Étude sur modèle réduit des affouillements en aval du barrage de Beaumont-Monteux sur l'Isère

Physical model study of scour downstream of Beaumont-Monteux dam on the Isère River

¹ ARTELIA EAU &ENVIRONNEMENT - 6, rue de Lorraine 38130 Echirolles
e-mail: sebastien.derrien@arteliagroup.com
² EDF-CIH - Savoie Technolac, 4 Allée du Lac de Tignes 73290 La Motte Servolex
e-mail: anne.clutier@edf.fr, benoit.blancher@edf.fr
³ EDF-CIH - 37, rue Diderot 38040 Grenoble
e-mail: florian.carraz@edf.fr

Résumé

Situé sur l'Isère à 10 km en amont de la confluence avec le Rhône, le barrage mobile en rivière de Beaumont-Monteux a connu dès le début de son exploitation en 1921 des phénomènes d'érosion en aval du radier. Les confortements successifs n'ont pas permis d'assurer une protection pérenne de l'ouvrage vis-à-vis des affouillements. Dans la continuité d'une étude sur modèle numérique 3D réalisée par EDF, ARTELIA a réalisé pour le compte d'EDF une étude sur modèle réduit au 1/50ème des affouillements en aval du barrage.

La difficulté de représentation sur modèle physique de la molasse gréseuse formant l'assise du barrage a conduit à choisir un matériau granulaire affouillable, calibré sur la base de plusieurs formules empiriques d'estimation des profondeurs d'affouillement. La mesure des vitesses en aval du barrage, l'établissement des champs de vitesse en surface (en amont et en aval) et le relevé bathymétrique par photogrammétrie ont permis d'établir une description complète des conditions d'écoulement et des affouillements générés en état actuel.

Les différentes solutions " anti-affouillement " testées ont permis d'apprécier l'influence des règles de gestion des organes mobiles sur la formation des affouillements pour les débits faibles et moyens, et d'identifier les modifications structurelles les plus efficaces pour la réduction du risque d'affouillement (réalisation d'un bassin de dissipation exploitant au mieux la structure existante, mise en œuvre d'un tapis d'enrochements).

Abstract

Located on the Isère River 10 km upstream from the confluence with the Rhône river, the Beaumont-Monteux mobile dam has experienced erosion phenomena from the beginning of its operation in 1921. Successive repairs did not ensure reliable protection of the structure from scouring process. Following on from the 3D numerical study conducted by EDF, ARTELIA carried out a physical model study (scale factor 1/50) of the scouring phenomena downstream of the dam.

The difficulty of representation on a physical model of sandstone forming the dam foundation led to the selection of a granular material, calibrated on the basis of several empirical formulas for estimating scour depths. Measurements of downstream velocities, establishment of surface velocity fields (upstream and downstream) and bathymetric survey by photogrammetry enabled to establish a complete description of the flow conditions and the scour generated in the current state.

The various scour-control measures that were tested enabled to assess the influence of the management rules of mobile gates on the formation of scour for low and medium flow discharges, and to identify the most effective structural changes for the reduction of scouring risk (stilling basin making the best use of the existing structure, implementation of a riprap blanket).