Recueil d’expérience et création d’ouvrages expérimentaux

Afin de mieux appréhender ces fonctions de résistance mécanique des ouvrages, les chercheurs d’Irstea ont mené un important travail de retour d’expérience à l’échelle alpine et contribué à la mise en place de chantiers expérimentaux testant des techniques de génie végétal dans des niveaux de contrainte inédits (torrents de pentes de 5 à 10%) (Evette A., Roman D. et al. 2013).

Dans le cadre du projet Géni’Alp, un retour d’expériences a été mené afin de collecter des informations sur les techniques de protection de berges employées sur des cours d’eau de montagne et d’évaluer leur résistance. Il s’est également agi d’analyser les succès et échecs des différentes techniques. Les sites ont été sélectionnés principalement sur l’Arc alpin, mais aussi dans d’autres massifs, sur des cours d’eau dont la pente est supérieure à 1 %. Treize sites et dix-huit ouvrages en France et en Italie sont ici présentés. Ces ouvrages ont globalement bien « réussi ». Chaque ouvrage a fait l’objet d’une analyse descriptive et historique, de relevés topographiques et d’une analyse de la granulométrie du fond du lit.

Une synthèse est proposée sous forme graphique et reprend, pour chaque ouvrage, la pente du lit, la contrainte tractrice critique de mise en mouvement (estimée pour le diamètre D84, diamètre tel que 84% des éléments du lit sont plus fins, indicateur largement utilisé dans la communauté des géomorphologues de rivières à graviers), la technique employée et l’année de construction (figure ci-contre). La contrainte tractrice critique calculée pour D84 est un indicateur régulièrement utilisé pour estimer le débit ou la hauteur d’eau nécessaire à un profond remaniement du lit, à une activité morphogène notable (Evette A., Roman D. et al. 2013).

 

Différentes techniques de génie végétal utilisées dans 18 ouvrages du retour d’expériences Géni’Alp, en fonction de la pente du cours d’eau et de la contrainte tractrice pour D84 (l’année de réalisation est indiquée) d’après Evette, Roman et al. (2013). Des techniques de génie végétal résistent ainsi sur des cours de pente supérieure à 1 ou 2 % depuis plus de vingt ans.

Cette figure montre que des techniques de génie végétal pur (sans enrochement de pied de berge) et des techniques mixtes (avec enrochement de pied de berge) tiennent depuis 15 à 20 ans sur les berges de cours d’eau ayant des pentes supérieures à 1 % (usuellement jugés torrentiels) et charriant des blocs de grosse dimension. On peut ainsi noter la bonne tenue d’un ouvrage en pure technique végétale réalisé en 1996 sur l’Isère avec une pente proche de 2%. De même, des couches de branches à rejets avec enrochement de pied de berge sur des rivières alpines avec des pentes de l’ordre de 2 % résistent depuis une vingtaine d’années en Italie.

Dans le cadre du même projet, 6 chantiers pilotes de génie végétal en rivière de montagne ont été mis en place. Ces chantiers ont permis d’avancer sur différentes problématiques qui se posent dans ce contexte particulier. Il s’agissait d’abord de savoir si des techniques de génie végétal pures ou mixtes pouvaient résister aux contraintes mécaniques (forces tractrices, transport solide) sur des torrents de 5 à 10 % de pente avec des talus haut (jusqu’à plus de 10 mètres), parfois conjugués avec des problématiques de glissements argileux.

Les modèles naturels alpins étant différents de ceux utilisés en plaine, il s’agissait également de tester la mise en place d’espèces locales et notamment de saules alpins. Il s’agissait également de prendre en compte les caractéristiques particulières de ces bassins versants qui présentent une période de hautes eaux de printemps marquée (régime nival), une courte période de végétation et l’impossibilité d’intervenir en période hivernale à cause de la neige ; ensemble de points critiques pour la bonne mise en œuvre des ouvrages (Evette A., Roman D. et al. 2013 ; Evette A., Frossard P.-A. et al. 2017).

Photos de 2 ouvrages de génie végétal Géni’Alp, avant, pendant et après les travaux.

© Crédits respectifs : A. Evette, A. Matringe, A. Evette, P.-A. Frossard, P.-A. Frossard, A. Evette.

Cette première phase de recueil d’expériences et de développement a montré que des ouvrages de génie végétal tenaient depuis plusieurs décennies sur des rivières alpines (Evette A., Roman D. et al. 2013) et que des ouvrages construits sur des torrents à forte pente toléraient des crues intenses peu de temps après leur construction (Leblois S., Evette A. et al. 2016 ; Evette A., Frossard P.-A. et al. 2017), un point concentrant souvent l’inquiétude des potentiels utilisateurs de ces techniques.

Dès lors, dans le cadre du projet Resibio et avec l’appui de l’Agence Française pour la Biodiversité, les chercheurs d’Irstea ont visé à affiner le dimensionnement de ces ouvrages. Il existe deux sortes d’approches pour étudier la résistance aux contraintes mécaniques des ouvrages du génie végétal (Frossard P.-A. et Evette A. 2009) :

  • La première est empirique et consiste au recueil d’observations sur la bonne tenue ou la destruction des ouvrages lors de crues importantes ;
  • La seconde approche est plus mécaniste et consiste à préciser les mécanismes physiques donnant lieu à la destruction de l’ouvrage.

Pour aller plus loin

Evette, A., P.-A. Frossard, N. Valé, S. Leblois & A. Recking, 2017. Oser le génie végétale en rivière de montagne – Retour d’expérience sur les ouvrages Géni’Alp. Sciences Eaux & Territoires Hors série.

Evette, A., D. Roman, J.-B. Barré, P. Cavaillé & F. Espinasse, 2013. Recueil d’expériences techniques. In : Bonin, L, Evette, A, Frosard, P-A, Prunier, P, Roman, D, Valé, N, Génie végétal en rivière de montagne – Connaissances et retours d’expériences sur l’utilisation des espèces et de techniques végétales : végétalisation de berges et ouvrages bois. Grenoble, pp. 63-14.

Frossard, P.-A. & A. Evette, 2009. Le génie végétal pour la lutte contre l’érosion en rivière : une tradition millénaire en constante évolution. Ingénieries Eau, Agriculture, Territoires Numéro spécial : Ecologie de la restauration et ingénierie écologique:99-109.

Leblois, S., A. Evette, A. Recking & G. Favier, 2016. Amélioration des méthodes de dimensionnement des ouvrages de génie végétal en berges de cours d’eau par une approche empirique. Sciences Eaux & Territoires Hors série.