PDF (Rapport) - ENGEES

MINISTERE DE L'AGRICULTURE ET DE LA PECHE
_____________________________
ECOLE NATIONALE
DU GENIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT
DE STRASBOURG
Ingénieur diplômé de l'ENGEES
"Analyse des mesures compensatoires pour la réduction des impacts de la
ligne à grande vitesse Rhin – Rhône (Petit-Croix / Lutterbach) sur les eaux
superficielles et souterraines."
Hugo COULON
Promotion
Somme
2007/2010

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REMERCIEMENTS
Je tiens tout d’abord à remercier Monsieur D’AMATO Alberto, directeur de l’agence de
Vitrolles d’avoir accepter de me prendre en stage dans son entreprise.
Pour m’avoir accueilli au sein du département « Drainage et Assainissement » et intégré à
l’équipe, pour m’avoir encadré et conseillé tout au long de mon travail, je tiens à remercier
Madame CHAFFANJON Anne-Violaine, ingénieur principal responsable du département.
Pour leurs collaborations et leurs aides à travers la réalisation du projet Rhin – Rhône, je
souhaite remercier Madame Magneto Dominique, adjointe technique et Mademoiselle Suzan
Laure, ingénieur de l’ENGEES attaché d’étude avec qui j’ai participé à une visite de terrain
dans les départements du territoire de Belfort et du Haut Rhin.
Pour ses conseils, sa disponibilité, sa grande capacité d’écoute et son sens de l’humour, je
remercie tout particulièrement Monsieur MALAVAL Cédric, ingénieur attaché d’étude de
l’ENSHMG, avec qui j’ai partagé mon bureau pendant toute la durée de mon stage.
Je souhaite également remercier l’ensemble des autres personnes du département notamment
Monsieur BARE Clément, dessinateur - projeteur, BLANC Pascal, ingénieur chargé d’étude
de l’ENGEES, CLOUTRIER Cristel, ingénieur attaché d’étude et BERAUD Virginie.
Enfin, je tiens à avoir une pensée cordiale et amicale envers l’ensemble des personnes de la
société appartenant aux autres départements avec qui j’ai eu l’occasion de collaborer.
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RESUME
"Analyse des mesures compensatoires pour la réduction des impacts de la ligne à grande
vitesse Petit-Croix / Lutterbach sur les eaux superficielles et souterraines."
La création d’une nouvelle ligne à grande vitesse engendre des modifications importantes des
écoulements superficiels des bassins versants naturels interceptés. La mise en place de
l’infrastructure avec l’ensemble des aménagements constitue un obstacle aux écoulements.
Du fait de la modification du recouvrement du sol, le ruissellement des eaux météorites est
amplifié entraînant ainsi une augmentation des débits de pointe.
Le système de drainage longitudinal collecte et concentre les eaux des bassins versants
naturels ainsi que les eaux de ruissellement de la plate-forme. Le réseau de drainage crée une
accélération des écoulements. Les ouvrages hydrauliques de traversée100 sous la plate forme
permettent de faire transiter les eaux collectées en aval de l’infrastructure par souci de
transparence hydraulique et de sécurité de l’infrastructure.
A travers l’étude d’impact que j’ai menée au droit des points de rejet du tronçon Petit-Croix
Lutterbach, il a été possible d’identifier l’impact quantitatif du projet sur les eaux
superficielles. La valeur de l’impact a été déterminée à partir du rapport entre le débit
décennal à l’état « projet » et le débit décennal à l’état initial. En cohérence avec la législation
en vigueur et en concertation avec les organismes responsables de la Police de l’eau, nous
avons couplé ces données quantitatives à la sensibilité des zones de rejet. Cela nous a amené à
déterminer les mesures compensatoires à mettre en place au cas par cas.
L’objectif de mon stage est de présenter et d'analyser les différentes mesures compensatoires
destinées à réduire les impacts sur les eaux superficielles puis de réaliser les études de
conception de ces aménagements.
(273 mots sans le titre)
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ABSTRACT
Mitigation measures analysis to reduce the impact of Petit-Croix / Lutterbach high speed
railway section on the surface water and ground water.
The development of a new high speed railway implies significant modifications on
intercepted catchments. The infrastructure implement with all components will act as a barrier
on surface water streams. In addition, modifications of ground cover will increase
imperviousness as well as maximum runoff flows.
Longitudinal drainage system will collect and convey water from catchment areas and from
the railway platforms. Drainage systems accelerate velocity in hydraulic network. Hydraulic
culverts will allow intercepted catchments to cross downstream high speed railway
embankment. Theses culverts are necessary for the railway safety in order to respect hydraulic
transparency principle.
From the impact study that I did on the discharge point of Petit-Croix to Lutterbach section
we have been able to identify quantitative impacts of the project on surface water. The
impact calculations are based on the ratio between 10-years ARI (average recurrence interval)
flows at development state and initial 10-years ARI flows. According to current
environmental legislation and water uses Authorities cooperation, we determinate mitigation
measures to be implemented depending on those quantitative values and the sensibility degree
of the discharge area.
On the first hand, the aim of my internship consisted in introducing and analyzing the various
mitigation measures to reduce surface water impact of the project. On the second hand, the
objective was to design them depending on the site and project constraints.
(225 words without title)
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Sommaire
REMERCIEMENTS............................................................................................................3
RESUME..............................................................................................................................5
ABSTRACT..........................................................................................................................6
LISTE DES SIGLES ET DES ABBREVIATIONS..........................................................11
INTRODUCTION..............................................................................................................13
1. CONTEXTE GENERAL..........................................................................................15
1.1 Présentation de l’entreprise d’accueil.................................................................15
1.1.1 Le groupe SETEC.................................................................................15
1.1.2 SETEC International............................................................................17
1.2 Définitions des termes........................................................................................20
1.2.1 La compensation..................................................................................20
1.2.2 L’accompagnement..............................................................................21
1.2.3 Les fondements de la compensation......................................................21
1.3 Eléments de conception et d'élaboration d’un projet LGV..................................23
1.3.1 Conception d'une Ligne ferroviaire à Grande Vitesse...........................23
1.3.2 Elaboration d'un projet de Ligne à Grande Vitesse en France..............25
1.4 Présentation du projet Rhin - Rhône...................................................................27
1.4.1 Présentation générale...........................................................................27
1.4.2 Branche Sud.........................................................................................28
1.4.3 Branche Ouest......................................................................................28
1.4.4 Branche Est..........................................................................................28
1.5 Identification des impacts sur les eaux superficielles et souterraines...................30
2. ETUDES HYDRAULIQUES DES ECOULEMENTS DE PETITE A MOYENNE
IMPORTANCE ET OUVRAGE DE TRAVERSEE...............................................31
31
2.1 Méthodologie d’estimations des débits de pointe................................................31
2.1.1 Les données de base.............................................................................31
2.1.2 La formule Rationnelle.........................................................................34
2.1.3 La formule de Crupédix........................................................................36
2.1.4 Formule de transition entre la méthode rationnelle et la méthode
Crupédix ..............................................................................................37
2.1.5 Estimation des débits de pointe de plusieurs bassins versants...............37
2.2 Dispositifs hydrauliques.....................................................................................38
2.2.1 Dispositif de drainage longitudinal.......................................................38
2.2.2 Ouvrages hydrauliques de traversée.....................................................40
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3. PRINCIPES ET ANALYSES DES MESURES COMPENSATOIRES..................45
3.1 Etude d'impact ...................................................................................................45
‣ Principe................................................................................................45
‣ Qualité des eaux de rejets.....................................................................48
3.2 Mesures compensatoires pour la réduction des impacts quantitatifs sur les eaux
superficielles et souterraines...............................................................................48
3.2.1 Fossé diffuseur.....................................................................................49
3.2.2 Modification de l’émissaire aval...........................................................51
3.2.3 Bassin d’écrêtement .............................................................................54
CONCLUSION...................................................................................................................63
BIBLIOGRAPHIE.............................................................................................................65
ANNEXES..........................................................................................................................67
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TABLE DES ANNEXES
Annexe 1 : Organigramme de Setec International...........................................................68
Annexe 2 : Plan au 1/25 000 du tronçon C "Petit-Croix Lutterbach"............................69
Annexe 3 : Extrait de relevés des pluies journalières.......................................................70
Annexe 4 : Feuille de calcul de plusieurs bassins versants en parallèle..........................71
Annexe 5 : Extrait du tableau de l'étude d’impact du tronçon C (lot C11)...................72
Annexe 6 : Plan type du fossé diffuseur.............................................................................73
Annexe 7 : Plan spécifique du fossé diffuseur (associé au BVN 261.010.1)....................74
Annexe 8 : Plan spécifique de l'aménagement de l'émissaire 261.025.2.........................75
Annexe 9 : Tableau des données d'entrée des bassins d'écrêtement du tronçon C.......76
Annexe 10 : Plans types du bassin d'écrêtement..............................................................77
Annexe 11 : Plan spécifique du bassin 256.008.................................................................80
SOMMAIRE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Coefficient de Montana
Tableau 2 : Table des vitesses utilisées par la méthode "Gtar"
Tableau 3 : Coefficients de ruissellement spécifiques
Tableau 4 : Coefficient de correction de forme et de perméabilité
Tableau 5 : Principaux ouvrages hydrauliques de traversée
Tableau 6 : Coefficient de Strickler, vitesses maximum
Tableau 7 : Récapitulatif des données d'entrée pour l'implantation des bassins
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TABLE DES ILLUSTRATIONS
Figure 1 : Intérieur du tunnel sous la Manche
Figure 2 : Viaduc de Millau
Figure 3 : Autoroute de la Maurienne A43
Figure 4 : Pont rail du tronçon B - LGV Rhin Rhône
Figure 5 : Ligne à grande vitesse Est
Figure 6 : Armement et ballast de la ligne Strasbourg Bâle
Figure 7 : Caténaires LGV
Figure 8 : Engins de terrassement sur la LGV Rhin Rhône tronçon B
Figure 9 : Vue générale des 3 branches du projet LGV Rhin Rhône
Figure 10 : LA Sainte Nicolas en février 2010
Figure 11 : Modification hydrographiques due à une infrastructure linéaire
Figure 12 : Ecoulement à proximité de la gare de Lutterbach
Figure 13 : Tronçon B en construction à proximité du raccordement près de Petit Croix
Figure 14 : Ouvrage d'art "pont rail du tronçon B"
Figure 15 : Buse Ø600 posée sous la plate-forme tronçon B
Figure 16 : Cadre hydraulique de traversée aménagé en passage pour petite la faune
Figure 17 : Contraintes de dimensionnement des OH de traversée
Figure 18 : Schéma 1 de l'impact d'une LGV
Figure 19 : Schéma 2 de l'impact d'une LGV
Figure 20 : Vue en plan de l'implantation du fossé diffuseur
Figure 21 : Emissaire de capacité insuffisante
Figure 22 : Profil en travers type pour l'aménagement des émissaires
Figure 23: Principe d'aménagement d'un fossé rectiligne en fossé méandriforme
Figure 24 : Emissaire après aménagement
Figure 25 : Schéma de principe d'aménagement de l'émissaire 261.025.2
Figure 26 : Equipements d'un bassin d'écrêtement
Figure 27 : Buse posée dans l'émissaire de rejet des eaux du bassin 256.008
Figure 28 : Hydrogramme d'entrée/sortie pour le dimensionnement des bassins
Figure 29 : Dispositif de sortie d'un bassin d'écrêtement
Figure 30 : Dispositif d'entrée d'un bassin d'écrêtement
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LISTE DES SIGLES ET DES ABBREVIATIONS
ADEME : Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie
APD : Avant Projet Détaillé
APS : Avant Projet Sommaire
BRH : Brise Roche Hydraulique
BV : Bassin Versant
BVF : Bassin Versant Ferroviaire
BVN : Bassin Versant Naturel
DCE : Dossier de Consultation des Entreprises
DOM : Département d'Outre Mer
DUP : Déclaration d'Utilité Publique
EPIC : Etablissement Public à caractère Industriel et Commercial
GTAR : Guide Technique de l'Assainissement Routier
LGV : Ligne à Grande Vitesse
NPHE : Niveau des Plus Hautes Eaux
OH : Ouvrage Hydraulique
PIG : Projet d'Intérêt Général
PPRI : Plan de Prévention des Risques d'Inondations
PRA : Pont RAil
PRO : Pont ROute
PTT : Postes, Télégraphes et Téléphones
RER : Réseau Express Régional
RFF : Réseau Ferré de France
SETRA : Service d'Etudes sur les Transports, les Routes et leurs Aménagements
SFTRF : Société Française du Tunnel Routier de Fréjus
SNCF : Société Nationale des Chemins de Fer
TAD : Traversée de l'Agglomération Dijonnaise
TER : Train Express Régional
TGV : Train à Grande Vitesse
TOM : Territoire d'Outre Mer
ZEC : Zone d'Expansion de Crue
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INTRODUCTION
Entreprise spécialisée dans la conception d'infrastructures linéaires, la société Setec
International a débuté depuis janvier 2010 les études de maîtrise d'œuvre du tronçon Petit-
Croix Lutterbach de la nouvelle ligne à grande vitesse Rhin - Rhône. Cette phase de
conception succède à l’Avant Projet Détaillé (APD) effectué entre 2006 et 2009.
La création d’une nouvelle ligne de Trains à Grande Vitesse (TGV) engendre nécessairement
des impacts sur les écoulements naturels. En effet, cette infrastructure ferroviaire peut dans
certains cas intercepter les eaux de ruissellement des bassins versants naturels (BVN) et
faire obstacle à leur écoulement vers leur exutoire initial.
De plus, du fait de la modification de la nature du sol à proximité immédiate du projet, le
coefficient de ruissellement s’accroît, entraînant ainsi une augmentation des débits de pointe
par rapport à l’état initial.
Depuis plusieurs dizaines d’années, les autorités françaises ainsi qu’européennes apportent
une attention toute particulière aux impacts environnementaux liés à la création de projets de
cette ampleur. Ils mettent en place de plus en plus de textes réglementaires (loi sur l’eau,
directive cadre eau, schéma directeur d’aménagement et de gestion de l’eau,…) afin de
réduire, voire éviter tout impact de la nouvelle infrastructure sur le milieu naturel (zones
humides, étangs, eaux superficielles et souterraines,…)
A l’occasion de mon stage de fin d’étude, j’ai intégré l’équipe du département « Drainage et
Assainissement » de l’agence de Vitrolles. La mission, qu’on m’a confiée, porte sur l’analyse
et la mise en place des mesures compensatoires pour la réduction des impacts du projet LGV
Rhin – Rhône (tronçon Petit-Croix Lutterbach) sur les eaux superficielles et souterraines.
Dans ce mémoire, il m’a semblé important, dans un premier temps, de présenter le contexte
général de la problématique traitée, de définir ensuite les méthodologies utilisées pour les
études hydrauliques effectuées par le département « Drainage et Assainissement », et
d'analyser en dernier lieu les mesures compensatoires mises en place en les illustrant par des
exemples concrets.
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1. CONTEXTE GENERAL
1.1 Présentation de l’entreprise d’accueil
1.1.1 Le groupe SETEC
Présentation
Crée en 1957 par Henry Grimond et Guy Saias, ingénieurs des ponts et chaussés, le groupe
Setec est aujourd'hui l'un des plus importants groupes français d'ingénierie. Il rassemble plus
de 1700 collaborateurs et réalise un chiffre d'affaires annuel de 188 millions d'euros.
Sa direction est assurée par Gérard Massin. La totalité de son capital est détenue par les
cadres dirigeants et les principaux ingénieurs. Il bénéficie ainsi d’une totale indépendance visà-vis
des entreprises, des banques et des groupes industriels.
Le groupe Setec est organisé en filiales à échelle humaine pour favoriser la responsabilité et la
motivation des équipes ainsi que la relation directe entre clients et responsables des filiales. Il
comprend, tant en France qu’à l’étranger, plus de 25 filiales spécialisées dans les domaines
suivants :
‣ Economie, déplacement, transport
‣ Infrastructures
‣ Systèmes de transport
‣ Télématique des transports
‣ Bâtiment
‣ Industrie
‣ Eau et déchets
‣ Protection de l’environnement
‣ Organisation, gestion de projets
‣ Stratégie, organisation,
programmation et développement
urbain
‣ Télécoms et tic
‣ Informatique de santé
Le groupe Setec assure la totalité des prestations couvrant toute la vie d’un projet, depuis les
études de faisabilité jusqu’à la mise en service. Pour les projets importants et complexes, une
équipe pluridisciplinaire regroupant les compétences des meilleurs spécialistes dans chaque
domaine au sein du Groupe est constitué sous l’autorité d’un chef de projet.
Principales filiales du groupe SETEC
Cadet International : Ingénierie des déchets
Hydratec : Ingénierie de l’eau
Planitec : Gestion de projets industriels
Planitec BTP : Ordonnance, Pilotage,
Coordination
Setec Bâtiment : Public, tertiaire, hôpitaux,
Setec Industries : Bâtiments industriels
Setec International : Economie,
infrastructure, transport, environnement
Setec Its : Système de transports intelligents
Setec Als : Infrastructure, transport,
ouvrages d'art, environnement…
Setec Organisation : Conseil en stratégie et
management, gestion de projets, …
Setec Telecom : Conseil et ingénierie des
réseaux, télécom et nouvelles technologies
Setec TPI : Infrastructure, transport,
ouvrages d’art,…
Sodecset : Economie de la construction
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Quelques grands projets
‣ Le tunnel sous la manche
Le tunnel sous la Manche a été réalisé au moyen
de 11 tunneliers dans la craie bleue. La cadence
d’avancement a dépassé 1 000 m par mois. Le
tunnel permet le passage des trains classiques et des
navettes transportant les véhicules routiers
(véhicules légers, autocars, caravanes et poids lourds).
Des équipements très sophistiqués assurent le
fonctionnement des installations et une haute qualité
de service pour les usagers.
Figue 1 : Intérieur du tunnel sous la Manche
Source : Voix du Nord
Maître d’ouvrage : Eurotunnel
Maître d’œuvre : Groupement Setec – Atkins.
Entreprises : Trans Manche Link (consortium de 10 entreprises)
Filiale de Setec ayant participé au projet : Setec TPI, Setec International, Setec Organisation,
Setec bâtiment, Hydratec, Planitec btp, Setec its,
Terrasol
‣ Le viaduc de Millau
Le viaduc de Millau détient le record du monde de travées continues multihaubanées. La
variante en tablier et pylônes en acier proposée par le Groupe Eiffage constitue une première
par son mode de construction original pour un ouvrage de taille exceptionnelle : Acier S460
ML pour les caissons centraux (pile) et béton B60 pour les piles de grande hauteur.
Figure 2 : Viaduc de Millau
Source : Wikipédia
Maître d’ouvrage : Compagnie Eiffage du Grand Viaduc de Millau
Maître d’œuvre : Setec TPI – SNCF – Terrasol
Architecte : Sir Norman Foster
Entreprises : Eiffage TP – Eiffel
Filiale de Setec ayant participé au projet : Setec TPI, Setec International, Setec Organisation,
Planitec BTP, Setec ITS, Setec Telecom, Terrasol.
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1.1.2 SETEC International
Vocation
SETEC International remplit, tant en France qu’à l’étranger, les missions suivantes :
‣ Etudes de faisabilité, Avant-Projet Sommaire et Projets, dossier d’appel d’offres,
maîtrise d’œuvre de grandes infrastructures de transport (routières et ferroviaires),
‣ Etudes générales et économiques de transport,
‣ Etudes d’aménagement urbain et études de déplacements,
‣ Etudes d’environnement, études d’impact et études paysagères.
Domaines d’activités
SETEC International a pour vocation d’assurer seule, ou avec le concours d’autres sociétés du
Groupe SETEC, les missions d’ingénierie liées aux grandes infrastructures de transport.
Elle a ainsi acquis une maitrise toute particulière dans les domaines suivants :
‣ Gestion d’opérations,
‣ Maîtrise d’œuvre des grands projets d’infrastructures,
‣ Etudes de transport et de déplacement,
‣ Etudes de rentabilité économique et financière,
‣ Etudes d’environnement et de paysage.
Organisation
La société possède cinq agences dont quatre en France (Vitrolles, Paris, Lyon et Bordeaux) et
une à l'étranger (Tunisie). Elle comptabilise en tout près de 200 collaborateurs. Le siège social
de la société se situe à Vitrolles. L’organigramme général de SETEC International est donné
en annexe 1.
Les compétences de SETEC International sont assurées par :
‣ Des chefs de projets, des ingénieurs et des techniciens spécialisés dans les domaines des
routes, autoroutes, lignes ferroviaires aptes à constituer des équipes de taille adaptées aux
besoin des projets.
‣ Des départements spécialisés :
o Le département "Etudes générales et économiques" dans :
- les études de faisabilité technico-économique et financières de grands projets
d’infrastructures,
- les plans de transport, schémas directeurs, plans de déplacements urbains,
- la modélisation du trafic et des déplacements, et perspectives de recettes pour les
ouvrages de concession,
- les interactions transport/urbanisme.
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o Le département" Environnement et Paysage" dans :
- les études d’environnement, inventaire des contraintes, identification
et analyse d’impact, mesures compensatoires, engagements de l’état,
- les études paysagères,
- les études socio-économiques.
o Le département "Géologie et Géotechnique routière" dans :
- les reconnaissances de terrain,
- l’ingénierie des projets de terrassements (caractéristiques, cubatures,
mouvement des terres) et de chaussées (neuves ou réhabilitées),
- la prise en compte des risques naturels liés aux instabilités de
terrain,
- la supervision des travaux de terrassements.
o Le département "Assainissement & Drainage" dans :
- l’étude des rétablissements des écoulements naturels,
- l’étude de l’assainissement de la plateforme autoroutière,
des dispositifs longitudinaux de collecte et d’évacuation des eaux,
- les besoins en ouvrages de prétraitement et de régulation,
- la conception et la supervision des travaux d’assainissement et
de drainage.
o Le département "Equipements & Signalisation" dans :
- l’étude des équipements de sécurité : glissières, barrières,
signalisations horizontales et verticales, etc...,
- l’étude des installations fixes d’exploitation : aires de repos
et de service, péages, refuges pour poste d’arrêt d’urgence, etc....
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Quelques grands projets
‣ Autoroute A43 en Maurienne (65 km d’autoroute en montagne)
Mission :
Setec a assuré l’assistance au maître d’ouvrage et la conduite d’opération de l’ensemble de
l’autoroute, de sa conception à sa mise en service.
Dans le cadre de cette maîtrise d’œuvre, les ingénieurs de SETEC ont pris en charge :
- la conception et les calculs de
dimensionnement de l’ensemble des ouvrages,
- le suivi et le contrôle des travaux,
- l’audit des systèmes d’"assurance qualité"
des entreprises.
Ces prestations ont concerné :
- les tracés, mouvements de terre,
- les études hydrauliques,
- les ouvrages d’arts, viaducs, tunnels,
murs de soutènement, etc...,
- les équipements de sécurité et d’exploitation
(aide à la conduite, panneaux à messages
variables, PC d’exploitation, etc...).
Figure 3 : Photo de l’A43
Source : SFTRF
Client : SFTRF (Société Française du Tunnel Routier de Fréjus)
‣ TGV Rhin-Rhône
Mission :
Maîtrise d’œuvre des tronçons A et C :
- Etudes d’avant-projet incluant la concertation, les
procédures avec les services de l’Etat (loi sur l’eau,
autorisations liées à la gestion des matériaux, etc...)
- Etudes de projet
- Passation des contrats de travaux avec les entreprises,
- Suivi des chantiers, gestion des contrats de travaux,
instruction des réclamations d’entreprise,
- Réception des travaux.
Cette maîtrise d’œuvre porte sur la totalité des travaux
de génie civil et des équipements ferroviaires (voie, caténaire,
signalisation, télécommunication)
Figure 4 : Photo d’un pont rail
Source : RFJ
Assistance à Maîtrise d’Ouvrage :
- Coûts et délais
Client : Réseau Ferré de France
Suite à la présentation succincte de l'univers professionnel dans lequel j'ai évolué durant mon
stage, j'ai choisi de consacrer la partie suivante de mon mémoire aux définitions des termes de
la problématique traitée.
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1.2 Définitions des termes
1.2.1 La compensation
Définition, enjeux et objectifs
La compensation vise à contrebalancer les effets négatifs pour l’environnement d’un projet,
d’un plan ou d’un programme (urbanisme, infrastructure, industrie,…) par une action positive.
Elle doit donc théoriquement rétablir une situation d’une qualité globale proche de la situation
antérieure et un état écologiquement jugé fonctionnellement normal ou idéal.
Sa spécificité est d’intervenir lorsque l’impact n’a pu être évité par la conception d'un projet
alternatif ou suffisamment atténué par la mise en œuvre de mesures de réduction. S’il subsiste
des « effets résiduels notables » malgré tout, alors et seulement la compensation est
envisagée.
Qu’est ce qu’une mesure d’évitement ou de suppression ?
La suppression d’un impact implique parfois une modification du projet initial telle qu’un
changement de tracé ou de site d’implantation. La formulation littérale des enjeux, en amont
de la recherche de solutions techniques, est primordiale.
Après le choix de la variante de projet retenue, certaines mesures très simples, que l’on
recherche en priorité, peuvent supprimer un impact comme par exemple, le choix d’une saison
particulière pour réaliser les travaux. Une bonne étude d’impact indique les solutions
techniques (en donnant priorité aux moins sophistiquées) pour supprimer le plus grand
nombre d’impacts, en portant une attention particulière aux effets les plus dommageables pour
le milieu naturel.
Qu’est ce qu’une mesure de réduction ou d’atténuation ?
Lorsque la suppression n’est pas possible, techniquement ou économiquement, on recherche
une réduction des impacts. Cette réduction agit sur le projet en phase de chantier ou
d’exploitation.
Pendant la phase chantier, qui est souvent la cause d’impacts mal maîtrisés sur le milieu
naturel, ces mesures de réduction peuvent consister en la limitation de l’emprise des travaux,
la mise en place de bassins temporaires ou de filtres pour les eaux de ruissellement…
Pour la phase d’exploitation, ces mesures visent à réduire des effets : de coupure de corridors
écologiques, de pollution ou encore d’emprises… Les passages à faune doivent donc dans ce
cadre être considéré comme étant des mesures de réduction, il en est de même pour les
dispositifs de traitement des eaux de plate forme, ou encore des actions de restauration du
milieu.

Qu’est ce qu’une mesure de compensation ?
L’ensemble des mesures citées précédemment suit le principe de non-perte globale de
biodiversité biologique par une analyse progressive et agissant directement sur le projet luimême.
C’est ainsi qu’il est préférable de procéder à des mesures qui évitent le dommage, et
ensuite seulement à des mesures qui réduisent l’impact.
Les mesures compensatoires n’interviennent alors qu’en contrepartie d’un dommage dit
« résiduel » et accepté. Les mesures compensatoires visent un bilan neutre écologique voire
une amélioration globale de la valeur écologique d’un site et de ses environs. Elles sortent du
cadre de conception technique propre au projet et elles font appel à d’autres formes
d’ingénierie, notamment le génie écologique.
1.2.2 L’accompagnement
Ces mesures se distinguent des mesures dites « compensatoires » par le fait qu’elles se veulent
plus transversales et globales. Elles ont des objectifs multiples comme une amélioration de la
connaissance des habitats et des espèces ou encore un soutien financier à des actions déjà
identifiées dans le cadre de plan ou programmes spécifiques favorables à la biodiversité et au
milieu aquatique.
La participation à un programme de recherche ou le financement d’études, doit viser
exclusivement les espèces ou habitats directement impactés par l’opération.
Ainsi, ils complètent et accompagnent la mesure compensatoire, car dans bien des cas, les
espèces et habitats patrimoniaux sont peu ou mal connus. Elle s’adresse essentiellement au
monde de la recherche universitaire.
1.2.3 Les fondements de la compensation
Pas de perte nette de la biodiversité
Actuellement, la perte de biodiversité et les changements dans l’environnement qui y sont liés
sont plus rapides qu’à aucune autre période de l’histoire humaine. De nombreuses populations
animales ou végétales sont en déclin, que ce soit en terme de nombre d’individus, d’étendue
géographique, ou les deux. Freiner le déclin de la biodiversité revient à réduire la perte nette
des habitats et des espèces constituant notre support biologique.
Ce fondement s’applique à la fois pour des habitats ou espèces patrimoniaux, mais aussi à la
nature dite « ordinaire ».
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Faisabilité de la mesure
Une garantie maximale de la faisabilité des mesures compensatoires proposées doit être
apportée, tant techniquement (mise en œuvre du génie écologique) que foncièrement
(réalisme des possibilités d’acquisition et de leur coût). En effet, ces deux volets sont les clefs
de voûte d’une mesure.
Pérennité de la mesure
Trois grands critères sont aujourd’hui considérés comme incontournables pour qu’une mesure
soit « pérenne » :
- La maîtrise du foncier : par acquisition du site objet de la mesure et éventuellement
la rétrocession à un organisme public.
- La protection réglementaire : la préservation de la vocation écologique des terrains
par des mesures réglementaires doit aussi être recherchée dans la plupart des
cas (création d’une réserve naturelle, prise d’un arrêté préfectoral de protection de
biotope,…).
- La gestion et l'entretien de la mesure dans le temps.
Nous venons de voir quelles étaient les définitions de la compensation et de
l'accompagnement. La suite de ma réflexion portera sur l'analyse des mesures compensatoires.
Afin de comprendre comment une LGV engendre des impacts sur les eaux superficielles, je
vais me consacrer dans la partie suivante à une présentation succincte des éléments de
conception et d'élaboration des projets ferroviaire en France.
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1.3 Eléments de conception et d'élaboration d’un projet LGV
1.3.1 Conception d'une Ligne ferroviaire à Grande Vitesse
Une ligne à grande vitesse (LGV), est une ligne ferroviaire construite spécialement pour
permettre la circulation de trains dépassant les 220 km/h.
On considère qu'au-delà de cette vitesse, l'observation de la signalisation latérale n'est plus
possible. L'une des caractéristiques principales des LGV est donc d'inclure un système de
signalisation particulier permettant de recevoir les indications de vitesse et certaines
informations ponctuelles directement en cabine de conduite.
Figure 5 : Ligne à Grandes Vitesses "LGV Est"
Source : Photographe Jacques Mossot
Caractéristiques géométriques de la ligne principale
o Tracé en plan
Le tracé en plan est considéré comme étant l’itinéraire de référence correspondant à l’axe de
la double voie ou de la voie unique. Il est constitué d’une succession d’alignements et de
courbes circulaires reliées par des courbes de transition du type clothoïde.
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o
Profil en long
Il est constitué d’une suite de déclivités constantes reliées par des raccordements circulaires
sans courbe de transition intermédiaire. Le profil en long de la plate forme est établi sur
l’itinéraire de référence (axe de la double voie ou de la voie unique) au niveau supérieur de la
sous couche « génie civil » ; c’est le lieu du « point P ».
La déclivité maximale admissible, sauf indications particulières du cahier des charges, est de
35 mm/m. La déclivité minimale en déblai recommandée doit être supérieure à 3mm/m.
Voies ferrées
o Armement de la ligne principale
Excepté aux abords des ouvrages d’art munis d’appareils de dilatation, la voie courante est
constituée de longs rails soudés en barre continues, fixés par des attaches élastiques sur des
traverses en béton armé reposant sur la couche de ballast.
Armement
Ballast
o Ballast
Figure 6 : Armement de la LGV Strasbourg Bâle
Source : Interne à Setec International
Le ballast est le lit de pierres ou de graviers, de granulométrie comprise entre 25 et 50 mm,
sur lequel repose la voie ferrée. Son rôle est de transmettre les efforts engendrés par le
passage des trains au sol, sans que celui-ci ne se déforme par tassement. Il a également le rôle
d’enchâsser les traverses afin d’assurer une résistance aux déformations longitudinales.
o Plate forme
La plate forme est constituée par deux parties, la couche de forme et la sous couche. Les
caractéristiques de la plate forme doivent répondre aux principaux objectifs suivants :
- assurer la répartition et l’écoulement des eaux zénithales,
- être compatible avec l’exécution des travaux de terrassement et de pose de voie,
- minimiser le volume de ballast à mettre en œuvre.
Pour ce faire, il est recommandé d’adopter les dispositions ci-dessous :
- pendage transversal normal égal à 4%,
- plate forme à double pente vers l’extérieur avec arête supérieure centrée sur l’axe de
référence (Point P) pour les sections comportant un dévers supérieur à 100 mm.
COULON Hugo - TFE 2010 Page 24/86

o Caténaires
Equipements
Les LGV sont toujours électrifiées, car outre les contraintes d'emport de carburant et de
réalimentation, la traction thermique ne permet pas les puissances massiques et les puissances
instantanées nécessaires à la grande vitesse.
Les LGV sont électrifiées à tension élevée : 15 kV à 16,7 Hz dans les réseaux utilisant ce
système (Allemagne, Autriche, Suisse), 25 kV à 50 Hz ou 60 Hz partout ailleurs (France et
même les futures LGV italiennes).
Les caténaires sont plus tendues que celles des lignes classiques, afin que la vitesse de
propagation de l'onde mécanique (ondulation du fil de contact de la caténaire provoquée par le
contact du pantographe) reste supérieure à la vitesse du train.
Figure 7 : Caténaires sur une LGV
Source : Interne à Setec International
1.3.2 Elaboration d'un projet de Ligne à Grande Vitesse en France
Présentation du Réseau Ferré de France
La société du Réseau Ferré de France (RFF) est un Etablissement Public à Caractère
Industriel et Commercial (EPIC) français créé en 1997, par une scission limitée à partir de la
Société National des Chemins de Fer français (SNCF). Il est chargé de l'entretien, du
développement, de la cohérence et de la mise en valeur des voies ferrées françaises. Il a donc
un rôle de gestionnaire d'infrastructure ferroviaire. Depuis mars 2007, la société RFF est
présidée par Monsieur Hubert du Mesnil. Elle compte actuellement près de 1100 employés au
sein des ses bureaux.
La création de RFF par l'Etat français en 1997 vise plusieurs objectifs:
- rendre possible l'usage du réseau par d'autres entreprises (françaises ou étrangères) et
donc la concurrence,
- libérer la SNCF de la dette liée à l'infrastructure,
- renforcer le pouvoir de l'Etat français sur la SNCF.
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La propriété du domaine public ferroviaire a été transférée pour l'essentiel à RFF lors de sa
création en 1997 exceptées les lignes de métro et de tramway, l'ensemble du réseau Corse, les
lignes des DOM - TOM, les lignes RER A et C, et les lignes touristiques. Ainsi, RFF, en tant
que gestionnaire de l'infrastructure ferroviaire dispose d'une délégation de service public pour
percevoir une redevance des entreprises ferroviaires utilisatrices.
Les différentes phases d'un projet LGV
La création d'une ligne LGV nécessite une longue réflexion qui s'appuie sur différents stades
d'étude.
Les premières études menées pour la création de la LGV, études préliminaires et études
d'Avant Projet Sommaire (APS) permettent d'ouvrir l'enquête publique auprès des acteurs
locaux et les riverains du projet.
La seconde étape consiste à élaborer la Déclaration d'Utilité Publique (DUP). Cette
déclaration est une procédure administrative en droit français qui permet de réaliser une
opération d'aménagement sur des terrains privés en les expropriant. Elle est obtenue à l'issue
d'une enquête d'utilité publique.
Suivent les études d'Avant Projet Détaillé (APD) au terme duquel, le tracé en plan de la ligne,
les emprises, les mesures de réduction des impacts, sont officiellement arrêtés.
Une fois le tracé fixé, les emprises déterminées, le projet définitif peut être lancé(PRO).
C'est à partir du dossier "PRO" que RFF élabore par l'intermédiaire de son maître d'œuvre le
Dossier de Consultation des Entreprises (DCE). Ce document permet aux entreprises de
répondre à l'appel d'offre en définissant le coût exact des travaux de réalisation.
Une fois que RFF a retenu l'entrepreneur ou le groupement d'entreprises et que toutes les
autorisations sont obtenues, les travaux de réalisation de la ligne peuvent commencer.
Figure 8 : Engins de terrassement sur la LGV Rhin Rhône Tronçon B
Source : Interne à Setec International
Setec International, maître d'œuvre du secteur Petit Croix Lutterbach (tronçon C) de la LGV
Rhin Rhône, j'ai pu ainsi participer à l'élaboration du dossier "Etudes hydrauliques" au stade
"PRO" de ce tronçon.
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1.4 Présentation du projet Rhin - Rhône
1.4.1 Présentation générale
La LGV Rhin-Rhône est un projet de ligne à grande vitesse (LGV). C'est la première
ligne nouvelle à n'être ni reliée à Paris, ni à une LGV existante. La branche Est de la LGV
représente un enjeu de développement majeur pour la région Rhin-Rhône. Ses trois branches
(Est, Ouest et Sud) forment une étoile autour de Dijon. C'est actuellement l'un des grands
chantiers d’infrastructure conduit en France. Cette ligne a une double fonctionnalité nord-sud
et est-ouest. Grâce à sa branche Est (entre Dijon et Mulhouse), 12 millions de voyageurs
devraient emprunter chaque année les dessertes assurées par la LGV Rhin-Rhône à partir de
décembre 2011.
Son coût prévisionnel est de 2,312 milliards d'euros. Le raccordement dénivelé de Perrigny,
au sud de Dijon, facilitera la traversée du nœud ferroviaire dijonnais pour les TGV mais aussi
pour les trains de fret.
La maîtrise d'ouvrage de la LGV Rhin-Rhône est assurée par RFF, sous maîtrise d'œuvre
Setec et Egis Rail, et la construction confiée à plusieurs grandes entreprises nationales. 198
ouvrages d’art composeront la nouvelle ligne à grande vitesse Rhin Rhône. Les trains y
rouleront dans un premier temps à 320 km/h mais la conception de la ligne permettra
d'atteindre 350 km/h.
Figure 9 : Vue générale du projet LGV Rhin Rhône
Source : Site Internet de la LGV Rhin Rhône (RFF)
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Des mesures en faveur de la biodiversité sont réalisées tout au long de la construction
de la LGV (37 passages à faune, création de mares, restitution des zones humides,
compensation hydraulique,…). Un programme de mesures supplémentaires en faveur de
l’environnement d’un montant de 4.57 millions d’euros finance la réalisation d’actions
concrètes de particuliers, d’associations ou de collectivités qui agissent pour protéger la
biodiversité et l’écologie des paysages.
Pour la première fois sur un projet ferroviaire de cette ampleur et à l’initiative du Réseau
Ferré de France, un bilan carbone a été réalisé en partenariat avec la SNCF et l’ADEME
(Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie).
1.4.2 Branche Sud
La Branche Sud de la LGV Rhin-Rhône répond aux enjeux du report modal des circulations
de personnes et de marchandises de la route vers le fer. Elle permettra une irrigation fine des
territoires en améliorant les dessertes des principales agglomérations et de leurs bassins.
La phase d’Etudes Préliminaires qui vient de se terminer fin décembre 2009, avait pour
objectif d’étudier toutes les possibilités pour valoriser à moyen terme l’utilisation des lignes
existantes, et rechercher pour le long terme les fonctionnalités et les fuseaux de passage pour
une ligne nouvelle.
La synthèse des avis reçus est en cours de finalisation et l’ensemble du dossier sera transmis
au ministère fin du premier semestre 2010 dans l’attente d’une décision.
1.4.3 Branche Ouest
La LGV Rhin-Rhône Branche Ouest contribuera à ancrer davantage la France dans une
Europe qui s’étend progressivement à l’est.
La première section dite Traversée de l’agglomération dijonnaise (TAD) longue de 46 km a
fait l’objet d’un projet d’intérêt général (PIG) validé en 2007 et prévoit une nouvelle gare à
Porte Neuve.
Courant 2010, les études préliminaires (environnementales, techniques et fonctionnelles)
porteront sur la deuxième section entre l’extrémité de la TAD et la LGV Sud-est.
1.4.4 Branche Est
Général
La Branche Est de la LGV Rhin-Rhône relie Mulhouse à Dijon, via Belfort-Montbéliard et
Besançon sur une longueur totale de 190 km (140 km pour la première phase de réalisation).
Cette ligne permettra à terme de relier le nord de l’Europe et l’Est de la France à la région
parisienne, à la région Rhône-Alpes et au sud de la France et de l’Europe en liaisons à grande
vitesse, permettant des gains de temps significatifs.
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Les travaux de génie civil de la première phase de réalisation ont débuté en juillet 2006, et
ceux de pose des équipements ferroviaires en juin 2009. La mise en service de cette première
portion de ligne est prévue le 11 décembre 2011.
C'est la seule branche actuellement en construction. Ce projet prévoit la construction de
190 km de ligne nouvelle, pour un montant de 2,312 milliards d'euros.
Tronçon Petit Croix – Lutterbach
Le tronçon Petit-Croix - Lutterbach de la branche Est de la LGV Rhin Rhône débute à partir
de la commune de Petit-Croix (Pk ligne 137+740) dans le territoire de Belfort et se termine au
niveau des communes de Lutterbach et Richwiller (Pk ligne 171+800) dans le département du
Haut Rhin, soit environ une distance de 34 km.
Cette portion de ligne à grande vitesse se raccorde à l'Est de la première phase de la ligne
LGV en cours de construction pour se raccorder à la ligne existante Bâle -Mulhouse.
Ce tronçon de ligne LGV franchit de nombreux cours d'eau dont les principaux sont d'Ouest
en Est : l'Autruche, la Madeleine, le Margrabant, le Saint Nicolas, la Doller et le Baerenbach.
Les cours d'eau de moindre importance franchis par le projet sont : le ruisseau de Soultzbach
(affluent rive droite de la Largue), le ruisseau du Hahnenbach (affluent rive droite de la
Doller), le ruisseau de Michelbach (affluent rive gauche de la Doller) et le ruisseau du
Leimbach (affluent rive gauche de la Doller).
La vue en plan au 1/100 000 du tronçon C est présentée en annexe 2.
Figure 10 : La Saint Nicolas en février 2010
Source : Interne à Setec International
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1.5 Identification des impacts sur les eaux superficielles et souterraines
La ligne de trains à grande vitesse comme toutes les infrastructures linéaires du fait de son
implantation engendre une forte pression sur le milieu naturel. Elle intercepte, dérive et
concentre les écoulements naturels (eaux issues du ruissellement des bassins versants naturels,
fossés existants, cours d'eau pérennes).
D'autre part, la plate forme ainsi que le système de drainage étant moins perméable, la
capacité d'infiltration des sols est diminuée, ce qui entraine une augmentation des débits de
pointe à l'état projet. Cette augmentation engendre un impact quantitatif sur les eaux
superficielles.
Figure 11 : Modifications hydrographiques
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2. ETUDES HYDRAULIQUES DES ECOULEMENTS DE PETITE A MOYENNE
IMPORTANCE ET OUVRAGE DE TRAVERSEE
Figure 12 : écoulements à proximité de la gare de Lutterbach
Source : Interne à Setec International
2.1 Méthodologie d’estimations des débits de pointe
Les études hydrauliques des bassins versants naturels et des bassins versants ferroviaires sont
indispensables afin de dimensionner correctement les ouvrages de traversée sous la LGV et le
système de drainage longitudinal.
Les méthodes retenues sont cohérentes avec les indications du référentiel technique IN 3278
TOME III et du guide technique de l’Assainissement Routier (Sétra-2006) et dépendent des
surfaces des bassins versants :
- surface < 1km 2 formule Rationnelle,
- surface > 10km 2 formule de Crupédix,
- 1< S < 10km 2 formule de Transition.
2.1.1 Les données de base
Données pluviométriques
Les données pluviométriques dont nous avons besoin pour l'évaluation des débits sont d'une
part les coefficients de Montana et d'autre part les pluies journalières.
Le secteur traversé par le tronçon Petit-Croix - Lutterbach est couvert par deux postes
pluviographiques principaux : Belfort pour la section de Petit-Croix à Schweighouse-Thann
et le poste de Bâle - Mulhouse pour la section de Schweighouse-Thann à Lutterbach.
‣ Coefficients de Montana
Les coefficients de Montana a et b permettent d'évaluer l'intensité de la pluie (I) en fonction
de sa durée (t) selon la relation : I = a.t -b
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Le tableau 1 ci-après présente les coefficients de Montana a et b pour les pluies décennales et
centennales aux postes pluviométriques de Belfort et de Bâle en fonction de la durée de la
pluie.
Un extrait de relevé des pluies journalières, fourni par le service de Météo France, est donné
en annexe 3.
Pluie décennale
Pluie centennale
Durées
a b tr = a b tr =
Section de Petit-Croix à Schweighouse-Thann
Poste de Belfort
tc : 6 à 30min 303,6 0,547 930,66 0,706
30
30
tc : 30min à 6h 658,74 0,778
1626,96 0,873
Section de Schweighouse-Thann à Lutterbach
Poste de Bâle-Mulhouse
tc : 6 à 30min 184,8 0,384 324,66 0,347
30
30
tc : 30min à 6h 808,2 0,817
1965 0,873
Tableau 1 : Coefficient de Montana selon le poste pluviographiques
Source : Météo France
Où tr = temps (minutes) de raccordement des deux lois
‣ hauteur de pluie journalière
Les hauteurs de pluies journalières sont estimées à partir de ces coefficients. Selon le secteur,
les hauteurs de pluie décennale sont :
- Hauteur de pluie décennale (P10) - P10 Belfort = 56 mm
- Hauteur de pluie décennale (P10) - P10 Bâle = 65 mm
Temps de concentration
Le temps de concentration est une évaluation du temps nécessaire à l'eau pour s'écouler depuis
le point le plus éloigné du bassin jusqu'à son exutoire ou jusqu'au point de calcul.
Le temps de concentration minimum est fixé à 6 minutes, ce qui permet d'éviter une
surestimation des valeurs de débit.
Pour les petits bassins versants (inférieurs à 10 km²), plusieurs formules empiriques
permettent d'approcher le temps de concentration. Pour ce type d'études hydrauliques, nous
utilisons :
‣ soit une formule empirique développée par le bureau d'étude SOGREAH et utilisée par
les études de l'APD tel que :
avec :
tc : Temps de concentration (mn)
S : superficie du bassin (km²)
L : plus grande longueur du bassin (km)
p : pente moyenne du bassin (m/m)
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‣ soit la formule retenue par le Guide Technique Assainissement Routier (GTAR) pour
l'estimation du temps de concentration est celle de la table des vitesses, avec
différentiation des écoulements en nappe ou concentré :
avec :
tc : Temps de concentration du bassin versant (mm)
Li: Longueur de cheminement de pente et de type d’écoulement constants (m)
Vi : Vitesse d'écoulement (m/s)
ti : Inlet time (éventuel)
Le tableau suivant présente les vitesses d'écoulement retenues en fonction de la pente et du
type d’écoulement :
Pente (%)
Vitesse (m/s)
Ecoulement en nappe
Vitesse (m/s)
Ecoulement concentré
0.3 0.8
0.5 1.1
0.14
0.7 1.25
1
1.5
1.5 1.85
0.2
2
2.1
3 0.24 2.6
4 3
0.31
5
3.35
7 4
0.44
10
4.75
15 0.54 5.8
20 0.62
6.7
30 0.76
Tableau 2 : Table des vitesses en fonction du type d’écoulement
Source : "Guide technique pour l'assainissement routier", Sétra - 2006
La formule de SOGREAH (1996) a été utilisée dans le cadre d’étude d’assainissement
pluvial de la région Bourgogne. Elle a de plus été retenue dans le cadre des études d’Avant
Projet détaillé du tronçon C – phase 2.
Dans le cas des études de niveau « projet », le temps de concentration sera évalué à partir de
la formule de la table des vitesses (Gtar).
Les coefficients de ruissellement
Le choix des coefficients de ruissellement dépend de la couverture végétale, de la pente et de
la nature du terrain.
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Dans le cadre des études menées par SOGREAH (1996), les coefficients de ruissellement ont
été ajustés par rapport à ceux définis dans le RAR (1982) ou le GTAR (2006) pour tenir
compte des spécificités de la nature des terrains.
Les coefficients de ruissellement sont ajustés au cas par cas en fonction des caractéristiques
particulières des bassins versants :
• sol particulier observé lors des visites de terrain,
• présence d'une agglomération,
• surface spécifique : routière, ferroviaire.
Des coefficients de ruissellement spécifiques ont été retenus pour les surfaces suivantes :
Types de
surface
Coefficient de
ruissellement
Plate-forme
ferroviaire
Plate-forme
routière
Surfaces enherbées
(talus, risberme,
bermes,…)
Zones d'habitat
rural
0,85 0,95 0,35 0,5
Tableau 3 : Coefficients de ruissellement selon le type de surface
2.1.2 La formule Rationnelle
La formule rationnelle permet une évaluation des débits décennaux et centennaux pour des
bassins versants de surface inférieure à 1 km².
‣ Bassins versants naturels
Pour l'estimation des débits de pointe des BVN, nous utilisons la méthode dite "Gtar"
suggérée par le Guide Technique de l'Assainissement Routier élaboré par le Service d'Etude
Technique des Routes et des Autoroutes (Sétra), octobre 1996.
Dans cette méthode, la valeur du coefficient de ruissellement varie avec l'intensité de la
précipitation mais cette variation diffère selon le degré de perméabilité et de rétention des sols
constituant le BVN.
Ainsi, un bassin très peu perméable aura un coefficient de ruissellement Cr10 élevé et celui-ci
augmentera peu en fonction de la période de retour considérée.
Au contraire, un BVN, très perméable ou offrant une grande capacité de rétention, aura un
coefficient de ruissellement quasiment nul jusqu'à ce que le seuil soit atteint et augmentera
alors très rapidement pour éventuellement atteindre des valeurs comparables à celles des BVN
imperméables. Ce comportement caractérise les BVN à effet de seuil.
Pour une période de retour (T) supérieur à 10 ans, on estime le coefficient de ruissellement
Cr(T) de la façon suivante :
COULON Hugo - TFE 2010 Page 34/86

Pour une période de retour 100 ans, la valeur du temps de concentration est une valeur
approximative qui dépend, pour une partie de la morphologie du BVN tel que :
avec:
P 100 : pluie journalière de période de retour centennal, mm
P 0 : rétention initiale du bassin versant, mm
P 10 : pluie journalière de période de retour décennal, mm
où,
P0 =
P10
et
tc100 :
tc10 :
temps de concentration pour le temps de retour centennal, en mm,
temps de concentration pour un temps de retour décennal, en mm,
L'expression littérale de la formule rationnelle permettant d'estimer les débits de pointe pour
des périodes de retour de 10 et 100 ans s'écrit de la manière suivante:
avec :
Q R : débit décennal ou centennal estimé par la formule rationnelle (m³/s)
Cr : coefficient de ruissellement
S : superficie du bassin versant en km²
I : intensité de la pluie décennale ou centennale (mm/h)
avec :
I 10 = a 10 tc –b 10 et I 100 = a 100 tc 100
-b100
Si Cr 10 < 0.8 alors Cr 100 = 0,8 x (1 – P 0 / P 100 ) sinon Cr 100 = 0,8
‣ Bassins versants ferroviaires (BVF)
En raison de leur coefficient élevé, nous considèrons que les BVF ne se comportent pas de la
même manière que les BVN vis-à-vis de l'effet de seuil. Ainsi, le coefficient de ruissellement
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et le temps de concentration restent identiques quelque soit la période de retour de pluie
considérée.
Les expressions littérales des formules utilisées sont :
avec :
Q R : débit décennal ou centennal estimé par la formule rationnelle (m³/s)
Cr : coefficient de ruissellement
S : superficie du bassin versant en km²
I : intensité de la pluie décennale ou centennale (mm/h)
avec : I10 = a10 tc –b10 et I100 = a100 tc -b100
Dans le cas des écoulements issus de la plateforme ferroviaire, un temps incompressible de 6
minutes, appelé "inlet time" tenant compte du temps d'accumulation dans le ballast avant
démarrage de l'écoulement dans les fossés de bord de plate-forme, est ajouté au temps de
concentration calculé.
2.1.3 La formule de Crupédix
La formule Crupédix permet une évaluation des débits décennaux pour les bassins versants
naturels de surface égale ou supérieure à 10 km².
Q10 C S 0,8
où :
Q 10 C : débit décennal par la formule de Crupédix (en m3/s),
R : coefficient régional,
S : superficie du bassin versant (en km²),
P 10 : pluie journalière décennale (en mm).
Dans un second temps, après enquête de terrain, une correction de forme et/ou de perméabilité
peut être prise en compte afin de mieux tenir compte de la spécificité de chaque bassin
versant.
Le tableau suivant présente l'ordre de grandeur de ces ajustements.
Correction de forme et de perméabilité
Bassin très allongé - 10 %
Bassin ramassé + 10 %
Bassin très perméable - 20 %
Bassin très imperméable + 20 %
Tableau 4 : Coefficient de correction de forme et de perméabilité
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Le débit centennal est déduit du débit décennal par application du coefficient régional b, selon
la formule suivante :
Les coefficients utilisés pour la méthode Crupédix
avec 1,4 < b < 4
Les valeurs des paramètres régionaux R et les coefficients b = Q100/Q10 de la méthode
Crupédix, retenus pour le projet, sont présentés ci-après :
R = 2,50
b = 1,7
La valeur du coefficient R de certains bassins versants a été ajustée pour tenir compte des
particularités de leurs surfaces (zone karstique, …).
2.1.4 Formule de transition entre la méthode rationnelle et la méthode Crupédix
Pour les bassins versants de surface comprise entre 1 et 10 km², nous appliquons une formule
de pondération entre les deux méthodes précédentes.
Cette formule permet de linéariser l'ensemble des débits obtenus en fonction de la surface du
bassin versant.
La formulation est la suivante pour une période de retour de pluie décennale :
avec :
Q10 : débit décennal (m 3 /s),
Q10R : débit décennal calculé par la formule rationnelle (m 3 /s),
Q10c : débit décennal calculé par la formule Crupédix (m 3 /s),
où S est la surface du bassin versant (km²)
De la même façon, pour une période de retour de pluie centennale, la formule suivante est
retenue :
2.1.5 Estimation des débits de pointe de plusieurs bassins versants
Dans de nombreux cas, nous avons besoin d'estimer le débit de projet de plusieurs BV en
amont d'un ouvrage hydraulique de traversée.
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Dans le cas de BV en série, nous utilisons la méthode de Caquot pour déterminer le débit de
pointe.
Pour les BV en parallèle, la méthode retenue repose sur un principe de pondération entre le
temps d'averse et le temps de concentration des impluviums considérés.
Une fois les caractéristiques des bassins versants connues, on utilise une feuille de calcul pour
déterminer le débit de pointe des BV en parallèle.
Le principe repose sur l'estimation des débits fictifs "Qf" calculés à partir de l'intensité de
pluie I(Ta) associé au temps d'averse "Ta".
L'expression du Qf est la suivante:
Si Ta < Tc, on a: , sinon on a:
avec,
Qf: débit fictif (m 3 /s)
Ta: Temps d'averse (mn)
Tc : Temps de concentration du bassin versant
Cr : Coefficient de ruissellement
S : surface (km²)
Une fois tous les débits fictifs déterminés, le débit de pointe est calculé en faisant la somme
de ces derniers.
Ensuite, on teste différentes valeurs de "Ta" afin de trouver quelle est la valeur du "Ta" qui
nous donne le débit le plus contraignant (le plus grand).
C'est ce débit de pointe que nous considérons pour nos études hydrauliques, notamment pour
l'étude d'impact. Une feuille d'explication est donnée en annexe 4.
2.2 Dispositifs hydrauliques
2.2.1 Dispositif de drainage longitudinal
Principe
Le système de drainage longitudinal des infrastructures linéaires telles que les lignes
ferroviaires et les axes routiers a pour premier objectif de recevoir et/ou drainer :
- les eaux de pluie qui s'écoulent sur la plate forme dans les structures d'assise,
- les eaux de ruissellement des talus et des bassins versants,
- les eaux infiltrées dans la structure d'assise,
- les eaux internes de la PST,
- les eaux internes éventuelles en vue d'obtenir leur abattement (nappe phréatique,
remontées par capillarité).
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Les types de drainage peuvent être classés:
- par leur position: drainages de déblai ou de remblai,
- par leur nature: drainages à ciel ouvert ou enterrés (drains, collecteurs),
- par leur destination: drainages superficiels qui ne collectent que les eaux de
ruissellement et drainages profonds destinés à récupérer les eaux internes, voire
également à rabattre la nappe phréatique le cas échéant.
Les drainages en remblai sont des drainages superficiels, les drainages en déblai peuvent être
superficiels ou profonds.
L’illustration suivante présente le dispositif de drainage (fossé revêtu) de la nouvelle LGV à
proximité du raccordement avec le tronçon C près de Petit-Croix.
Système de drainage
longitudinal
Figure 13 : Tronçon B en construction à proximité de Petit-Croix
Source : Interne à Setec International
Règles de dimensionnements des dispositifs de drainage longitudinal
Le dimensionnement du drainage longitudinal de la LGV est effectué pour un débit de
projet décennal en déblai, en sommet de remblai avec merlon accolé, en profil rasant et en
remblai de hauteur inférieur à 1.5 m. Il est effectué avec un débit centennal pour les fossés de
crête de déblai.
Il est mené en quinquennal pour les remblais de hauteur supérieure à 1.5 m.
Au droit des singularités du drainage longitudinal pour lesquels des débordements risquent de
provoquer des désordres, le dimensionnement est effectué pour 1.8 fois Q projet.
COULON Hugo - TFE 2010 Page 39/86

Il s'agit notamment:
- des ouvrages assurant la continuité du drainage de la plate forme sous les pontsroutes,
- des ouvrages de transit des eaux de drainage d'un côté à l'autre de la plate-forme,
- des ouvrages routiers ayant une incidence sur le drainage de la plate forme ou risque
de mettre en danger l'infrastructure,
- des ouvrages pour l'évacuation des eaux d'un point bas en déblai,
- des ouvrages assurant la continuité d'un fossé de crête de déblai sous un
rétablissement routier.
2.2.2 Ouvrages hydrauliques de traversée
Principes
Les ouvrages hydrauliques de traversée permettent le transit, d’un côté à l’autre de la plateforme,
des eaux des bassins versants naturels et des dispositifs de drainage longitudinal. Il
peut s’agir :
‣ d’ouvrages d’art à fonction hydraulique, qui ne sont visés qu’en termes de capacité
hydraulique ; le dimensionnement de leur structure relève de la conception des ouvrages
d’art
Figure 14: Ouvrage d'art "pont rail du tronçon B"
Source : Interne à Setec International
‣ de petits ouvrages constitués d’un conduit (buse circulaire, tuyau rectangulaire ou
dalot), de têtes d’extrémité, d’un lit de pose et d’un remblai contigu au conduit.
Figure 15 : Buse (600 mm) posée sous la plate forme du tronçon B
Source : Interne à Setec International
COULON Hugo - TFE 2010 Page 40/86

Outre leur rôle hydraulique de transit d’eau à la traversée sous plate-forme, ces ouvrages
peuvent servir de :
• rétablissement de voiries (cas notamment d’ouvrages d’art à fonction hydraulique),
• galerie technique pour le passage de canalisations d’irrigation,
• passage pour animaux sous certaines conditions d'aménagement.
Fonction hydraulique
Banquette pour faune
dimensionnée à Q2
Figure 16 : Cadre hydraulique de traversée aménagé en passage
petite et grande faune
Source : Interne à Setec International
Principes de dimensionnement
Le débit de projet pris en compte dans le dimensionnement des ouvrages varie en fonction de
l'infrastructure concernée, soit :
- crue centennale (Q100) pour le franchissement par la LGV avec vérification par
rapport à la crue de référence historique pour les cours d'eau importants, une
vérification sera menée à Q extrême = 1,8 x Q 100 pour les ouvrages situés en zone rasante
ou en déblai,
- crue centennale (Q100) pour le risque de submersion des routes nationales et
départementales majeures,
- crue décennale (Q10) pour le risque de submersion des routes départementales et
communales assurant des dessertes locales,
- crue biennale (Q2) pour le risque de submersion des chemins ruraux et chemin
d'exploitation.
COULON Hugo - TFE 2010 Page 41/86

Les sections minimales considérées pour les ouvrages de restitution sont les suivantes :
- buse Ø 800 ou tuyau rectangulaire 1,20 x 0,51 m minimum sous la LGV,
- buse Ø 600 minimum sous routes nationales et départementales,
- buse Ø 500 minimum sous voies communales et voies de desserte LGV,
- buse Ø 300 minimum pour les chemins d'exploitation et les accès aux parcelles.
Les ouvrages hydrauliques sont implantés, en général, dans les points bas repérés sur les levés
topographiques ou en des points particuliers.
Les ouvrages de traversée sont calés en planimétrie et altimétrie à partir des plans au 1/1000.
Contraintes de dimensionnement
Les critères de dimensionnement sont de deux natures :
- les critères techniques dont le respect est nécessaire pour assurer le bon
fonctionnement de l’ouvrage, la sécurité et la régularité des circulations et éviter des
difficultés et des surcoûts de maintenance,
- les critères environnementaux qui permettent de limiter l’incidence de l’ouvrage sur
le milieu, en respectant la loi sur l'eau 92-3 du 03/01/1992, ses décrets d'application et
les circulaires relatives à la transparence hydraulique.
‣ Les critères techniques
Le dimensionnement des ouvrages de traversée répondent aux conditions suivantes :
• prise en compte du débit de référence pour leur dimensionnement,
• recherche d’un écoulement à surface libre, de préférence en régime fluvial,
• contrôle de la hauteur de charge à l’amont de l’ouvrage hydraulique pour le débit du
projet, limitée à 1,2 fois la hauteur de l’ouvrage dans les cas courants,
• vérification des vitesses d’écoulement selon la nature de l’écoulement (pérenne ou
discontinue), à 4 ou 5 m/s,
• vérification du respect des limites extrêmes de recouvrement préconisé par le
référentiel technique, voir tableau 5 ci-après.
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Ouvrage
Buse en béton
armé
Ouverture
800 à 2 500 mm
Hauteur mini de
recouvrement
0,90 m sous le niveau
inférieur de la traverse la
plus proche de l’ouvrage ou
0,7 DN pour DN ≥ 1 200
mm
Hauteur maxi de
recouvrement
1,75 à 9 m suivant le
diamètre, séries de
résistance et type de
surcharge
Buse en béton
armé 800 à 2 500 mm 4,8 m à 5,25 selon DN 15 m
Buse
métallique
multiplaque
Tuyaux
rectangulaires
Dalot carré
1 500 à 6 500 mm
1,2 x 0,51 m (L x H)
équivalent à une
buse béton 800 mm
1,80 x 0,81 (L x H)
équivalent à une
buse béton 1 200
mm
1,50 x 1,50
2,00 x 2,00
2,50 x 2,50
1,3 à 3 m suivant le diamètre
et l’épaisseur des tôles
0,45 m sous le niveau
inférieur de la traverse la
plus proche du tuyau
0,45 m sous le niveau
inférieur de la traverse la
plus proche du dalot
Tableau 5 : Principaux ouvrages hydraulique de traversée
Source : IN 3278
à justifier selon le
diamètre et l’épaisseur
conformément au
guide SETRA
1,30 m maximum
sous le niveau
inférieur de la traverse
la plus éloignée
A justifier en fonction
de la structure de
l’ouvrage
• Les coefficients de rugosité K (Manning-Strickler) et les vitesses admissibles
retenues pour les ouvrages courants sont précisés dans le tableau 6.
Type d'ouvrage Nature Calage
Béton /
enrochements
matériau
Tableau 6: Coefficient de Strickler, vitesse maximum admissible selon le type d’OH
Source : IN 3278
Nota : (1) Pour les écoulements permanents, les vitesses maximales de 5 m/s seront limitées à
4 m/s.
• Le taux de remplissage :
Vitesses
Maxi
Coefficient
Buse Béton Fil d'eau 5 m/s (1) 75
Buse / Dalot Béton
Avec radier
enterré
2,5 m/s 40
Dalot Béton Fil d'eau 5 m/s (1) 75
Avec
Dalot
rechargement de 5 m/s (1) 30
COULON Hugo - TFE 2010 Page 43/86

Le taux de remplissage maximum adopté est de 75 % de la hauteur nominale de l'ouvrage. Un
tirant d'air de 0,50 m minimum est prévu dans le cas des ouvrages en dalot, de section
équivalente supérieure à ∅ 1200.
Le schéma suivant illustre le principe de dimensionnement des ouvrages hydrauliques de
traversée.
La formule utilisée pour calculer la hauteur d’eau au sein des ouvrages est la formule de
Manning Strickler :
Q = K × I × S ×
3 / 2
Rh
où,
Q : débit (m 3 /s)
K : Coefficient de Strickler
S : Surface (m²)
Rh : Rayon hydraulique (m)
I : Pente (m/m)
Figure 17 : Principe de dimensionnement des OH de traversée
Source: GTAR
COULON Hugo - TFE 2010 Page 44/86

3. PRINCIPES ET ANALYSES DES MESURES COMPENSATOIRES
A travers les deux premières parties de ce rapport, nous avons vu de quelle façon un
projet de création de LGV implique des impacts sur les eaux superficielles.
Les dispositifs de drainage longitudinal et les ouvrages de traversée évacuent les eaux de
ruissellement en des points de rejet précis. Ainsi, nous utilisons ces points de rejet pour
identifier l'impact sur les eaux superficielles et souterraines.
Nous allons voir à travers l'étude d'impact menée sur l'ensemble des points de rejet quelles
sont les mesures compensatoires à mettre en place au cas par cas.
3.1 Etude d'impact
‣ Principe
La détermination de l’impact du projet sur les écoulement s’inscrit dans une analyse reposant
sur :
v l’impact quantitatif du projet sur le milieu (pourcentage d’apports du projet en
débit décennal de pointe par rapport à l’état initial)
v la description de la sensibilité du milieu récepteur (présence de bâtis, sensibilité
aux inondations, sensibilité quantitative et présence d’ouvrages existants),
v la définition des enjeux pour le milieu récepteur (capacité du milieu récepteur à
accepter les apports supplémentaires)
‣ Analyse quantitative
Les impacts quantitatifs du projet sur le milieu naturel sont conditionnés par
l’implantation de l’infrastructure ferroviaire.
Le projet LGV modifie de manière générale les surfaces des bassins versants naturels à l’état
initial.
Les nouvelles surfaces peuvent conduire à des impacts quantitatifs positifs (négatif pour le
milieu naturel : augmentation du débit de pointe et de la surface) ou négatifs (positif pour le
milieu naturel : diminution du débit de pointe et de la surface) sur le milieu naturel récepteur
qui peuvent être de plusieurs ordres :
(i) Impacts quantitatifs positifs
• Apport d'un sous-bassin ou bassin versant naturel voisin vers le milieu naturel
récepteur considéré.
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Figure 18
"L’eau de ruissellement générée par la surface coloriée en orange appartenant
initialement au bassin versant A est dérivée à l’état projet vers le bassin versant B. Cette
dérivation engendre un impact quantitatif positif au point « Impact 3 » ainsi qu’un impact
quantitatif négatif au point « Impact 2 »".
• Apport d'une plate-forme LGV en déblai dans le cas où elle intercepte une ligne de
crête.
• Modification du coefficient de ruissellement dans le cas où une plate-forme LGV est
située dans le bassin versant naturel initial.
Figure 19
"Le coefficient de ruissellement augmente suite à la mise en place de plate forme LGV et
la surface reste identique. Ainsi, le débit à l’état projet au point « Impact 1 » est supérieur au
débit à l’état initial."
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(ii) Impacts quantitatifs négatifs
• Dérivation d'un sous-bassin versant naturel récepteur vers le bassin versant naturel
voisin, d'où diminution de la surface du bassin versant naturel à l'état initial.
(cf. la figure 18 et son explication ci-dessus)
Pour chaque point d’impact considéré, (cf. les vues en plan, annexe 7), les débits de pointe de
fréquence décennale ont été évalués :
o avant aménagement :
• débit du bassin versant naturel (BVN) à l’état initial,
o après aménagement du projet :
• prise en compte des apports supplémentaires issus de la plate-forme ferroviaire
et/ou du bassin versant dérivé,
• évaluation du débit et de la surface du bassin versant à l’état projet, au point
d’impact retenu.
L’évaluation de l’impact est alors traduit en pourcentage par comparaison des débits et des
surfaces à l’état projet sur les débits et surfaces à l’état initial.
En complément, la capacité du milieu récepteur à recevoir le nouveau débit du projet est
analysée à travers le débit de pointe supplémentaire calculé à chaque point de rejet et une
évaluation du débit capable des émissaires avals. (cf tableau des impacts, annexe 5)
‣ Analyse des enjeux et de la sensibilité
L'évaluation de l'impact quantitatif est un facteur déterminant pour la mise en place ou
non d'une mesure compensatoire mais cette analyse s'accompagne d'une analyse de la
sensibilité du milieu. Celle-ci repose sur les critères suivants :
v présence d'habitations ou d'aménagements à l'aval immédiat de la future traversée,
v sensibilité quantitative particulière (due aux inondations),
v sensibilité quantitative du milieu : zone humide identifiée au droit de la traversée
ou à l'aval, présence de faune ou flore particulière,
v présence d'ouvrages existants à l'amont ou à l'aval de la traversée.
L’impact quantitatif du projet résulte du calcul mathématique explicité dans la méthodologie
(pourcentage d’apports du projet en débit de pointe décennal par rapport au débit de pointe
décennal initial).
L’enjeu est évalué par la résultante de la sensibilité formulée et de l’impact quantitatif estimé.
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La valeur de l’impact supérieure à 10% d’apports supplémentaires est déterminante pour
envisager une mesure compensatoire mais elle ne serait être limitante. C’est après une analyse
complète des enjeux que les mesures compensatoires sont envisagées.
Voir le tableau des impacts qui présentent les aménagements retenus pour la réduction des
impacts sur le milieu naturel, annexe 5.
‣ Qualité des eaux de rejets
Les rejets ferroviaires ne sont pas considérés comme polluants en phase d'exploitation de la
LGV voyageurs. Les seuls produits susceptibles de poser des problèmes de pollution sont les
désherbants toujours utilisés en respectant la réglementation.
Sauf exigences particulières issues de la concertation, aucun dispositif particulier de
protection contre la pollution n'est nécessaire, en dehors de la traversée des zones de
protection de captages d'eau potable.
3.2 Mesures compensatoires pour la réduction des impacts quantitatifs sur les eaux
superficielles et souterraines
Cette partie traite des mesures compensatoires permettant de réduire l’impact quantitatif
sur les eaux superficielles. En effet, nous venons de voir comment évaluer l’impact et quels
sont les critères à considérer pour décider de mettre en place ou non une mesure de
compensation.
Chacune de ces mesures ont pour objectif de restaurer au mieux l'état hydraulique initial avant
l'implantation de la ligne ferroviaire.
La création de l’infrastructure ferroviaire provoque une concentration des écoulements
naturels interceptés et selon les cas une augmentation des débits de pointe.
Lorsque cette modification de l’écoulement des eaux est incompatible avec les conditions
avals (émissaires 1 insuffisants ou inexistants), il est impératif de réaliser des aménagements
permettant de les évacuer.
L'impact quantitatif sur les eaux superficielles est compensé par la mise place soit :
- de bassins de stockage,
- de fossés diffuseurs,
- d'aménagement de l'émissaire.
Nous allons dans un premier temps présenter les deux dernières mesures pour finir sur une
analyse plus longue des dispositifs d'écrêtement.
1 Dans ce rapport, j'ai employé le mot "émissaire" non pas pour parler des émissaires d'assainissement (conduite en béton
armé de grand diamètre) mais pour désigner les fossés naturels (talwegs,...) ou anthropique (fossé d'assainissement routier,
fossé agricole,...) que l'on peut utiliser pour rejeter les eaux provenant des ouvrages hydrauliques de la LGV.
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3.2.1 Fossé diffuseur
Principe
Le fossé diffuseur est utilisé dans les talwegs peu marqués. Il est implanté
perpendiculairement à la ligne de plus grande pente, juste en aval de l'OH de traversée. L’eau
s’évacue de manière diffuse par infiltration et/ou écoulement par débordement de la lame de
diffusion.(cf. le plan type en annexe 6)
Cet ouvrage permet de rétablir un écoulement en nappe, après l’avoir concentré dans
l’ouvrage de traversée sous la plate forme et/ou dans le système de drainage longitudinal.
Ainsi, ce dispositif permet une réduction de la vitesse et de la hauteur d'eau de l'écoulement;
ce qui a pour conséquence d'atténuer l'impact sur le milieu récepteur.
Selon la topographie du secteur, la capacité de stockage du fossé diffuseur lui confère une
fonction secondaire non négligeable d'accumulation pour les épisodes pluvieux les plus
courants.
Le référentiel technique IN 3278 préconise de restaurer le même régime d'écoulement qu'à
l'état initial et ceci jusqu'au événements pluvieux de période de retour centennal. Il est donc
nécessaire d'estimer au préalable la largeur de la lame de diffusion que l'on souhaite installer
sur le fossé diffuseur.
Néanmoins, cette mesure n'est pas adaptée à toutes les situations selon que la topographie de
la zone de rejet soit fortement marquée ou que l'impact quantitatif soit trop élevé. Ainsi, cette
mesure est retenue dans les cas où l'impact quantitatif est entre 0 et 10%.
De plus, il faut s'assurer que le volume d'eau stocké pendant l'épisode pluvieux puisse être
évacué vers le milieu naturel, soit par un dispositif de fuite ou soit par infiltration dans le sol
en place.
L'infiltration des eaux doit être assez rapide pour permettre à l'ouvrage de retrouver sa
seconde fonction lorsqu'un nouvel épisode pluvieux survient. La durée d'infiltration ne doit
dépasser quelques jours.
La formule utilisée pour déterminer la durée d'infiltration est la suivante:
avec:
d : durée d'infiltration (s)
V : volume d'eau stocké dans le fossé (m 3 )
k : perméabilité du sol (m/s)
S : Surface contribuant à l'infiltration (m²)
Dans le cas où l'installation d'une conduite de fuite n'est pas envisageable du fait de la
topographie du secteur et que le sol en place présente une vitesse d'infiltration assez faible ne
permettant pas de respecter les conditions ci-dessus, on a recours à une purge du sol sur une
hauteur suffisante pour atteindre un horizon plus perméable.
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La purge consiste d'extraire le sol en place et de le remplacer par des matériaux plus grossiers
permettant l'infiltration des eaux.
Illustration de la mesure à travers un exemple concret
Le bassin versant BV 261.010.1 présente une surface à l’état initial de 4,88 hectares
engendrant un débit décennal au niveau de l’axe de la ligne de 0,76 m3/s. A l’état projet, le
bassin versant voit son débit décennal s’accroître de l’ordre de 3%, soit un débit
supplémentaire de 22 l/s.
Le secteur, à l'aval immédiat de l'OH de traversée est un talweg avec une topographie assez
plane; ce est adapté à la mise en place d’un fossé diffuseur (cf. vue en plan ci-dessous).
Figure 20 : Principe d'implantation du fossé diffuseur
De plus, l’écoulement en amont de l’ouvrage de traversée sous la plate forme se fait de façon
diffuse. Ainsi, l’objectif est de restituer le même type d’écoulement qu’à l’état initial.
Un calcul de la hauteur d’eau dans ce secteur pour le débit centennal (1,96 m 3 /s), nous a
permis de déterminer la largeur de la lame de diffusion que l'on doit installer sur le fossé. La
largeur de la lame retenue est de 10 mètres.
La vitesse d'infiltration dans ce secteur est de l'ordre de 10 -4 m/s. Ainsi, il n'est pas nécessaire
de mettre en place un dispositif de fuite.
D'après la topographie du site, le fossé diffuseur a les dimensions suivantes (cf. plan
spécifique en annexe 7):
- hauteur d'eau : 1,5 m
- longueur totale : 23 m
- longueur de la lame de diffusion : 10 m
- Volume totale d'eau : 100 m 3
On estime la durée d'infiltration totale de l'eau stockée dans le fossé à 2,5 jours.
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3.2.2 Modification de l’émissaire aval
principe
La modification de l’émissaire répond à deux objectifs qui peuvent être parfois opposés.
v
Dans le cas où aucune mesure compensatoire n’a été retenue mais que la capacité de
transit du fossé existant est insuffisante, il est parfois nécessaire de re-calibrer
l’émissaire pour augmenter sa capacité de transit afin d’évacuer les eaux
supplémentaires.
Le fossé de droite sur le photographie ci-dessous va être utilisé pour évacuer les eaux de la
nouvelle ligne. La capacité de celui-ci est insuffisante pour acheminer les eaux
supplémentaires. Ainsi, nous proposons d'agrandir la section hydraulique de cet émissaire afin
de limiter la fréquence des débordements dans ce secteur.
Figure 21 : Emissaire de capacité insuffisante
v
Le second est de modifier la morphologie de l’émissaire afin de ralentir et de
favoriser son infiltration.
Ceci peut se traduire par plusieurs modifications :
• modification de la section hydraulique / profil en travers (largeur en plafond, fruit
des talus,…)
Figure 22 : Profil en travers type de l'aménagement de l'émissaire
COULON Hugo - TFE 2010 Page 51/86

‣ modification du profil en long:
Le fait de diminuer la pente d'un fossé engendre automatiquement un ralentissement de
l'écoulement. Cette modification peut être obtenue en rallongeant la distance de parcours de
l'écoulement.
‣ modification de la nature du recouvrement (talus végétalisés,…) :
La modification du recouvrement des berges du fossé entraîne une diminution de la valeur du
Strickler. Les fossés en terre non végétalisés ont une valeur de Strickler proche de 20. Dans le
cas où les berges sont végétalisées la valeur du Strickler passe à 15. Ainsi, cette modification
de la nature du recouvrement induit un ralentissement de l’écoulement.
Figure 23 : Principe d'aménagement d'un fossé rectiligne en fossé méandriforme
La photographie ci-dessous illustre les modifications apportées à un émissaire. La section
hydraulique a été agrandie en élargissant le plafond du fossé. La mise en place du "génie
écologique" sur les berges favorise également le ralentissement de l'écoulement en modifiant
le coefficient de Strickler.
Figure 24 : Emissaire après aménagement
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Illustration de cette mesure: BVN 261.020 "le ruisseau de l'étang"
La surface drainée par ce bassin versant naturel est de 0,458 km² avec un débit décennal de
pointe estimé à 0,609 m 3 /s.
A l'état projet, la surface est de 0,487 km²; ce qui engendre un débit de pointe estimé à
0,681m 3 /s, soit un débit décennal supplémentaire de 72 l/s.
L'exutoire à l'état projet draine une surface supplémentaire de 6% par rapport à la surface
initiale. Cette surface supplémentaire provient de la dérivation du bassin versant ferroviaire
BVF 130.
L'augmentation du débit entre l'état initial et projet est de l'ordre de 12%. (cf. annexe 8)
A l'aval du rejet se trouve un étang qui est considéré sensible par les services de l'Etat en
charge de la police de l'eau.
Lors de la visite de terrain effectué en février 2010, j'ai mesuré les caractéristiques du fossé
existant alimentant l'étang. La capacité de cet émissaire a été ensuite estimé à 0,675 m 3 /s.
Ce fossé remplit également d'une fonction agricole. Il permet de récupérer les eaux de
drainage des parcelles agricoles adjacentes.
Nous proposons d'aménager un fossé méandriforme d'une longueur de 250 m entre le point de
rejet au droit de la plate forme et l'entrée à l'étang.
Figure 25 : Principe d'aménagement de l'émissaire 261.025.2
Les talus des berges seront végétalisés par du "génie écologique" et respecteront le profil en
travers type présenté à la figure 20.
Cette mesure compensatoire permet d'atténuer l'impact du projet sur les eaux superficielles.
Nous souhaitons également conserver le fossé existant afin de préserver le fonctionnement du
système de drainage agricole des parcelles voisines.
Le fossé méandriforme est dimensionné avec le débit de pointe de période de retour 2 ans
identique à l’état initial. Ainsi, en cas de forts événements pluvieux les eaux déborderont à
proximité immédiate de l'aménagement. Le dimensionnement du fossé à Q2 favorise le
ralentissement de l'écoulement pour les épisodes pluvieux supérieurs à Q2.
COULON Hugo - TFE 2010 Page 53/86

Les caractéristiques de l'aménagement du fossé méandriforme sont les suivantes :
Longueur : 220 m
Pente moyenne : 0,3 %
Coefficient de Strickler : K = 20
Section hydraulique :
- plafond : 0,5 m
- largeur en gueule : 3,5 m
- hauteur d'eau : 0,5 m
- m = 1,5
3.2.3 Bassin d’écrêtement
Principe
Un dispositif d’écrêtement est un ouvrage hydraulique permettant de réguler le débit le
transitant. Par l’intermédiaire d'un orifice de fuite sous dimensionné par rapport au dispositif
d’entrée, un volume de stockage des eaux est possible (Volume utile).
Il est équipé d'une rampe d'accès, d'une piste d'entretien, d'un dispositif d'entrée et de sortie.
Une surverse de sécurité est également installée pour l'évacuation des débits supérieurs au
débit décennal.
Nous allons voir dans les prochains paragraphes quelles sont les données d'entrée nécessaires
à son implantation et comment dimensionner de tels dispositifs.
Piste d'entretien
Ouvrage d'entrée
Ouvrage de sortie
avec la surverse
Rampe d'accès
Figure 25 : Equipements d'un bassin d'écrêtement
Source : Interne à Setec International
COULON Hugo - TFE 2010 Page 54/86

Données d'entrée nécessaires à l'implantation d'un bassin d'écrêtement
La détermination de la zone d’implantation d’un bassin d’écrêtement nécessite dans un
premier temps la collecte des données et contraintes des sites présélectionnés qui dans un
second temps seront analysées afin de définir au mieux les futures zones d’implantation des
bassins.
Les données d’entrée proviennent de l'ensemble des départements de la société (géotechnique,
environnement, paysage, étude générale et drainage & assainissement).
Un bassin d’écrêtement fait partie des mesures compensatoires mises en place pour réduire
l’impact quantitatif des eaux sur le milieu naturel. Néanmoins, il faut s’assurer que
l’installation de cette mesure n’engendre pas d’impacts supplémentaires sur le milieu naturel
même d’un autre ordre.
‣ Données générales
Un bassin est équipé d’une piste d’entretien qui doit être reliée à une voie d’accès. Il est donc
indispensable de réfléchir en amont à cette problématique avant de définir l’implantation
exacte du bassin. Le site retenu doit être accessible, sans surcoût financier notable.
La présence de réseau sec ou humide (PTT, gaz, assainissement, eau potable,…) est aussi un
élément à prendre en compte dans cette analyse. Selon les cas, une distance minimale vis-àvis
des réseaux existants doit être respectée.
‣ Données géotechniques
La donnée sur la présence ou non d’une nappe phréatique et du niveau des plus hautes eaux,
est un des paramètres qui nous permet de déterminer le profil du bassin à mettre en place
(profil en remblai, déblai ou mixte).
Dans le cas où le site présélectionné présente une nappe sub-affleurante et que le profil adapté
est du type mixte ou déblai, il peut être nécessaire d’imperméabiliser et de lester le bassin afin
d’éviter le remplissage de ce dernier par la remontée des eaux souterraines.
D’autre part, cette imperméabilisation permet de protéger la nappe phréatique d’une
éventuelle contamination par les eaux écrêtées.
Le type de sol en place est une donnée déterminante pour le choix des sites retenus. En effet,
certains sols, composés de matériaux rocheux, nécessitent l’utilisation de techniques de
terrassement lourdes (BRH,…) d'où un surcoût conséquent.
‣ Données environnementales
Afin de ne pas induire un nouvel impact sur le milieu naturel, nous avons fait attention à ne
pas implanter de bassins sur des zones protégées et/ou sensibles.
Les zones humides sont des sites protégés qu’il faut préserver au titre de la loi sur l’eau. Nous
les avons identifiés afin d’éviter que les bassins interfère dans ce type de zone.
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‣ Données paysagères
Pour une meilleure intégration du bassin dans le milieu naturel, nous avons adapté en fonction
de la topographie du site et au cas par cas la forme géométrique du bassin, les pentes de talus
extérieures (3/1 lorsqu’il y a de fortes contraintes d’emprises sinon 5/1).
Certains sites sont également utilisés comme zone de dépôt de matériaux. Dans de tels cas, la
topographie du terrain naturel prise en compte pour que l’intégration paysagère du bassin soit
la meilleure possible.
Nous avons également considéré les boisements existants pour implanter les bassins.
‣ Données hydrauliques
La connaissance des limites des zones d’expansion de crue (ZEC) des cours d’eau ainsi que
les niveaux des plus hautes eaux associées sont également des données primordiales.
Ces informations sont récupérables soit à partir des Plans de Prévention des Risques
d'Inondation (PPRI) s’ils existent, soit à défaut à partir de modélisations hydrauliques des
cours d’eau. En priorité, nous avons évité d'implanter les bassins dans ces zones à risques.
Si cela n’est pas possible, les bassins sont conçus avec un profil en déblai afin d’une part de
ne pas soustraire de volume à la zone d’expansion de crue et d’autre part d’éviter de créer un
obstacle aux inondations.
L’analyse des conditions de rejets permet de déterminer des fils d’eau de l’exutoire. Le fil
d’eau du dispositif d’arrivée au bassin et celui de l’exutoire conditionne la hauteur utile du
bassin d’écrêtement.
D’autre part, l’implantation des bassins ne doit pas être située dans un talweg afin d’éviter de
faire obstacle aux écoulements naturels. Si cela n'est pas possible, il faut protéger le bassin
contre l'érosion en disposant de l'enrochement sur les talus extérieurs.
Figure 27 : Campagne de relevé (février 2010) des
dimensions des ouvrages existants
Source : Interne à Setec International
Le tableau, en annexe 9, récapitule pour chaque bassin d’écrêtement du tronçon C "Petit-
Croix - Lutterbach", les données d’entrées prises en compte pour la détermination de son
implantation.
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Méthodologie de dimensionnement du bassin d'écrêtement
Conformément au référentiel technique IN3278 (chapitre 2.7), les bassins seront
dimensionnés pour une fréquence de retour de pluie décennale.
Après concertation avec les Mise(s) du Haut Rhin et du territoire de Belfort, les règles
retenues concernant le débit de fuite Q10 sont :
(i)
(ii)
8 l/S/ha pour les bassins versants ferroviaires
débit décennal initial pour l'écrêtement des bassins versants naturels modifiés
Ce débit est basé sur une analyse les débits surfaciques des principaux cours d’eau du secteur.
Le dimensionnement de ces retenues est effectué selon la méthode des débits. Cette méthode
est basée sur un modèle permettant de simuler le fonctionnement hydraulique des ouvrages de
stockage, quel que soit le mode de régulation des débits sortants.
Le principe de cette méthode repose sur la définition de trois relations qui décrivent le
système de rétention:
v une relation de conservation des volumes:
"Pour la durée de l'averse, la somme du volume stocké en chaque instant t est égale au débit
entrant à l'instant t (Qe) - débit sortant à l'instant t (Qs)".
v une relation décrivant l'évolution du volume stocké en chaque instant en fonction
de la hauteur d'eau dans le bassin,
v une relation de vidange décrivant l'évolution du débit de sortie Qs (t) en fonction
de la hauteur d'eau dans le bassin.
Le volume du bassin est calculé à partir du débit entrant en fréquence décennale en fonction
d'une durée d'averse donnée. Plusieurs durées d'averses sont testées. Nous retiendrons la
valeur du volume stocké maximum calculée tout en respectant le volume de fuite maximum
autorisé conformément aux points (i) et (ii) ci-dessus.
La figure ci-dessous illustre la relation d'entrée / sortie du bassin à partir des hydrogrammes.
La ligne bleue représente l'hydrogramme d'entrée dans le bassin et la ligne violette traduit
l'hydrogramme de sortie.
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Figure 28 : Hydrogrammes d'entrée/sortie du bassin
Source : Interne à Setec International
Dans le cas où un seul côté de la plate forme ferroviaire est écrêté, le débit de fuite du bassin
tient compte de l'apport supplémentaire de l'autre côté de la plate-forme de manière à ce que
le débit total rejeté soit conforme aux points (i) et (ii) ci-dessus.
De plus, un ouvrage de surverse intégré au bassin est prévu pour assurer l'écoulement des
débits supérieurs à une fréquence de pluie décennale. Elle est calée au niveau des plus hautes
eaux (NPHE). De plus, elle est dimensionnée pour évacuer le débit centennal de l'impluvium
générant le débit entrant dans le bassin.
Dimensionnement de la surverse
La formule utilisée pour dimensionner la surverse est celle des seuils dénoyés :
Avec
Cd (coefficient de bord) = 0.42 (sans unité)
B : largeur de la lame déversante (mètres)
H : hauteur d’eau (mètres)
g (accélération de la pesanteur) = 9.81 m/s-2
Les plans types du bassin d'écrêtement, les ouvrages d'entrée et de sortie et la surverse sont
présentés en annexe 10.
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Dispositif de sortie
Le dispositif de sortie est constitué d'une buse de diamètre minimum de 600 mm équipée d'un
ajutage par plaque aux dimensions de l'orifice de fuite déterminées préalablement par le
progiciel de calcul. La boite en béton devant la buse permet de favoriser la décantation des
fines pour les petits événements pluvieux.
Figure 29 : Dispositif de sortie d'un bassin d'écrêtement
Source : Interne à Setec International
Dispositif d’entrée
Le dispositif d'entrée est placé entre le fossé qui achemine les eaux provenant de la ligne et le
bassin. Il existe deux types de dispositifs d'entrée différents.
Le premier est constitué d'une chute d'eau dans un puisard équipé d'une surverse en dérivation
et d'une buse suffisamment dimensionnée pour faire transiter le débit décennal.
Le second est une entrée dite en "toboggan". Elle est constituée tout simplement d'un fossé en
enrochements liés acheminant l'eau jusqu'à l'intérieur du bassin.
Le fossé qui achemine les eaux de la ligne jusqu'au bassin doit être calé au dessus du niveau
des plus hautes eaux du bassin (NPHE).
Figure 30 : Dispositif d'entrée dans le bassin
Source : Interne à Setec International
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Exemple : mise en place du Bassin 256.008
L'étude d'impact a mis en évidence la nécessité d'installer un bassin d'écrêtement au droit du
point d'impact n°7. Ce point de rejet est à l'aval immédiat du déblai BVF 070 qui collecte une
grande quantité d'eau.
Le bassin versant à écrêter (BVF 130) présente les caractéristiques suivantes:
- Surfaces : 5,02 ha
- Coefficient de ruissellement moyen: 0,49
- Pente moyenne : 0,47 %
- Longueur du talweg: 984 m
- Temps de concentration : 13 mn
Deux sites ont été étudiés pour l'implantation du bassin 256.008.
Le tableau suivant récapitule les données d'entrée pour les deux sites pré-sélectionnés.
Etat
initial
Pk
Nappe
phréatique
Zone
Inondable
Environnement
Hydraulique
Réseaux
1ère
solution
143 + 400
Nappe sub
affleurante
Non
Prairie
Talweg
alimentant
l'étang de la
Goutte
Boullée
Non
2ème
solution
143 + 500
Nappe sub
affleurante
Non
Proximité
d'une zone
sensible
(plantes
hygrophiles)
fossé marqué
Non
Etat
Projet
Paysage Hydraulique Emprise Emprise
Accès
bassin
Commentaires
1ère
solution
2ème
solution
-
Zone de
dépôt
Fil d'eau
entrée sous
le TN, OH
sous LGV en
déblai
Zone de
dépôt
Fil d'eau
entrée sous
le TN, OH
sous LGV en
déblai
Fil d'eau
d'entrée
bassin au
TN
Non prévue
Prévue
depuis la RD
419
depuis le
chemin rural
passant à
proximité de
l'étang du
Pré de la
Caille
Profil en
RBT
impossible,
bassin à
déplacer
Mise en
place du
bassin en
remblai
possible, h
utile = 0,54
m
Tableau 7 : Données d'entrée du BAD 256.008
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Le site présélectionné en phase "APD" (1 ère solution) n'a pas été retenu en phase "PRO"
puisque l'analyse des données d'entrée a révélé de nombreuses contraintes (plate forme en
déblai, exutoire difficile et zone présentant une nappe sub affleurante).
Ainsi, le secteur d'implantation du bassin est déplacé de 150 mètres du premier site dans le
sens croissant des Pk de la ligne LGV.
‣ 2 ème solution retenue :
A partir des données concernant le fil d'eau d'entrée du bassin et celui de l'émissaire de
sortie et vu la présence d'une nappe sub affleurante dans le secteur, nous avons défini une
hauteur d'eau utile d'environ 60 centimètres.
Les eaux à écrêter proviennent principalement du déblai ferroviaire BVF 070. Le débit de
fuite du bassin est alors proportionnel à la surface de l'impluvium concerné.
Ainsi, le débit de fuite est égal à 8 l/s/ha x 5.02 ha = 40 l/s
Le dimensionnement du bassin est défini à partir d’un progiciel interne à Sectec International.
Les données à renseigner dans la page d'interface sont les suivantes:
- les caractéristiques du BV (Surface, Pente, tc, Cr)
- les données pluviométriques du secteur (Coefficient de Montana)
- les caractéristiques géométriques hypothétiques du bassin (Longueur, Largeur,
hauteur d'eau utile et niveau de la surverse)
- les dimensions de l'orifice de fuite (hypothétiques)
Une fois toutes ces données rentrées dans l'interface du progiciel, nous lançons le calcul.
Celui-ci nous renseigne sur le volume utile, la hauteur et le débit de fuite maximum.
On réitère ce processus en ajustant les données hypothétiques afin d'obtenir les
caractéristiques souhaitées pour le bassin (hauteur utile = 55 cm et débit de fuite = 40 l/s)
Cette étape terminée, nous obtenons les caractéristiques géométriques du bassin (longueur =
35 m et largeur = 30 m). Cependant, il faut tenir compte de la mise en place de la rampe
d'accès à l'intérieur de l'aménagement.
Cette rampe d'accès doit permettre un dénivelé de (0.55 "hauteur utile" + 0.5 "revanche"), soit
1.05 m. Cette dernière ne doit pas avoir une pente excédent 7%. Il faut donc une longueur de
13 mètres pour y parvenir.
La largeur de cette rampe étant de 4 mètres, la surface à rajouter est de : 13 m x 4 m = 52 m².
Nous avons donc maintenant tous les éléments pour concevoir ce bassin.
Les caractéristiques retenues du bassin seront donc :
- Hauteur utile : 0,55 m
- Ø orifice de fuite : 180 mm
- Longueur x Largeur : 33 x 33 m
- Débit de fuite : 38 l/s
-
Volume utile : 630 m 3
- Surface en fond : 1090 m²
Le plan spécifique de cet aménagement est présenté en annexe 11.
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CONCLUSION
La société Setec International a engagé les études de maîtrise d'œuvre du dernier tronçon de la
ligne à grande vitesse Rhin Rhône, branche est, entre Petit Croix et Lutterbach. Cette ligne
permettra de relier les 190 km² de ligne en cours de réalisation à la ligne existante de Bâle
Strasbourg.
L'implantation d'une nouvelle infrastructure ferroviaire engendre nécessairement des impacts
sur les eaux superficielles et souterraines. Les bassins versants naturels interceptés par le
projet voient leurs écoulements superficiels modifiés.
D'une part, la mise en place de la ligne fait obstacle aux écoulements et peut selon les cas
dériver et/ou concentrer les eaux de ruissellement et des cours d'eau vers d'autres bassins
versants naturels. D'autre part, la modification de la nature du sol à proximité immédiate du
projet causée par la mise en place de la plate forme ferroviaire, des voies latérales et des
rétablissements des voies routières existantes est responsable de l'une augmentation des débits
de pointe.
Afin de réduire les impacts du projet sur les eaux superficielles et souterraines, il est demandé
aux maître d'œuvre de réaliser une étude d'impact permettant d'identifier les points de rejet les
plus influents sur le milieu récepteur. Selon le niveau de sensibilité du milieu et de l'impact
quantitatif, des mesures compensatoires sont mises en place.
Le fossé de diffusion est un ouvrage hydraulique équipé d'une lame de diffusion permettant à
l'écoulement de retrouver en aval du rejet un comportement hydraulique proche de l'état
initial. Il restitue par l'intermédiaire de sa lame un écoulement en nappe. Cette mesure est
envisagée dans les secteurs où la topographie est suffisamment plate.
L'aménagement du fossé dans lequel on rejette les eaux de la plate forme en fossé
méandriforme permet de diffuser un plus grand volume d'eau en ralentissant l'écoulement par
rapport à l'état initial. Les modifications que l'on peut apporter sont de plusieurs ordres
(modification du profil en long du fossé, élargissement de la section hydraulique et
modification du recouvrement des talus). Néanmoins, cette mesure nécessite une acquisition
importante de foncier afin pérenniser cet aménagement.
Enfin, le débit supplémentaire engendré par la mise en place de la nouvelle ligne peut être
compensé par un dispositif d'écrêtement. Il permet de réguler le débit de sortie afin de limiter
l'impact sur le milieu récepteur. Cette mesure demande une plus grande technicité que les
deux précédentes pour sa réalisation mais elle a l'avantage de présenter une meilleure
efficacité vis-à-vis de la protection des eaux superficielles et souterraines.
Le lot C11 du secteur Petit Croix / Lutterbach présente 14 points de rejet vers le milieu
naturel. Il a été retenu de mettre en place un bassin d’écrêtement, un fossé diffuseur et deux
aménagements d’émissaire sur ce lot. Ainsi, 10 points de rejet ne nécessitent pas de mesures
compensatoires.
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BIBLIOGRAPHIE
Hydraulique générale
Guide technique des bassins de retenue d’eaux pluviales, Agences de l’eau – service
technique de l’urbanisme, 1994. 245p.
Chocat B. Encyclopédie de l’hydrologie urbaine et de l’assainissement, 1997. 80 à 200p.
AZZOUT, Y., BARRAUD, S., CRES, F.M., ALFAKIH, E. Techniques alternatives en
assainissement pluvial, 1994. 340p.
Techniques
Référentiel technique pour la réalisation des LGV – partie Génie Civil - tome III « drainage
et assainissement » IN 3278,RFF, Février 2006. 83p.
Guide technique SETRA (Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes) « Drainage
routier », Mars 2006. 91p.
Guide technique SETRA « Assainissement routier », Octobre 2006. 92p.
Guide technique SETRA « Pollution d’origine routière », Août 2007. 80p.
Réglementation
Loi sur l’eau et ses décrets, arrêtés, circulaire d’application (Ministère de l’écologie et du
développement durable).
« Circulaire n° 426 du 24 juillet 2002 sur les contraintes réglementaires de limitation des
remous ». Directive Cadre sur l’Eau (DCE), Ministère de l'Ecologie et du Développement
Durable.
« Les mesures compensatoires pour la biodiversité », Réseau Scientifique et Technique de
l'Equipement, Février 2009. 55p.
"SDAGE Rhin- Meuse", Agence de l'eau.
"SDAGE Rhône - Méditerranée - Corse", Agence de l'eau
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ANNEXES
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ANNEXE 1 : Organigramme de Setec International
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ANNEXE 2 : Plan de situation tronçon C « Petit Croix Lutterbach » au 1/100 000
La ligne LGV du tronçon C est
représentée par le trait rouge.

ANNEXE 3 : Extrait des pluies maximum journalières des postes pluviométriques de
Belfort
STATION : BELFORT PERIODE : 1947-2005
AJUSTEMENT PAR UNE LOI DE GUMBEL DES HAUTEURS DE
PRECIPITATIONS MAXIMALES ANNUELLES CUMULEES EN 1 JOUR
+--------------------------------------------------+
¦ ANNEES VALEURS ¦ VALEURS ANNEES ¦
¦ (en mm) ¦ (en mm) ¦
+--------------------------------------------------¦
¦ 1947 40.6 ¦ 24.2 1949 ¦
¦ 1948 31.0 ¦ 24.4 1961 ¦
¦ 1949 24.2 ¦ 26.0 2003 ¦
¦ 1950 54.3 ¦ 28.9 1969 ¦
¦ 1951 35.2 ¦ 29.2 1974 ¦
¦ 1952 45.3 ¦ 29.9 1965 ¦
¦ 1953 66.0 ¦ 30.2 1971 ¦
¦ 1954 68.2 ¦ 31.0 1948 ¦
¦ 1955 42.9 ¦ 31.0 1973 ¦
¦ 1956 35.0 ¦ 31.2 2005 ¦
¦ 1957 32.2 ¦ 31.3 1972 ¦
¦ 1958 39.5 ¦ 31.4 1977 ¦
¦ 1959 42.5 ¦ 31.7 1985 ¦
¦ 1960 34.2 ¦ 32.2 1957 ¦
¦ 1961 24.4 ¦ 33.5 1966 ¦
¦ 1962 49.5 ¦ 34.2 1960 ¦
¦ 1963 45.8 ¦ 35.0 1956 ¦
¦ 1964 48.2 ¦ 35.2 1951 ¦
¦ 1965 29.9 ¦ 36.0 1984 ¦
¦ 1966 33.5 ¦ 36.3 1988 ¦
¦ 1967 36.8 ¦ 36.8 1967 ¦
¦ 1968 49.6 ¦ 37.6 1991 ¦
¦ 1969 28.9 ¦ 38.2 2004 ¦
¦ 1970 61.2 ¦ 38.8 2001 ¦
¦ 1971 30.2 ¦ 39.5 1958 ¦
¦ 1972 31.3 ¦ 40.0 1979 ¦
¦ 1973 31.0 ¦ 40.1 1983 ¦
¦ 1974 29.2 ¦ 40.4 1975 ¦
DUREE DE RETOUR
HAUTEUR
2 ans 40.1 mm
5 ans 49.7 mm
10 ans 56.1 mm
25 ans 64.2 mm
50 ans 70.2 mm
75 ans 73.7 mm
100 ans 76.2 mm
Gradex = 8.527 Mode = 36.954

ANNEXE 4 : Feuille de calcul des débits de pointe de plusieurs bassins en parallèle
Temps d’averse Ta Intensité I10 = a (Ta) -b
Qf = Ta/Tc x S x I10 x Cr
Tc : temps de concentration
Somme des débits
fictifs
Explication :
Cette feuille de calcul permet d’estimer le débit de pointe décennal au droit d’un ouvrage
hydraulique de traversée. Pour cela, nous effectuons la somme des débits fictifs qui
représentent une pondération entre le temps d’averse et le temps de concentration de chaque
bassin versant.
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ANNEXE 5 : Tableau des impacts du tronçon C (lot C11)
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Tableau récapitulatif des impacts quantitatifs du projet (Lot C11)
Etat initial Apports supplémentaires : LGV et BVN dérivé Etat projet Impact projet / état initial
Q supplémentaire
Q capable de
l'émissaire récepteur
N° Bassin S L Tc Q 10
N° Bassin Versant
S L Tc Q 10 Lieu-dit
N° Bassin
S L Tc Q 10 n° point Rapport en %
Ferroviaire
Versant
Versant (km²) (km) (min) (m 3 /s) (km²) (km) (min) (m 3 /s) ou Cours d'eau (km²) (km) (min) (m 3 /s) d'impact I (S) I(Débit) l/s m 3 /s
Milieu récepteur
Sensibilité environnementale
Analyse de l'impact hydraulique
Analyse de l'impact environnemental
Mesures
envisagées
251.030.1 0,329 0,985 106 0,40 BVF Racc D10 0,015 0,260 16 0,11 Le Bois Plein 251.030.1 0,324 0,985 106 0,43 1 -1% 6% 26 0,765
Bassin versant alimentant l'étang de la
Prelle
Impact négligeable au droit du ruisseau de la
Prelle, aucun enjeu habité et fossé récepteur en
zone de forêt
Aucune
252.020.1 0,172 0,470 39 0,46
BVF 005
BVF 010G
0.02
0.010
0.5
0.320
10
9
0.25
0.18
Combaras 252.020.1 0,160 0,470 39 0,54 2 -7% 19% 85 0,562 Bassin versant alimentant l'étang de la ville
Les apports ne sont pas négatifs vue la nature du
milieu récepteur
Aménagement de l'émissaire
253.010.1 45 - - 20,00 - - - - - L'Autruche 253.010.1 45 - - 20,00 - » 0% » 0% 0 - - - -
253.020.1 39,500 - - 30,00 BVF 050 0,178 1,200 13 1,21 La Madeleine 253.020.1 40,000 - - 30,00 - » 0% » 0% 0 - - - -
256.005.1 0,071 0,410 28 0,21 BVF 070 0,035 0,894 13 0,42 La Goutte Boullée 256.005.1 0,094 0,894 13 0,73 3 32% 242% 516 Rejet diffus
Bassin versant alimentant les étangs de la
Goutte Boullée
L'impact n'est plus que de 15% à l'amont direct du
premier étang de la Goutte Boullée (point 4). Les
apport ne sont pas négatifs vue la nature du milieu
récepteur
Bassin coté V2 de 630 m3
256.010.1 0,087 0,350 18 0,38 BVF 090.amont 0,003 0,125 6 0,07 Le Pré de la Caille 256.010.1 0,062 0,350 18 0,35 5 -29% -6,6% -25 Ind
BVF 090.1 0,003 0,170 7 0,04
256.020.1 0,213 0,590 42
0,53 Le Petit Bois 256.020.1 0,212 0,590 42 0,59 6 -1% 11% 58
Rejet diffus
Bassin versant alimentant partiellement
l'étang du Pré de la Caille
Impact compensé au niveau de l'étang
Aucune
BVF 090.2 0,008 0,320 9 0,15
256.030.1 0,095 0,625 53 0,20 BVF 090.aval 0,005 0,200 7 0,10 La Vie du Moulin 1 256.030.1 0,084 0,089 52 0,21 6bis -12% 6,6% 13 Ind
256.total
(256.010+256.0
20+256.030)
0,579 0,870 71 0,97 BVF 090.total 0,050 0,914 12 0,52
Etang du Pré de la
Caille
256.total
(256.010+256.0
20+256.030)
0,549 0,860 71 0,99 5 bis -6% 2,0% 24 Ind
Bassins versants alimentant l'étang du Pré
de la Caille
Impact global de 2%, négligeable vis-à-vis du
milieu recepteur
Aucune
261.010.1 0,488 0,940 78 0,76 BVF 110 0,006 0,200 7 0,12 La Vie du Moulin 2 261.010.1 0,490 0,940 78 0,78 7 » 0% 3% 22 Rejet diffus Zone forestière Apports faibles. Impact faible Fossé diffuseur
261.020.1 0,458 1,120 94 0,61 BVF 130 0,034 0,480 9 0,37
Ruisseau des grands
champs
261.020.1 0,487 1,120 94 0,68 8 6% 12% 71 0,675 Etang situé en zone de prairies
Les apports ne sont pas négatifs vue la nature du
milieu récepteur
Aménagement de l'émissaire
262.010.1 1,210 1,745 175 0,99 BVF 150 0,006 0,200 7 0,11 Le Fuy 262.010.1 1,222 1,745 175 1,01 9 » 0% 2% 18 Ind Zone forestière Apports faibles. Impact faible Aucune / fossé existant
262.020.1 0,297 1,020 73 0,48 Imperméabilisation des sols à l'état projet
Ronde Ragie 262.020.1 0,297 1,020 73 0,48 10 » 0% 0% 0 - Zone cultivée Apports faibles. Impact faible Aucune
Imperméabilisation des sols. C=0,26 à l'état projet contre
262.030.1 0,256 1,230 77 0,40 Belson 262.030.1 0,256 1,230 77 0,41 11 » 0% 4% 16 0,312 Zone de prairies Apports faibles. Impact faible Aucune
0,25 à l'état initial
263.010.1 19,3 - - 19,00 - - - - - Le Margrabant 263.010.1 19,3 - - 19,00 - » 0% » 0% 0 - - - -
E:\Annexes\Nouveau dossier\t2-impact.xls - Impact(lotC11)

ANNEXE 6 : Plan type du fossé diffuseur
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FOSSE DIFFUSEUR
VUE EN PLAN
E
Buse ou dalot
REMBLAI
Dispositif parafouille
en béton armé
Fossé revêtu
2,00
Longueur du fossé diffuseur
Fossé revêtu
4.50
1,00 1,00
A
F
A
1,00 1,00
Enrochements libres 50/200
E
F
F T revêtu
Revêtement éventuel en béton peu armé
2,00
AMONT
COUPE E-E
AVAL
REMBLAI
4.5mini variable 2.20
mini
1/2 DN
Variable selon
fil d'eau aval OH et TN
Niveau déversoir
OH
0.30
1.00
3
2
ou
2/1
0.3
1.50
mini
T.N
COUPE A-A
0.30
0.20 2.00
1.50
mini
Blocage en
pierres 50/200
Clôture
éventuelle
COUPE F-F
L variable, 200 m maximum
TN
Buse ou dalot
Niveau déversoir
TN
10/1
0.10
minimum
0.10
minimum
A.2-6

ANNEXE 7 : Plan spécifique d’implantation du fossé diffuseur
Fossé diffuseur
Q10 initial = 0,72 m 3 /s
Q10 projet = 0,74 m 3 /s
Longueur maximum = 31.66 m
Largeur maximum = 8.73 m
Volume utile = 180 m 3
Longueur de la lame = 10 m
Temps de vidange = 2.5 j
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ANNEXE 8 : Plan spécifique de l’aménagement de l’émissaire 261.025.2
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Emissaire : 261.020.2
Ruisseau de l'étang
PK 145 + 160
Etat initial:
Longueur fossé initial :
94 m
Fil d'eau amont:
352.52 mNGF
Fil d'eau aval:
351.92 mNGF
Pente moyenne : 0.64 %
Débit capable fossé existant :
2.8 m³/s
Etat projet:
Longueur fossé :
145 m
Fil d'eau amont:
352.52 mNGF
Fil d'eau aval:
351.92 mNGF
Pente moyenne : 0.41 %
Q100 OH :
1.48 m³/s
Q10 :
0.68 m³/s
Q2=Qprojet :
0.442 m³/s
Nota: On conserve le fossé existant dans le cas où celui-ci sert d'exutoire au
drainage agricole des parcelles adjacentes.
CHNC
CHNC
145+200M
Bouchon d'argile dans l'ancien fossé
dimensionné à Q2
OH 261.020.0
O = 2.00 x 1.25
Fossé en enrochements liés
2.3m x 0.60 & m=2/1
LGV RHIN RHONE - Branche Est
PROJET
TRONCON C - 2ème PHASE
AMENAGEMENT EMISSAIRE
ASSOSIE A L'OH 261.020.0
juin 2010
1/500
PRO
0 A0
Phase Lot
Type d'ouvrage Partie Thème Emet. N° Chrono Ind. Stat.
LGVRR TRC C00 PRO TOARCH GEM 01

ANNEXE 9 : Données d’entrée pour l’implantation des bassins du tronçon C
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COULON Hugo - TFE 2010 Page 82/86

Etat
Initial
Etat
Projet
1ère solution
BAD 256.008.2 BAD 264.010.1 BAD 266.010.1 BAD 273.010.2 BAD 274.005.1 BAD 275.008.2
2ème solution
BAD
291.020.2
Pk 143 + 400 143 + 500 148 + 400 150 + 000 153 + 460 154 + 600 156 + 080 166 + 520
1 sondage Nappe d'accompagnement
du cours -2,2 m / TN
2 piézomètres :
Nappe sub Nappe sub Nappe sub
1piézomètre: 1 piézomètre :
Nappe
ponctuel :
affleurante affleurante affleurante
- 0,15 m / TN - 2,5 m / TN
-3 m / TN
d'eau -5,7 m / TN
ZI Non Non Non Non Risque d'inondation Non Non Non
Hydraulique
Prairie
Talweg
alimentant
l'étang de la
Goutte Boullée
Proximité d'une
zone sensible
(plantes
hygrophiles)
en cours en cours zone très pentée
fossé marqué en cours en cours
A proximité du
ruisseau "les
Bouleaux"
zone très pentée
(plus de 10% de
pente)
- -
- -
Fossé marqué à
proximité
Réseaux Non Non Non Non Non Non Non Non
Paysage - Zone de dépôt Zone de dépôt Zone de dépôt - -
Hydraulique
Fil d'eau entrée
sous le TN,
OH sous LGV
en déblai
Fil d'eau d'entrée
bassin au TN
Emprise Non prévue Prévue
Accès bassin
Environnement
Commentaires
depuis la RD
419
Profil en RBT
impossible,
bassin à
déplacer
depuis le chemin
rural passant à
proximité de
l'étang du Pré de
la Caille
Mise en place du
bassin en remblai
possible
h utile = 0,54 m
en cours
Prévue mais à
décaler
en cours
en cours
en cours
Fil d'eau d'entrée
bassin sous le TN
Fil d'eau d'entrée
bassin au TN
Zone de
reboisement
pas de
contraintes
particulières
Zone de dépôt
/ modelé
possible
existence d'un
exutoire
naturel
Non prévu Prévue Prévue Prévue Non prévue
en cours
en cours
depuis le retab. du
CR (PRO 273,010)
Implantation du
bassin le plus haut
possible par rapport
au ruisseau
depuis la voie
d'accès à la plate
forme
Profil de bassin
mixte
depuis la RD 34
Utilisation d’un
délaissé,
Profil en
remblai retenu
depuis la voie
latérale
Intégration du
bassin /modelé,
modification
de la VLT

ANNEXE 10 : Plans types des bassin d'écrêtement
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SCHEMA DE PRINCIPE DU BASSIN D'ECRETEMENT
5/1
Axe des voies LGV
Collecteur Ø 800 mini (éventuel)
(eaux des plates-formes à écrêter)
3/1
Dispositif
d'entrée type
Enrochements
(brise énergie)
Zone de
retournement
Surverse sur
digue éventuelle
Exutoire
Dispositif de
sortie type
2%
0,5%
Ouvrage de
surverse
dans puisard
éventuel
2%
Rampe d'accés 10% maxi
Piste d'accés au bassin
3/1
NOTA: La piste d'entretien sera réalisée en couche de forme.
Elle est calée à 0.50 m au dessus de la côte du NPHE Q 10 ans
Implantation L* minimum
-Piste d'entretien circulable 4.00m
-En pied de remblai LGV 4.50m
-Digue non circulable 2.5m
A. 8-1

EQUIPEMENTS AMONT DU BASSIN D'ECRETEMENT
NPHE Q10ans
3
1
Raquette
0.7 m
0.5%mini
Terre végétale ensemencée ép. 0.20
Couche de forme rapportée ép. 0.30
Piste d'entretien
0.5 m 2.5 m mini
0.5 m
Puisard Pxx.xx
Fossé d'alimentation type
Terre végétale ensemencée ép 0.20 m
Couche de forme rapportée ép.0.30m
Ouvrage de Tête
type TB1i xx
4%
Raquette en enrochements 50/200
Coupe longitudinale
1.1 Cas courant :
Ø Variable ou buse (LxH ou Ø variable)
Ouvrage de surverse éventuel
NPHE 10 ans
Digue
Revanche de 0,50m
NPHE Q10 ans
0.5%mini
Terre végétale ensemencée ép. 0.20
Couche de forme rapportée ép. 0.30
1.2 Cas particulier :
Descente d'eau en enrochements
liés 50/200 (ép.30cm)
Fossé type
Revêtu 1m
3
1
Enrochement liés faces lissées
Couche de béton de propreté ép.10cm
Enrochement liés faces saillantes
Parafouille en béton
A. 8-2

EQUIPEMENTS AVAL DU BASSIN D'ECRETEMENT
Enrochements liés
Faces saillantes
Enrochements liés - Faces lissées
Digue et/ou piste d'entretien
Enrochements liés
Faces saillantes
Enrochements ép. 30cm
50/200
Coupe A-A
Enrochements libres
Faces saillantes
N.P.H.E Q10ans (niveau surverse)
Var.
3
Perré en béton
1
Buse de fuite
Ouvrage de tête Amont
type OUV. BAS.
Cf. nota 1
0.20 m
Raquette
rayon 3m mini
ou enrochements libres
sur fossé ou fossé revêtu
Parafouille en béton
Ø100
(variable)
a
Ajutage par plaque
Var.
b
3
1
Perré en béton
Vue en plan
Buse de fuite
Cf. nota 1
A A
Largeur de surverse
variable
Ouvrage de tête Amont
type OUV. BAS.
Parafouille béton en peu armé
Raquette
rayon 3m mini
ou enrochements libres
sur fossé ou fossé revêtu
4 m
(Largeur digue 2.5m minimum)
Largeur de la surverse *
a
b
N.P.H.E (niveau surverse)
Perré en béton
Enrochements
0.3 m
Nota 1 : Dans le cas où la surverse est dissociée du système de fuite,
l'enrochement est adapté (voir zone en pointillée).
1
Vue de face
Nota 2 : Si la surverse est circulable : = sinon =
a
6
a
0.2 m
0.2 m 1.5 m
1
b
1
b
* La largeur de la surverse est dimensionnée pour évacuer le débit centenal.
Ø0.6 m
PENTE
0.02 m/m
PENTE
0.02 m/m
0.3 m
Ouvrage de tête Amont
type OUV. BAS.
0.2 m
Ajutage par plaque (adaptée
aux dimensions de la collerette)
A. 8-3

ANNEXE 11 : Plan spécifique du bassin BAD 256.008
COULON Hugo - TFE 2010 Page 85/86

COULON Hugo - TFE 2010 Page 86/86

Identification de l'ouvrage: BA 256.008.2
Ø800
00
00
800
OH 256.008.0
Buse Ø1000
FT 3/2 50-50
OH 256.10.0
Buse Ø800
Le pré de la caille
Ouvrage type :
Bassin d'écrétement
Débit entrée Q10 :
0.52 m³/s
Bassin versant récepteur : 256.005
Bassin ferroviaire et déblai écrêté : BVF 070
Dimensions et calage:
Temps de retour :
10 ans
Volume utile : 630 m³
Débit de fuite maximum :
0.038 m³/s
Dimension du fond : 1090m²
Hauteur d'eau utile :
0.55 m
Hauteur de la revanche
0.50 m
Cote de fond théorique
261.90 m NGF
Cote digue et piste minimum:
362.95 m NGF
Pente transversale: L= 2 %
Pente longitudinale L = 0.5 %
Amont :
Equipements:
Descente d'eau tobbogan et enrochements
Aval : Sortie ouvrage de fuite Ø600, série 135A +
boite type RA.09 +descente d'eau
Ajutage : Ø 180 mm
Surverse :
Surverse sur digue, non circulable
143+500M
FT 3/2 10-75R75
FT 3/2 150-50-R50
DEPOT
DPT n° 1436-2
1/5
Plate-forme de
retournement
361,75mNGF
0.5%
2%
2%
361,55mNGF
361,90mNGF
143+600M
1/5
0+000 M
A.D.
1/3
A.D.
A.D.
R=8.000
R=8.000
A.D.
Limite d'emprise
Exutoire:
Carrefour revetu béton
0+050 M
Enrochements
Ø1000
A.D.
R=8.000
Raquette enrochée commune + fossé
BAD 256.008.2
V=630 m³
R=8.000
A.D.
OH 256.009
LGV RHIN RHONE - Branche Est
PROJET
TRONCON C - 2ème PHASE
PRO
BASSIN
256.008.2
mai 2010
1/500
0 A0
Phase Lot
Type d'ouvrage Partie Thème Emet. N° Chrono Ind. Stat.
LGVRR TRC C00 PRO TOARCH GEM 01