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PRÉSENTATION DU PROJET

LES ÉNERGIES DE LA CITÉ CHAP 0 ÉVALUATION ENVIRONNEMENTALE Octobre 2017 - 1 - Aménagement du seuil du Païchérou




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Date Version Nature Rédaction Vérification Validation

06/03/2017 0 Rapport instruction F. HAHNE C. SOUCAZE

16/10/2017 1 Rapport enquête publique F. HAHNE V. ROUX-BOUYSSOU



SOMMAIRE DU CHAPITRE 0

Présentation du projet

1 Contexte ............................................................................................................................................................7

Le projet ..................................................................................................................................................................... 7 1.1

Projet de concession .............................................................................................................................................. 8 1.2

Désignation des vecteurs hydrauliques ......................................................................................................... 8 1.3

2 Rappel du contexte réglementaire ...................................................................................................... 10

Demande d’autorisation unique au titre du Code de l’Environnement ......................................... 10 2.12.1.1 Projet d’aménagement du seuil du Païchérou ................................................................................. 10 2.1.2 Autorisation unique ..................................................................................................................................... 10

Évaluation Environnementale associée au dossier d’autorisation .................................................. 10 2.2

3 Caractéristiques du projet ...................................................................................................................... 13

3.1.1 État actuel ......................................................................................................................................................... 13 3.1.2 Investigations réalisées .............................................................................................................................. 14

3.1.2.1 Levé topographique et bathymétrique ..................................................................................... 14 3.1.2.2 Investigations géotechniques ....................................................................................................... 14 3.1.2.3 Analyses physico-chimique et granulométrique des sédiments à l’amont du seuil .. .................................................................................................................................................................... 15

Diagnostic stabilité de l’ouvrage ................................................................................................................... 16 3.2

Contexte hydrologique et hydraulique ........................................................................................................ 17 3.33.3.1 Débits de l’Aude ............................................................................................................................................. 17 3.3.2 Débit réservé et débit minimum biologique ..................................................................................... 19 3.3.3 L’Aude au droit du seuil du Païchérou ................................................................................................ 19

Le projet .................................................................................................................................................................. 20 3.4

Description des travaux projetés................................................................................................................... 21 3.53.5.1 Mise en sécurité du complexe du seuil du Païchérou ................................................................... 21

3.5.1.1 Protection du pied aval du seuil .................................................................................................. 21 3.5.1.2 Rejointement de la maçonnerie sur le seuil ........................................................................... 22 3.5.1.3 Travaux sur la crête du seuil ......................................................................................................... 23 3.5.1.4 Protection des berges en amont et aval du seuil .................................................................. 23 3.5.1.5 Rénovation et automatisation de la vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile ............. 24 3.5.1.6 Curage en amont du seuil ............................................................................................................... 24

3.5.2 Amélioration de la continuité écologique au niveau du seuil du Païchérou ....................... 25 3.5.2.1 Réalisation d’une passe à poissons multi-espèces à bassins .......................................... 25 3.5.2.2 Réalisation de passes à anguilles pour les deux seuils du Bras-Mort ......................... 27 3.5.2.3 Aménagements permettant la continuité des sédiments sur le seuil principal ..... 30

3.5.3 La centrale hydroélectrique ..................................................................................................................... 32 3.5.3.1 Le choix de la turbine ....................................................................................................................... 32 3.5.3.2 Débits de fonctionnement et performance de la turbine ................................................. 33 3.5.3.3 Centrale hydroélectrique et installations annexes ............................................................. 34 3.5.3.4 Position de la centrale hydroélectrique sur le seuil ........................................................... 35 3.5.3.5 Prise d’eau ichtyocompatible ........................................................................................................ 35 3.5.3.6 Local technique ................................................................................................................................... 38

Intégration et mise en valeur du site ........................................................................................................... 39 3.63.6.1 Intégration du complexe dans son environnement physique .................................................. 39 3.6.2 Aménagements pédagogiques et ludiques ........................................................................................ 41



3.6.3 Intégration du projet dans son contexte territorial ...................................................................... 41

Phase travaux ....................................................................................................................................................... 42 3.73.7.1 Phasage des travaux .................................................................................................................................... 42 3.7.2 Installations de chantier et accès ........................................................................................................... 43 3.7.3 Batardeaux ....................................................................................................................................................... 45

3.7.3.1 Rive gauche amont ............................................................................................................................ 45 3.7.3.2 Rive gauche aval ................................................................................................................................. 46 3.7.3.3 Rive droite amont .............................................................................................................................. 46 3.7.3.4 Rive droite aval ................................................................................................................................... 47 3.7.3.5 Passes à anguilles ............................................................................................................................... 47

3.7.4 Alimentation du Bras-Mort et du Canal de l’Ile (travaux rive gauche) ................................. 47 3.7.5 Prescriptions spécifiques durant les travaux ................................................................................... 47

Foncier ..................................................................................................................................................................... 48 3.8

Impact des aménagements sur les niveaux d’eau ................................................................................... 48 3.93.9.1 Crues ................................................................................................................................................................... 48 3.9.2 Simulation des débits courants en l’état projet ............................................................................... 49 3.9.3 Situation d’étiage .......................................................................................................................................... 50 3.9.4 Travaux .............................................................................................................................................................. 50 3.9.5 Production d’énergie hydroélectrique ................................................................................................ 52

Exploitation et maintenance .......................................................................................................................... 54 3.10



TABLE DES FIGURES

Figure 1 : Emplacement du projet dans la ville de Carcassonne (Source : Géoportail, 2016).......................................... 9

Figure 2 : Vue du seuil de la rive droite vers la rive gauche ...........................................................................................................13

Figure 3 : Localisation des prélèvements (source : Géoportail) ...................................................................................................15

Figure 4 : Forces agissant sur le seuil du Païchérou ..........................................................................................................................16

Figure 5 : Débits moyens mensuels de l’Aude à Carcassonne, station du Pont Neuf (1963 - 2016) ...........................18

Figure 6 : Emplacement du projet dans la ville de Carcassonne (Source : Géoportail) .....................................................20

Figure 7 : Vue du pied rive gauche du seuil (zone d’affouillement) ............................................................................................22

Figure 8 : Vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile et des deux pertuis, vue de l’aval ............................................................24

Figure 9 : Zones de curage en amont du seuil (en violet) ................................................................................................................25

Figure 10 : Coupe d’un bassin de la passe à poissons ........................................................................................................................27

Figure 11 : Exemples de substrats pour passe à anguille ................................................................................................................28

Figure 12 : Seuil du Moulin neuf du Roy, vue de la rive gauche ....................................................................................................29

Figure 13 : Seuil du Moulin du Roy, vue de la rive gauche ..............................................................................................................30

Figure 14 : vannes existantes en rive droite sur le seuil ..................................................................................................................31

Figure 15 : turbine Dive complète ...............................................................................................................................................................33

Figure 16 : Insertion de la centrale hydroélectrique sur le seuil (vue projet depuis le plan d’eau) – réalisation CV Architecture .............................................................................................................................................................35

Figure 17 : Schéma de centrale, de la prise d’eau et de la goulotte de dévalaison ...............................................................37

Figure 18 : Local technique (état des lieux et vue projet) – réalisation CV Architecture .................................................38

Figure 19 : Local technique : végétalisation – réalisation Marie Bertrand, architecte paysagiste ...............................39

Figure 20 : Insertion de la centrale et aménagements paysagers – réalisation Marie Bertrand, architecte paysagiste ................................................................................................................................................................................................41

Figure 21 : Installation de chantier et accès (orange : travaux rive gauche, vert : travaux rive droite) (source photo : Google Earth) ........................................................................................................................................................44

Figure 22 : Accès passes à anguilles sur le Bras-Mort (source photo : Google Earth) .......................................................45

Figure 23 : Répartition des débits à l’étiage au droit du seuil – état actuel et projet .........................................................50

Figure 24 : Débits classés de l’Aude à Carcassonne à la station du Pont Neuf (données Banque Hydro) ................53



TABLE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Rubriques de l’article R122-2 du Code de l’Environnement justifiant la réalisation d’une Évaluation Environnementale .......................................................................................................................................................11

Tableau 2 : Résultats obtenus avec modélisation ................................................................................................................................17

Tableau 3 : Écoulements mensuels moyens (Source : Banque HYDRO 1963-2016) ..........................................................18

Tableau 4 : Débits pour différentes périodes de retour au droit du seuil du Païchérou ..................................................18

Tableau 5 : Programme de travaux projeté ............................................................................................................................................21

Tableau 6 : Caractéristiques de la passe du seuil du Moulin neuf du Roy ...............................................................................29

Tableau 7 : Caractéristiques de la passe du seuil du Moulin du Roy ..........................................................................................30

Tableau 8 : Performance de la turbine Dive 1940-499 .....................................................................................................................34

Tableau 9 : Récapitulatif des caractéristiques de la prise d’eau de la centrale hydroélectrique* ................................36

Tableau 10 : Comparaison des résultats de la simulation de la crue centennale en l’état actuel et projet .............49

Tableau 11 : Débits des crues de chantier (source : banque HYDRO) .......................................................................................51

Tableau 12 : Niveaux d’eau en phase chantier ......................................................................................................................................51

Tableau 13 : Répartition des débits – Turbine en fonctionnement ............................................................................................52



1 CONTEXTE

Le projet 1.1

Le complexe du seuil du Païchérou est situé en plein cœur de la ville de Carcassonne à proximité directe d’une aire de loisirs et d’une aire urbaine verte de grande ampleur.

Le seuil du Païchérou est situé sur le cours d’eau de l’Aude. Ce seuil, d’une hauteur d’environ 4,50 m et d’une longueur d’environ 180 m, est un ouvrage poids en pierres maçonnées.

Le seuil actuel date de 1873, mais la présence d’un seuil sur cette partie de l’Aude est connue depuis le XIIIème siècle. Historiquement le seuil servait à alimenter les usines situées sur le Bras-Mort et le Canal de l’Ile ainsi que pour l’irrigation des jardins de l’Ile.

Dans l’obligation de mettre en conformité réglementaire les ouvrages existants, désignés sous la dénomination de complexe du seuil du Païchérou, la Mairie de Carcassonne porte un ensemble d’études techniques visant à :

démêler les aspects juridiques liés aux ouvrages (propriété, droits d’eau, responsabilité, etc.) ;

vérifier l’état du seuil du Païchérou de façon à définir un programme de travaux adapté ;

envisager les différentes solutions possibles pour rétablir la continuité écologique au droit de l’ouvrage.

L'expertise juridique a démontré que :

tous les droits d'eau étaient éteints, puisque les usages inhérents n’existent plus et,

la propriété du seuil du Païchérou reste incertaine à ce jour.

Par délibération du Conseil Municipal du 25 septembre 2014, la Mairie s'est portée candidate pour l'acquisition pleine et entière de l'ouvrage.

Depuis octobre 2015, la Mairie de Carcassonne a acquis la pleine propriété du « Quai du Païchérou », « de l’Ile » et du « barrage situé sur le fleuve AUDE » (acte en date du 19/10/2015).

De même, depuis décembre 2015, la Mairie de Carcassonne a acquis la pleine propriété des seuils du Bras-Mort du Païchérou (acte en date du 30/12/2015).

Le complexe du seuil du Païchérou comprend :

le seuil du Païchérou de 180 m de longueur ;

le Canal de l’Ile sur la rive droite du seuil (en rive droite) ;

le Bras-Mort (en rive droite également).



Compte tenu de l’âge du seuil, des travaux de restauration et de mise en sécurité sont à réaliser sur l’ouvrage. La mairie de Carcassonne souhaite inscrire cet aménagement du seuil du Païchérou dans une démarche écologique en combinant deux objectifs : l’amélioration de la continuité écologique et la production d’énergie renouvelable.

L’aménagement du seuil du Païchérou, en complément de la mise en sécurité de l’ouvrage, prévoit :

la mise en œuvre des ouvrages pour assurer la continuité écologique sur le

seuil du Païchérou (passe à poissons multi-espèces) ;

la mise en œuvre des ouvrages pour assurer la continuité écologique sur les

deux seuils du Moulin du Roy et du Moulin neuf du Roy sur le Bras-Mort

(passes à anguilles) ;

la mise en œuvre d’une microcentrale hydroélectrique et de ses équipements

annexes sur le seuil du Païchérou pour la production d’énergie renouvelable.

De par sa localisation et la nature des aménagements projetés, le projet d’aménagement du complexe du seuil du Païchérou pour la continuité écologique et la production d’hydroélectricité répond à des enjeux forts pour le territoire : l’eau, l’environnement, la production d’énergie renouvelable locale, l’urbanisme, l’aménagement urbain et la création d’activités de loisirs, le développement d’activités touristiques.

L’aménagement devra s’inscrire dans un contexte patrimonial riche et sensible et respecter les exigences architecturales pour s’insérer dans un site remarquable.

Projet de concession 1.2

La ville de Carcassonne a décidé de confier l’aménagement du seuil du Païchérou, comprenant les ouvrages de continuité écologique et une centrale hydroélectrique à des opérateurs économiques.

Le groupement CACG-NGE-2EI, qui s’est ensuite constitué sous la désignation de Société de Projet « Les Énergies de la Cité », a été retenu pour gérer cette concession.

La concession comprend les études, la conception, les demandes d’autorisation réglementaires, le financement, la réalisation, l’exploitation, l’entretien et la maintenance des ouvrages liés à l’aménagement du seuil du Païchérou et des seuils sur le Bras-Mort.

La durée de la concession a été fixée à 37 ans à compter de la mise en service de la centrale hydroélectrique.

Désignation des vecteurs hydrauliques 1.3

Les cours d’eau et vecteurs hydrauliques de la zone d’étude portent plusieurs noms selon qu’il s’agit de les référencer dans les bases de données publiques ou selon leur désignation historique locale.

Pour faciliter la lecture et la compréhension de l’ensemble des pièces des dossiers de demande d’autorisation au titre de la Loi sur l’Eau et d’Évaluation Environnementale, les cours d’eau concernés par le projet seront désignés comme suit :



le bras gauche de l’Aude sur lequel est implanté le seuil du Païchérou est désigné comme le bras principal de l’Aude (code Y1-0200) ;

le bras droit de l’Aude qui dérive une partie des eaux du cours d’eau en amont du seuil est désigné comme le Bras-Mort de l’Aude (il est à noter que nous retenons la désignation locale de ce vecteur hydraulique connu sous le nom de Bras-Mort alors qu’il s’agit d’une annexe courante et fonctionnant de façon permanente d’un point de vue hydrologique) ;

le vecteur hydraulique qui dérive une partie des eaux du Bras-Mort de l’Aude en aval immédiat du seuil du Païchérou, est désigné comme Canal de l’Ile.

La figure suivante localise les cours d’eau et les ouvrages et les désignations associées et utilisées dans les chapitres suivants.

Figure 1 : Emplacement du projet dans la ville de Carcassonne (Source : Géoportail, 2016)

En ce qui concerne les ouvrages, la désignation suivante sera retenue :

pour l’ouvrage principal sur le cours de l’Aude : il est parfois localement désigné comme barrage du Païchérou ou encore sous les termes Complexe du barrage du Païchérou. Du point de vue de l’infrastructure et de ses caractéristiques, l’ouvrage du Païchérou est un seuil en rivière et sera dès lors désigné comme Seuil du Païchérou dans l’ensemble des pièces des dossiers ;

pour les ouvrages sur le Bras-Mort : ils seront désignés d’amont en aval sous les noms de Seuil du Moulin du Roy et Seuil du Moulin neuf du Roy.

Seuil du Païchérou

Seuil du Moulin du Roy

Seuil du Moulin neuf du Roy

Sens d’écoulement

Rive droite

Rive gauche



2 RAPPEL DU CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE

Demande d’autorisation environnementale 2.1

2.1.1 Projet d’aménagement du seuil du Païchérou

Compte tenu de ses caractéristiques et de son implantation (intervention sur un seuil en rivière), le projet d’aménagement du seuil du Païchérou fait partie des opérations soumises au régime d’autorisation au titre de la Loi sur l’Eau en application des articles L214-1 à L214-6 et R214-1 à R214-6 du Code de l’Environnement.

Aussi, une demande d’autorisation environnementale au titre de l’article L181-1 du Code de l’Environnement est exigée.

Il est à noter qu’en parallèle la présente Évaluation Environnementale est exigée pour le présent projet au titre de l’article R122-2 du Code de l’Environnement (cf. paragraphe 0).

Aussi, elle constitue une pièce de la demande d’autorisation environnementale, en lieu et place de l’étude d’incidence environnementale.

En effet, conformément aux dispositions de l’article R181-13 du Code de l’Environnement, précisant le contenu attendu du dossier d’autorisation environnementale comprend,

« … 5° Soit, lorsque la demande se rapporte à un projet soumis à évaluation environnementale, l'étude d'impact réalisée en application des articles R. 122-2 et R. 122-3, s'il y a lieu actualisée dans les conditions prévues par le III de l'article L. 122-1-1, soit, dans les autres cas, l'étude d'incidence environnementale prévue par l'article R. 181-14… ».

2.1.2 Autorisation environnementale

L’autorisation environnementale est le résultat d’une profonde réforme, qui généralise en les adaptant des expérimentations menées depuis 2014, et s’inscrit dans le cadre de la modernisation du droit de l’environnement et des chantiers de simplification de l’Administration.

L’autorisation inclut l’ensemble des prescriptions des différentes législations applicables, et relevant des différents codes :

- Code de l’environnement : autorisation au titre des ICPE ou des IOTA, autorisation spéciale au titre de la législation des réserves naturelles nationales ou des réserves naturelles de Corse, autorisation spéciale au titre de la législation des sites classés, dérogation à l‘interdiction d’atteinte aux espèces et habitats protégés, agrément pour l’utilisation d’OGM, agrément des installations de traitement des déchets, déclaration IOTA, enregistrement et déclaration ICPE, autorisation pour l’émission de gaz à effet de serre

- Code forestier : autorisation de défrichement

- Code de l’énergie : autorisation d’exploiter les installations de production d’électricité

- Code des transports, code de la défense et code du patrimoine : autorisation pour l’établissement d’éoliennes.

https://www.legifrance.gouv.fr/affichCodeArticle.do?cidTexte=LEGITEXT000006074220&idArticle=LEGIARTI000006834948&dateTexte=&categorieLien=cid





Ainsi, l’autorisation environnementale demandée pour le projet d’aménagement du complexe du seuil de Païcherou, concerne les procédures :

d’autorisation au titre de la Loi sur l’Eau ;

d’absence d’opposition au itre du régime d’évlauation des incidences Natura 2000

d’autorisation d’exploiter une installation de production d’électricité

Évaluation Environnementale associée au dossier d’autorisation 2.2

L’Évaluation Environnementale suivante met en application des prescriptions de l’article R122-2 du Code de l’Environnement modifié par le décret n°2016-1110 du 11 août 2016 (relatif à la modification des règles applicables à l’Évaluation Environnementale des projets, plans et programmes).

Le tableau suivant présente les rubriques présentées dans le décret n°2011-2019 modifiant l’article R122-2 justifiant la réalisation d’une Évaluation Environnementale.

Tableau 1 : Rubriques de l’article R122-2 du Code de l’Environnement justifiant la réalisation d’une Évaluation Environnementale

Catégories de

projets

Projet soumis à

Évaluation

Environnementale

Projet soumis à examen au « cas

par cas » Observations

25° Extraction de

minéraux par

dragage marin ou

fluvial

b) Entretien d'un cours d'eau ou de

canaux, à l'exclusion de l'entretien

mentionné à l'article L. 215-14 du

code de l'environnement réalisé par

le propriétaire riverain, le volume

des sédiments extraits étant au

cours d'une année :

supérieur à 2 000 m3 ;

inférieur ou égal à 2 000 m3 dont la

teneur des sédiments extraits est

supérieure ou égale au niveau de

référence S1.

Le programme de

travaux prévoit

l’extration de 5 000 m3

de matériaux (en amont

immédiat du seuil du

Païchérou).

29° Installations

destinées à la

production

d'énergie

hydroélectrique

Installations d'une

puissance maximale

brute totale supérieure

à 4,5 MW

Installations d'une puissance

maximale brute totale inférieure à

4,5 MW

Augmentation de puissance de plus

de 20 % des installations existantes.

La microcentrale

hydroélectrique projetée

présente une puissance

maximale brute évaluée

à 614 kW.

L’Évaluation Environnementale est jointe au présent dossier de demande d’autorisation au titre de la Loi sur l’Eau, sous la forme d’un dossier indépendant. Son contenu est défini en fonction des prescriptions de l’article R122-5 du Code de l’Environnement.

Conformément aux dispositions de l’article R214-6 du Code de l’Environnement, le document d’incidences sur les milieux aquatiques (ainsi que l’évaluation des incidences du projet sur les zones du réseau Natura 2000 qu’il contient) est remplacé par l’Évaluation Environnementale et le chapitre 05 du présent dossier renvoie à ce dossier.





3 CARACTÉRISTIQUES DU PROJET

3.1.1 État actuel

Dans son état actuel, le seuil du Païchérou nécessite des travaux de réhabilitation pour assurer la mise en sécurité de l’ouvrage.

De plus, il constitue, à l’heure actuelle, un obstacle majeur à la continuité écologique et tout particulièrement du fait qu’il est implanté dans la Zone d’Action Prioritaire Anguille, définie par le Plan de Gestion français pour cette espèce, 18/09/2007.

Le Bras-Mort présente également deux obstacles à la continuité écologique en raison de la présence des deux seuils d’une hauteur d’environ 2 m chacun.

Les éléments suivants seront à prendre en compte pour assurer la sécurité de l’ouvrage et préserver l’environnement :

intervention sur l’affouillement à la base du seuil ;

reprise des vannes en rive droite non manœuvrables ;

reprise de la vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile non manœuvrable ;

intervention sur le disjointement de quelques pierres du seuil ;

accumulation de sédiments à l’amont du seuil ;

obstacle à la continuité écologique (montaison, dévalaison et transport des

sédiments).

Figure 2 : Vue du seuil de la rive droite vers la rive gauche



3.1.2 Investigations réalisées

3.1.2.1 Levé topographique et bathymétrique

Des levés topographiques et bathymétriques ont été réalisés sur le site en novembre et décembre 2015 par les géomètres experts d’AXIMOE et CAZAL TP. Les levés englobent les ouvrages suivants :

le seuil déversant ;

les berges ;

l’entrée du Canal de l’Ile et du Bras-Mort ;

les seuils du Moulin du Roy et de Moulin neuf du Roy sur le Bras-Mort ;

le radier de l’Aude à l’amont et à l’aval du seuil ;

la berge entre le seuil du Païchérou et le cimetière.

Les levés topographiques indiquent une différence altimétrique entre le rapport « Étude de la continuité écologique de l’Aude au niveau du barrage du Païchérou » réalisé par BRL en 04/2013. La différence est d’environ 7 cm. Toutes les études suivantes sont réalisées sur la base des nouvelles valeurs altimétriques issues des relevés réalisés fin 2015.

La cote de la crête du seuil du Païchérou se situe entre 103,68 et 103,66 m NGF, contre 103,62 et 103,57 m NGF (levé topographique réalisé par GE Infra le 02/10/2012).

3.1.2.2 Investigations géotechniques

Des investigations géotechniques ont été réalisées en rive gauche de l’Aude au droit du seuil du Païchérou par ArkoGéos et ECR Environnement le 27/11/2015 et le 08/12/2015. Le but des investigations est de rechercher et suivre l’évolution de la position du substratum rocheux sous la couverture meuble.

Les investigations géophysiques ont été réalisées par la méthode de sismique réfraction, qui consiste à émettre un choc dans un milieu quelconque qui se déforme et à mesurer les temps d’arrivée des différentes ondes (premières ondes, ondes réfractées, ondes de compression) par des capteurs. Les différents milieux constitués par les terrains de couverture et le substratum s’individualiseront par leur vitesse sismique, qui devra être croissante avec la profondeur.

Trois profils sismiques ont été réalisés, deux en crête de berge en amont et aval du seuil et un en pied de berge en aval du seuil.

De manière à fiabiliser les résultats obtenus par la méthode sismique, des sondages et des essais ont été réalisés en rive gauche de l’Aude :

carottage dans le seuil, profondeur -11 m ;

essai pressiométrique avec enregistrement de paramètres, profondeur -11 m.

Les résultats sont concordants et mettent en évidence la molasse argilo-gréseuse vers des cotes entre 97 m NGF (proche de l’Aude) et 102 m NGF (mesures plus éloignées de l’Aude).



3.1.2.3 Analyses physico-chimique et granulométrique des sédiments à l’amont du seuil

Les analyses ont été réalisées par ECR Environnement en décembre 2015.

L’ensemble des analyses fixées dans l’offre ont été effectuées par un laboratoire indépendant dont les accréditations sont reconnues par le Cofrac en France (Eurofins). Le programme analytique mené sur les échantillons ST1 et ST2 correspond à l’arrêté du 12.12.2014 : Lixitest Standard (Brut+Eluat).

Deux prélèvements ST1 et ST2 ont été réalisés le 09/12/2015 suivant les implantations présentées Figure 3.

Figure 3 : Localisation des prélèvements (source : Géoportail)

Les analyses suivantes ont été réalisées :

Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) (naphtalène, acénaphtylène,

acénaphtène, fluorène, phénanthrène, anthracène, fluoranthène, pyrène,

benzo(a)anthracène, chrysène, benzo(b)fluoranthène, benzo(k)fluoranthène,

benzo(a)pyrène, dibenzo(ah)anthracène, benzo(ghi)pérylène, indéno(1,2,3-

cd)pyrène) ;

Hydrocarbures Totaux (HCT) sur matière sèche (fractions C10-C12, C12-C16,

C16-C21, C21-C40) ;

PolyChloroBiphényles (PCB) (PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB

153, PCB 180) ;

composés aromatiques volatils (BTEX) (benzène, toluène, éthylbenzène, m+p-

Xylène, o-Xylène) ;

analyse des sédiments après lixiviation :



- éluat COT (après oxydation et par combustion), éluat métaux (antimoine, arsenic, baryum, cadmium, chrome, cuivre, mercure, plomb, molybdène, nickel, sélénium, zinc) ;

- éluat composés inorganiques (fluorures) ;

- éluats phénols (phénol, chlorures, sulfates) ;

- éluat résidus (résidus secs à 105°C) ;

évaluation du soufre (uniquement station ST1).

Suivant le programme d’analyses réalisées sur les horizons de sols superficiels testés, un dépassement des seuils a été observé uniquement pour l’échantillon ST2 et seulement pour les sulfates et le « résidus secs à 105°C ».

Une analyse granulométrique des sédiments prélevés a également été réalisée.

Diagnostic stabilité de l’ouvrage 3.2

Un diagnostic de la stabilité de l’ouvrage a été réalisé. Les conclusions sont présentées, ci-dessous.

Pour cette étude, trois états-limites ont été étudiés :

l’état-limite de résistance à l’effort tranchant (glissement) ;

l’état-limite d’extension des fissures (basculement) ;

l’état-limite de flottaison (soulèvement).

Figure 4 : Forces agissant sur le seuil du Païchérou

103.70m NGF (PEN)

1m

Sédiments fins

Molasse

Seuil béton

Renversement

Glissement

Soulèvement



Les résultats obtenus avec la modélisation effectuée sont donnés dans le tableau suivant :

Tableau 2 : Résultats obtenus avec modélisation

Les calculs effectués montrent que la stabilité au glissement du seuil, dans l’état considéré des sous-pressions, ne satisfait pas les critères énoncés dans les recommandations du CFBR.

Il est à noter qu’aucune bèche d’ancrage amont n’a été prise en considération dans le calcul, ce qui est pessimiste au vu des techniques usuelles de réalisation de ce type d’ouvrage.

Bien que le critère de glissement ne soit pas vérifié, on note que le seuil n’a subi aucun dommage majeur ayant remis en cause sa stabilité depuis 144 ans.

Les hypothèses de calcul en ce qui concerne la géométrie de l’encastrement sol/structure devront être vérifiées lors de l’ouverture du seuil pour la mise en place de la centrale hydroélectrique.

À partir de cet état des lieux, une nouvelle vérification de la stabilité sera entreprise.

Contexte hydrologique et hydraulique 3.3

3.3.1 Débits de l’Aude

L’Aude prend sa source dans les Pyrénées-Orientales à 2 377 mètres d’altitude et se jette dans la mer Méditerranée après un parcours de 223 km. Elle a un bassin versant d’environ 5 200 km². Le bassin versant de l’Aude couvre 1 770 km² à Carcassonne.

Le régime de l’Aude est de type pluvial méditerranéen avec des étiages très marqués en période sèche (fin de l’été et début de l’automne). Le débit d’étiage (QMNA5) est de 4,1 m3/s et le débit moyen (module interannuel) est de 19,4 m3/s. Les débits moyens mensuels sont présentés Figure 5. Les principaux débits caractéristiques de l’Aude à Carcassonne au droit du seuil sont fournis Tableau 4. Toutes les données sont issues de la banque HYDRO.

La station utilisée pour l’étude est la station du Pont Neuf, située à 1 375 m à l’aval du seuil du Païchérou. Cette station dispose de mesures en continu des niveaux d’eau depuis 1963. La station du Pont Vieux, située sur la zone d’étude, présente une série de données trop courte pour être utilisée (2005 à 2016).

Situation État-limite Coefficient attendu Coefficient obtenu

Glissement 1 0,931

Basculement Aucune fissure Aucune fissure

Soulèvement 1,15 1,67

Normale

d'exploitation



Figure 5 : Débits moyens mensuels de l’Aude à Carcassonne, station du Pont Neuf (1963 - 2016)

Tableau 3 : Écoulements mensuels moyens (Source : Banque HYDRO 1963-2016)

Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juill. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Année

Débits

(m3/s)

23.3 28.9 29. 32.8 33.8 20.9 10.9 7.66 6.64 8.98 11.9 18.6 19.4

Débits

spécifiques

(l/s/km2)

13.3 16.5 16.5 18.7 19.3 11.9 6.2 4.4 3.8 5.1 6.8 10.6 11

Lame

d’eau

(mm)

35 41 44 48 51 30 16 11 9 13 17 28 349

Tableau 4 : Débits pour différentes périodes de retour au droit du seuil du Païchérou

Fréquence

Débits de l’Aude (m3/s)

Station du Pont Neuf

Intervalle de confiance dans lequel la valeur exacte du

paramètre estimé à 95% de chance de se trouver (m3/s)

Étiage (QMNA5) 4,1 3.7 - 4.4

Module 19,4 17.5 - 21.4

Q2 340 300 - 390

Q5 580 520 - 680

Q10 740 660 - 870

Q20 890 790 - 1 100

Q50 1100 960 - 1 300

Q100* 1270

* valeur extrapolée



3.3.2 Débit réservé et débit minimum biologique

Le débit réservé dans l’Aude à l’amont du seuil du Païchérou, au titre de l’article L.214-18 du Code de l’Environnement, est de 1,9 m3/s (1/10ème du module).

Outre les débits des dispositifs piscicoles, qui répondent à des critères techniques d’efficacité connus, le principal facteur à prendre en compte à l’échelle locale est donc le débit devant être réservé dans les bras secondaires, le Bras-Mort et le Canal de l’Ile.

Une étude du débit minimum biologique équivalent aux milieux présents dans l’Aude, le Bras-Mort et le Canal de l’Ile a été réalisée par le groupement d’environnementalistes, dont le mandataire est APEXE. Cette étude se concentre, en particulier, sur les annexes hydrauliques en rive droite (Bras-Mort et le Canal de l’Ile).

Il s’agit de milieux annexes, qui doivent être préservés comme tels (refuge en hautes eaux par exemple), mais n’apportent pas de « plus-value » significative particulière par rapport aux milieux déjà rencontrés sur le cours principal de l’Aude.

En pratique, la création d’un dispositif de dégravement en lieu et place de l’actuel vannage non manœuvrable au niveau de la diffluence du Bras-Mort implique un curage de la zone d’entonnement du Bras-Mort et réduira tout nouveau dépôt dans cette zone, ce qui se traduira par une augmentation naturelle du débit dans la partie amont du Bras-Mort.

Vis-à-vis de la continuité piscicole, afin que le débit cumulé des bras reste inférieur au débit du cours principal, sauf en étiage sévère (et donc hors périodes principales de montaison), il conviendrait, sur la base du débit classé de fréquence F = 0,05 (3,68 m3/s), que le débit des bras ne dépasse pas 1,8 m3/s environ pour un niveau d’eau minimal dans la retenue (= cote d’arase du seuil), avec un rééquilibrage de la répartition des débits entre la partie amont du Bras-Mort et le Canal de l’Ile.

Cette valeur de 1,8 m3/s correspond sensiblement au débit actuel des bras en étiage (mesure en septembre 2012 de 2,03 m3/s dans les bras pour un débit amont de l’Aude de 3,58 m3/s), ce qui garantit au moins le maintien par rapport à la situation actuelle du fonctionnement écologique global des bras.

En pratique, le débit dans le Canal de l’Ile sera fixé (réduit par rapport à la situation actuelle) par l’ouvrage de tête devant remplacer la vanne existante. Le débit dans le Bras-Mort augmentera par la réduction des sédiments de sa prise et la réduction du débit dans le Canal de l’Ile.

Les caractéristiques de cette nouvelle répartition ont été approchées par une simulation hydraulique en stade projet, mais dans un cas particulier comme celui-ci (très longue section fortement envasée formant « seuil de contrôle »), il semble indispensable de compléter / préférer une approche « expérimentale » par des jaugeages en étiage à réaliser après travaux.

3.3.3 L’Aude au droit du seuil du Païchérou

Immédiatement à l’amont du seuil du Païchérou, l’Aude se divise en son bras principal, le Bras-Mort (qui contrairement à son nom est toujours en eau) et le Canal de l’Ile. Ces deux bras servaient à alimenter les moulins et à irriguer les parcelles agricoles situées sur l’île. Les différents bras sont représentés Figure 6.



La plus grande partie des écoulements passent par-dessus le seuil dans le bras principal de l’Aude, à l’exception des situations d’étiage. En étiage, presque la moitié du débit passe par le Canal de l’Ile et le Bras-Mort.

La prise d’eau du Bras-Mort et du Canal de l’Ile se trouve en rive droite, immédiatement en amont du seuil. La prise du Canal de l’Ile est munie d’une vanne de régulation, non manœuvrable à ce jour. Le Bras-Mort n’est pas régulé par une vanne. Le Canal de l’Ile se jette dans le Bras-Mort avant que ce dernier ne rejoigne le bras principal de l’Aude. Au niveau des deux seuils du Moulin du Roy et de Moulin neuf du Roy sur le Bras-Mort, les débits du Canal de l’Ile et du Bras-Mort sont réunis.

La répartition actuelle des débits dans les annexes hydrauliques se fait avec un débit principal par le Canal de l’Ile et très peu par le Bras-Mort en raison de vanne de la prise d’eau du Canal présentant une ouverture importante et non manœuvrable.

Figure 6 : Emplacement du projet dans la ville de Carcassonne (Source : Géoportail)

Le projet 3.4

Les différents aménagements à réaliser sur le seuil du Païchérou sont résumés dans le tableau, ci-dessous, et décrits plus en détail dans les chapitres suivants.

Remarque : le projet ne prévoit pas de modification de la ligne d’eau minimale, ni maximale dans l’Aude. Le seuil du Païchérou existant sera conservé en l’état et aménagé, sans modifier sa hauteur en crête.




Vanne

d’alimentation

du canal

Sens d’écoulement



Tableau 5 : Programme de travaux projeté

Description des travaux projetés 3.5

3.5.1 Mise en sécurité du complexe du seuil du Païchérou

3.5.1.1 Protection du pied aval du seuil

Au fil du temps des fosses se sont creusées à l’aval du seuil, en particulier au niveau des deux bras principaux contournant l’îlot en aval du seuil en rives droite et gauche. Ces fosses, pouvant atteindre plus de 2 m de profondeur par rapport au niveau du lit normal de l’Aude, présentent un risque pour la stabilité du seuil si elles en creusent le pied.

Dans le cadre du projet ces fosses seront comblées par des enrochements liés au béton jusqu’à la hauteur du pied du seuil. Ces enrochements serviront également à la dissipation de l’énergie liée à la chute d’eau pour éviter la création de nouvelles zones d’affouillement. Les zones protégées par les marnes affleurantes seront conservées en l’état.

Volets du programme de

travaux Aménagements proposés

1

Mise en sécurité du

complexe du seuil du

Païchérou

Protection du pied aval du seuil et comblement des fosses

érosives constatées en rives gauche et droite.

Rejointement de la maçonnerie sur le seuil.

Égalisation de la crête du seuil.

Protection des berges en amont et en aval du seuil.

Rénovation de la vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile.

2

Amélioration de la

continuité écologique

au niveau du seuil du

Païchérou

Réalisation d’une passe à poissons multi-espèces à bassins.

Réalisation de passes à anguilles pour les deux seuils du Bras-

Mort.

Aménagements améliorant le transport des sédiments.

Entretien de la végétation sur l’ilot en aval du seuil.

3

Réalisation d’une

centrale

hydroélectrique

Aménagement en rive gauche de l’ouvrage permettant de

valoriser le potentiel hydroélectrique du seuil du Païchérou.

4

Intégration des

aménagements et mise

en valeur du site

Intégration du complexe dans son environnement physique.

Aménagements pédagogiques et ludiques.

Intégration du projet dans son contexte territorial.



Figure 7 : Vue du pied rive gauche du seuil (zone d’affouillement)

Le pied du seuil en rive gauche sera aménagé dans le cadre de la construction de la centrale hydroélectrique et de la passe à poissons.

L’affouillement observé sous la dalle en béton en aval des vannes situées en rive droite sur le seuil sera également comblé. Une nouvelle protection sera réalisée en aval de la nouvelle vanne de manière à protéger le pied du seuil contre l’érosion. Cette protection en enrochements bétonnés sera dimensionnée pour supporter les ouvertures plus fréquentes de la vanne.

3.5.1.2 Rejointement de la maçonnerie sur le seuil

Le rejointoiement des maçonneries se fera par un mortier adapté à la dureté des pierres et ayant une bonne adhérence sur celles-ci. Une opération de nettoyage à jet à haute pression sera réalisée préalablement sur les zones à rejointoyer. Les zones à traiter seront définies de manière détaillée après inspection, une fois le seuil mis à sec pour les travaux. Les zones à traiter répertoriées à ce jour sont :

quelques joints dégarnis sur la crête ;

une pierre manquante sur le parement aval à remettre en place et la zone dégradée située à environ 50 m de la rive droite. Nous vérifierons lors de la mise à sec du seuil durant les travaux si d’autres endroits nécessitent une intervention ;

la protection de berge en maçonnerie sur l’appui rive droite et le mur en maçonnerie qui soutient le trop plein de séparation de l’Aude et du canal ;

les culées (forme carrée de 3,90 m de côté) de la vanne d’alimentions du Canal de l’Ile ;

la partie amont du Canal de l’Ile.

Tout le parement aval sera nettoyé à jet à haute pression pour identifier d’éventuelles zones à traiter non observées lors du diagnostic.



Nous effectuerons un refouillement par marteau-piqueur, lavage à l'eau sous pression puis rinçage abondant. Si nécessaire, on procèdera au calage des pierres par des coins de bois dur. La profondeur du dégarnissage sera de deux fois et demie l’ouverture du joint, augmentée du retrait avec un minimum de 5 cm, en une seule phase dans le cas normal. Sinon, la profondeur sera fixée au cas par cas et effectuée en deux phases.

Après le dégarnissage, un soufflage à l’air (5 bars maximum) et une humidification à saturation (sans ruissellement) seront réalisés. Le rejointoiement mécanique sera exécuté par l'utilisation de "pot à joint" pour éviter toute pollution. Le mortier sera réalisé à la bétonnière. Nous utiliserons un mortier de ciment pour toute la maçonnerie.

On appliquera dans les joints du mortier fin un peu ferme que l’on serrera fortement contre la maçonnerie. Les bavures seront nettoyées, puis les joints seront refoulés et lissés à plusieurs reprises avec un fer jusqu'à ce que le retrait occasionné par la dessiccation ne donne plus lieu à aucune gerçure.

Après les travaux de rejointoiement, la maçonnerie sera nettoyée.

3.5.1.3 Travaux sur la crête du seuil

Selon les levés topographiques réalisés en novembre 2015 par Axiome, la cote de la crête du seuil se situe entre 103,69 m NGF et 103,66 m NGF (et non 103,60 m NGF comme relevé par GE infra en 2012).

Note : La hauteur du seuil reste inchangée, car toutes les valeurs présentent environ la même différence altimétrique.

La crête du seuil sera restaurée (traitement des épaufrures, remplacement du béton si nécessaire).

Une gaine sera intégrée dans la crête du seuil pour l’alimentation électrique et la commande des vannes situées en rive droite dans le cadre des travaux d’égalisation du seuil.

3.5.1.4 Protection des berges en amont et aval du seuil

Les inspections visuelles faites au niveau des appuis du seuil montrent une érosion de la berge sur une longueur de 10 m en rive gauche à l’aval du seuil. L’aménagement projeté prévoit la mise en place d’une passe à poissons en rive gauche du seuil. La réalisation de cet ouvrage permettra de stabiliser la berge à l’amont du seuil.

À l’aval de la centrale hydroélectrique, la berge sera protégée par des techniques de génie végétal, renforcées par des enrochements en pied de berge.

En ce qui concerne la rive droite, il est prévu de stabiliser la berge en partie aval en étendant les travaux pour stabiliser l’appui rive droite du seuil. Sur la partie amont, une protection de la berge est existante à l’arrière de l’atterrissement végétalisé. Nous vérifierons dans le cadre des travaux la nécessité de protéger cette partie de la berge et l’influence de cette protection sur les écoulements dans le Bras-Mort.



3.5.1.5 Rénovation et automatisation de la vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile

Le canal de l’Ile est alimenté par une prise d’eau contrôlée par une vanne murale à crémaillères à commande manuelle de dimensions de 3,90 m de large et 2,00 m de haut. Cette vanne est en bon état structurel malgré sa corrosion générale (tablier, rainures, passerelle). Elle n’est plus vraiment manœuvrable, ce qui conduit à des débits importants dans le Canal de l’Ile et des débits faibles dans le Bras-Mort.

Figure 8 : Vanne de prise d’eau du Canal de l’Ile et des deux pertuis, vue de l’aval

Dans le cadre de l’aménagement du complexe du seuil du Païchérou, nous prévoyons une rénovation de cette vanne. La vanne sera manœuvrable manuellement.

Les deux pertuis servant de by-pass et équipés de petites vannes à crémaillères sont actuellement condamnés. Ces deux vannes seront déposées et les deux pertuis seront obturés par du béton. Des travaux de génie civil sont prévus pour renforcer les culées massives, supports de la vanne et de la passerelle.

3.5.1.6 Curage en amont du seuil

Un curage partiel à l’amont du seuil est nécessaire pour la réalisation des travaux, pour établir l’état du seuil à l’amont et de vérifier son ancrage. En fonction des observations et après une estimation des incidences sur la stabilité du seuil, les sédiments à l’amont seront curés sur une surface plus ou moins importante. Les matériaux extraits seront analysés et mis en décharge contrôlée.

Le volume à curer comporte environ 5 000 m3, répartis de manière égale entre la rive gauche et la rive droite.

D’après le SDAGE, les sédiments extraits doivent être restitués au cours d’eau. Or cela semble inadapté dans le contexte du projet pour les raisons suivantes :

les volumes curés sont très importants et devraient être restitués dans un laps de temps très réduit ;



les sédiments seront restitués en période d’étiage et risquent de bloquer les ouvrages à l’aval (passage busé avec section d’écoulement restreint, dépôt entre le pont vieux et le pont neuf dans les zones d’élargissement ;

La composition des sédiments n’est que très peu connue : les analyses ont été faites sur des sédiments en surface, puisque les sédiments plus profonds n’ont pu être prélevés car trop compacts.

Figure 9 : Zones de curage en amont du seuil (en violet)

3.5.2 Amélioration de la continuité écologique au niveau du seuil du Païchérou

L’aménagement du complexe du seuil du Païchérou prévoit la réalisation d’une passe à poissons multi-espèces en rive gauche du seuil pour assurer la montaison des espèces piscicoles en présence (anguilles jaunes et cyprinidés d’eaux vives) ainsi que de deux passes à anguilles sur le Bras-Mort. Les critères de dimensionnement de ces aménagements sont présentés, ci-après.

3.5.2.1 Réalisation d’une passe à poissons multi-espèces à bassins

Pour optimiser la continuité écologique au droit du seuil du Païchérou, le franchissement des passes à poissons sera optimisé pour des débits de l’Aude échelonné :

de l’étiage (QMNA5 soit 4,1 m3/s) à 38,4 m3/s soit le double du module pour l’anguille jaune ;

de l’étiage (QMNA5 soit 4,2 m3/s) à 50,5 m3/s pour les cyprinidés d’eaux vives.

Bras-Mort

Canal de l’Ile

L’Aude




La hauteur maximale de chute au niveau du seuil du Païchérou est observée en période d’étiage où celle-ci atteint 4,50 m.

La solution technique retenue au vu de cette hauteur est une passe à bassins successifs équipés d’échancrures et de pertuis de fond.

Les aménagements ici proposés ont été amendés suite aux remarques de l’ONEMA lors du comité de pilotage du 15 février 2016.

Il est donc prévu que la passe à poissons soit composée de 19 bassins successifs répartis d’amont en aval comme suit :

un bassin de tranquillisation en sortie ne présentant pas de chute ;

18 bassins successifs présentant une chute maximale de 24 cm (pour les débits d’étiage) ;

une entrée présentant une chute de 18 cm. Cette valeur inférieure garantit une marge de sécurité vis-à-vis d’un étiage particulièrement sévère ou d’une éventuelle érosion à l’aval de la passe à poissons.

Afin d’assurer la montaison des espèces ne pouvant franchir les obstacles qu’en nageant comme les cyprinidés rhéophiles, il est important de s’assurer que l’écoulement entre les bassins successifs soit à jets de surface.

La géométrie de chaque bassin est la suivante :

largeur des bassins : 2,00 m ;

longueur des bassins : 3,10 m ;

pertuis de fond : 0,30 m x 0,30 m ;

échancrure : 0,40 m ;

rugosité de fond : 15 à 20 cm de hauteur.

La figure suivante montre une coupe en travers d’un bassin de la passe à poissons.



Figure 10 : Coupe d’un bassin de la passe à poissons

La passe à poissons multi-espèces sera équipée :

d’une échancrure de dimension 2 m de large calée à la cote 102,50 m NGF à la sortie de la passe afin d’éviter une sédimentation trop importante de la passe à poissons. Des rainures à batardeaux seront réalisées à l’amont de cette échancrure afin de permettre la mise à sec de la passe pour les mesures d’entretien ;

d’une grille avec des barreaux espacés de 20 cm pour éviter les embâcles, qui sera placée en amont devant la sortie de la passe multi-espèces ;

de rainures à batardeaux au niveau de l’entrée de la passe multi-espèces en aval pour permettre la mise à sec de la passe pour les mesures d’entretien ;

d’une échelle limnimétrique permettant de vérifier le débit transitant dans la passe à poissons et d’un accès permettant son contrôle.

3.5.2.2 Réalisation de passes à anguilles pour les deux seuils du Bras-Mort

La montaison des anguilles jaunes est envisagée sur l’Aude pour des débits compris entre les débits d’étiage (QMNA5) et le double du module soit environ 38 m3/s. À ces débits du bras principal correspondent des débits transitant au travers du Bras-Mort : les simulations hydrauliques réalisées par BRL dans le cadre de l’« étude de la continuité écologique de l’Aude au niveau du barrage du Païchérou » montrent que les ouvrages de franchissement au niveau des seuils du Moulin du Roy et du Moulin neuf du Roy doivent être fonctionnels pour une plage de débits allant de 1,5 m3/s (étiage) à 2,4 m3/s.



Les rampes seront réalisées avec un double pendage longitudinal et latéral, de manière à assurer de bonnes conditions de montaison pour la plage de débits définis. Les cotes d’entrée dans le Bras-Mort seront réglées pour une hauteur de 2 cm sur la partie plane en condition d’étiage. Le réglage de la hauteur d’eau s’obtient en réduisant la section d’écoulement dans la passe. Quelques essais seront donc nécessaires à la mise en service.

Les passes à anguilles seront recouvertes d’un substrat étudié pour la reptation des anguilles (voir photos, ci-dessous). Le revêtement rugueux en plots de dimension usuelle h = 2,5 cm et diamètre 3,5 cm est préféré pour sa facilité d’entretien au type « brosse ». À la demande de l’Architecte des Bâtiments de France, la passe sera de couleur naturelle, plutôt foncée.

Des rainures équiperont les extrémités de la passe pour permettre l’installation de batardeaux en bois.

Le débouché en aval des seuils se fait sans modification de pente et le radier fini est placé à 20 cm sous le niveau à l’étiage du Bras-Mort. Notons que l’écoulement dans la passe est en régime fluvial, le débit est donc fortement conditionné par la géométrie de la passe elle-même et dépend moins de la hauteur d’eau du canal. Par ailleurs, cette hauteur est assez constante (le débit du Bras-Mort subit faiblement les variations du débit dans l’Aude), le fonctionnement de la passe sera donc « naturellement » stable.

Figure 11 : Exemples de substrats pour passe à anguille

3.5.2.2.1 Seuil du Moulin neuf du Roy

Le seuil du Moulin neuf du Roy est situé sur le Bras-Mort de l’Aude, en aval de la restitution du Canal de l’Ile et du seuil du Moulin du Roy. Il est équipé de deux vannes en rive droite et rive gauche ainsi que d’un chenal d’amenée colmaté et végétalisé vers l’ouvrage situé en aval du seuil, bifurquant en rive gauche. En raison de la géométrie du seuil, la réalisation de la passe à anguilles est prévue en rive gauche pour les raisons suivantes :

présence de l’ancien moulin en rive droite rendant difficile l’accès à la zone considérée ;

accessibilité favorable en rive gauche malgré la présence de l’ancienne usine élévatoire, permettant des travaux de construction et un entretien de la passe à anguilles plus aisés.



Figure 12 : Seuil du Moulin neuf du Roy, vue de la rive gauche

La solution technique retenue pour permettre la montaison du Bras-Mort par les anguilles, consiste à mettre en place un chenal de reptation à double pendage au niveau de la vanne située en rive gauche. La passe à anguilles remplacera la vanne existante, non manœuvrable et dans un état obsolète.

La hauteur de chute maximale à considérer au niveau du seuil est de 1,42 m à l’étiage. Afin d’assurer un faible tirant d’eau quel que soit le débit considéré, un pendage latéral de 20 % sera également mis en place au niveau de la passe, et une revanche de 7 à 9 cm sera observée de part et d’autre de la plage de variation des niveaux d’eau considérés (cf. Tableau 6).

Tableau 6 : Caractéristiques de la passe du seuil du Moulin neuf du Roy

Cote min amont

Cote max amont

Cote min aval

Cote max aval

Chute max

Longueur passe

Pente longitudinale

Largeur Pente

latérale

99,94 m NGF

100,18 m NGF

98,53 m NGF

98,77 m NGF

1,42 m 4,2 m 34 % 1,2 m 20 %

3.5.2.2.2 Seuil du Moulin du Roy

Le seuil du Moulin du Roy est situé sur le Bras-Mort, en aval de la restitution du Canal de l’Ile. La cote amont du seuil est située entre 102,14 m NGF et 102,25 m NGF. Il est équipé d’une vanne en rive droite. Par conséquent la rive gauche est la plus adaptée pour la réalisation de la passe à anguilles pour les raisons suivantes :

présence d’une vanne située en rive droite du Bras-Mort, ne permettant pas la mise en place de la passe sans modification de la vanne ;

pendage plus faible qu’en rive droite, favorisant la montaison des anguilles ;

accessibilité favorable en rive gauche, permettant des travaux de construction et un entretien de la passe à anguilles plus aisés ;

forme du seuil, dont la section en rive gauche est située en amont de la section rive droite, situation favorable à l’attractivité de la passe.



Pour éviter de modifier le seuil existant, qui est un ouvrage classé, la passe à anguilles sera implantée sur la berge et contournera le seuil. Les raccordements au cours d’eau seront réalisés en dur pour garantir l’attractivité et l’accessibilité pour toutes les plages de débit dimensionnantes.

Figure 13 : Seuil du Moulin du Roy, vue de la rive gauche

La hauteur de chute maximale à considérer (à l’étiage) est de 2,26 m. Avec une longueur de rampe d’environ 18 m, le pendage longitudinal sera d’environ 12,5 %.

Afin d’assurer un faible tirant d’eau quel que soit le débit considéré, un pendage latéral de 20 % sera également mis en place au niveau de la passe, et une revanche de 7 à 9 cm sera observée de part et d’autre de la plage de variation des niveaux d’eau considérés (cf. Tableau 7).

Tableau 7 : Caractéristiques de la passe du seuil du Moulin du Roy

Cote min amont

Cote max amont

Cote min aval

Cote max aval

Chute max

Longueur Pente

longitudinale Largeur

Pente latérale

102,18 m NGF

102,42 m NGF

99,94 m NGF

100,18 m NGF

2,26 m 18 m 12,5 % 1,2 m 20 %

3.5.2.3 Aménagements permettant la continuité des sédiments sur le seuil principal

Le transport de sédiments est aujourd’hui interrompu par le seuil du Païchérou, qui présente un obstacle au transport des sédiments grossiers. Le seuil en lui-même présente un obstacle majeur, par contre l’élargissement local et la pente douce de l’Aude contribuent également fortement au dépôt des sédiments grossiers en racine de retenue. Hors crues importantes, le transport des sédiments est influé par la morphologie de l’Aude et le seuil du Païchérou.



L’aménagement du seuil du Païchérou améliorera la continuité des sédiments (fines et éléments plus grossiers) par la réalisation d’un clapet en rive gauche à proximité de la centrale et la restauration d’une vanne en rive droite. Ces ouvertures permettront la restitution des sédiments accumulés à l’amont des ouvertures vers l’aval lors de manœuvres de chasses et d’ouverture en périodes de crues.

L’effet des ouvertures sera tout de même limité sur le transport de sédiments. Les ouvertures ne représentent qu’un petit pourcentage de la largeur totale du seuil (env. 2 %). L’ouverture des organes n’aura pas d’influence sur toute la retenue et ne permettra pas d’évacuer la totalité des sédiments présents dans la retenue. Ils permettront d’éviter l’accumulation de sédiments devant la passe à poissons et la centrale hydroélectrique et de désencombrer la prise d’eau du Bras-Mort, ce qui devrait améliorer les écoulements dans celui-ci.

Les vannes/clapet seront automatisés, une sonde placée en amont permettra la gestion, via un automate, de l’ouverture et la fermeture des vannes en fonction du débit (niveau d’eau amont). La gestion du clapet et de la vanne sont définis dans les consignes de gestion.

Des rainures à batardeau sont prévues à l’amont pour la maintenance du clapet et de la vanne.

3.5.2.3.1 Remplacement des vannes existantes en rive droite du seuil

Le seuil du Païchérou est actuellement équipé de 3 vannes murales à crémaillère de dimensions 3,35 m de haut et 2,65 m de large. Seule la vanne la plus éloignée de la rive droite est équipée d’un moteur, mais au vu de son état et de l’accumulation des sédiments à l’amont, elle n’est pas considérée manœuvrable.

Figure 14 : vannes existantes en rive droite sur le seuil

L’aménagement du seuil prévoit la dépose de ces 3 vannes et le remplacement par une seule vanne automatisée de 3 m de large et de 3 m de haut, située à l’emplacement actuel de la vanne la plus éloignée de la rive droite. Les pertuis des deux autres vannes seront fermés par un mur béton.



3.5.2.3.2 Réalisation d’un clapet en rive gauche

Pour assurer la continuité des sédiments et éviter l’accumulation de sédiments au pied de la passe à poissons et de la prise d’eau de la centrale hydroélectrique, un clapet sera installé en rive gauche sur le seuil.

Alors que la vanne en rive droite permet surtout de protéger d’un envasement de la prise d’eau des annexes hydrauliques, que représentent le Bras-Mort et le Canal de l’Ile, le clapet en rive gauche sera situé dans l’axe d’écoulement de l’Aude et permettra, par conséquent, un transport plus important de sédiments.

Le clapet sera l’aménagement le plus éloigné de la rive gauche : la centrale hydroélectrique et la passe multi-espèces seront positionnées entre le clapet et la rive. Il sera donc bien dans l’axe d’écoulement du bras principal de l’Aude.

Ce clapet aura une largeur de 3,00 m et une hauteur d’ouverture de 3,50 m. Il sera automatisé et installé juste à côté de la goulotte de dévalaison de la prise d’eau.

3.5.3 La centrale hydroélectrique

3.5.3.1 Le choix de la turbine

La turbine choisie est une turbine « DIVE ». Cette turbine a été choisie, car elle répond au mieux aux critères suivants :

compacte ;

niveau sonore minimal ;

fiable ;

raccordement flexible ;

bon rendement.

La turbine Dive est un système immergé d’un niveau sonore très faible de 65 dB environ. Le générateur est directement monté sur la turbine sans réducteur. La turbine est de type Kaplan à pales fixes, ce qui en fait une conception robuste en évitant la complexité d’un système de commande de pales, source de pannes importantes et de contraintes de maintenance.

La turbine Dive possède deux niveaux de réglage avec le réglage de l’ouverture des directrices et de la vitesse de rotation. Ces deux moyens de réglage garantissent un haut rendement de conversion sur une plage étendue de fonctionnement avec comme résultat une grande production hydroélectrique.



Figure 15 : turbine Dive complète

La turbine Dive répond bien aux contraintes du projet :

elle est compacte et silencieuse. Cela réduit l’impact visuel du bâtiment de la centrale et minimise le bruit aux alentours du seuil du Païchérou. Cet aspect est important pour ce site utilisé pour les loisirs et la promenade ;

elle a une haute performance grâce à de nouvelles solutions de conversion d’énergie ;

elle a une haute fiabilité et nécessite peu d’entretien. L’exploitation est simplifiée par la limitation des pièces mécaniques mobiles : le plan de maintenance ne prévoit aucune intervention sur la turbine sur les 20 premières années.

3.5.3.2 Débits de fonctionnement et performance de la turbine

La turbine choisie est une Dive 1940-499 double réglage. Sa puissance est limitée à 499 kW de manière à intégrer la nouvelle limite des 500 kW. Comme indiqué dans le tableau, ci-dessous, la capacité maximale est atteinte avec un débit de 13,9 m3/s, ce qui est inférieur à la capacité du site. Cette solution a tout même été choisie après les études technico économiques.

La puissance maximale brute hydraulique calculée à partir du débit maximal de la dérivation et de la hauteur de chute maximale brute est fixée à PMB = 614 kW (avec Qmax = 13,9 m3/s, Hmax = 4,50 m), ce qui correspond compte-tenu du rendement normal des appareils d’utilisation, du débit moyen turbinable et des pertes de charges, à une puissance normale disponible de 499 kW.

La turbine choisie fonctionne pour une grande plage de débits compris entre :

débit min : 1,39 m3/s

débit max : 13,9 m3/s



Tableau 8 : Performance de la turbine Dive 1940-499

3.5.3.3 Centrale hydroélectrique et installations annexes

L’aménagement du complexe du seuil du Païchérou intègre la mise en place d’une microcentrale en rive gauche, sans modifier la hauteur en crête du seuil. La microcentrale sera positionnée en rive gauche entre la passe à poissons et le clapet. Elle sera composée de :

la prise d’eau, installée à l’amont immédiat de l’usine, est constituée d’un plan de grille vertical orienté par rapport à la direction de l’écoulement avec une inclinaison de 24° par rapport à l’axe d’écoulement. Les barreaux auront une épaisseur de 10 mm, ils seront espacés de 20 mm et seront nettoyés par un système de dégrilleur se déplaçant latéralement de l’amont vers l’aval (description détaillée au chapitre 0) ;

un groupe de turbinage solution immergée « Dive 1940-499 » (diamètre-puissance) ;

un caillebotis amovible de sécurité ;

un aspirateur noyé dans du béton ;

un chenal de restitution aménagé en sortie de l’aspirateur (bêche et protection en enrochements bétonnés) ;

le raccordement au réseau EDF 20 KV ;

un local technique sur la rive gauche comportant le poste de transformation HT et un local de contrôle commande ;

un groupe hydraulique situé à proximité de la centrale en rive gauche.



3.5.3.4 Position de la centrale hydroélectrique sur le seuil

Plusieurs positions de la centrale hydroélectrique sur le seuil existant ont été étudiées au cours du projet. La solution retenue est celle qui présente le moindre impact visuel, avec une centrale très peu relevée au-dessus de la crête du seuil existant (environ 0,90 m).

La solution retenue permet de se passer d’une vanne en amont de la prise d’eau, qui présenterait un fort impact visuel lors du fonctionnement de la turbine.

Le schéma suivant présente l’insertion de la centrale hydroélectrique sur le seuil du Païchérou, vu depuis le plan d’eau amont.

Figure 16 : Insertion de la centrale hydroélectrique sur le seuil (vue projet depuis le plan d’eau) – réalisation CV Architecture

3.5.3.5 Prise d’eau ichtyocompatible

Un prédimensionnement de la prise d’eau de la centrale a été réalisé. Le tableau suivant résume les caractéristiques de la prise d’eau.



Tableau 9 : Récapitulatif des caractéristiques de la prise d’eau de la centrale hydroélectrique*

Débits

Q turbiné m³/s Qt 13.9

Q dévalaison m³/s Qb 0.85

Rapport Qb/Qt - Qb/Qt 6.1%

Q total m³/s Q 14.8

Dimensions de la prise

d'eau

Cote du radier m NGF

100.28

Niveau d’eau amont m NGF 103.71

Hauteur eau m Heau 3.43

Largeur totale m B 5.88

Section totale m² A 20.17

Vitesse d'avance m/s Va 0.73

Cadre de la grille

Masque supérieur (retombée) m Hsup 0.23

Masque inférieur (piège à graviers) m Hinf 0.50

Dimensions du plan de

grille

Angle avec longitudinale ° alpha 24

Largeur grille m Lg 12

Largeur grille longitudinale m Bg,y 4.88

Hauteur grille m Hg,y 2.70

Section grille m² S 32.40

Section grille longitudinale m² Ag,y 13.18

Vitesse grille m/s Vg 1.05

Vitesse normale m/s Vn 0.43

Vitesse tangentielle m/s Vt 0.96

Dimensions exutoire

Largeur ouverture porte m Bb 0.4

Hauteur m Hb 2.93

Section m² Sb 1.17

Vitesse m/s Vb 0.73

Seuil de calage

Largeur du canal m 1.00

Plan d'eau aval centrale m NGF 99.21

Cote du seuil de calage m NGF 103.10

Pente parement amont H/V 2/1

Pente parement aval H/V 2/1

Longueur de la crête m s 0.20

*Les données d’entrée sont en orange, les données calculées en vert.

Le seuil de calage (103,10 m NGF) est une « colline » dans la goulotte, servant à gérer les débits et les vitesses d’écoulement dans la goulotte. Il sera réalisé avec un parement aval de pente 2H/1V et une profondeur de 1 m au minium à l’aval (soit une cote du radier à l’aval de la colline en dessous de 98,21 m NGF).

Le débit de dévalaison minimal est imposé par la vitesse à l’entrée du canal de dévalaison. Cette vitesse doit être supérieure à la vitesse d’approche.



Le seuil de calage du canal de dévalaison sera équipé, sur sa partie supérieure, d’un clapet ou de batardeaux posés dans des rainures permettant d’ajuster la cote de calage du seuil en fonction des pertes de charge réelles. Ce dispositif permettra également d’abaisser ponctuellement le niveau du seuil, permettant ainsi de chasser d’éventuels flottants coincés devant la porte ou le seuil (feuilles, branches, etc.).

Dans les deux cas sera étudiée la possibilité que le clapet ou le batardeau puissent être relevés au-dessus de la ligne d’eau en condition normale. Cela donne une deuxième manière d’interrompre l’écoulement dans le chenal, utile par exemple si une branche se coince dans la porte située en amont.

Les deux variantes seront étudiées dans le cadre des études détaillées et la plus avantageuse d’un point de vue avantages / coûts sera retenue.

Figure 17 : Schéma de centrale, de la prise d’eau et de la goulotte de dévalaison



3.5.3.6 Local technique

Les armoires électriques doivent être abritées dans un local technique sécurisé. Il abritera les éléments suivants :

le poste HTA ;

le transformateur de puissance ;

le variateur de fréquence ;

les armoires de contrôle-commande, de puissance et de distribution ;

le filtre.

Le local technique devra avoir une surface de 50 m² et une hauteur de 5 m.

Il sera intégré dans le talus en contre-bas du mur du cimetière. Les surfaces visibles seront réalisées en béton matricé et acier CORTEN. L’accès se fera par le Quai du Païchérou. Les montages photographiques suivants montrent l’insertion de l’ouvrage dans l’existant. Le talus et le toit du local technique seront végétalisés avec des essences locales rampantes et rasantes.

Figure 18 : Local technique (état des lieux et vue projet) – réalisation CV Architecture



Figure 19 : Local technique : végétalisation – réalisation Marie Bertrand, architecte paysagiste

Le local technique étant situé à plus de 20 m de la centrale hydraulique, le groupe hydraulique et le système à air comprimé devront être positionnés hors du local technique, plus proche de la centrale hydroélectrique et du clapet dans un local spécifique. Ce local doit être suffisamment surélevé pour être au-dessus du niveau d’une crue centennale (105.68 m NGF).

Les aménagements (groupe hydraulique et système à air comprimé) seront donc posés sur pilotis et protégés par un local en béton recouvert d’acier CORTEN, pour assurer son intégration dans le site. Le local servira également comme support pour les panneaux d’information au public.

L’évacuation de l’énergie produite ainsi que tous les raccordements se feront sous terre. L’énergie produite sera injectée au réseau existant par un poste source existant (poste source de Moreau, Vigieur ou Carcassonne), qui sera défini par ENEDIS dans le cadre d’une pré-étude approfondie de raccordement.

Intégration et mise en valeur du site 3.6

3.6.1 Intégration du complexe dans son environnement physique

Les aménagements sur le complexe du seuil du Païchérou modifieront son aspect, en particulier en rive gauche. Pour minimiser l’impact de cette modification, il est important d’intégrer ce projet dans son environnement physique et de renforcer l’identité du site.

Pour atteindre ces objectifs, nous proposons les mesures suivantes, qui pourront être adaptées tout au long du projet :

travail concerté avec un architecte et une architecte paysagiste pour le choix de la végétation et renforcement de la ripisylve existante ;



travail concerté avec l’Architecte des Bâtiments de France et les services de la ville de Carcassonne ;

aménagement d’un espace didactique, de découverte et d’échange (quai, pontons, promenade, activités sportives / culturelles / éducatives) ;

mise en valeur de la proximité de la Cité par la création de cônes de vue entre autres vers la cité.

Suite aux divers échanges avec les principaux acteurs, l’insertion des installations et les aménagements suivants ont été retenus :

l’implantation retenue pour les ouvrages est la variante présentant le moindre impact visuel : centrale basse, local technique dans le talus au pied du cimetière, local du groupe hydraulique en berge ;

matériaux utilisés : béton, béton matricé et acier galvanisé pour les installations techniques en contact avec l’eau, sinon acier CORTEN ; gabions, bois et acier CORTEN pour les aménagements en berge ;

la partie entre la passe à poissons et la berge actuelle de l’Aude en rive gauche sera comblée de manière à adoucir les pentes. À l’exception du chemin longeant la passe à poissons et la partie amont du seuil, l’espace sera recouvert de végétation basse ;

végétation utilisée : végétation typique de la ripisylve de l’Aude, qui ne demande que peu d’entretien ;

pose de platelage bois sur les gabions pour créer des assises ;

intégration des planches didactiques sur le bâtiment du local groupe hydraulique et gabions plus hauts.

L’anse créée depuis des années de surverse du seuil en rive gauche sera comblée en partie pour créer un espace végétalisé demandant peu d’entretien et présentant un habitat pour diverses espèces animales.

Des espaces de repos et didactiques seront créés en amont du seuil et le long de la passe à poissons. Les aménagements en amont du seuil respecteront les normes pour l’accessibilité suite aux échanges avec l’unité accessibilité de la DDTM 11.

largeur du chemin de 1.50 m ;

espaces libres de 1.5 x 1.5 m aux extrémités des bancs en gabions ;

chasse-roues sur la partie basse des garde-corps de protection (sur le seuil et longeant la passe à poissons) ;

écriture bâton (type Arial), noir sur fond blanc.



Figure 20 : Insertion de la centrale et aménagements paysagers – réalisation Marie Bertrand, architecte paysagiste

3.6.2 Aménagements pédagogiques et ludiques

Pour faciliter l’accès au site aux riverains et aux activités nautiques des embarcations légères non motorisées, un embarcadère sera prévu à l’amont du seuil. Ce ponton en béton ou bois sur pieux sera raccordé par un chemin piéton. Un deuxième ponton situé en aval du seuil permettra le réembarquement.

Pour des raisons de sécurité (passerelle busée en aval du seuil) l’embarcadère prévu à l’aval du seuil ne sera pas réalisé tant que le danger que présente la passerelle busée n’est pas écarté.

Aux abords du chemin, des points pédagogiques et d’observation de la passe à poissons et de la centrale hydroélectrique seront proposés. Ces aménagements seront complétés par des bancs de repos.

Les espaces ouverts au publique seront sécurisés (garde-corps, signalisation, barrières de limitation d’accès, rappel d’interdiction de baignade, …) et accessibles aux personnes à mobilité réduite sur la partie amont.

Ces aménagements seront présentés et discutés avec les porteurs du projet Grand Site.

3.6.3 Intégration du projet dans son contexte territorial

La concession est ancrée dans un site multifonctionnel. Le projet dans sa globalité revêt de multiples composantes, car il englobe diverses thématiques : la production énergétique, des aspects ludiques et touristiques (pêches, canoë, promenade familiale…), des aspects environnementaux et des composantes liées à l’aménagement et au développement urbain.



Afin d’apporter de la cohérence au projet, nous avons réalisé une démarche concertée territoriale et avons pris en compte :

la politique d’aménagement de la ville ;

les projets d’urbanisme de la ville de Carcassonne ;

la politique et les projets énergétiques (ville, département, région…) ;

la dynamique et les projets de développement touristique ;

une veille sur des actions environnementales similaires.

Cette action a permis :

d’investiguer les logiques et les intentionnalités qui existent autour du seuil du Païchérou ;

d’identifier les synergies à venir ;

de révéler les potentiels que peut offrir la concession et de les relier à un système d'acteurs.

L’objectif final est de créer de la valeur ajoutée territoriale et d’ancrer un aménagement hydraulique dans un contexte territorial via une démarche concertée.

Ces actions ont été menées via une recherche documentaire complétée par des entretiens avec les parties prenantes identifiées.

La synthèse des recherches et des échanges est la suivante :

au niveau énergétique, les aménagements projetés répondent aux enjeux politiques mondiaux et à leurs déclinaisons locales. Les aménagements prévus permettent la production d’une énergie 100 % locale et renouvelable à proximité directe d’un bassin de consommation conséquent ;

au niveau territorial, les aménagements projetés répondent à une dynamique territoriale inscrite dans les documents de programmation. En outre, le SCOT insiste fortement sur la notion de continuité écologique et sur la sensibilité de la ripisylve ;

au niveau environnemental, les aménagements projetés répondent clairement à des objectifs du Schéma Régional de Cohérence Écologique de l’ancienne Région Languedoc-Roussillon. De plus, les aménagements projetés sont en conformité avec les objectifs du SDAGE RMC 2016-2021 ;

enfin au niveau du projet de développement des activités ludiques, l’ouvrage va être règlementairement contraint à une continuité de navigation au titre du code des transports (arrêté préfectoral en cours de rédaction).

L’intégration du projet dans le contexte territorial est traitée plus en détail au chapitre 7 de l’Évaluation Environnementale.

Phase travaux 3.7

3.7.1 Phasage des travaux

Les travaux seront réalisés en deux phases :

phase 1 : travaux rive gauche ;

phase 2 : travaux rive droite.



La première phase de travaux prévoit tous les travaux à réaliser en rive gauche, comme la création de la passe à poissons, la création de la centrale hydroélectrique, du clapet de décharge et des ouvrages annexes en berge. La restauration de la partie gauche du seuil et le comblement des affouillements en rive gauche seront réalisés durant cette phase de chantier.

Lors de la deuxième phase des travaux, les travaux en rive droite seront réalisés. Il s’agit de la restauration des vannes en rive droite et de la vanne de régulation pour l’alimentation du canal et des passes à anguilles sur les seuils du Bras-Mort. La restauration de la partie centrale et de la partie droite du seuil et le comblement des affouillements en rive droite seront réalisés durant cette phase de chantier.

Pour la réalisation des travaux, une mise à sec partielle du seuil sera indispensable, en particulier de la partie amont du seuil. La mise à sec se fera à l’aide de batardeaux en terre. En phase 2 un abaissement du niveau de la retenue de 10 cm sera nécessaire. La continuité des écoulements dans l’Aude sera donc assurée à chaque étape des travaux.

Les travaux sur la partie amont du seuil nécessitent un curage des sédiments de la retenue en amont du seuil (environ 5 000 m3).

3.7.2 Installations de chantier et accès

Travaux rive gauche :

L’installation de chantier se fera sur le parking existant en rive gauche.

Des accès au seuil depuis l’amont et l’aval seront nécessaires. Les accès seront provisoires pour la durée du chantier et remis en état à la fin des travaux :

accès amont : depuis le parking existant ;

accès aval : accès aux berges de l’Aude depuis une rampe existante à partir du Quai du Païchérou, située en aval de l’îlot. L’accès sera réalisé dans le lit de l’Aude pour ne pas impacter la ripisylve.

Travaux rive droite :

L’installation de chantier se fera sur l’espace vert en amont du seuil, accessible par des routes communales. L’installation de chantier sera prévue de manière à ne pas impacter les arbres présents. Des accès par l’amont et l’aval du seuil sont indispensables à la réalisation des travaux. L’accès vers l’aval du seuil se fera par une rampe enjambant le seuil ou par une ouverture dans le seuil au niveau des vannes à restaurer.



Figure 21 : Installation de chantier et accès (orange : travaux rive gauche, vert : travaux rive droite) (source photo : Google Earth)

Les accès de chantier, en dehors des routes et chemins existants, seront réalisés en GNT et enrochements concassés, recouverts d’une couche de roulement. Un géotextile anticontaminant sera posé entre le terrain naturel et le remblai. Les accès seront déposés à la fin de chaque phase de travaux.

Le géotextile ne sera pas mis en œuvre pour la création des accès à réaliser dans le cours d’eau pour des raison de faisabilité technique. Les graves seront posées immédiatement en contact avec le radier. Les matériaux présenteront une granulométrie adaptée aux vitesses d’écoulmement et sans fines suceptibles d’être emportées.

Accès passes à anguilles sur le Bras-Mort

Les accès aux chantiers des deux passes à anguilles se feront par le pont Camin dels Orts depuis la Rue Dujardin Beaumetz.

Le seuil du Moulin du Roy se situe immédiatement à l’aval du pont Camin dels Orts. L’accès se fera depuis le petit parking situé à côté de la maison en rive gauche.

Le seuil du Moulin neuf du Roy est également accessible depuis le pont Camin dels Orts, puis par les chemins d’entretien du parc de l’Ile. Ces chemin seront remis en état à la fin des travaux.



Figure 22 : Accès passes à anguilles sur le Bras-Mort (source photo : Google Earth)

Des petites zones d’installation de chantier provisoires seront réalisées au droit des seuils pour déposer les matériaux avant leur mise en place. L’installation de chantier principale restera l’installation de chantier en rive droite de l’Aude.

3.7.3 Batardeaux

La mise à sec partielle du seuil du côté amont comme du côté aval sera réalisée par des batardeaux provisoires.

3.7.3.1 Rive gauche amont

Le batardeau en rive gauche sera réalisé en remblai et palplanches. Le remblai servira à la pose les palplanches et à les tenir, puisque les sédiments sont peu compacts en surface. Le niveau du remblai sera légèrement au-dessus du niveau d’eau, juste suffisant pour pouvoir circuler. La protection hors d’eau sera assurée par les palplanches dépassant du remblai.

Le batardeau englobera la passe à poissons à l’amont et rejoindra le seuil à environ 5 m du clapet.





Le remblai sera réalisé en matériaux limoneux-argileux, issus de la rivière Aude (sédiments présents sur la partie à curer) et du lieu-dit « le chapitre » situé à environ 3,5 km en amont du seuil. Le remblai sera posé sur les sédiments compacts présents dans la retenue pour réduire le volume à curer. Seule la couche superficielle sera retirée jusqu’à ce qu’une assise compacte et suffisamment étanche soit atteinte. En fonction des dépôts présents, il est estimé, à ce jour, une épaisseur moyenne de 1,5 m à supprimer.

Les palplanches seront posées du côté amont (extérieur) du batardeau. De cette manière elles protègeront le remblai des érosions et des infiltrations.

Le niveau de protection retenu est de 105.40 m NGF, ce qui équivaut à une Q10+43 cm de revanche et à une Q20+24 cm de revanche. Les calculs des niveaux d’eau correspondants aux crues de chantier sont présentés chapitre 3.9.4.

Les matériaux utilisés pour la réalisation des batardeaux de la première phase de travaux seront stockés sur place pour être réutilisés pour la mise hors d’eau de la deuxième phase de travaux. La zone de stockage devra être à proximité du site, sur le parking en rive gauche ou sur la parcelle d’installation de chantier en rive droite. Les matériaux seront stockés hors zone d’emprise des crues.

3.7.3.2 Rive gauche aval

Le batardeau coté aval sera à la cote 102.50 m NGF (Q10 + 50 cm). Il sera réalisé en en matériaux limoneux-argileux, issus de carrière. Les calculs des niveaux d’eau correspondants aux crues de chantier sont présentés chapitre 3.9.4.

Le raccordement du batardeau aval avec le seuil se fera en alignement avec le batardeau amont, de manière à éviter une inondation de la zone de travaux par un déversement depuis l’amont.

Le batardeau sera positionné de manière à conserver un écoulement dans le bras gauche de contournement de l’îlot.

3.7.3.3 Rive droite amont

La mise à sec du seuil en rive droite se fera à l’aide de batardeaux en remblai. Les corps de batardeaux seront réalisés en matériaux limoneux-argileux, issus de la rivière Aude (sédiments présents sur la partie à curer) et du lieu-dit « le chapitre » situé à environ 3,5 km en amont du seuil. Le côté amont du batardeau sera, si nécessaire, protégé par des enrochements de protection.

Les batardeaux seront posés sur les sédiments compacts présents dans la retenue pour réduire le volume à curer. Seule la couche superficielle sera retirée jusqu’à ce qu’une assise compacte et suffisamment étanche soit atteinte. En fonction des dépôts présents, il est estimé à ce jour une épaisseur moyenne de 1,5 m à supprimer.

En fonction de la qualité des matériaux, l’étanchéité sera améliorée par le plaquage d’une membrane polyane sur le côté amont (coté en eau).

Deux variantes sont retenues à ce stade du projet : la première prévoit une rampe d’accès à l’aval enjambant le seuil. Cette rampe servira également de protection de la zone de travaux. La deuxième variante prévoit l’accès à l’aval par les ouvertures des vannes à déposer. L’emprise du batardeau aval, en particulier, peut par conséquent être réduite. La tête du batardeau, coté seuil, sera retenue par des big-bags ou des murs en « L ».

Le niveau de protection retenu est de 104.80 m NGF, ce qui équivaut à une Q20+37 cm de revanche. Les calculs des niveaux d’eau correspondants aux crues de chantier sont présentés chapitre 3.9.4.



Les travaux de sécurisation du seuil se feront par un abaissement du plan d’eau de 10 cm environ. L’accès au parement aval se fera par échafaudages ou une technique équivalente, l’accès à la crête du seuil se fera par barge.

3.7.3.4 Rive droite aval

Le batardeau coté aval sera à la cote 102.50 m NGF (Q10 + 50 cm). Il sera réalisé en matériaux limoneux-argileux, issus de carrière ou récupérés du batardeau de la rive gauche. Les calculs des niveaux d’eau correspondant aux crues de chantier sont présentés chapitre 3.9.4.

La hauteur du batardeau et donc son emprise dépendent de la variante retenue pour le batardeau amont. Dans le premier cas de figure, où l’accès se fait par le batardeau, le batardeau aval remontera jusqu’au batardeau amont pour permettre le passage des engins.

Dans le deuxième cas, le batardeau sera à une hauteur de 102.50 m NGF sur toute sa longueur et se raccordera au seuil à la même position que le batardeau amont.

3.7.3.5 Passes à anguilles

Des batardeaux de petite envergure seront nécessaires dans le Bras-Mort pour la réalisation des passes à anguilles. Ils sont prévus à l’amont et aval de chacune des passes à réaliser. Les niveaux d’eau dans le Bras-Mort n’étant que peu influencés par le débit de l’Aude et les travaux étant de courte durée, les batardeaux auront une hauteur de 30 cm au-dessus du niveau d’eau du Bras-Mort.

Les batardeaux seront réalisés en remblai ou à l’aide de big-bags posés dans le Bras-Mort.

3.7.4 Alimentation du Bras-Mort et du Canal de l’Ile (travaux rive gauche)

Durant la période de travaux en rive droite le batardeau en amont du seuil coupe l’alimentation naturelle en eau du Bras-Mort et de Canal de l’Ile.

Pour assurer l’alimentation en eau des deux annexes hydrauliques l’eau sera amenée par des conduites par gravitation depuis le plan d’eau à l’amont du batardeau. Un merlon en terre empêchera l’ennoiement de la zone de travaux depuis l’aval.

Le débit conservé dans le Bras-Mort et le Canal de l’Ile sera de l’ordre de 300 l/s, ce qui représente 30 % de plus que le débit réservé, qui est de l’ordre de 200 l/s.

La prise du Canal de l’Ile sera mise à sec temporairement à l’aide d’un merlon en terre le temps de restaurer le béton, de restaurer la vanne de prise et sa commande et d’obturer les pertuis présents à gauche et droite de la vanne principale. Une alimentation par pompage ou conduite gravitaire du Canal sera assurée.

3.7.5 Prescriptions spécifiques durant les travaux

Des prescriptions spécifiques pour la protection du milieu naturel et humain seront à respecter durant le déroulement du chantier. Les milieux impactés par les travaux et les mesures à prendre en compte sont décrites aux chapitres 2 et 8 de l’Évaluation Environnementale.



D’après le Service Régional de l’Archéologie, DRAC Montpellier, aucune mesure d’archéologie préventive n’est prescrite sur le projet. Toutefois, toute découverte pouvant intéresser l’art, l’histoire ou l’archéologie devra être signalée (annexe 4 du dossier d’Évaluation Environnementale).

Foncier 3.8

L’ensemble des ouvrages, objets de l’aménagement, se situe sur le domaine public de la commune ou sur le Domaine Public Fluvial (DPF). Aucune acquisition foncière n’est donc nécessaire pour la réalisation des travaux. Des autorisations de passage seront nécessaires pour l’accès aux ouvrages en rive droite.

Le contrat de concession de travaux publics pour l’aménagement du seuil du Païchérou, signé le 4 novembre 2015, précise à l’article 3 : « la ville met à disposition du concessionnaire le complexe du Païchérou, composé du seuil et des deux seuils présents sur le Bras-Mort, propriété de la commune, pour la création d’une centrale hydroélectrique et des aménagements associés, et permet aux personnels et préposés du concessionnaire d’y accéder. »

Impact des aménagements sur les niveaux d’eau 3.9

Les répercussions du projet sur les niveaux d’eau dans l’Aude et la répartition entre le bras principal et les annexes hydrauliques seront également transcrites dans un règlement d’eau. Le règlement d’eau fera l’objet d’un arrêté préfectoral.

Pour quantifier les impacts des aménagements sur les niveaux d’eau, une modélisation hydraulique a été réalisée pour l’état actuel et l’état projet.

3.9.1 Crues

L’impact des aménagements du seuil du Païchérou au niveau du seuil (passe à poissons multi-espèces, centrale hydroélectrique, vannes) sur les niveaux d’eau à l’amont de l’ouvrage doit être vérifié, en particulier pour les situations de crues.

La présence de la centrale hydroélectrique, de la passe à poissons et le remblai en rive gauche réduisent la longueur déversante du seuil du Païchérou d’environ 20 m. En cas de crue, la turbine est arrêtée. Le clapet en rive gauche et la vanne en rive droite sur le seuil sont entièrement ouverts pour permettre le transport des sédiments et augmenter la section hydraulique.

Les effets du projet ont été vérifiés pour la crue de référence, qui est la crue centennale avec un débit de 1 270 m3/s. En cas de crue, le bâtiment de la centrale hydroélectrique et la passe à poissons sont submergés et augmentent la largeur déversante du seuil.

La comparaison des niveaux d’eau du Tableau 10 (niveaux d’eau à l’amont de l’ouvrage – état actuel / après travaux) montrent un impact plutôt positif de la remise en état d’une vanne en rive droite et la création du clapet de rive gauche, compensant ainsi la surélévation des niveaux d’eau sur le seuil induits par la réduction de sa largeur déversante.



Tableau 10 : Comparaison des résultats de la simulation de la crue centennale en l’état actuel et projet

Lieu

Distance depuis le premier

profil (m)

Niveaux d’eau à l’amont de l’ouvrage

État actuel

[m NGF]

Niveaux d’eau à l’amont de l’ouvrage

Après travaux - Vannes ouvertes

[m NGF]

Écart

0 110.69 110.69

Aval pont D104 570 109.39 108.59

1 330 108.09 108.09

1 964 106.40 106.39 -1 cm

2 020 106.27 106.26 -1 cm

2 090 105.90 105.88 -2 cm

Amont Seuil du Païchérou 2 153 105.70 105.68 -2 cm

Seuil du Païchérou 2 157 105.70 105.68 -2 cm

2 271 104.99 104.99

2 637 104.51 104.51

Amont Pont Vieux 3 047 104.16 104.16

Pont Vieux 3 067 104.16 104.16

Aval Pont Vieux 3 087 103.74 103.74

Amont Pont Neuf 3 174 103.70 103.70

3.9.2 Simulation des débits courants en l’état projet

Nous avons simulé avec un modèle maillé le QMNA5 et le module. Les répartitions des débits issues de l’étude BRLi sont appliquées directement, les résultats du modèle sont donnés en termes de niveaux d’eau à chaque confluence ou diffluence.

Le modèle hydraulique pour l’état projet a été modifié comme cela a été fait pour le modèle crue. À savoir :

en rive gauche

- un bâtiment accueillant la centrale en rive droite,

- une passe à poissons et une à dévalaison,

- un clapet abaissant de 3.5 m sur 3,

en rive droite, une vanne de 3 m sur 3

Le seuil n’étant pas modifié sur la partie centrale.

Il s’agit de simuler les écoulements des débits courants : QMNA5, module et deux cas de fonctionnement de la centrale (Débit minimum de l’Aude avec débit maximal turbiné, Débit maximum de l’Aude déclenchant l’arrêt de la centrale) en recalculant avec le modèle la répartition des eaux dans chaque vecteur hydraulique. Le clapet de la rive gauche et la vanne de rive droite restent fermés pour ces simulations. Le canal de dévalaison et la passe à poissons sont en fonctionnement normal et la turbine est à son régime maximum, soit 13.9 m3/s, sauf pour le QMNA5 où elle est arrêtée.



De manière générale, par rapport à l’état actuel, le niveau dans l’Aude et le débit dérivé vers le Bras-Mort (et par là-même dans le canal) sont en baisse, du fait du turbinage.

3.9.3 Situation d’étiage

Au niveau du seuil du Païchérou :

Le débit déversant par-dessus le seuil sera réduit, puisqu’environ un quart du débit servira à alimenter la passe à poissons.

Dans le Bras-Mort et le Canal de l’Ile :

Les débits dans le Bras-Mort et le Canal de l’Ile seront répartis de manière plus équilibrée : réduction des débits dans le Canal de l’Ile et augmentation du débit dans le Bras-Mort.

Le débit restant dans le Canal de l’Ile sera suffisant pour l’irrigation d’un espace maraîcher prévu sur l’Ile dans le futur. La nouvelle vanne installée sur la prise d’eau du Canal de l’Ile restera manœuvrable.

Figure 23 : Répartition des débits à l’étiage au droit du seuil – état actuel et projet

3.9.4 Travaux

Durant la phase de travaux les batardeaux réduisent la largeur déversante du seuil. Des modélisations hydrauliques ont été réalisées pour mesurer l’impact de la réduction de la largeur du seuil sur les niveaux d’eau en cas de crue.

Aude État actuel : 4.2 m3/s Projet : 4.2 m3/s

Déversement seuil État actuel : 2.1 m3/s Projet : 2.0 m3/s

Passe à poissons État actuel : - Projet : 0.5 m3/s

Canal de l’Ile État actuel : 1.1 m3/s Projet : 0.9 m3/s

Bras-Mort État actuel : 0.4 m3/s Projet : 0.8 m3/s



Les crues étudiées sont les crues nommées « crues de chantier ». Elles représentent les crues pouvant statistiquement avoir lieu sur la période prévue des travaux : phase 1 de juin à novembre et pour la phase 2 de juin à septembre. Les débits correspondants pour différentes périodes de retour, issus des données de la banque HYDRO, sont résumés dans le tableau, ci-dessous.

Tableau 11 : Débits des crues de chantier (source : banque HYDRO)

Période de retour Crue annuelle Crue période juin à novembre

(travaux rive gauche)

Crue période juin à septembre

(travaux rive droite)

2 ans 340 m3/s 140 m3/s 66 m3/s

5 ans 580 m3/s 290 m3/s 130 m3/s

10 ans 740 m3/s 390 m3/s 170 m3/s

20 ans 890 m3/s 490 m3/s 210 m3/s

Les calculs ont été réalisés sur la base du modèle hydraulique ayant servi à la simulation des crues. Les profils influencés par les batardeaux ont été modifiés en fonction de l’emprise des batardeaux.

La largeur déversante du seuil sur la période de travaux en rive gauche sera d’environ 130 m.

La largeur déversante du seuil sur la période de travaux en rive droite sera d’environ 132 m.

Les calculs hydrauliques pour les largeurs de seuil respectives sont de :

Tableau 12 : Niveaux d’eau en phase chantier

Période de retour Crue période juin à novembre

(travaux rive gauche)

Crue période juin à septembre

(travaux rive droite)

2 ans Amont 104.37 m NGF 104.21 m NGF

Aval 100.48 m NGF 99.78 m NGF







Une revanche de 40 cm environ sera appliquée aux batardeaux.



3.9.5 Production d’énergie hydroélectrique

Débit d’armement de la turbine : env. 4,5 m3/s dans l’Aude :

Répartition du débit : 1.4 m3/s turbinés, le reste se répartit sur la passe à poissons, la goulotte de dévalaison, le Bras-Mort et le Canal de l’Ile. Le plan d’eau sera abaissé au niveau de la crête du seuil ; il n’y aura plus de déversement, mais les écoulements dans le Bras-Mort et le Canal de l’Ile ne seront pas impactés.

Débit > 17 m3/s :

Le débit maximal turbiné est atteint (13,9 m3/s) et le seuil se remet à déverser. Les débits dans la passe à poissons, la goulotte de dévalaison, le Bras-Mort et le Canal de l’Ile sont en conditions d’étiage jusqu’au débit de 17 m3/s, puis augmentent progressivement avec l’augmentation du débit total de l’Aude.

Débit d’arrêt de la turbine : 94 m3/s :

La turbine s’arrête lorsque ce débit est atteint dans l’Aude, car l’ennoiement par l’aval devient trop important.

D’après la courbe des débits classés de l’Aude à la station du Pont Neuf, le seuil ne déversera pas durant 4,5 à 5 mois par an.

Tableau 13 : Répartition des débits – Turbine en fonctionnement

Bras principal

Débit Aude amon

t

(m3/s)

Bras-Mort

(m3/s)

Canal de l’Ile

(m3/s)

Passe à poissons

(m3/s)

Turbine

(m3/s)

Canal de dévalai-

son

(m3/s)

Surverse seuil

(m3/s)

Débit aval

seuil*

(m3/s)

Crise < 3.6 Répartition optimisée des débits**

Étiage

(QMNA5)

4.2 0.8 0.9 0.4 0.0 0.0*** 2.1 2.5

Armement turbine (OFF)

4.5 0.8 0.9 0.5 0.0 0.0 2.3 2.8

Armement turbine (ON)

4.5 0.8 0.9 0.5 1.4 0.9 0.0 2.8

Débit correspondant au Qmax turbine

17.0 0.8 0.9 0.5 13.9 0.9 0.0 15.3

Module 19.6 0.8 1.2 0.5 13.9 0.9 2.3 17.6

Débit max avant arrêt de la turbine (sécurité)

94.0 2.3 3.6 0.7 13.9 0.9 72.6 88.1

120.0 2.4 3.6 0.7 0.0 0.0 112.6 113.2

* débit aval seuil = débit passe à poissons + turbine + canal de dévalaison + surverse seuil



** pour les débits de l’Aude supérieurs à 3,60 m3/s (débit de crise), le débit réservé dans le bras principal de 1,9 m3/s sera respecté. Pour les débits < 3,60 m3/s une répartition optimisée des débits entre le bras principal de l’Aude et le Bras-Mort sera mise en place de manière à éviter un assèchement du Bras-Mort et du Canal de l’Ile.

Gestion des organes de manœuvre pour les débits d’étiage (inférieur au QMNA5) :

- réduction du débit dans le Canal de l’Ile par un abaissement de la vanne de prise d’eau ; - manœuvre du clapet rive gauche pour conserver le débit réservé dans le bras principal de l’Aude

(lorsque le débit de l’Aude amont est supérieur à 3,60 m3/s) et répartition optimisée des débits (lorsque le débit de l’Aude amont est inférieur à 3,60 m3/s) ;

- les débits dans le Bras-Mort ne peuvent être contrôlés : aucun organe de manœuvre.

*** Lorsque la turbine est à l’arrêt (débit Aude inférieur à 4,5 m3/s), le chenal de dévalaison est fermé pour les raisons suivantes :

le débit d’équipement du chenal de dévalaison est d’environ 850 l/s, débit assez important qui ne pourra pas alimenter le Bras-Mort et le Canal de l’Ile (1.7 m3/s) si le chenal reste ouvert ;

volonté d’alimenter le Bras-Mort et le Canal de l’Ile, même en situation d’étiage sévère, pour des préoccupations environnementales ;

sur les prises d’eau « classiques » (grille inclinée) la goulotte de dévalaison est située derrière la vanne fermant l’ensemble. Les poissons n’y accèdent donc pas ;

la lame d’eau sur le seuil est de 3 cm en moyenne pour le débit d’armement de la turbine (4.5 m3/s dans l’Aude, 2.3 m3/s déversant sur le seuil). Cette épaisseur d’eau est insuffisante pour le franchissement de la majorité des poissons ;

il n’y a plus de courant d’attrait vers la turbine ;

la passe à poissons et surtout le Bras-Mort restent alimentés et accessibles aux poissons.

Figure 24 : Débits classés de l’Aude à Carcassonne à la station du Pont Neuf (données Banque Hydro)

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

0,000,200,400,600,801,00

Dé

bit

s cl

assé

s (m

3 /s)

Fréquence de non-dépassement

Courbe de débits classés de l'Aude à Carcassonne (station : Pont Neuf)



Exploitation et maintenance 3.10

Pour la durée de la concession, la société « Les Énergies de la Cité » sera en charge de l’exploitation et de la maintenance des aménagements du complexe du seuil du Païchérou, qui inclut les deux seuils du Moulin du Roy et du Moulin neuf du Roy sur le Bras-Mort.

L’exploitation, la maintenance, le suivi et le contrôle des installations seront assurés par un personnel qualifié, en suivant un plan de maintenance habituel, les consignes d’intervention en cas d’incident et en remettant les comptes rendus annuels techniques et financiers.

Les moyens et les consignes de surveillance sont présentés au chapitre IV – MOYENS DE SURVEILLANCE du dossier d’autorisation environnementale et retranscrits dans un règlement d’eau.

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