Recent Rhone river morphological change, research for flow restoration and flood management
Mutations géomorphologiques récentes du Rône aval, Recherches en vue de la restauration hydraulique et de la gestion des crues
Résumé
The flood of the Rhone river in December 2003 (11 500 m3 s-1), located downstream Beaucaire, had a water line 30 to 60 cm higher than that the reference flood of May 1856 (11 640 m3 s-1 ). This recent event caused overflows on the left bank of the Rhone between Beaucaire and Arles and breaches on the right bank of the Petit Rhone, with considerable damages for flooded areas. This phenomenon can be interpreted as a loss of flood flow capacity, due to geomorphological changes in the channel since the end of XIXth century.
In order to study this hypothesis, this thesis is built in three parts. In the first one, we analyze the factors influencing morphogenesis, throughout the catchment area and locally (changes in solid discharge, embankments...), from on a synthesis of historical and published data. In the second part, we look at the 2D changes of land use, then to 3D changes in the plain topography and the channel bathymetry since 150 years. Then we quantify erosion and sedimentary storage. These results are discussed and linked with the general forcing and the local constraints. An analysis of the Petit Rhône breaches allow a methodological improve for determining the area's most susceptible to rupture. The third part is focused on the evolution of solid flows since 150 years : modelisation and calculation of potentially reworked bottom sediment load in 1876 and 2006, estimation of suspended load transit and impact of human river management on their capture or removal from the calibration of aDcp data (validation of the method is presented).
In order to study this hypothesis, this thesis is built in three parts. In the first one, we analyze the factors influencing morphogenesis, throughout the catchment area and locally (changes in solid discharge, embankments...), from on a synthesis of historical and published data. In the second part, we look at the 2D changes of land use, then to 3D changes in the plain topography and the channel bathymetry since 150 years. Then we quantify erosion and sedimentary storage. These results are discussed and linked with the general forcing and the local constraints. An analysis of the Petit Rhône breaches allow a methodological improve for determining the area's most susceptible to rupture. The third part is focused on the evolution of solid flows since 150 years : modelisation and calculation of potentially reworked bottom sediment load in 1876 and 2006, estimation of suspended load transit and impact of human river management on their capture or removal from the calibration of aDcp data (validation of the method is presented).
La crue de décembre 2003, sur le Rhône en aval de Beaucaire (11 500 m3 s1) a eu une ligne d'eau plus élevée de 30 à 60 cm que la crue de référence du mois de Mai 1856 (11 640 m3 s1). Cette élévation a provoqué des inondations par surverse sur la berge gauche du Rhône entre Beaucaire et Arles et l'apparition de brèches en rive droite du Petit Rhône, entraînant des dégâts matériels considérables. Elle peut être interprétée en termes de perte de débitance, due à l'évolution géomorphologique du chenal depuis la fin du XIXe siècle.
Pour valider cette hypothèse, cette thèse est construite en trois parties. Dans la première, sont analysés les facteurs de la morphogenèse, à l'échelle du bassin-versant et locales (évolution des apports solides, aménagements...), sur la base d'une synthèse des données d'archives et des travaux déjà publiés. Dans la deuxième partie une analyse 2D de l'évolution de l'occupation du sol, puis 3D de la topographie de la plaine et du chenal depuis 150 ans localise et permet de quantifier les zones d'érosion et de stockage sédimentaire. Ces résultats sont discutés et mis en relation avec les forçages généraux et les contraintes locales. L'analyse des brèches du Petit Rhône pose les bases d'une méthode de détermination des zones les plus sensibles à la rupture. Enfin la troisième partie est axée sur l'évolution des flux solides en transit depuis 150 ans : modélisation et calcul de la charge de fond potentielle mise en mouvement en 1876 et en 2006, estimation des flux de MES en transit et de l'impact des aménagements sur leur piégeage ou leur remobilisation à partir de la calibration des données aDcp (dont la validation est présentée).
Pour valider cette hypothèse, cette thèse est construite en trois parties. Dans la première, sont analysés les facteurs de la morphogenèse, à l'échelle du bassin-versant et locales (évolution des apports solides, aménagements...), sur la base d'une synthèse des données d'archives et des travaux déjà publiés. Dans la deuxième partie une analyse 2D de l'évolution de l'occupation du sol, puis 3D de la topographie de la plaine et du chenal depuis 150 ans localise et permet de quantifier les zones d'érosion et de stockage sédimentaire. Ces résultats sont discutés et mis en relation avec les forçages généraux et les contraintes locales. L'analyse des brèches du Petit Rhône pose les bases d'une méthode de détermination des zones les plus sensibles à la rupture. Enfin la troisième partie est axée sur l'évolution des flux solides en transit depuis 150 ans : modélisation et calcul de la charge de fond potentielle mise en mouvement en 1876 et en 2006, estimation des flux de MES en transit et de l'impact des aménagements sur leur piégeage ou leur remobilisation à partir de la calibration des données aDcp (dont la validation est présentée).
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