Etude de la dynamique sédimentaire au droit du barrage de Sous-Roche sur la Valserine

Contexte et objectifs

Étant donné son état de conservation exceptionnel et grâce à une volonté forte des acteurs locaux, la Valserine est la première rivière de France labellisée « Site Rivière Sauvage ». Cette labellisation permet de bénéficier de financements spécifiques pour préserver et même améliorer les rares points de dysfonctionnement observés à l’échelle du bassin versant.

Le barrage de Sous-Roche est le principal ouvrage transversal au cours d’eau sur les 48 km de cours principal de la rivière. La SHEMA (Soc Hydraulique Etudes Missions Assist), propriétaire de l’ouvrage, est également l’exploitant de l’usine hydroélectrique.

Le barrage est équipé d’un ouvrage de franchissement pour la faune piscicole (passe à poissons). En revanche, l’effet du barrage sur le transport sédimentaire n’est pas connu.

En 2017/2018, SCIMABIO Interface a réalisé une étude sédimentaire qui a permis de caractériser le transport sédimentaire au droit du barrage de Sous-Roche, d’évaluer l’écart observé par rapport à un secteur de référence non influencé par le barrage (linéaire situé hors de la courbe de remous du barrage), et de proposer des solutions techniques adaptées au site permettant de réduire  impact du barrage sur le transport sédimentaire, tout en prenant en compte la nécessaire rentabilité liée à la production d’hydroélectricité.

Pour ce faire, le traçage sédimentaire utilisant la technologie RFID a été employé selon la méthodologie présentée ci-après.

Méthodologie

Au total, 400 particules ont été marquées à l’aide de transpondeurs 23mm. Ce choix de 400 particules est issu à la fois d’une volonté de déposer un nombre significatif de particules par station de dépôt, tout en proposant un nombre important de stations de dépôt permettant de comparer l’influence de la zone de remous solide du barrage par rapport à un secteur de référence amont exempt de l’influence de ce dernier. En considérant la morphologie de la rivière, 8 stations de dépôt ont été sélectionnées pour le dépôt des particules et un nombre arbitraire de 50 particules suivies par station a été choisi, soit un total de 400 particules.

Au sein de la Valserine et notamment au niveau du linéaire d’étude, sont majoritairement présents des galets calcaires aux formes ovoïdes. Étant donné leur prédominance, c’est donc ce type de particules qui a été privilégié pour le suivi.

Les particules marquées ont été préalablement prélevées sur le secteur d’étude et le marquage s’est déroulé en atelier. Chaque particule a été pesée et mesurée au niveau des 3 axes a, b et c (protocole de Wolman). Un trou a été réalisé au centre de la particule, le transpondeur a été inséré, puis le trou rebouché à l’aide d’une colle mortier époxy.

Principaux résultats

D’après notre expertise et les résultats obtenus par le traçage sédimentaire, il semble que le système ouvrage/rivière a atteint un certain équilibre morphologique. Dans le cadre des mécanismes en jeu pour atteindre cet équilibre (phénomène naturel de compensation de la modification du profil en long de la rivière après édification du barrage), un remous solide s’est formé en amont du barrage, ce remous se caractérisant par une accumulation importante de particules sédimentaires sur une certaine distance. Dans le cadre de notre étude, nous avons évalué que ce remous remontait jusqu’au niveau de la station n°5 soit environ 900 mètres du barrage. La dernière proposition en date (2005) faisait état d’un linéaire de 1 200 mètres.

Figure : Distribution des distances parcourues par les particules (en km) en fonction de leur station de dépôt.

Les volumes de matériaux stockés dans ce remous solide sont d’autant plus importants que l’amont du barrage est situé sur un secteur topographique favorisant naturellement les dépôts sédimentaires (élargissement du fond de vallée, réduction de la pente). Il est ici important d’indiquer que ce remous solide n’engendre pas d’impact néfaste sur des usages ou des activités en bord de cours d’eau.

Le traçage sédimentaire a permis de bien mettre en évidence les effets ponctuels de ce remous solide avec une tendance nette au dépôt ou au ralentissement du déplacement des sédiments en comparaison au secteur de référence amont. Mais le traçage a également montré qu’il n’y avait pas de blocage des particules et que, sur une fenêtre chronologique restreinte (environ 13 mois), on enregistrait un franchissement du barrage par une certaine proportion du lot de particules marquées. Il a également été mis en évidence que le barrage et son remous solide ne provoquaient pas un tri granulométrique significatif.

D’un point de vue global et quantitatif, il est donc constaté un certain équilibre morphodynamique. Mais il faut à présent analyser les résultats obtenus et les observations réalisées à une échelle temporelle plus fine. On peut alors constater, par l’image en particulier, que le transit sédimentaire au droit du barrage de Sous-Roche ne suit pas une rythmicité naturelle et est sensiblement soumis à la gestion de la vanne de dégravement.