Les seuils du Fresne


Les seuils expérimentaux du Fresne ont été conçus comme réversibles et réalisés en 2002/2003 avec les objectifs suivants :

    -remonter les niveaux d’eau de 50 cm pour des débits compris entre l’étiage à 300 m3/s et 1000 m3/s, le relèvement s’annulant vers 2000 m3/s,

    -faciliter la réalimentation du Bras de Cul-de-Bœuf pour des débits compris entre 300 et 1000 m3/s en remobilisant les sédiments,

  -être invisibles à des débits supérieurs à 1000 m3/s .Entièrement submergés, ils ne modifieront plus la répartition des écoulements. Pour les débits de crues au-delà de 2500 m3/s, les ouvrages doivent être transparents,

    -augmenter la durée de mise en eau de la boire de Champtocé (pour sa fonction frayère),

   -favoriser le processus de «remous sédimentaires» et remonter le fond du lit dans le bras navigable, limitant ainsi le débit et la pente de l’écoulement dans ce dernier en amont de l’ouvrage,

   -ne pas faire obstacle au franchissement des poissons migrateurs,

   -permettre la navigation.

 Ces objectifs ont été globalement atteints. En amont, les lignes d’eau ont été relevées de 0,5 m pour les débits d’étiage annoncés avec une nouvelle répartition des écoulements dans les deux bras. Le bras sud de Cul-de-Bœuf s’est faiblement incisé et se retrouve connecté dès 350 m3/s et, en aval des ouvrages, les fosses d’affouillement, qui évoluent en fonction des débits, semblent ne pas poser de gros pro-blèmes. Toutefois, en 2005, il a été nécessaire d’intervenir pour consolider les berges érodées en aval des seuils et assurer un meilleur ancrage des boudins au niveau des échancrures. La remise en eau partielle du bras se-condaire a permis d’étendre les habitats favorables à certaines espèces animales et végétales ; les ouvrages ne font pas obstacle à la migration des poissons. Faune et flore réagissent plus aux contrastes hydrologiques qu’à l’aménagement lui-même.
Si l’efficacité des seuils est significative au plan hydraulique et, dans une moindre mesure, sédimentaire, cet aménagement, visible aux étiages, est controversé pour son impact paysager et l’obstacle qu’il représente pour la navigation de loisirs aux basses eaux.

Les importantes dégradations sur les ouvrages ont conduit Voies Navigables de France ( V.N.F.) a missionner en 2010 le bureau d'étude Hydratec-Artelia pour faire un diagnostic des ouvrages et des désordres constatés, étudier et chiffrer une solution de confortement (phase1), proposer des pistes nouvelles ou complémentaires de ces aménagements voire leur suppression (phase2) et, dans une tranche conditionnelle, détailler les propositions de la phase 2 et apporter des éléments d'analyse pour une réflexion sur leur devenir au regard des gains mais aussi des impacts générés par cet aménagement.

En 2012, trois scénarios de plus en plus impactants ont été proposés :

            Scenario 1: On ne recherche plus de gain de niveau (0 cm de pertes de charge pour 35 cm actuellement) mais on essaie de maintenir l’équilibre actuel de répartition des débits entre les deux bras.
Pour ce faire : Effacement total des boudins + arasement des chevrettes amont et aval du bras sud + raccourcissement de deux épis amont en rive gauche.

            Scenario 2 : On souhaite maintenir une perte de charge (environ 10 à 20 cm) pour continuer à favoriser le remous sédimentaire et on maintient l’équilibre actuel entre les deux bras en élargissant l’échancrure de l’épi à radier aval.

            Scenario 3: On souhaite conserver une perte de charge entre la valeur actuelle et la valeur initialement fixée (pertes de charge comprises entre 50 cm et 35 cm) ce qui entraî-nera une autre répartition des débits mais le nouvel équilibre entre les bras reste à définir.
Pour ce faire : Ouverture de l’échancrure de l’épi à radier aval + création d’un troisième seuil intermédiaire + arasement des chevrettes amont et aval du bras sud.

Les deux premiers scénarios ont été retenus par le comité de suivi en demandant, toutefois, une étude minutieuse de ceux-ci avant de s'orienter vers un choix définitif en cohérence avec l’étude de reconquête du lit de la Loire.

Fin 2013, Hydratec-Artelia a proposé les solutions techniques ci-après :

Scénario 1: Dans le bras principal, suppression des boudins et conservation du radier existant et, dans le bras se-condaire, arasement des chevrettes amont et aval et raccourcissement de deux épis amont rive gauche.

Scénario 2 : Dans le bras principal, ouverture du seuil aval, y compris du radier, et confortement des ouvrages avec suppression des boudins actuels.
Une variante est proposée avec la suppression des boudins et leur remplacement par des enrochements.

Les effets attendus.

D’une analyse multicritères il ressort que la variante technique au scénario 2 avec l'emploi d'enrochements, (déjà prévu pour la réalisation en 2002) est la solution qui satisfait le plus de critères sans les effets négatifs du scénario 1.

            Cette solution, en diminuant les vitesses des courants dans le bras principal, à l'origine des phénomènes d'érosion, améliore la situation initiale mais avec moins d’efficacité que le scénario 1. Pour la dynamique sédimentaire du bras secondaire, la situation est moins favorable à l’incision. La gestion ultérieure des ouvrages et la réponse aux impacts négatifs des seuils initiaux sont jugées très positives pour l’ensemble des critères. Toutefois, l’impact, dans la perception paysagère, des enrochements préconisés semble difficile à évaluer mais les paysages, de Bouchemaine à Nantes, en période de maigres, restent historiquement marqués par les épis noyés.

            La variante technique plaide en faveur de la réutilisation d'enrochements issus du site, ce scénario pourrait alors intégrer le remodelage des épis et l'arasement des chevrettes du bras sud. Dans ce cas, le rééquilibrage souhaité des débits imposerait des adaptations dans la reconstitution des seuils du bras principal (pour augmenter la section d’écoulement) et devrait avoir un effet positif pour la navigation de plaisance en diminuant la vitesse du courant au droit des seuils. Ce point reste cependant à approfondir.

            Cette solution de compromis présente de nombreux gains jugés positifs, du point de vue de la restauration morphologique du lit, de la réponse aux impacts négatifs des aménagements initiaux et de la gestion ultérieure des ouvrages.

Il n’en reste pas moins que cette expérimentation a démontré l’extrème difficulté qu’il y avait à satisfaire toutes les exigences, parfois contradictoires, qui n’ont pas manqué d’être exprimées et qu’elle ne saurait être une solution d’application universelle.

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