Ce manuel pratique aide à comprendre les grands principes régissant la morphologie des cours d’eau et leur dynamique pour mieux concevoir des aménagements qui sauront résister aux crues sans déséquilibrer pour autant les écosystèmes. Le chapitre 1 donne les définitions, principes de base et résultats d’hydraulique à surface libre. Les chapitres 2 à 4 approfondissent le diagnostic des rivières en tenant compte du transport solide et de la constante interaction entre l’écoulement, le fond, les berges et le champ d’inondation. Les chapitres 5 à 9 exposent les différents aménagements et entretiens pour utiliser l’eau ou se protéger des crues. Cette 2e édition, entièrement réactualisée et augmentée de nombreux schémas et photos, aborde de nouveaux points : les calculs hydrauliques des déversoirs latéraux, des estimations de débit solide adaptées aux fortes pentes, la morphologie des torrents et les conséquences morphologiques des barrages, la restauration morphologique des rivières, les processus d’érosion par surverse, la conception des zones d’expansion de crues, des procédés de protection de berge ou de traitement des digues, la nouvelle norme sur les enrochements, etc... Diagnostic, aménagement et gestion des rivières s’adresse aux professionnels en charge de la gestion et de l’aménagement des cours d’eau ou de la police de l’eau : cabinets d’ingénierie, collectivités territoriales, établissements publics, sociétés d’aménagement régional et services déconcentrés et centraux de l’État. Il sera une aide précieuse pour les étudiants en écoles d’ingénieur ou en université et intéressera les chercheurs en mécanique des fluides, géomorphologie ou écologie fluviale.
Préface. Introduction. Liste des notations. Chapitre 1 - Hydraulique à surface libre. Définitions essentielles : les paramètres géométriques. Définitions essentielles : les paramètres hydrauliques. Définition des différents régimes d’écoulement. Régime permanent uniforme. Régime permanent graduellement varié. Régime permanent rapidement varié. Régime transitoire. Logiciels de calcul en rivières ou canaux. Chapitre 2 - Transport solide en hydraulique fluviale. Hydraulique fluviale et hydraulique torrentielle. Expérience pour illustrer charriage et suspension. Charriage et suspension. Érosion du fond, dépôt. Notion de capacité de transport solide. Taille des grains. Tri granulométrique, pavage. Contrainte tractrice et début de mise en mouvement d’une particule. Estimation du débit solide. Vitesse de début d’entraînement. Chapitre 3 - Formes naturelles des rivières, ripisylve et évolution des berges. Définitions fondamentales. Rôles de la ripisylve sur la vie des cours d’eau. Relations entre dimensions du cours d’eau et hydrologie. Évolutions dans les courbes. Styles fluviaux. Mécanismes d’évolution des méandres. Mécanismes d’évolution des berges. Équations du régime. Chapitre 4 - Conséquences morphologiques des aménagements. Évolutions du profil en long. Enlimonage des bancs. Évolutions morphologiques du lit majeur. Évolutions du tracé en plan. Évolution globale, en plan et en profil. Conséquences environnementales des incisions. Espace de mobilité des rivières actives. Conclusion sur l’évolution des rivières aménagées. Chapitre 5 - Stratégie et techniques de gestion et de protection des berges. Stratégie de protection ou de non-protection. Principes généraux de protection des berges. Techniques végétales de protection des berges. Matériaux granulaires pour protéger les berges. Calcul des protections de berges minérales. Conception des protections de berges vis-a-vis du glissement. Mise en œuvre des enrochements et des matelas Reno. Protection indirecte des berges : les épis. Génie civil ou génie biologique ? Suppression des protections de berge. Chapitre 6 - Cas des rivières endiguées : la fragilité des digues en terre. Définitions : digues, zones protégées, zones d’expansion des crues. Conséquences des ruptures de digues. Désordres et ruptures. Différents mécanismes de rupture ou de désordre des digues. Désordres d’origine géomorphologique. Faiblesses dues aux points singuliers. Le bilan négatif des digues bordant la rivière. Construction de digues fluviales nouvelles. Confortement des digues existantes. Crue de danger, crue de sûreté, crue de protection. Déversoirs dans les digues. Entretien des digues. Chapitre 7 - Les seuils en rivière. Principe général d’un seuil de dérivation. Rôle du seuil de dérivation sur le transport solide ; choix du site. Types de seuils. Fondations des seuils et dissipation de l’énergie. Calcul de stabilité des seuils en enrochements. Calcul de stabilité des seuils poids. Dégravement et vanne de chasse. Protection contre les corps flottants. Passes à poissons. Ouvrage de prise (cas d’un seuil de dérivation). Impact des seuils sur les nappes. Problématique des anciens seuils de moulins. Chapitre 8 - Rôle et actions de l’homme sur les crues. Rôle de l’homme sur les crues. Types de crue et types d’inondation. Travaux de réduction de l’aléa crue au niveau du bassin versant. Travaux de réduction de l’aléa débordement au niveau du lit. Modification de la vulnérabilité. Conclusion sur les crues. Chapitre 9 - Gestion, aménagement et entretien des cours d’eau. Objectifs d’aménagement. Travaux de protection contre les crues au droit des enjeux. Travaux de protection contre les crues en amont des enjeux. Gérer la végétation et les embâcles (lits mineur et majeur). Gestion des atterrissements. Restauration morphologique. Espaces de bon fonctionnement pour la rivière. Conclusion sur l’aménagement et la gestion du lit. Conclusion.