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RISQUES NATURELS EN MONTAGNE Boules de neige et Gouttes d’eau. préambule. Etude de deux risques naturels : crues et avalanches sur le site du Saleix. Vallée du Saleix. Sommaire. Présentation du projet ……………………... p 5 Etude du Saleix (chap. 1)…………………… p 6 - PowerPoint PPT Presentation
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1
RISQUES NATURELS RISQUES NATURELS EN MONTAGNEEN MONTAGNE
Boules de neige et Gouttes d’eauBoules de neige et Gouttes d’eau
3
préambulepréambule
Etude de deux risques naturels :
crues et avalanches sur le site du Saleix
Vallée du SaleixVallée du Saleix
4
SommaireSommaire
Présentation du projet ……………………... p 5
Etude du Saleix (chap. 1)…………………… p 6
Les avalanches (chap. 2)……………………. p 37
Epilogue …………………………………….. p 64
5
Organisation
REPA RT IT IO N D ES T A C HES A U S E IN D U G RO UPE
B INO M E 1
Th é orieM od é lisa tion
TR INO M E 4
P ré ven tionG es tion d es risq u es
B INO M E 1 TR INO M E 4
S im u la tion ssan s / avec d ig u e
AVALANCHES
B INO M E 3
E tu d e H yd ro log iq u e
B INO M E 2
E tu d e H yd rau liq u e
B INO M E 3
G es tion d es risq u esP P R
CRUESEtude du bassin versan t du Saleix
RISQUES NATURELS EN M ONTAGNEBoules de neige et gouttes d'eau
6
Chapitre 1Chapitre 1
Et au milieu coule une rivière …Et au milieu coule une rivière …
Vue du village d ’Auzat - Vallée du SaleixVue du village d ’Auzat - Vallée du Saleix
7
AUZAT
Présentation du site
8
Objectifs :
1- Caractériser le bassin versant
2- Déterminer les débits de crues caractéristiques
Débit ?
Pluie ?
Etude hydrologique
Limite du bassin ?
9
Bassin versant montagneux:
Morphologie :
2088 m726 m
Pente 15%
Altitude moyenne 1500 m
Superficie 12,4 km²
Caractérisation du bassin (1)
10
Le Ruisseau de Saleix:
Pic du Mont Ceint
Confluence avec le VicdessosEst
Est
Sud
Auzat
Ancien verrou glaciaire
Caractérisation du bassin (2)
11
Réseau hydrographique :• Réseau en « baïonnette »
• Plus long thalweg 8775 m
Caractérisation du bassin (3)
12
Aperçu géologique
• versant sud : roches cristallines
• versant nord : roches sédimentaires
bassin assez perméable
Durée caractéristique de l’écoulement Temps de concentration : Tc = 2 h
Caractérisation du bassin (4)
13
Pas de station sur le Saleix ???
… mais sur l’Artigue !!!
Relevés de débits depuis 1970
Peut-on les utiliser ?
OUI, car :proximité géographique, superficie voisine,
Transfert des données par proportionnalité d’aire
même orientation, similitudes géologiques
Hydrométrie
14
Collecte de données : même problème ???
Etude régionale des pluies
Etablissement de lois pluie-altitude• pour les pluies journalières
• pour les pluies de durée Tc
Estimations retenues :Pa = 1200 mm P10(2h) = 40 mm
Pj10 = 90 mm P100(2h) = 59.8 mm
Pluviométrie
15
Débit de pointe décennal :
Débit de pointe centennal:
• à partir des données hydrométriques
• méthodes sommaires et déterministes
( SOCOSE, CRUPEDIX, méthode Rationnelle et SCS)
méthode du GRADEX , méthode Rationnelle et méthode sommaire
Qi100 = 34 m3/s
Qi10 = 15 m3/s
Estimation des débits de crue de référence
16
Calculs de lignes d ’eau
Le Saleix, traversée d ’Auzat
17
Données nécessaires aux simulations (1)
DONNEES TOPOGRAPHIQUES
Profil en long du ruisseau
Mesures avec le théodolite
Digitalisation du cadastre
Coordonnées (x,y) des points de mesure
18
Données nécessaires aux simulations (2)
DONNEES HYDROLOGIQUESET HYDRAULIQUES
Estimation des débitsde crues centennale
et décennale
Etude hydrologique
Morphologie du ruisseau
Estimation ducoefficient de
Strickler
19
Données nécessaires aux simulations (3)
DIMENSIONS DES OUVRAGES
Hauteur desdigues
Dimensions des ponts
20
Mesures avec le théodolite
Visée de la cible
Altitudes
Distances par rapport au point de référence
21
Dimensionnement des ouvrages
Mesure des ouvrages
Mesure des digues
Profil en long du Saleix dans Auzat
Altitude des ouvrages hydrauliques (OH) et des points de mesureen fonction de la distance cumulée
23
Ligne d ’eau pour crue décennale: Q = 15 m3/s
!Cote du fond
Ligne d ’eau
Cote de débordement
24
Ligne d ’eau pour crue centennale: Q = 34 m3/s
!
25
OUVRAGES EN CHARGE
Voûte basse Rétrécissement
26
Simulation de débordement avec TELEMAC 2D
Zone d’étude : partie avale du Saleix
27
Vue 3D du domaine
Vue en perspective du domaine
Ruisseau
Rive droite
Rive gauche
28
Maillage Conditions aux limites
Conditions libres
Débit imposé
“Mur”
“Mur”
29
Hydrogramme de crue
Q100 = 34 m3/s
30
Hauteurs d ’eau
T =30 mn Q = 17.5 m3 / s (montée crue)
T =1 h 40 mn Q = 34 m3 / s (crue établie)
31
Vecteurs vitesse
32
Près d’une commune française sur deux est susceptible d’être affectée
par des risques naturels
Prévention et protection contre les crues
1-Un moyen de prévention le PPR
2-Exemples de moyens de protection
Inondations du mois de Novembre 1999, dans le Sud du TarnInondations du mois de Novembre 1999, dans le Sud du Tarn
33
• Mis en place par la loi du 2
février 1995 relative au
renforcement de la protection de
l’environnement
Le PPR relève de la responsabilité de l’Etat
• Ses objectifs sont : la cartographie des zones à risques
la définition de nouvelles mesures de prévention et de protection
Le Plan de Prévention des Risques Naturels (PPR)
Inondations du mois de Novembre 1999, dans le Sud du Tarn
34
Arrêté de prescription Projet de PPR
Projet éventuellement modifié
Arrêté d’approbationAnnexion au POS
La procédure d’élaboration
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Moyens de protection (1)
La correction active
Banquette de terre grillagées plantées d’herbes
Ensemble des dispositions visant à réduire le transport solide en agissant sur
les foyers d’érosion
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Moyens de protection (2)
La correction passive
Plage de dépôt
Seuils ou petits barrages de stabilisation
Ensemble de mesure tendant à fixer le profil en long du torrent, à stabiliser les berges et à contenir
les matériaux transportés
37
Chapitre 2Chapitre 2
Sur le front des avalanches …Sur le front des avalanches …
38
Types d ’avalanches (1)
Avalanche de plaque dure
Type : neige compacte
Vitesse :30m/s
m vol : 200 - 400 kg/m3
39
Types d ’avalanches (2)
Avalanche de poudreuse
Type : aérosol
Vitesse : 60 à 80m/s
m vol < 100 kg/m3
40
Types d ’avalanches (3)
Avalanche de neige dense
Type : neige humide
Vitesse : 5 à 20m/s
m vol > 500 kg/m3
41
Facteurs à risques
• Facteurs fixes : environnement (topographie, pente, végétation, exposition)
• Facteurs météorologiques :
vent, chutes récentes de neige, pluie, température, état du manteau neigeux, ...
42
Qu’est-ce qu’une avalanche ?
résisteotricem FFFdt
dUm
2cUbUaFrésiste
sinmgFmotrice
Equation de la quantité de mouvement :
43
Modèle de Voellmy (1955)
h
gUgg
dt
dU
2
cossin
Modèle pour les avalanches de neige dense :
Avec : coefficient de frottement turbulent (500-600)
coefficient de frottement solide type Coulomb (0.3)
pente de l ’écoulement
44
Simulations
But : simuler une avalanche sur un couloir fictif avec et sans ouvrage de protection
Moyens :
• utilisation du logiciel Telemac2d
avalanche de neige dense
• adaptation des paramètres
45
Géométrie
Couloir d ’avalanche :
50 x 200 m
pente de 20°
Vallée :
300 x 300 m
pente de 10°
46
Premiers résultats
Hauteur et vitesse pour une simulation à 40s.
47
Risque et prévention des avalanches
RISQUES ET PREVENTION
La localisation des risques
L ’avalanche : un risque pour tous
La protection
La prévision
Simulations avec Digue
48
L’avalanche : un risque pour tous
2 types de risquesHumains Matériels
49
1853 Avalanche très grave : dévastation de Remoult et de la Solle 1877 Avalanche assez grave qui a touché Saleix.1936 Catastrophe très dévastatrice : une avalanche et une crue1939 Catastrophe d'Isourt : 28 morts, plus de 25 blessésgraves dégâts matériels sur les aménagements hydroélectriques
Les avalanches à Auzat
50
Localisation des risques (1)
Localiser les risques :
Rercherche et archivage d’informations
Cartographie
Système d’information du territoire
Problème pour l’aménagement du territoire
51
Localisation des risques (2)
INFORMATIONS EPA
OPA
CLPA
PZEA : Une carteUn rapport
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La protection contre les avalanches
Défense contre les avalanches
Défense temporaire
Défense passive
• Mesures d’interdiction et d’évacuation• Déclenchement artificiel (explosifs)
Défense active
Défense permanente
• Ouvrages de déviation• Ouvrages de freinage• Ouvrages d’arrêt
• Ouvrages retenant la neige• Travaux modifiant la surface du sol• Ouvrages modifiant le dépôt de neige
53
Exemples des moyens de protection
Défense permanente passive : Galerie paravalanche protégeant une route
Défense permanente active :
Râteliers prévenant le déclenchement de l’avalanche
Défense temporaire :Installation de Gazex provoquant le départ de l’avalanche
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La prévision numérique
Organismes de recherche :
Météo France, Cemagref
Observation, Mesures des
paramètres météorologiques
et nivologiques
Modèles numériques :
Safran, Crocus, Mepra
Prévision du risqued’avalanche
55
La prévision du risque
1 Risque Faible Conditions sûres
2 Risque Limité Conditions favorables
3 Risque Marqué Conditions partiellement défavorables
4 Risque Fort Conditions défavorables
5 Risque Très fort Conditions très défavorables
Echelle européenne de danger d'avalanche :
Stabilitédu
manteauneigeux
Indice
56
Simulations : Maillage avec digue
Maillage avec digue à 60°
réalisé sous Matisse
Hauteur = 5 m
57
Simulations : géométrie, profil 2D
Profil du fond
et hauteur d’eau
Digue de 5 m
Sans incidence
digue
58
Simulations : Incidence nulle
Hauteur et Profil de vitesse pour une digue sans incidence
59
Simulations : Incidence à 45° et 60°
Hauteur pour des digues d’incidence à 45° et 60°
60
Effet freineur de la digue (sans incidence)
Profil des vitesses le long du couloir à l’abscisse x=150m
Sans digue
Digue 2m
Digue 5m
Digue 7m
Digue 10m
Digue 12m
digue
61
Effet freineur de la digue (sans incidence)Profil de l’énergie cinétique x=[125,175]m, y=200m
62
Perte d’énergie cinétique
La perte d’Ec au passage de la digue est proportionnelle à
V²ssdigue-V²digueV²ssdigue
63
Effet de déviation de la digue
d=distance du front à
l’axe de l’écoulement
non dévié
D=distance parcourue
par le front selon la
ligne de plus grande
pente
64
ÉpilogueÉpilogue
Les points clés de notre étude ont été :
l’approche d’un problème de type ingénieur d’études
le travail de groupe et la communication
la gestion d’un projet complet
Cet album a été réalisé par :
Sylvie Champeaux, Karine Desnos, Nicolas Gatimel, Sylvie Champeaux, Karine Desnos, Nicolas Gatimel,
Laetitia Grimaldi, Perrine Guillo, Delphine Hertens, Laetitia Grimaldi, Perrine Guillo, Delphine Hertens,
Alexis Pons, Sophie Ricci et Sébastien Voisin.Alexis Pons, Sophie Ricci et Sébastien Voisin.