Restauration morpho-dynamique et redynamisation de la section court-circuitée du Rhin en aval du barrage de Kembs (projet INTERREG / EDF)

National audienceThe Upper Rhine River has been heavily impacted by channelization for flood protection and navigation, and then by damming for hydropower generation. In normal non flooding conditions, most of the flows are diverted in a canalized section whereas the regulated “old Rhine” bypassed reach runs a minimum flow. Between Huningue and Neuf-Brisach, engineering works induced simplification and stabilization of the channel pattern from a formerly braiding sector to a single incised channel, hydrological modifications, bottom armouring due to bedload decrease, and thus ecological alterations. Two complementary and interdisciplinary projects have been initiated to restore alluvial morphodynamics: i) the international “INTERREG IV - Redynamisation of the old Rhine” project (2009-2012) coordinated by the Alsace region, France; ii) the left bank “controlled erosion” project launched by Electricité de France (EDF) within Kembs hydroelectric station relicensing process since 2003-2004. The purpose of these projects is to evaluate the feasibility of an important hydro-morphological and ecological restoration plan on a 45 km long reach, through both field testing of bank erosion techniques at favourable locations, and artificial sediments input from right bank excavations. This will help define possible long term prospective scenarios, in order to restore sustainable sediment transport, morphodynamics variability and associated ecological functions. The study will involve historical analysis, hydro-morphological / hydraulic physical and numerical modelling, physical and ecological monitoring, and sociological aspectsLe Rhin alsacien-allemand a enregistré de profondes modifications morphologiques et hydrologiques à la suite de sa correction et de sa régularisation pour la protection contre les crues et la navigation, puis après la construction de barrages hydro-électriques. Les aménagements réalisés entre Huningue et Neuf-Brisach ont engendré une simplification et une stabilisation du style fluvial. Un fleuve en tresses a cédé la place à un chenal unique incisé. Le fond de chenal est devenu pavé à cause d’une diminution des apports de charge de fond et des altérations écologiques ont été observées (simplification des habitats aquatiques et riverains). Deux projets complémentaires et interdisciplinaires ont été engagés afin de restaurer une dynamique des formes alluviales : i) le projet international INTERREG IV – Redynamisation du Vieux Rhin (2009-2012) sous l’impulsion de la région Alsace ; ii) le projet d’érosion maitrisée des berges de la rive gauche conduit par Electricité de France (EDF) dans le cadre du renouvellement de la concession de l’aménagement de Kembs. L’objectif des deux projets est de définir un plan de restauration hydro-morphologique et écologique conduisant à la redynamisation d’un tronçon de 45 km. L’étude repose sur une analyse historique, l’exploitation de modèles à la fois physiques et numériques, et les suivis morphologiques in situ d’une recharge artificielle en sédiments et d’érosions de berge contrôlées. Ces études de faisabilité sont complétées par des analyses écologique et sociologique pour apprécier l’impact socio-environnemental de ces projets

Depth averaged numerical simulation of non-cohesive river dike breaching due to overtopping flows

peer reviewedFlood risk assessment is a major concern in urban and industrial areas located along rivers and open channels. These areas are generally protected by fluvial dikes (i.e. dykes, levees) but overtopping flows are often observed on these structures. As a result, a breaching process can be initiated, usually causing dike failure and inundation of the protected areas. The main purpose of this work is to numerically simulate the fluvial dike breaching process and outflow hydrograph. A set of empirical laws and a physically based approach estimating breach expansion are implemented in the two-dimensional depth-averaged module TELEMAC-2D from the TELEMAC-MASCARET suite of solvers. We perform simulations of a field-scale experiment and laboratory flume experiments for non-cohesive fluvial dike breaching due to overtopping flows. Three dimensional (3D) evolving dike geometry and time series of breach outflow and water levels were recorded for this later case. The numerical results are compared against experimental data, highlighting the ability of the modelling approaches to predict the main breach features. © 2020 Taylor & Francis Group, Londo

Restauration morpho-dynamique et redynamisation de la section court-circuitée du Rhin en aval du barrage de Kembs (projet INTERREG / EDF)

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAUNational audienceThe Upper Rhine River has been heavily impacted by channelization for flood protection and navigation, and then by damming for hydropower generation. In normal non flooding conditions, most of the flows are diverted in a canalized section whereas the regulated “old Rhine” bypassed reach runs a minimum flow. Between Huningue and Neuf-Brisach, engineering works induced simplification and stabilization of the channel pattern from a formerly braiding sector to a single incised channel, hydrological modifications, bottom armouring due to bedload decrease, and thus ecological alterations. Two complementary and interdisciplinary projects have been initiated to restore alluvial morphodynamics: i) the international “INTERREG IV - Redynamisation of the old Rhine” project (2009-2012) coordinated by the Alsace region, France; ii) the left bank “controlled erosion” project launched by Electricité de France (EDF) within Kembs hydroelectric station relicensing process since 2003-2004. The purpose of these projects is to evaluate the feasibility of an important hydro-morphological and ecological restoration plan on a 45 km long reach, through both field testing of bank erosion techniques at favourable locations, and artificial sediments input from right bank excavations. This will help define possible long term prospective scenarios, in order to restore sustainable sediment transport, morphodynamics variability and associated ecological functions. The study will involve historical analysis, hydro-morphological / hydraulic physical and numerical modelling, physical and ecological monitoring, and sociological aspectsLe Rhin alsacien-allemand a enregistré de profondes modifications morphologiques et hydrologiques à la suite de sa correction et de sa régularisation pour la protection contre les crues et la navigation, puis après la construction de barrages hydro-électriques. Les aménagements réalisés entre Huningue et Neuf-Brisach ont engendré une simplification et une stabilisation du style fluvial. Un fleuve en tresses a cédé la place à un chenal unique incisé. Le fond de chenal est devenu pavé à cause d’une diminution des apports de charge de fond et des altérations écologiques ont été observées (simplification des habitats aquatiques et riverains). Deux projets complémentaires et interdisciplinaires ont été engagés afin de restaurer une dynamique des formes alluviales : i) le projet international INTERREG IV – Redynamisation du Vieux Rhin (2009-2012) sous l’impulsion de la région Alsace ; ii) le projet d’érosion maitrisée des berges de la rive gauche conduit par Electricité de France (EDF) dans le cadre du renouvellement de la concession de l’aménagement de Kembs. L’objectif des deux projets est de définir un plan de restauration hydro-morphologique et écologique conduisant à la redynamisation d’un tronçon de 45 km. L’étude repose sur une analyse historique, l’exploitation de modèles à la fois physiques et numériques, et les suivis morphologiques in situ d’une recharge artificielle en sédiments et d’érosions de berge contrôlées. Ces études de faisabilité sont complétées par des analyses écologique et sociologique pour apprécier l’impact socio-environnemental de ces projets