrain naturel. Les dimensions des ouvrages ont été choisies pour conserver une hauteur H de 1 m minimum entre le niveau d’eau en amont de l’ouvrage et
la voirie de la future route pour un épisode pluvieux de période de retour 100 ans.
Le dimensionnement retenu pour les ouvrages de franchissement est détaillé dans les tableaux ci-dessous. Ils sont localisés sur une carte dans les pages suivantes.
Bassin versant Q 100
(m3/s)
Chute amont
(m)
Z amont
(m NGF)
Z aval
(m NGF)
Longueur OH
(m)
Pente OH
(m/m)
Z voirie
(m NGF)
Z eau amont
(m NGF)
Z eau aval
(m NGF)
Largeur OH
(m)
Hauteur OH
(m)
H
(m)
V max
(m/s)
BV1 1,43 1,0 68,05 67,35 23 0,030 70,52 69,09 67,65 1,0 1,2 1,43 3,49
BV3 5,94 0,5 68,82 67,25 30 0,052 72,21 70,70 67,55 1,7 2,0 1,51 5,75
BV4 2,08 1,2 76,18 71,00 36 0,144 78,48 77,20 71,30 1,5 1,1 1,28 5,51
BV6 Sud 1,47 2,0 68,00 67,73 22 0,012 71,84 69,05 68,03 1,0 1,1 2,79 2,79
BV6 Nord 1,47 1,0 69,57 68,84 19 0,038 71,96 70,62 69,14 1,0 1,1 1,34 3,49
BV7 1,79 0,0 67,11 65,11 28 0,071 69,71 68,32 65,41 1,0 1,3 1,40 4,72
Tableau 22 : Dimensionnement des ouvrages-cadres
Les bassins versants 6 et 9 ont deux exutoires. Les ouvrages de franchissement ont été dimensionnés en considérant le débit de pointe centennal du bassin versant pondéré par la proportion de superficie drainé par chaque sous bassin
versant.
Bassin versant Q 100
(m3/s)
Chute amont
(m)
Z amont
(m NGF)
Z aval
(m NGF)
Longueur OH
(m)
Pente OH
(m/m)
Z voirie
(m NGF)
Z eau amont
(m NGF)
Z eau aval
(m NGF)
Nombre de
buse
Diamètre
(mm)
H
(m)
V max
(m/s)
BV2 0,48 1,7 67,14 67,00 21 0,007 68,85 67,58 67,30 3 500 1,27 1,46
BV5 0,70 5,8 68,70 67,68 50 0,020 70,91 69,45 67,98 1 1000 1,46 3,05
BV8 0,68 0,0 63,30 61,95 26 0,052 67,37 64,04 62,25 1 1000 3,33 3,28
BV9 Ouest 8,62 4,2 60,80 60,00 85 0,009 64,14 62,72 60,30 2 1200 1,42 1,10
BV9 Est 1,40 0,8 61,34 61,00 52 0,007 63,55 61,91 61,30 2 1000 1,64 0,33
Tableau 23 : Dimensionnement des buses
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Au droit de l’exutoire du bassin versant 9, la RD20 E5 rejoint actuellement la RD20 E3. Elle doit être abandonnée dans le cadre du projet de déviation. Deux 1200 sont préconisés 70 m environ à l’Ouest de cette route pour le
franchissement du ruisseau du Merlansou drainant la partie Ouest du bassin versant. Deux autres DN 1200 sont prévus sous l’actuelle RD20 E5 pour acheminer le ruissellement de la partie Est du bassin versant. Un fossé est prévu pour
faire transiter les eaux jusqu’à ces deux buses. Il est dimensionné dans le paragraphe suivant.
A l’exutoire des bassins versants 5 et 9 Ouest, la route est en déblai. Afin de pouvoir faire transiter l’eau sous la voirie avec une hauteur de 1,2 m au-dessus de l’ouvrage, une chute (de 5,8 m pour le BV5 et 4,2 m pour le BV9 Ouest) est
préconisée en amont de ces deux ouvrages. De plus, leurs exutoires sont prévus plusieurs dizaines de mètres en aval de la route plus bas sur le versant pour avoir une pente suffisante.
En aval du bassin versant 8, l’eau ruisselle jusqu’à une route en déblai qui franchit la voie de contournement par l’intermédiaire d’un ouvrage-cadre. Un DN 1000 est prévu sous cette route pour faire transiter le ruissellement.
Au droit des bassins versants 10 et 11, le tracé de la route actuelle est conservé. Le franchissement du Ribéraguet est assuré par un pont de 2,97 m de largeur et de 2,52 m de haut. Cet ouvrage est suffisant pour faire transiter le débit
centennal. Pour cette période de retour le niveau d’eau en amont du pont est situé 1 m sous la voirie.
6.2 Dimensionnement des fossés
Lorsque la future route est en déblai, des fossés sont proposés pour acheminer les eaux de ruissellement jusqu’aux ouvrages de franchissement. Leur dimensionnement a été réalisé avec la formule de Strickler pour une pluie
centennale en considérant des talus de 3 H / 2 V :
iRSKQc ... 3
2
=
avec :
− Qc le débit capable du fossé ;
− K le coefficient de rugosité, fixé à 15 pour les fossés enherbés et à 60 pour les fossés en béton ;
− S la section en m2 ;
− R le rayon hydraulique en m, R = S/P ;
− P le périmètre en m ;
− i la pente du tronçon en m/m, prise égale à celle du terrain naturel.
Les fossés préconisés sont tous enherbés à l’exception d’un fossé bétonné. Il s’agit du fossé qui permet de faire transiter les eaux depuis le point bas situé à l’exutoire sud du bassin versant 6 jusqu’au franchissement prévu. En effet, ce
franchissement est situé au droit d’un fossé existant, qui est implanté environ 30 m à au sud du point bas. L’entrée de l’ouvrage-cadre doit être installée 2 m sous le terrain naturel pour que le fossé drainant le point bas ait une pente
moyenne de 5 mm/m.
La vitesse maximum dans les fossés est de 1,32 m/s (fossé 7a). Ces faibles vitesses d’écoulement limitent les phénomènes d’érosion.
Le dimensionnement retenu pour les fossés est détaillé dans un tableau page suivante. Ils sont localisés sur une carte dans les pages suivantes.
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Fossé Bassin versant Q 100 drainé
(m3/s)
Z amont
(m NGF)
Z aval
(m NGF)
Longueur
(m)
Largeur au radier
(m)
Largeur en crête
(m)
Revanche
(m)
Profondeur minimale
(m) Talus
Coefficient
de rugosité
Pente moyenne
(m/m)
Débit capable
(m3/s)
Vitesse
(m/s)
1 BV1 1,32 70,35 69,05 225 0,80 4,10 0,20 1,10 3/2 15 0,006 1,35 0,70
2a BV2 0,23 70,35 68,84 105 0,00 2,10 0,20 0,70 3/2 15 0,014 0,24 0,63
2b BV2 0,25 72,15 68,84 135 0,20 2,00 0,20 0,60 3/2 15 0,025 0,25 0,79
3a BV3 0,02 72,15 69,32 60 0,00 1,05 0,20 0,35 3/2 15 0,047 0,02 0,51
3b BV3 0,16 84,62 69,32 150 0,00 1,50 0,20 0,50 3/2 15 0,102 0,16 1,20
4a BV4 0,25 84,62 76,18 143 0,10 1,78 0,20 0,56 3/2 15 0,059 0,25 1,10
4b BV4 0,45 81,50 76,18 212 0,30 2,37 0,20 0,69 3/2 15 0,025 0,47 0,93
5 BV5 0,43 81,50 74,50 120 0,00 2,07 0,20 0,69 3/2 15 0,058 0,45 1,25
6a BV6 0,06 71,94 70,23 53 0,00 1,38 0,20 0,46 3/2 15 0,032 0,06 0,61
6b BV6 1,37 75,07 68,92 114 0,60 2,94 0,20 0,78 3/2 15 0,054 1,38 1,62
6b BV6 1,37 68,14 68,00 30 0,60 2,88 0,20 0,76 3/2 60 0,005 1,51 1,87
6c BV6 1,37 75,23 70,57 156 0,50 3,17 0,20 0,89 3/2 15 0,030 1,38 1,30
6d BV6 0,13 73,58 70,57 69 0,10 1,60 0,20 0,50 3/2 15 0,044 0,14 0,84
7a BV7 0,49 73,58 67,58 95 0,00 2,10 0,20 0,70 3/2 15 0,063 0,50 1,32
7b BV7 0,30 71,60 67,58 215 0,10 2,17 0,20 0,69 3/2 15 0,019 0,31 0,75
8a BV8 0,23 71,60 68,00 395 0,20 2,24 0,20 0,68 3/2 15 0,009 0,24 0,54
8b BV8 0,32 68,31 67,14 175 0,20 2,57 0,20 0,79 3/2 15 0,007 0,33 0,52
9 BV9 0,85 67,94 67,75 230 1,00 4,84 0,20 1,28 3/2 15 0,001 0,85 0,30
Tableau 24 : Dimensionnement des fossés drainant les eaux de ruissellement
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Figure 20 : Implantation des ouvrages de rétablissement hydraulique
Pont du
Ribéraguet
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7 INCIDENCE DU PROJET
7.1 Sur la qualité des eaux superficielles
Les eaux de ruissellement seront interceptées par des fossés pour être acheminées jusqu’aux ouvrages de
franchissement. Ces fossés, dimensionnés pour une pluie centennale, seront entièrement déconnectés du réseau
d’assainissement pluvial de la future route. Ce réseau drainera l’ensemble des eaux ruisselant sur la route et
recueillera les pollutions chroniques et accidentelles du projet. Les eaux seront traitées avant d’être rejetées
dans le milieu naturel. Les eaux de ruissellement ne seront donc pas touchées par les pollutions engendrées par
le projet.
Le projet n’a pas d’incidence sur la qualité des eaux superficielles.
7.2 Sur les écoulements
Des ouvrages-cadres ou des buses sont prévus à l’exutoire de chacun des bassins versants interceptés par le
projet de manière à ne pas modifier le fonctionnement hydraulique du secteur. Ces ouvrages ont été
dimensionnés pour la crue centennale.
Au Nord-est, le contournement de Ribérac utilise la RD 20E3 Nord entre la voie d’accès à l’aire des gens du
voyage et la RD 708. Environ 120 m avant le carrefour avec la RD 708, la RD 20E3 franchit le ruisseau du
Ribéraguet. Cet ouvrage a une section suffisante pour permettre le passage de la crue centennale sans inonder la
voirie. Il est conservé avec le projet de contournement.
La RD 20E3 Nord est également située à proximité de la Dronne. A l’Est du lieu-dit la Friture, la route est située à
une centaine de mètres de la rivière, plus de 3,5 m en surplomb. Elle est implantée en dehors de la zone
inondable par la crue décennale d’après l’atlas des zones inondables fourni par le site prim.net. De plus la crue
historique a touché la RD 20E3 uniquement au niveau de son intersection avec la RD 708.
Par ailleurs le projet routier longe la zone inondable du ruisseau du Boulanger entre la RD 5 et la RD 20. Au Nord
de la RD 5, d’après les témoignages le ruisseau n’a débordé que 2 ou 3 fois depuis 35 ans. Ces inondations ont
touchées uniquement la peupleraie située en rive droite. Le tracé retenu pour le projet routier est situé plus de
2 m en surplomb du ruisseau au droit de la peupleraie. Il s’éloigne du cours d’eau en aval : au niveau de la RD 20
il est prévu à une distance de 150 m environ du ruisseau, et plus de 8 m en surplomb. La future route semble
donc située en dehors de la zone inondable par le ruisseau du Boulanger.
Le projet routier n’a donc pas d’incidence sur les écoulements superficiels. Il est situé en dehors des zones
inondables par le ruisseau du Boulanger ou de la Dronne. Il franchit le ruisseau du Ribéraguet avec le même
ouvrage qu’actuellement.
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ANNEXE 1
DESCRIPTION DES MODES DE CALCULS DE WOH
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1 INTRODUCTION
Les ouvrages hydrauliques (OH) de traversée des lignes ferroviaires ou routières sont de véritables évacuateurs
de crues, souvent surdimensionnés pour éviter leur mise en charge. Ces OH occasionnent en tout cas des pertes
de charge relativement importantes provoquant localement une remontée de niveau d’eau.
Les méthodes de calculs utilisées dans le programme OH tiennent compte de ces pertes de charge dues à
l’entonnement dans l’ouvrage de tête, au frottement dans l’OH lui-même et à la condition limite du plan d’eau
aval.
TETE AMONT TETE AVALOH
2 DOMAINE DE VALIDITE ET THEORIE DE BASE
L’OH doit être fermé de forme géométrique bien définie, d’une longueur finie et posé à une pente positive ou
nulle. Il peut être circulaire, rectangulaire ou paramétriquement fermé de type ovoïde ou dalot vouté.
L’écoulement utilisé est du type permanent et graduellement varié à débit constant. Les calculs de la ligne d’eau
se font par pas de discrétisation constante d’amont vers l’aval ou d’aval vers l’amont selon le régime
d’écoulement dans l’OH et la condition limite aval. D’ un point de calcul à l’autre, on applique la loi de Bernouilli.
L’écoulement dans l’OH peut être à surface libre ou en charge.
Quand l’OH est à surface libre, il y règne deux régimes possibles : fluvial et torrentiel. Dans un cas comme dans
l’autre, on utilise l’équation de Manning-Strickler pour calculer la hauteur normale et l’équation de l’énergie dite
spécifique pour la hauteur critique.
On dénombre en tout six solutions possibles résultant chacune d’une résolution numérique bien précise. Ces 6
cas de figure sont schématisés à l’annexe jointe pour expliciter l’allure théorique de la ligne d’eau.
Dans le cas de mise en charge, la loi d’ orifice est en plus utilisée pour déterminer le plan d’eau amont avant
d’appliquer la loi de Bernoulli. Trois autres cas de figure viennent s’ajouter au six cas précédents pour former
l’ensemble des solutions aux problèmes rencontrés dans les OH.
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TYPE DE RESOLUTION CROISEE ENTRE L’ECOULEMENT A SURFACE LIBRE, EN CHARGE ET LA CONDITION LIMITE
AVAL
Cote aval (Zav)
Ecoulement
dans l’OH
Zav > Zvoute Zradier < Zav < Zvoute Zav < Zradier
OH en charge
Cas I : on remonte de
Z0 = Zav vers l’amont
avec une perte de
charge linéaire Jpleine
Cas II : on remonte de
Z0 = max (ZOHcritique, Zav)
vers l’amont avec une perte
de charge linéaire Jpleine.
Cas III : idem que II
OH à surface libre
Cas IV : idem que
quand Zav > Zam, sinon
on retrouve les cas 1, 2,
3 et 4 de l’ecoulement à
surface libre.
Cas V : on retrouve les cas 1,
2, 3, 4, 5 et 6 de l’écoulement
à surface libre. Cas VI : idem que V
(Jpleine = perte de charge à pleine section