Numerical and physical modelling of future Rhône Delta (Switzerland)

Modélisation numérique et physique du développement du future delta du Rhône à l'embouchure du lac Léman (Suisse)

¹ AquaVision Engineering, Lausanne, Switzerland
erik.bollaert@aquavision-eng.ch
² Artelia Eau & Environnement, Echirolles, France
vincent.mano@arteliagroup.com
³ DGE-EAU, Lausanne, Switzerland
rafael.duarte@vd.ch
⁴ Jaeggi Rivers, Maur, Switzerland
jaeggi@rivers.ch

Abstract

The Rhône River on its Swiss course flows through the Lake of Geneva before traversing Geneva and continuing towards France. The river is entirely canalized upstream of the Lake of Geneva, over a length of about 160 km. Hence, a large river restoration project, the Third Rhône River Correction, is being planned for the upcoming 20-30 years. One of the first works to be realized will be the restoration of a delta estuary of the Rhône River into the lake. This delta will propose morphological diversity over a length of about 1.5 km, for a width of about 0.8 km, and will consist of a terrestrial part and a lake part. Both numerical and physical modelling have been performed to assess the morpho-dynamic potential of this delta. The morphological numerical modelling predicts evolution of the delta within a time frame of 30 years. The maritime numerical modelling shows the deformation of the delta head due to storm events on the lake, as well as the related littoral transport. The computations allowed assessing the progressive development of the delta into the lake, as well as the evolution of the terrestrial part and of a secondary river stretch. This allowed determining 3 interesting geometries to be tested on a physical model. The physical model has been constructed at an undistorted 1: 75 scale and reproduces morphology of the Rhône River and its delta with a movable bed and a movable delta. Two different materials have been mixed to simulate the sand and gravel parts of the sediment transport. Also, a wave generator has been used to reproduce storm events on the lake. This paper presents a comparison of numerical and physical model predictions of the morpho-dynamic behavior of the delta, including the influence of coastal events on the estuary dynamics.

Résumé

Dans le cadre de la 3ème correction du Rhône, il est prévu de restaurer l'embouchure du Rhône dans le lac Léman. Historiquement, le Rhône divaguait en effet largement dans sa plaine alluviale et a été progressivement chenalisé au cours des 1ère et 2ème corrections du Rhône (XIXème et XXème siècles). Les endiguements ont ainsi conduits à un cloisonnement des milieux fluviaux, lacustres et terrestre. L'objectif est aujourd'hui de redynamiser ces milieux, en recréant un delta lacustre et terrestre à l'embouchure du Rhône dans le lac Léman. Pour cela, il est prévu de dériver une partie du Rhône dans un bras annexe environ 1500 m en amont de l'embouchure. Cette ouverture devra permettre d'acheminer les sédiments en provenance de l'amont vers le lac afin de constituer un dépôt lacustre, tout en redynamisant l'espace terrestre sous l'effet des divagations et débordements de ce bras secondaire. Afin de définir la faisabilité et les modalités d'exécution de ce projet, une étude détaillée sur modèle numérique a été réalisée, afin de définir la meilleure géométrie de la dérivation et de vérifier le fonctionnement hydro-sédimentaire de l'aménagement. Par ailleurs, des simulations de houle ont permis d'apprécier la déformation du delta sous l'effet de la houle, ainsi que les conséquences sur le transit littoral associé. A la suite de ces simulations, un modèle physique à fond mobile à l'échelle du 1/75ème a été construit, afin de conforter le choix de la variante d'aménagement à retenir, ainsi que les évolutions hydro- sédimentaires à prévoir dans le cadre de la variante choisie. Le modèle a également été l'occasion de vérifier les effets de la houle sur le développement du delta et de tester la sensibilité des évolutions à différents paramètres (volumes d'apports en provenance de l'amont, comblement de fosses d'extractions historiques dans le lac...). L'utilisation conjointe de ces deux outils de modélisation a permis de converger vers la solution la plus appropriée, en utilisant au maximum les interactions et les avantages de ces deux outils de modélisation.