Etude pour la mise en place d’une station hydrographique en aval d’une prise d’eau potable

Dans le cadre de mon cursus d’ingénieur en urbanisme et environnement spécialisé dans les milieux aquatiques, un stage d’une durée minimale de 16 semaines doit être réalisé afin de valider le semestre 10. J’ai eu la chance de réaliser mon stage au sein de l’entreprise Artelia Nantes, dans le département Hydraulique Environnement Eco-Conception (H2E) du lundi 17 février au vendredi 14 août 2020 (26 semaines). En raison des circonstances exceptionnelles dues au COVID-19, mon stage a été interrompu du 1er avril au 17 mai et a été prolongé du 14 août au 11 septembre soit un total de 24 semaines.

PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL

Artelia est un groupe d’ingénierie international multidisciplinaire, née de la fusion de Coteba et Sogreah en 2010. L’entreprise exerce aujourd’hui dans neuf secteurs d’activités à savoir : le bâtiment, l’eau, l’énergie, l’environnement, l’industrie, le maritime, le transport, la ville et le multi-sites. Ce groupe indépendant comprenant 42 agences en France et 53 agences à l’international est représenté par 5 900 collaborateurs dans le monde et affiche pour 2018 un chiffre d’affaire de 632 millions d’euros. Chaque agence Artelia en France est rattachée à une région. Pour Nantes, le lieu de mon stage est rattaché à la région Ouest d’Artelia. C’est ici même qu’est basé le centre de gestion de la région Ouest. Avec près de 80 ans d’ancienneté à Nantes, un réseau de 7 agences comprenant plus de 250 personnes et 20 millions de chiffre d’affaire ; Artelia Région Ouest offre les services, les ressources et la capacité d’expertise de la première société d’ingénierie indépendante de France.

Mon stage s’est déroulé au sein du département H2E plus précisément dans le pôle Hydraulique. Ce dernier est composé d’une équipe de huit personnes qui travaillent sur des thématiques comme le risque inondation, la restauration de continuité écologique, le diagnostic d’ouvrage hydraulique et toutes autres missions en lien avec l’hydraulique fluviale ou maritime.

PRESENTATION DE LA MISSION

CONTEXTE

Le SDEAU50 exploite sur la Sélune une prise d’eau destinée à alimenter l’usine de production d’eau potable de Milly (Fig. 2), commune située dans le département de la Manche (50). Cette prise d’eau a fait l’objet d’un arrêté préfectoral en date du 27 juillet 2019 portant Déclaration d’Utilité Publique (DUP) des travaux de prélèvement, de dérivation des eaux, de l’instauration des périmètres de protection et portant autorisation de prélèvement. Son article 5 impose la mise en place d’une station de jaugeage couplée à une station d’alerte à l’aval de la prise d’eau pour une meilleure connaissance des débits réels de restitution. Cette station doit permettre de vérifier le maintien du débit réservé qui est de 360 L/s (1/10e du module).

FONCTIONNEMENT DU SITE

Aujourd’hui, la prise d’eau nécessite un tirant d’eau d’environ 60 cm afin que la pompe fonctionne correctement (Fig. 3). Le seuil aval permet donc de rehausser la ligne d’eau afin de satisfaire son fonctionnement. L’échancrure permet de restituer le débit réservé. En étiage, il est récurrent que le tirant d’eau soit insuffisant pour permettre le pompage dans de bonnes conditions. Le SDEAU50 a notamment déposé plusieurs demandes de dérogation au débit réservé auprès de la DDTM50. Pour cela, une planche de bois est placée dans l’échancrure afin de rehausser le niveau d’eau.

LOCALISATION DE LA STATION HYDROMETRIQUE

Deux sites étaient envisageables pour implanter la station hydrométrique :
• En amont du seuil de la prise d’eau (Fig. 4) ;
• Le pont de la RD174 (Fig. 5)

La première localisation n’a pas été retenu. En 2021, le SDEAU50 va lancer, en partenariat avec le BRGM (Bureau de Recherche Géologique et Minier), une étude hydrologique et hydraulique à l’échelle du bassin versant de la Sélune afin d’appréhender l’évolution de l’hydrologie à l’horizon 2050.En fonction des conclusions de cette étude, le SDEAU50 va lancer un marché de travaux en vue de modifier le fonctionnement de sa prise d’eau afin qu’elle soit fonctionnelle. Le seuil actuel sera alors réaménagé et/ou supprimé en vue de rétablir, du même coup, la continuité écologique (code ROE28045). Il n’est donc pas pertinent de mettre en place une station de jaugeage sur site.

Ainsi, le pont de la RD174 a été retenu comme le site d’implantation le plus propice en raison de sa facilité d’accès. Au droit de ce pont, les écoulements de la Sélune sont cependant sous l’influence d’un radier naturel (section de contrôle aval Fig. 6) qui contrôle la ligne d’eau sur 420 m en amont.

MES MISSIONS DANS L’ETUDE

Dans le cadre de cette étude j’ai été amené à réaliser :
• Participer à la campagne topographique ;
• Réaliser du modèle hydraulique (HEC-RAS 1D et Capris) ;
• Rédiger du rapport d’étude ;
• Dimensionner de l’ouvrage ;
• Participer aux échanges avec le client.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela chatpfe.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

Introduction
Présentation de la structure d’accueil (Source : https://www.arteliagroup.com/fr )
Présentation de la mission
4.1. Contexte
4.2. Fonctionnement du site
4.3. Localisation de la station hydrométrique
4.4. Mes missions dans l’étude
Analyse Hydrologique
5.1. Données disponibles et méthodologie
5.2. Définition des débits caractéristiques au droit du site d’étude
5.2.1. Débits moyens mensuels
5.2.2. QMNA5 et module
5.2.3. Débits de crue
Modélisation hydraulique
6.1. Présentation
6.2. Méthodes de simulation
6.3. Structure du modèle
6.4. Données utilisées
6.4.1. Données topographiques
6.4.2. Données hydrologiques
6.4.3. Synthèse des données disponibles sur le site étudié
6.5. Conditions aux limites du modèle
6.6. Calage du modèle et définition du débit de plein bord
6.6.1. Evènement de calage
6.6.2. Résultats du calage
6.7. Définition du débit de plein bord
Definition de la future station hydrométrique
7.1. Type de station
7.2. Conditions hydrauliques
7.3. Equipements de la station
7.4. Seuil hydrométrique
7.4.1. Principe
7.4.2. Proposition d’aménagement
Verification du maintien de la continuité écologique
8.1. Analyse des vitesses et hauteur d’eau
8.2. Analyse de la chute
Détermiantion de la Courbe de tarage
9.1. Hydrogramme théorique simulé
9.2. Courbe de tarage obtenu