Evolution morphologique du lit de la Loire au droit du secteur de Belleville et comparaison aux évolutions régionales

Le développement économique de la seconde moitié du 20ème a engendré une forte croissance des besoins énergétiques. Pour satisfaire cette demande, un parc de centrales nucléaires a été implanté sur l’ensemble du territoire français. C’est dans ce contexte qu’en 1979, la centrale nucléaire de Belleville (Cher, France) a été construite dans le lit majeur de la Loire. En 1999, dans le cadre du renouvellement d’occupation du Domaine Public Fluvial de la centrale de Belleville, l’administration a demandé à EDF de réaliser un diagnostic morphologique, hydraulique et écologique du secteur de Belleville. L’objectif de ce travail était d’améliorer la compréhension des dynamiques morphologiques et hydrauliques sur le site, ainsi que de mettre en évidence les évolutions du lit depuis la construction de la centrale. La présente étude vient compléter ce diagnostic. Le but est d’examiner l’évolution récente du lit de la Loire autour de la centrale de Belleville, et de replacer les évolutions locales enregistrées dans le cadre général à grande échelle et une sur longue période du lit de la rivière. Ce rapport se découpe en plusieurs parties, dans lesquelles il sera présenté l’entreprise et le cadre général de l’étude, les matériels et les méthodes employés, l’évolution morphologique de la Loire sur le secteur de Belleville et l’évolution du lit à une échelle régionale.

Présentation de l’entreprise

Présentation du groupe EDF 

Le groupe EDF est un des leaders de la production, la distribution et la commercialisation d’électricité en Europe. Il gère un parc de production d’une capacité de 130 GW. Il fournit énergies et services à 38 millions de clients dans le monde dont 27 millions en France, avec un ancrage territorial fort et un engagement dans les missions de service public. Le groupe EDF est constitué d’Electricité de France (EDF) et d’un réseau de filiales européennes et de sociétés implantées dans le monde. EDF et les sociétés du Groupe exercent des activités centrées sur les métiers de l’énergie : production, négoce, transport, distribution, commercialisation et services.

Présentation du pôle recherche et développement 

EDF R&D a pour missions principales de contribuer à l’amélioration des unités opérationnelles du Groupe EDF et d’identifier et de préparer les relais de croissance à moyen et long termes. EDF R&D se compose de 16 départements répartis sur quatre sites : Karlsruhe, Clamart, Renardières et Chatou. On retrouve parmi ces départements, le Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement.

Présentation du Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement

Le LNHE regroupe les compétences d’EDF–Recherche et Développement dans le domaine de l’eau. Sa mission principale est d’apporter au groupe EDF une assistance technique à l’exploitation du parc des centrales hydrauliques, thermiques ou nucléaires. La réalisation de cette mission conduit à concevoir et mettre en œuvre des méthodes fondées sur des mesures in situ, des essais sur modèle physique et en laboratoire, le développement de codes de calcul pour modèles numériques. Le LNHE compte une centaine de personnes réparties dans des groupes d’études, constitués pour une durée de trois ans. Actuellement, les cinq groupes du département sont :
• Le groupe « Modélisation des Apports Hydriques et Transferts Hydro-Sédimentaires»
• Le groupe « Modélisation multidimensionnelle et Approche Physique en Hydraulique Fluviale et Maritime »
• Le groupe « Qualité des eaux et Environnement »
• Le groupe « Evaluation des risques Environnementaux et Sanitaires »

C’est au sein du groupe « Modélisation des Apports Hydriques et Transferts Hydro-Sédimentaires », sous le tutorat de Jean-Pierre BOUCHARD que ce stage s’est déroulé du 1er Avril au 15 Août 2008 sur le site d’EDF Chatou.

Cadre de l’étude

Contexte général

La Loire, comme l’ensemble des fleuves européens et nord-américains, a été façonnée par l’homme au cours des siècles. Son visage actuel s’est dessiné au gré des levées, des ouvrages de navigation (duits, épis, digues submersibles) et des extractions de granulats. Ces aménagements ont répondu avec plus ou moins de succès aux attentes et aux besoins des populations de l’époque : lutte contre les inondations, navigation, remblais pour les travaux publics.…. Le développement des besoins en énergie durant le 20 ème siècle n’a pas échappé à la règle. Il a inévitablement conduit les autorités à installer sur la Loire des barrages hydroélectriques tels que ceux de Naussac et de Villerest, et des centrales nucléaires à Belleville, Dampierre, Saint Laurent des Eaux et Chinon .

L’étude menée lors de ce stage s’intéresse à l’influence des travaux réalisés lors de la construction de la centrale nucléaire de Belleville sur l’évolution morphologique du lit de la Loire.

Présentation de la Loire

La Loire est le plus long fleuve de France avec un tracé d’environ 1012 km. Il prend sa source dans le Massif Central, dans le département de l’Ardèche, au Mont Gerbier de Joncs, à 1408m d’altitude. La Loire draine un bassin versant de 117000km², ce qui représente 1/5 du territoire français. Les affluents les plus importants (Cf. Figure 1) sont de l’amont vers l’aval, l’Allier, le Cher, l’Indre, la Vienne et la Maine. Du point de vue de la morphologie fluviale, le secteur qui nous intéresse, c’est à dire le tronçon localisé entre le bec d’Allier et Briare, se caractérise par un style fluvial en anabranche : « les îles végétalisées séparent les chenaux secondaires d’un chenal en tresse » (Nanson et Knighton, 1996, Rodrigues, 2004). Les sédiments charriés sont majoritairement de nature cristalline. Leur composition se répartit essentiellement entre les sables grossiers et les graviers (Bertois, 1959, Babonaux, 1970, Brosse, 1982, Rodrigues, 2004).

Régime hydrologique

Avant de décrire les aménagements réalisés pour la centrale et le cadre réglementaire lié à l’étude, il est nécessaire de présenter les événements qui régissent les évolutions morphologiques du site. Il est établi que l’essentiel du transport solide se déroule durant les épisodes de forts débits. C’est pourquoi nous allons rapidement préciser le contexte hydrologique de la Loire à Belleville. Les données présentées ici proviennent de la BanqueHydro et de la Division Technique Générale (DTG) d’EDF. Les débits ont été mesurés à Gien (station la plus proche, située à 29km en aval de Belleville) sur une période allant de 1936 à 2008.

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Table des matières

Résumé
Abstract
Introduction
Partie1 : Présentation de l’entreprise et cadre général de l’étude
1. Présentation de l’entreprise
2. Cadre de l’étude
Partie 2 : Matériels et méthodes
1. Bathymétrie
2. Analyse des photographies aériennes
3. Niveaux d’eau
Partie 3 : Suivi de l’évolution morphologique de la Loire sur le secteur de Belleville
1. Evolution de la bathymétrie
2. Evolution du tracé en plan
3. Evolution de la bande active
4. Evolution des points bas
5. Evolution des niveaux d’eau
6. Conclusion sur l’évolution morphologique du secteur de Belleville
Partie 4 : Suivi de l’évolution morphologique de la Loire à une échelle régionale
1. Synthèse bibliographique
2. Analyse des photographies aériennes
3. Analyse des lignes d’eau d’étiage
4. Conclusion de l’étude régionale
Conclusion générale
Bibliographie
Table des figures
Table des tableaux
Table des matières
Annexes

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