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Rapport final MIG MTES (Action C2) MIG MAA
2017-2018

Simon Carladous, Guillaume Piton

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

To cite this version:

Simon Carladous, Guillaume Piton. Rapport final MIG MTES (Action C2) MIG MAA 2017-2018. ONF-DRN. 2019. hal-04865706

HAL Id: hal-04865706

https://hal.science/hal-04865706v1

Submitted on 6 Jan 2025

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# Mise à jour inventaire et retour d'expériences sur les plages de dépôt

MIG MTES (Action C2)
MIG MAA

2017-2018

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Liberté • Égalité • Fraternité
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

MINISTÈRE
DE LA TRANSITION
ÉCOLOGIQUE
ET SOLIDAIRE

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Liberté • Égalité • Fraternité
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

MINISTÈRE
DE L'AGRICULTURE
ET DE
L'ALIMENTATION

## Rapport final

### Avril 2019

#### V1

Office National des Forêts

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

restauration des terrains en montagne

rtm

Office National des Forêts

Direction Forêts et Risques Naturels

Département Risques Naturels

Pôle RTM

irstea

Irstea

Unité de Recherche
Erosion Torrentielle Neige et
Avalanches
# Avant-propos

Cette étude a été réalisée dans le cadre du réseau technique national de l'ONF-RTM, financée par le ministère de la transition écologique et solidaire (MTES) suivi par la DGPR/SRNH/BRNT, et le ministère de l'agriculture et de l'alimentation (MAA) suivi par la DGPE/SDFE/SFFBCB/BGFB. Elles ont confié la rédaction au Département Risques Naturels de l'ONF/DFRN et à l'Irstea/UR ETGR.

Un dossier informatique est associé à ce rapport. Il contient les fichiers Excel® et SIG (*.shp) d'inventaire des plages de dépôt, le modèle de fiche d'information détaillée avec sa note d'aide au remplissage, les fiches d'informations détaillées sur les plages de dépôts complétées par les services ONF-RTM, les fiches de suivi des curage mises à jour avec les nouvelles informations transmises et le modèle de fiche pour collecte d'informations sur le terrain lors de REX approfondis.

## Remerciements

L'ensemble de ce travail a été réalisé avec le support de Y. Quefféléan (ONF/DRN), A. Pédemay (ONF/DRN), D. Kuss (ONF-RTM 38), C. Deymier (ONF-RTM 04), D. Etcheverry (ONF-RTM 73), B. Demolis (ONF-RTM 74). Tous les collègues des services départementaux RTM de l'ONF ont été mobilisés pour compléter les fiches d'inventaire. Certains ont participé aux visites de terrain pour REX approfondis : G. Astier et P. Diot (ONF-RTM 05), H. Collomb et B. Serra (ONF-RTM 04), T. Tournier et J.-L. Demirdjian (ONF-RTM 06), G. Charvet et O. Lamy (ONF-RTM 73). Nous remercions ici chacun pour leur implication dans ce projet.

Par ailleurs, ce travail s'est appuyé sur la réalisation du stage de fin d'études M2 GAIA de Mélanie Brachet (2018). Il a permis la finalisation et le contrôle de l'inventaire réalisé en 2017, la préparation des fiches de REX détaillés, leur réalisation et la rédaction de notes particulières sur des étapes de conception des plages de dépôts.

## Historique de la diffusion

<table><thead><tr><td>Version</td><td>Date</td><td>Commentaires</td></tr></thead><tbody><tr><td>V1</td><td>18/04/2019</td><td>Transmission de S. Carladous à G. Piton</td></tr></tbody></table>

## Rédacteur(s) et validation

<table><thead><tr><td>Rédacteurs principaux du rapport</td><td>Vérification - Approbation</td></tr></thead><tbody><tr><td>Nom - Prénom :<br/>Carladous Simon (ONF/DFRN/DRN)<br/>Piton Guillaume (Irstea/UR-ETGR)<br/>Date : 18/04/2019</td><td>Nom - Prénom :<br/>Fonction :<br/>Date :</td></tr></tbody></table>

Mots clés : crues torrentielles, plages de dépôts, inventaire, retour d'expérience, défaillances

Photo en couverture : Plage de dépôt sur le torrent du Saint-Antoine à Modane (73) en cours de curage suite à la crue du 01/08/2014 (ONF-RTM 73)
<table><tr><td>II.3.5 Une diversité typologique et fonctionnelle limitée</td><td>33</td></tr></table>

### III. RETOURS D'EXPÉRIENCE (REX)..................................................36

III.1 INVENTAIRE DETAILLE DES PLAGES DE DEPOT ..................................................36

III.2 DYSFONCTIONNEMENTS RECENSES ....................................................................37

III.2.1 Liste de l'ensemble des dysfonctionnements recensés..................................................37

III.2.2 Description des principaux dysfonctionnements recensés..................................................39

III.3 REX APPROFONDIS................................................................................................................41

III.3.1 Sélection des ouvrages emblématiques ....................................................................41

III.3.2 Protocole de REX approfondi....................................................................................43

III.3.3 REX approfondis réalisés....................................................................................................45

### IV. RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION..................47

IV.1 DEMARCHE GENERALE DE CONCEPTION D'UNE PLAGE DE DEPOT..............................47

IV.2 ETAPES 1 A 5 : ETUDE DE BASSIN ET DEFINITION DES OBJECTIFS..............................48

IV.2.1 Nécessité d'une plage de dépôt ? ................................................................................48

IV.2.2 Quel emplacement sur le torrent ? ................................................................................49

IV.2.3 Quel(s) objectif(s) à attribuer à la plage de dépôt ? ....................................................49

IV.3 ETAPES 6 ET 7 : CONCEPTION FONCTIONNELLE D'ENSEMBLE ET DU BASSIN ................49

IV.3.1 En série ou en dérivation ? Unique ou série de plages de dépôt ?....................................49

IV.3.2 Forme et taille du bassin....................................................................................................50

IV.3.3 Pente des dépôts dans le bassin....................................................................................50

IV.3.4 Hauteur des dépôts dans le bassin....................................................................................50

IV.4 ETAPES 8 A 11 : CONCEPTION DE L'OUVRAGE DE FERMETURE....................................51

IV.4.1 Conception de la partie basse........................................................................................51

IV.4.2 Conception du déversoir (partie haute) ....................................................................54

IV.4.3 Dimensionnement structural....................................................................................................55

IV.5 ETAPES 12 A 13 : CONCEPTION DES DIGUES ET OUVRAGE D'ENTREE ....................55

IV.6 ETAPES 14 A 15 : ANALYSES COMPLEMENTAIRES ............................................................55

IV.6.1 Prévoir les effets secondaires à long terme ....................................................................55

IV.6.2 Vérification budgétaire finale........................................................................................56

### V. RECOMMANDATIONS POUR L'ANALYSE DES DÉFAILLANCES57

V.1 METHODE FORMALISEE DE L'ANALYSE DES MODES DE DÉFAILLANCES ET DE LEURS
EFFETS (AMDE)....................................................................................................................57

V.2 CADRE D'ANALYSE STRUCTURE DES AMDE POTENTIELS ETABLIS..............................58

V.2.1 Premier listing des modes de défaillance potentiels d'une plage de dépôt ............58

V.2.2 Structure de la note complète : exemple d'une AMDE ....................................................59
# VI. AVANCÉES ET ANIMATIONS SCIENTIFIQUES......................61

## VI.1 COORDINATION DU GROUPE DE TRAVAIL INTERNATIONAL......................61

VI.1.1 Veille technologique..................................................................................61

VI.1.2 Vers un guide international : "Conception et maintenance des ouvrages filtrants" 62

## VI.2 TRAVAUX SCIENTIFIQUES RECENTS................................................65

VI.2.1 Adéquation entre fonctions des ouvrages et défaillance du chenal aval..................65

VI.2.2 Conception et maintenance des bassins des ouvrages de dépôt................................66

VI.2.3 Synthèse sur l'origine, l'état des lieux et les perspectives de l'utilisation des barrages de correction torrentielle et des plages de dépôts................................................................................66

## CONCLUSION ................................................................................67

## BIBLIOGRAPHIE................................................................................68

## LISTE DES TABLEAUX........................................................................71

## LISTE DES FIGURES................................................................................72

## ANNEXES.................................................................................................74
Les ouvrages appelés communément « plages de dépôt » en France ont pour objectif d'agir sur la présence des matériaux (blocs, graviers, flottants, etc.) lors de leur transport dans l'écoulement, et ce avant l'atteinte des enjeux. Leur développement s'est accéléré à partir des années 1970. Un premier inventaire des plages de dépôts en France a été réalisé en 1996. Nombreuses sont celles qui ont été construites sur la base de la connaissance des ingénieurs de terrain et de retours d'expérience locaux, permettant d'adapter leur configuration pour un meilleur fonctionnement. Depuis, des règles de l'art ont été développées dans les autres pays alpins (Autriche, Suisse, Italie du nord) et les connaissances scientifiques sur les processus impliqués ont évolué (Piton et Recking, 2016a ; 2016b).

Etant donnés ces constats, un retour d'expériences sur ce type d'ouvrage a été engagé sur la période 2017-2018. Il s'est appuyé sur 4 étapes principales : 1) synthèse bibliographique ; 2) mise à jour de l'inventaire de Gruffaz pour un recensement le plus exhaustif possible (tableau Excel® et couche SIG) ; 3) fiches d'inventaire détaillées ; 4) retours d'expérience (REX) approfondis.

Après avoir rappelé les spécificités des plages de dépôt, une classification est établie pour mener l'inventaire en excluant les zones de régulation et les barrages de correction torrentielle à fonction de régulation. Le fonctionnement général attendu et les mécanismes de piégeage sont précisés, tout comme les fonctions potentielles de ces ouvrages : rétention temporaire avant curage, régulation du transport solide, piège à blocs, piège à flottants.

Les éléments principaux de l'inventaire sont synthétisés : 330 plages de dépôt pour 164 avec un volume de rétention supérieur à 1000 m³ ; deux-tiers en Isère et en Savoie ; 25% implantées en forêts domaniales RTM ; la quasi-totalité à fonction de rétention temporaire avant curage.

Les fiches d'inventaire détaillées ont été complétées pour 115 des 137 plages des Alpes avec un volume de rétention supérieur à 1000 m³. Leur contenu visait à recueillir 1) les éléments descriptifs généraux, 2) les phénomènes naturels et les objectifs, 3) les enjeux, 4) les caractéristiques techniques des composants, 5) l'historique d'entretien, 6) les dysfonctionnements et 7) les études de référence.

Aucun dysfonctionnement n'a été recensé pour 60% des 115 plages de dépôt décrites. Pour les autres 40%, les dysfonctionnements identifiés sont principalement un bassin rempli trop fréquemment (46%), un contournement latéral par surverse au-dessus des digues ou des ailes de l'ouvrage de fermeture (27%), une implantation des ouvrages trop en amont sur le profil en long (21%), un manque de curage régulier, et diverses défaillances structurales (15%).

Finalement, des REX approfondis ont été menés sur 6 ouvrages (pour 15 préalablement pré-identifiés). Des modèles d'aide à la réalisation de ces REX ont été développés : fiche terrain de collecte d'informations, compte-rendu de REX. Cela cadre l'échange dans un groupe multidisciplinaire à plusieurs échelles : i) bassin versant et définition des objectifs fonctionnels de protection ; ii) bassin versant dans son environnement et contraintes ; iii) analyse des modes de défaillance pour chaque composant.

Sur cette base, des recommandations sont formulées pour la conception de ce type d'ouvrages mais aussi l'analyse de défaillances nécessaire à d'éventuelles études de danger. Finalement, les travaux de constitution et de participation à un groupe de travail européen pour la rédaction d'un guide international sur la conception et le suivi des plages de dépôt sont présentés. Ce rapport et les méthodes de REX qui ont été développées seront valorisés dans ce cadre.
# INTRODUCTION

En zone de montagne, les phénomènes torrentiels menacent de nombreux enjeux comme des zones habitées mais également des réseaux (routes et voies ferrées). Classés parmi les phénomènes d'inondation au niveau national, ils se différencient cependant des inondations classiques par la présence de matériaux de taille grossière dans les écoulements. Ces matériaux sont transportés par charriage, par charriage hyperconcentré ou par des laves torrentielles. Les phénomènes de divagation engendrés provoquent des dépôts de matériaux, des affouillements importants ou encore des impacts par les blocs : ils sont alors particulièrement destructeurs pour les enjeux qui y sont exposés.

Parmi les mesures de prévention, les ouvrages de protection contre les crues torrentielles ont pour objectif d'agir sur ces phénomènes pour réduire l'aléa associé. Certains ouvrages comme ceux de correction torrentielle ont pour objectif de maintenir les matériaux dans les zones de départ, en tête de bassin versant, pour réduire leur présence dans l'écoulement. Ces ouvrages sont particulièrement anciens et ont permis, dès le XIXᵉ siècle, la mise en œuvre pratique des lois successives de Restauration et de conservation des Terrains en Montagne (RTM) datant de 1860, 1864 et 1882. Les ouvrages appelés communément « plages de dépôt » en France ont, eux, pour objectif d'agir sur la présence des matériaux lors de leur transport dans l'écoulement, et ce avant l'atteinte des enjeux. Même si des « places de dépôt » ont pu être réalisées dès le début du XXᵉ siècle en application des mêmes lois RTM, leur développement s'est accéléré à partir des années 1970 avec l'avènement des engins de terrassement qui ont permis leurs curages réguliers.

De nombreuses plages de dépôt ont alors été construites de manière empirique. La connaissance de terrain des ingénieurs et techniciens RTM, les retours d'expérience locaux suite à des événements ont permis d'adapter leur configuration pour un meilleur fonctionnement. Deymier et al. (1995) constitue le premier état de l'art sur le sujet en France en établissant des règles de conception fonctionnelle mais également de dimensionnement structural pour les ouvrages de fermeture. Dans la continuité, un premier inventaire des plages de dépôts implantées en zone de montagne en France a été établi par les services RTM de l'Office National des Forêts (ONF) (Gruffaz, 1996). Piton et Recking (2016a, 2016b) permettent une revue de la littérature internationale sur ce sujet. Il apparaît notamment que ces ouvrages, et les règles de l'art qui y sont afférentes, ont particulièrement été développées dans les autres pays alpins (Autriche, Suisse, Italie du nord). En Autriche, des normes ont ainsi été rédigées sur la conception et le suivi des ouvrages de protection torrentielle, dont les plages de dépôts. Cependant, elles se focalisent principalement sur la composante structurale plus que sur la conception fonctionnelle hydraulique (ON 2008, 2009, 2010, 2013).

Plusieurs constats peuvent alors être établis : le parc de plages de dépôts, le retour d'expériences et la connaissance scientifique ont évolué en France depuis 1997 ; la construction de ce type d'ouvrages a été plus favorisée dans les autres pays alpins qu'en France. Sur cette base, cette action spécifique aux plages de dépôts, qui s'est déroulée sur deux ans (2017-2018) avait pour objectifs principaux :

* la mise à jour de l'inventaire de Gruffaz (1996);

* la réalisation de REX approfondis sur certaines plages de dépôt pour identifier leurs modes de défaillance;

* l'établissement de recommandations pour leur conception;

* la mise en place et la participation à un groupe de travail européen pour la rédaction d'un guide international sur leur conception et leur suivi.
# I. PLAGES DE DEPOT : SPECIFICITES

Il existe différentes mesures de prévention pour réduire le risque lié aux phénomènes torrentiels (charriage, laves torrentielles). Les plages de dépôt font partie des mesures structurelles de protection passive et présentent certaines spécificités récapitulées dans ce chapitre. Cela permet de préciser quels sont les ouvrages qui sont finalement retenus et concernés par ce rapport, l'inventaire et les retours d'expérience.

## I.1 Mesures de protection torrentielle

Pour réduire le risque, différentes mesures de prévention peuvent être mises en œuvre : i) les **mesures non structurelles**, comme les plans de prévention des risques (PPR), qui ont pour objectif d'agir sur la vulnérabilité ; ii) les **mesures structurelles, dites de protection**, qui ont pour objectif d'agir sur l'aléa. Deux types de mesures de protection se distinguent : la **protection active** et la **protection passive**. Des mesures de protection spécifiques sont adaptées à chaque type de phénomène. La synthèse des mesures de protection contre les phénomènes torrentiels présentée ici est issue des travaux de Piton et al. (2019).

### I.1.1 Protection torrentielle active

Les mesures de ce type visent à empêcher, ou du moins à limiter, l'apparition du phénomène. Elles sont implantées dans les zones de départ et donc généralement dans la partie **amont du bassin versant** (zone d'accumulation, chenal d'écoulement). Elles ont chacune un but spécifique.

* La **végétalisation** consiste principalement à maintenir les matériaux sur les versants et à diminuer les glissements de terrain de faible profondeur.

* Les dispositifs de **correction torrentielle** (Figure 1) sont constitués d'une série de seuils (hauteur sous cuvette inférieure à 2 mètres) et de barrages (hauteur sous cuvette supérieure à 2 mètres) atterris et implantés dans les lits des torrents. Ils permettent de maintenir le fond du lit à un niveau souhaité et d'orienter les écoulements hors des zones de prélèvements des matériaux. Ils peuvent avoir des fonctions multiples :

* **stabilisation du profil en long et en travers du torrent** pour limiter son affouillement longitudinal et les érosions de berge : les ouvrages sont généralement de hauteur limitée ;

* **consolidation** des pieds de versant en glissement : les ouvrages sont alors généralement de grande hauteur ;

* **régulation du transport solide** en diminuant les pentes et en élargissant les zones d'écoulement : les ouvrages sont souvent de grande largeur ;

* **réduction de la pente**, et donc de l'énergie de l'écoulement, en diminuant les pentes d'écoulement : les matériaux et les blocs de plus grande taille qui n'ont pas transité sont souvent retrouvés et stockés au niveau du dispositif.
<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Figure 1 – Exemples d'ouvrages de correction torrentielle
a) série de seuils de stabilisation sur le torrent du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73) (ONF-RTM 73, EBR 2013)
b) le « Grand Fèvre sur le torrent du Saint-Martin, Saint-Martin-la-Porte (73) » (Signet non défini).

### I.1.2 Protection torrentielle passive

Les mesures de ce type visent à limiter les conséquences du phénomène, une fois que ce dernier s'est développé. Elles sont placées à proximité amont des zones à protéger, donc généralement dans la partie **aval du bassin versant** (chenal d'écoulement, cône de déjection). Il existe plusieurs types de mesures de protection passive dans le domaine torrentiel, dont les plus importantes sont :

* les **plages de dépôt** (Figure 2) décrites dans la section suivante ;

* les **digues** : évitent les débordements de l'écoulement vers les zones d'enjeux ;

* les **protections de berges** : évitent les érosions des berges et, sur les longues distances, les phénomènes de divagation du lit ;

* les **chenaux** : maintiennent les écoulements dans le chenal d'écoulement principal, sans débordement ni divagation du lit, jusqu'à la confluence avec la rivière principale, hors des zones d'enjeux. Ils peuvent être constitués de protections de berges, de digues, de seuils ou radiers de stabilisation du fond du lit.

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Figure 2 – Vues générales de deux plages de dépôt
a) torrent du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73) (Carladous S, 23/05/2018)
b) torrent du Manival, Saint-Ismier (38) (ONF-RTM 38, EBR 2016)
## 1.2 Description générale d'une plage de dépôt

L'objectif attendu des plages de dépôt est d'agir sur les matériaux solides (graviers, blocs, flottants, etc.) transportés par charriage ou sous la forme de lave torrentielle, et ce avant l'atteinte des enjeux. Une plage de dépôt, comme tout ouvrage de protection, est constituée de plusieurs composants qui ont chacun une fonction (un rôle) spécifique à assurer.

### 1.2.1 Composants types

Cette description synthétisée des composants d'une plage de dépôt est tirée de la littérature (Zollinger, 1983 ; Gruffaz, 1996 ; Jousse, 2009 ; Piton et Recking, 2016a). Dans l'idéal, une plage de dépôt est ainsi composée de (Figure 3) :

* **ouvrage d'entrée amont** (1) : sa fonction est de recentrer les écoulements à l'entrée de la plage de dépôts et de stabiliser le profil en long du cours d'eau à l'amont afin d'éviter une éventuelle érosion régressive du lit amont ; il peut s'agir d'un coursier, d'un radier, d'une rampe ou d'un ouvrage de stabilisation torrentielle ;

* **protections contre l'affouillement** (2) : elles peuvent être présentes en pied de l'ouvrage d'entrée (1) mais également de l'ouvrage de fermeture (6) ou du contre-barrage (7), voire même de certaines portions des digues latérales (4), pour éviter l'affouillement de leur fondation qui pourrait être à l'origine de leur rupture structurale ;

* **bassin (ou zone de dépôt)** (3) : sa fonction est de stocker les matériaux lors d'une crue torrentielle notamment grâce à une diminution de la pente du lit ; sa forme (longueur, largeur) est variable selon le volume de matériaux à stocker et les contraintes foncières et topographiques du site d'implantation ;

* **digues latérales** (rives gauche et droite) (4) : sa fonction est de conduire les écoulements, sans débordement, jusqu'à l'ouvrage de fermeture aval ;

* **piste d'accès** (5) : elle permet que des camions, ou autres engins, accèdent à la plage de dépôt pour son curage après une crue et/ou pour l'entretien de ses composants comme la reprise en sous-œuvre des digues ou du gros œuvre sur les ouvrages d'entrée et de fermeture ;

* **ouvrage de fermeture aval** (6) : sa fonction est de filtrer les matériaux (sédiments, blocs, flottants) lors de leur transfert dans l'écoulement : la fonction jouée par la plage de dépôt dépend fortement de cet ouvrage ;

* **contre-barrage** (7) : si nécessaire, il est implanté pour stabiliser le profil en long du lit juste en sortie de l'ouvrage de fermeture et garantit ainsi sa protection contre l'affouillement.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 3 – Composants d'une plage de dépôt
a) schéma d'ensemble (Piton et Recking, 2016a, adapté de Zollinger, 1983)</figcaption></figure>
b) plage de dépôt du Saint-Martin à Saint-Martin-la-Porte (73) (A. Pernet®, 23/05/2018)

Les composants qui constituent la plage de dépôt peuvent varier d'un torrent à un autre. En effet, pour diverses raisons, il est possible de ne pas retrouver l'ensemble de ces composants. Néanmoins, à ce jour, la **principale caractéristique** d'une plage de dépôt est qu'elle possède au moins un **bassin**, un **accès** et un **ouvrage de fermeture**.

En l'absence d'ouvrage de fermeture, il est toutefois possible de gérer le dépôt de matériaux dans une zone de régulation, curée artificiellement après les évènements notables.

## I.2.2 Localisation attendue sur le profil en long

Une plage de dépôt se situe généralement au niveau du cône de déjection. Elle doit être présente en aval des ouvrages de correction active et en amont des enjeux à protéger. Les ruptures de pente et/ou l'élargissement du lit du torrent sont favorables à son installation car il s'agit de zones naturellement propices au dépôt des matériaux.

En aval de ce dispositif de protection torrentiel dont l'objectif est d'arrêter les matériaux solides, l'écoulement est souvent constitué d'eaux claires avec un important pouvoir érosif. En cas d'absence de protection en aval, le chenal peut être remis en charge avec les sédiments provenant d'une éventuelle érosion latérale et/ou d'une incision longitudinale du lit. Ainsi, la plage de dépôt doit se situer non loin des enjeux à protéger à l'aval.

## I.2.3 Configurations possibles

Il existe deux principales configurations des plages de dépôt.

* **En série** : la plage de dépôt est directement installée dans le lit du torrent, dans le passage normal de l'écoulement. Cette configuration est la plus courante (Figure 3).

* **En dérivation (ou en parallèle)** : l'écoulement est chenalisé de sorte que le torrent s'écoule normalement dans son lit (naturel ou artificialisé) sans déborder dans la plage de dépôt durant une petite crue (faible intensité, forte fréquence). Cependant, lors d'une grosse crue (forte intensité, faible fréquence), le débit de l'écoulement devient trop important et déborde en partie dans la plage de dépôt qui fonctionne alors de manière classique (Figure 4).

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 4 – Plage de dépôt implantée en dérivation par rapport au lit du torrent (Piton, 2016, adapté de Lefort, 1996)</figcaption></figure>

a) sur l'Avançon (05), avec schéma illustratif (Ghilardi et al., 2012)

b) sur le Reninge, Sallanches (74) (Piton et Recking, 2016a)
## 1.3 Classement pour inventaire

La reprise de l'inventaire de Gruffaz (1996) a mis en évidence une certaine disparité dans les types d'ouvrages renseignés, notamment selon le volume de rétention concerné. En effet, dans certains départements, des ouvrages de très petite taille (< 100 m³) ont été renseignés alors que dans d'autres départements, seuls les ouvrages taille considérée comme suffisante (> 1000 m³) ont été relevés. Par soucis de cohérence avec l'objectif de réaliser un REX sur des ouvrages ayant un effet suffisant sur les phénomènes, il a été décidé de différencier les ouvrages de plus de 1000 m³ et de moins de 1000 m³ : un REX détaillé a été demandé pour les premiers tandis que seule l'information sur la localisation des deuxièmes a été relevée.

Par ailleurs, comme indiqué précédemment, les curages réguliers peuvent être réalisés directement dans le lit du torrent, « au niveau d'un atterrissement naturel bien développé », (Van Effenterre, 1982). Dans notre inventaire, nous ne considérons pas ce cas : nous définissons une plage de dépôt par la présence d'un ouvrage de fermeture en génie civil. Les autres cas (curage du lit, curage dans un atterrissement naturel) sont considérés comme des zones de régulation (Erreur ! Source du renvoi introuvable.) et ne font pas partie de l'inventaire, même si la localisation de certaines a été relevée. Une note de cadrage a été fournie en interne aux services pour préciser ces distinctions et les modalités de réalisation de l'inventaire (Annexe 1).

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 5 – Exemple d'une zone de régulation sur le torrent de Sainte-Marthe, Embrun (05), source Geoportail®</figcaption></figure>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 6 – Plage de dépôt transformée en zone de régulation sur le torrent des Arches, Chichilianne (38), ONF/DRN</figcaption></figure>

Finalement, certaines plages de dépôt ont été transformées en zone de régulation au cours du temps. En effet, l'ouvrage de fermeture a favorisé l'atterrissement mais le curage au cours des crues ne se réalise plus que jusqu'au niveau de la cuvette : l'ouvrage de fermeture fonctionne alors comme un ouvrage de correction torrentielle à fonction de régulation. Cette évolution a pu être commandée sur le terrain par des remplissages trop réguliers entraînant un coût de curage trop important ou une incision du lit à l'aval par déficit de matériaux lors des crues de faible intensité.

En synthèse, l'inventaire des plages de dépôt s'est basé sur la classification préalable suivante :

* **plage de dépôt** : présence d'un ouvrage de fermeture filtrant

* volume de rétention < 1000 m³

* volume de rétention > 1000 m³

* **zone de régulation** : absence d'un ouvrage de fermeture

* **plage de dépôt transformée en zone de régulation** : présence d'un ouvrage de fermeture atterri qui fonctionne comme une zone de régulation
## 1.4 Fonctionnement général attendu

### 1.4.1 Mécanismes de piégeage de matériaux

L'objectif principal d'une plage de dépôt est de réduire la concentration en matériaux transportés dans l'écoulement lors d'une crue torrentielle. Il se fait grâce à quatre mécanismes (Figure 7) qui contrôlent le transport sédimentaire et provoquent le dépôt de la charge solide dans la zone de dépôt (Piton et Recking, 2016a; Piton, 2016).

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 7 – Mécanismes de piégeage de la charge sédimentaire dans une plage de dépôt, vues de profil et de dessus
a) rupture de la pente, b) élargissement du lit, c) contrôle hydraulique et d) contrôle mécanique (Piton, 2016)</figcaption></figure>

Les deux premiers mécanismes dépendent de la **forme du bassin**.

* La **rupture de pente** (a) : la réduction de la pente à l'entrée de la plage de dépôt entraîne une perte d'énergie de l'écoulement et donc une diminution de la capacité de transport. La charge solide a ainsi tendance à se déposer plus facilement.

* L'**élargissement du lit** (b) : le bassin de la plage de dépôt étant plus large que le chenal du lit amont, l'écoulement peut se disperser dans cette zone. Cet étalement entraîne une perte de vitesse et donc une diminution de la capacité de transport.

Les deux autres mécanismes dépendent de son **ouvrage de fermeture**.

* Le **contrôle hydraulique** (c) : les ouvertures de l'ouvrage de sortie créent une réduction de la section pour l'évacuation de l'écoulement, ce qui limite le débit liquide pouvant transiter par l'ouvrage. A partir d'un certain débit d'entrée, l'eau commence à monter et forme une zone d'eau calme juste en amont de l'ouvrage de fermeture. Dans cette zone, les vitesses sont quasi nulles : les sédiments sont alors déposés comme un delta dans un lac.

* Le **contrôle mécanique** (d) : il s'agit du blocage contre l'ouvrage de sortie des matériaux transportés trop gros pour passer à travers les ouvertures (blocs, graviers, flottants, etc.). On attend que certains matériaux soient bloqués tandis que d'autres transitent en fonction du dimensionnement et de la conception de l'ouvrage de fermeture.

Selon la conception de l'ouvrage de fermeture et du type de phénomène torrentiel, la combinaison des contrôles mécanique et hydraulique (appelée « contrôle mixte ») est possible (Figure 8). En effet, le blocage mécanique des flottants peut générer un dépôt des graviers de charriage par contrôle hydraulique.

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 8 – Types de contrôle par un ouvrage de fermeture d'une plage de dépôt, vues de profil et de dessus
a) contrôle hydraulique, b) contrôle mécanique, c) contrôle mixte (Piton, 2016)</figcaption></figure>
### I.4.2 Types d'ouvrages de fermeture

La réalisation de ces ouvrages s'est appuyée sur l'expérience du concepteur. Ainsi, on note une grande diversité selon les sites et, finalement, de nombreux critères de classement. Malgré tout, les critères de forme (hauteur et largeur sous cuvette, largeur et hauteur d'ouverture, longueur du plus petit et du plus grand côté de l'ouverture) sont établis selon un formalisme commun (cf § IV.4), quelle que soit la classe d'ouvrage.

Adaptée de Hübl et al. (2005), une classification des ouvrages de fermeture selon leur forme a été réalisée par Wehrmann et al. (2006). Reprise ensuite par Piton et Recking (2016a), la dernière version détaillée de cette classification est fournie en Annexe 2. Quatre principaux types d'ouvrage de fermeture peuvent toutefois être extraits en synthèse Erreur ! Signet non défini. (Figure 9).

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 9 – Différents types d'ouvrage de fermeture d'une plage de dépôt (Piton et Recking, 2016a adapté de Zollinger, 1983)</figcaption></figure>

a) ouvrage fente (« slit dam ») avec barres horizontales et un pertuis horizontal à sa base

b) ouvrage à pertuis (« slot dam »)

c) ouvrage fente

d) ouvrage fente avec barres horizontales

Ces quatre grands types d'ouvrages de fermeture sont liés aux quatre grandes fonctions « historiques » à assurer par une plage de dépôt Erreur ! Signet non défini. (Gruffaz, 1997 ; Piton et Recking, 2016a) et illustrées par la Figure 10 : rétention temporaire des matériaux avant curage, régulation du transport solide, piège à blocs, piège à flottants.

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 10 – Diversité des fonctions des plages de dépôt et ouvrages de fermeture associés Erreur ! Signet non défini.</figcaption></figure>

a) piège à blocs du torrent du Riou Sec, l'Argentière-La-Bessée (05)

b) piège à flottants de typologie autrichienne sur le Dientencach (Autriche)

c) ouvrage à fente large de régulation du transport solide sur l'Ebron, Tréminis (38)

d) ouvrage de rétention à pertuis étroit sur le Manival, Saint-Ismier (38)

e) ouvrage de rétention à grille sur le Ruisseau de St-Clément, Tours-en-Savoie (73)

Il se peut qu'un seul ouvrage ait pour objectif de réaliser plusieurs fonctions dans le sens où un grand ouvrage de rétention permettra de piéger les blocs et les flottants mais sans maîtriser l'interaction qu'il peut y avoir. Ce type d'ouvrages est celui qui a été le plus généralement mis en œuvre en France. Comme cela est le cas dans les autres pays alpins, il est également possible de mettre en place une série d'ouvrages sur le profil en
long du torrent, chacun ayant une fonction propre : par exemple, le piégeage des flottants en amont, suivi du piégeage des blocs et finalement d'un ouvrage de rétention (ONF-RTM, 2016).

### I.4.3 Problématique spécifique de la gestion des flottants

L'ouvrage de fermeture d'une plage de dépôt va être conçu en fonction de la quantité de flottants qu'on estime pouvoir être transporté lors des crues. En effet, même si le problème identifié à l'aval n'est pas lié aux flottants transportés, ils peuvent provoquer un dysfonctionnement de son ouvrage de fermeture.

#### I.4.3.1 Présence des flottants et objectif de rétention de tous les matériaux

Lorsque l'objectif est de stopper tous les matériaux transportés dans les écoulements, l'ouvrage de fermeture doit posséder de petites ouvertures. La présence des flottants dans l'écoulement n'est donc ici pas un problème au niveau de l'ouvrage. Les flottants peuvent d'ailleurs contribuer à l'arrêt des autres matériaux grâce à leur blocage mécanique par l'ouvrage de fermeture. Toutefois, il faut s'assurer que ces flottants ne bouchent pas l'ouvrage lors de crues fréquentes, ce qui n'est pas forcément chose évidente.

#### I.4.3.2 Présence des flottants et objectif de régulation du transport solide

Pour une plage de dépôt ayant comme objectif de réguler le transport solide, la problématique des flottants présents dans les écoulements se pose même s'ils ne causent aucun problème particulier à l'aval. L'ouvrage de fermeture doit être conçu de sorte à ne pas être bouché par les flottants. Parmi les différentes solutions possibles, il peut être décidé de (Piton and Recking, 2016b) :

* munir l'ouvrage de fermeture d'une grille inclinée à barres orientées verticalement : par la pression d'eau, les flottants montent le long de la structure, laissant ainsi transiter les sédiments en-dessous ;

* mettre en place un barrage à pertuis avec un siphon protecteur en crête ou un filet (type pare-blocs) placé en amont immédiat de l'ouvrage de fermeture.

#### I.4.3.3 Problèmes à l'aval liés aux flottants

Lorsque les flottants sont présents dans les écoulements et qu'ils peuvent engendrer des problèmes à l'aval (ex. : obstruction d'un pont), la plage de dépôt est généralement un piège à flottants avec un ouvrage de fermeture type peigne. De nouvelles réflexions sont actuellement portées sur la configuration de ce type d'ouvrage de fermeture (Piton and Recking, 2016b). En effet, il a été relevé une variation dans le blocage mécanique des matériaux et l'apparition d'effets secondaires selon l'orientation de l'ouvrage par rapport à l'écoulement (ex. : érosions des berges en aval immédiat d'une configuration en « V »).

### I.4.4 Effets secondaires connus

La réalisation des plages de dépôt a été un processus empirique, notamment porté par les services ONF-RTM**. Les connaissances limitées ont favorisé la mise en place de plages de dépôt sécuritaires : mieux valait piéger une trop grande part du transport solide des crues qu'une trop faible. Cependant, après plusieurs années de fonctionnement, des effets secondaires indésirables sont apparus.

Dans de nombreux cas, on a en effet constate un **stockage trop systématique et/ou d'une quantité trop importante** des matériaux transportés par les crues torrentielles au niveau de la plage de dépôt qui a été à l'origine de deux principaux effets secondaires indésirables (Gruffaz, 1997) :

* sur le long terme, un déséquilibre du débit solide transporté par rapport à la capacité de transport du torrent en aval de l'ouvrage de protection → ce déficit de matériaux à l'aval engendre une **accentuation de l'érosion par les eaux claires dans le chenal d'écoulement aval** (exemples : affouillements de berges, du fond de lit et/ou d'ouvrages de protection aval);

* sur le court terme, **un surcoût d'entretien de la plage de dépôt** → augmentation de la fréquence des curages qui, selon la quantité et la qualité des matériaux, peuvent parfois être très coûteux.

Ces effets secondaires indésirables peuvent être évités, ou du moins contrôlés, par la mise en place d'adaptations dans les zones concernées : constructions d'une succession de seuils et/ou d'un chenal d'écoulement à l'aval de la plage de dépôt pour stabiliser le lit du torrent et éviter son incision ; envisager de
laisser passer une partie du débit solide à l'aval. Un suivi régulier de la plage de dépôt et de son environnement doit pour cela être mis en œuvre.

### I.4.5 Suivi et entretien

Comme tous les ouvrages de protection, les plages de dépôts doivent être entretenues pour que leur efficacité fonctionnelle (atteinte de l'objectif fixé) et structurale (résistance) soit assurée. Pour cela, la maintenance s'appuie sur :

* les visites de suivi et inspections régulières;

* les visites de diagnostic approfondi, régulières mais avec une fréquence plus faible, ou suite à un événement notable dans l'intensité du phénomène ou dans les dysfonctionnements/désordres constatés;

* des actions régulières d'entretien;

* des actions de réparation de l'ouvrage lorsqu'il n'est plus apte au service;

* des actions de modification lorsqu'on souhaite modifier le fonctionnement de l'ouvrage, soit car la fonction attendue a été modifiée, soit pour répondre à des dysfonctionnements constatés.

Idéalement, après chaque événement torrentiel qui apporte des matériaux et réduit la capacité de rétention dans le bassin, une opération de curage devrait être menée pour rétablir la capacité de l'ouvrage. Nous verrons que cette opération d'entretien peut présenter des difficultés techniques et financières.

## I.5 Fonctions potentielles des plages de dépôt

### I.5.1 Différents scénarios de crues torrentielles

Les crues torrentielles sont caractérisées par un type de phénomène (écoulement liquide avec matières en suspension, charriage, lave torrentielle), un hydrogramme liquide ou de lave, un sédimentogramme pour le charriage et une granulométrie de matériaux transportés dont on peut estimer le diamètre des gros éléments (généralement un quantile haut, supérieur à $D_{75}$).

La conception d'une plage de dépôt se base, à minima, sur la définition et la caractérisation de trois scénarios de crues torrentielles, du plus fréquent au plus rare, selon les paramètres descriptifs précédents.

* La **crue « courante »** (ou « fréquente ») est la plus intense qui ne soit pas à l'origine de dommages à l'aval : la plage de dépôt doit alors être transparente et a donc pour première fonction de laisser transiter les écoulements (même chargés) pour ce scénario de crue. Cette fonction est assurée par une pente suffisante du fond du bassin, éventuellement par un chenal d'écoulement en basses eaux dans le bassin et par l'ouverture située à la base de l'ouvrage de fermeture (barbacanes, pertuis, fentes, etc.).

* La **crue « de projet »** est celle sur laquelle il est souhaité agir pour assurer la protection des enjeux à l'aval car elle y occasionne des dommages : la plage de dépôt doit agir sur le transport solide pour ce scénario de crue en assurant une ou plusieurs fonctions, détaillées ensuite (§ I.5.2).

* La **crue « de danger »** : la plage de dépôt doit permettre le transit des écoulements pour ce scénario de crue sans augmenter les dommages à l'aval. Cette troisième fonction est assurée par des digues latérales suffisamment élevées afin d'éviter les débordements latéraux ainsi que par les ailes et la cuvette de l'ouvrage de fermeture qui assurent le recentrage des écoulements vers le chenal aval. Au-delà de cet évènement, la résistance structurale de l'ouvrage n'est pas garantie.

En résumé, une plage de dépôt doit assurer **au minimum trois fonctions différentes** afin de pouvoir gérer les **crues torrentielles courantes, de projet et de danger**. Toutefois, la (ou les) fonction(s) déterminante(s)
d'une plage de dépôt lors de sa conception est, comme son nom l'indique, celle(s) qui doi(ven)t être assurée(s) pour la crue de projet.

## I.5.2 Fonctions pour gérer la crue de projet

Cinq fonctions potentielles peuvent être attribuées aux plages de dépôt pour gérer la crue de projet, dont quatre correspondent à celles connues historiquement et présentées dans la littérature (§ I.4.2).

### I.5.2.1 Barrage rétention des matériaux

* **Description de la fonction** : l'ouvrage (appelé « barrage » ou « plage de dépôt ») **arrête et stocke les matériaux transportés par les écoulements de manière permanente**. Aucun curage n'est réalisé lorsqu'il est rempli par les dépôts. Autrement dit, dès la conception que l'ouvrage, il est prévu que, une fois plein, il doit le rester. Il est possible que l'ouvrage soit rempli au cours d'un seul évènement (on parle de fonctionnement « one shot » ou « à un coup ») ou par plusieurs évènements torrentiels successifs. Ce type d'ouvrage correspond aux ouvrages de correction torrentielle ayant une fonction de rétention permanente. Il fait donc la transition, dans la classification, entre ouvrages de correction torrentielle et plages de dépôt.

* **Types d'ouvrage de fermeture adaptés** : **barrage de type fermé** (comme les ouvrages de correction torrentielle) ou **avec des ouvertures de petites dimensions** (pertuis ou grille).

* **Volume du bassin** : appelé aussi « zone d'atterrissement », il doit être suffisamment grand pour assurer le stockage permanent d'un volume important de matériaux.

* **Exemple** : **barrage rétention** (nommé « Grand Barrage ») du torrent du Claret à Saint-Julien-MontDenis (73) (Figure 11).

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 11 – Barrage rétention du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73), vu depuis l'aval (ONF-RTM 73)</figcaption></figure>

### I.5.2.2 Rétention temporaire des matériaux et curage

* **Description de la fonction** : la plage de dépôt **arrête et stocke temporairement les matériaux transportés par les crues de projet jusqu'à ce qu'ils soient curés artificiellement**. La différence avec la fonction précédente est que le plan de gestion de l'ouvrage prévoit de réaliser un curage de l'ouvrage dès que ce dernier est rempli (partiellement ou totalement).

* **Types d'ouvrage de fermeture adaptés** : un **barrage ouvert** avec préférentiellement des ouvertures de type **grille ou pertuis** (verticaux ou horizontaux), même si un ouvrage **fente(s)** peut également assurer cette fonction. Ces ouvertures sont de plus grandes dimensions que pour un barrage rétention de matériaux. Elles doivent toutefois rester assez étroites pour que les éléments solides transportés (graviers, blocs et flottants) colmatent les ouvertures (contrôle mécanique) et génèrent un dépôt en amont.

* **Volume du bassin** : comme pour la fonction précédente, il doit être suffisamment important pour assurer le stockage temporaire d'un certain volume de matériaux.

* **Exemples** : plages de dépôt du Manival (Figure 12a) à Saint-Ismier (38) et du Lavanchon à Saint-Paul-de-Varce (38) avec un ouvrage de fermeture à pertuis verticaux ; du Claret à Saint-Julien-Mont-Denis (73),
avant l'automne 2018, dont l'ouvrage de fermeture était à pertuis horizontaux avant d'être transformé en ouvrage fente (cf Annexe 8, Figure 12b) ; du Verdarel à Saint-Chaffrey (05) avec un ouvrage de fermeture à fentes séparées et prolongé par une digue frontale (Figure 12c).

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 12 – Exemples de plages de dépôt à fonction de rétention temporaire des matériaux et curage</figcaption></figure>

a) ouvrage de fermeture type pertuis verticaux de la plage de dépôt du Manival, Saint-Ismier (38) – rétention de charriage et de laves torrentielles – vu depuis l'amont (Carladous, 26/04/2018)

b) ouvrage de fermeture type pertuis horizontaux de la plage de dépôt du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73), avant sa transformation à l'automne 2018 – rétention de laves torrentielles – vu depuis l'aval (Carladous, 23/05/2018)

c) ouvrage de fermeture à grille horizontale de la plage de dépôt de la Gorce, Cauterets (65) – vu depuis l'amont (ONF-RTM 65)

d) ouvrage de fermeture à fente avec poutres horizontales de la plage de dépôt du torrent de la Courbe, Meyronnes (04) – vu depuis l'amont (ONF-RTM 04)

### I.5.2.3 Régulation du transport solide

* Description de la fonction : l'objectif est d'agir sur le débit de matériaux transportés, entre l'entrée dans la plage de dépôt et la sortie, en réduisant sa valeur de pointe et en étalant le transit du volume solide dans le temps, au cours du même évènement ou de plusieurs successifs. L'auto-curage partiel ou total de la plage de dépôt est recherché pour cette fonction.

L'action à mener est différente selon si la crue de projet est de type charriage ou lave torrentielle.

* Pour les laves torrentielles, l'objectif est de diminuer le débit de pointe de lave (Qpl) et ainsi étaler dans le temps le volume de lave (Vl) (et donc de matériaux) qui transite à l'aval de la plage de dépôt (Figure 13).
<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 13 – Principe de la régulation du transport solide sur l'hydrogramme d'une crue type lave torrentielle</figcaption></figure>

* Pour les crues torrentielles avec charriage, l'objectif est de diminuer le débit de pointe solide entre l'entrée (Qps₁) et la sortie (Qps₂) de la plage de dépôt et ainsi d'étaler dans le temps le volume de matériaux (Vs) qui transite à l'aval de celle-ci.

→ Au cours de la montée de crue, les matériaux se déposent dans le bassin (Figure 8a). Une fois le front sédimentaire ayant atteint l'ouvrage de fermeture, une partie du charriage transite en aval.

→ Au cours de la décrue, les matériaux déposés sont toutefois principalement repris par auto-curage en deux étapes (Figure 14) : d'abord par l'incision rapide d'un chenal assez étroit, puis par l'élargissement par érosion de berges. Comme schématisé, l'incision ne peut se développer que jusqu'au niveau d'obstruction mécanique de l'ouvrage de fermeture (gros blocs, flottants). Le dégagement de l'ouvrage de fermeture, progressif ou total, permet d'encourager l'auto-curage.

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Figure 14 – Schémas de principe des étapes de l'auto-curage d'une plage de dépôt (G. Piton®)</figcaption></figure>

a) étape 1 : incision rapide d'un chenal étroit

b) étape 2 : élargissement par érosion de berges

* **Types d'ouvrage de fermeture adaptés** : un **barrage ouvert** avec préférentiellement un ouvrage **fente(s)** même si des ouvertures de type **pertuis** (verticaux ou horizontaux) peuvent également permettre d'assurer cette fonction. Ces ouvertures sont de plus grande dimension que dans le cas d'un ouvrage de « rétention temporaire des matériaux et curage » afin de prévenir l'obstruction mécanique.

* **Volume du bassin** : doit être de taille suffisamment importante pour assurer le stockage temporaire du volume de matériaux avant leur reprise et l'auto-curage.
Le volume retenu après ce type de crue dépend de la **forme du bassin** de la plage de dépôt :

→ **un bassin étroit favorise la reprise** de l'ensemble du volume de matériaux déposés puisqu'ils sont repris par l'incision initiale. Au final, le volume de matériaux qui aura transité vers l'aval ($Vs_2$) sera proche de celui qui sera entré dans la plage de dépôt ($Vs_1$) : il n'y aura donc que peu de curage artificiel à réaliser ;

→ **un bassin large** (plus fréquent sur le terrain) nécessite la divagation et l'élargissement du chenal dans l'ensemble de l'ouvrage, ce qui prend du temps. En général, il **ne permet pas la reprise de l'ensemble du volume de matériaux déposés** car au final, $Vs_2$ est inférieur à $Vs_1$ (Figure 15). Le dépôt de matériaux restant dans la plage de dépôt pourra nécessiter d'être curé artificiellement mais son volume sera d'autant plus faible, par rapport au cas d'un ouvrage de rétention, que les gestionnaires laisseront du temps à l'auto-curage de se réaliser.

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

Figure 15 – Principe de la régulation du transport solide sur l'hydro-sédimentogramme d'une crue torrentielle avec charriage pour le cas général des plages de dépôt à bassin large

**Exemple** : plage de dépôt SFTRF<fnref n="1" /> (aval) du torrent du Saint-Bernard (ou du Saint-Martin) à Saint-Martin-la-Porte (73) avec un ouvrage de fermeture à fente de 5 m de large (Figure 16).

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

Figure 16 – Ouvrage de fermeture type fente de la plage de dépôt du torrent du Saint-Bernard, Saint-Martin-la-Porte (73), favorisant la régulation du transport solide – vu depuis l'amont (A. Pernet©, 23/05/2018)

<footnote n="1">¹ SFTRF : Société Française du Tunnel Routier du Fréjus</footnote>
### I.5.2.4 Piège à blocs (ou « brise front » pour les laves torrentielles)

* **Description de la fonction** : la plage de dépôt **arrête et stocke uniquement les gros blocs transportés** par les écoulements de la crue de projet, présents dans le front granulaire pour les laves torrentielles. Les **autres matériaux transportés** durant la crue ne sont pas stockés et **transitent**. Les blocs doivent ensuite être enlevés artificiellement.

* **Types d'ouvrage de fermeture adaptés** : plutôt une ou plusieurs **fente(s) large(s)**. Plusieurs fentes sont préférables car si une seule fente est mise en place, le bassin se remplit du corps de lave qu'il faut ensuite curer artificiellement, ou laisser s'auto-curer après avoir retiré les blocs.

* **Volume du bassin** : de **taille limitée** au stockage des seuls blocs et non pas à tout le volume de la crue. Il est donc beaucoup plus faible que dans le cas des ouvrages de rétention des matériaux et de régulation du transport solide.

* **Exemple** : brise-front du Riou Sec à l'Argentière-la-Bessée (05) avec un ouvrage de fermeture à trois fentes larges (Figure 10a).

### I.5.2.5 Piège à flottants

* **Description de la fonction** : la plage de dépôt **arrête et stocke une part significative des flottants** transportés lors des crues : ceux-ci doivent être enlevés artificiellement après un évènement. Une fonction de « rétention temporaire des matériaux et curage » peut être associée avec le colmatage de l'ouvrage de fermeture par les flottants qui peut entraîner la rétention des matériaux transportés à l'amont.

* **Types d'ouvrage de fermeture adaptés** : plutôt un ouvrage **de type « peigne »** avec des **barres verticales cylindriques ou en « I »** ou **un barrage grille qui est légèrement inclinée et à barres verticales**. L'utilisation de **filets** est possible dans les petits torrents.

* **Volume du bassin** : doit être de taille suffisante pour stocker les flottants mais également, si souhaité, le volume de matériaux à stocker à l'amont.

* **Exemple** : pièges à flottants des Imberts à Roquebillière (06) dont l'ouvrage de fermeture est de type peigne à barres verticales cylindriques, espacées de 1 m (Figure 17a) ; sur le Dientenbach en Autriche où l'ouvrage de fermeture est une grille inclinée à barres orientées verticalement (Figure 17b).

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Figure 17 – Exemples de pièges à flottants</figcaption></figure>

a) type peigne sur le torrent des Imberts, Roquebilière (06) – vue depuis l'aval (ONF-RTM 06, 20/11/2002)

b) type grille inclinée sur le Dientenbach (Autriche) – vu depuis l'amont! Signet non défini.
Notons par ailleurs qu'il existe de très nombreux ouvrages de régulation du transport des flottants qui ont été implantés, d'un côté dans les cours d'eau à lits très larges (rivières ou rivières torrentielles comme sur la Figure 18) et, d'un autre côté, dans les petits cours d'eau et ruisseau à l'amont immédiat de passages busés par exemples. Ces ouvrages n'ont pas été considérés dans l'inventaire : il s'est limité aux ouvrages implantés dans les torrents avec fonction associée de rétention des matériaux et avec un bassin marqué et de volume suffisamment important.

<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>Figure 18 – Exemple de piège à flottant sur rivière torrentielle (La Béoux (05)) non pris en compte dans l'inventaire (Piton et al. 2016a)</figcaption></figure>

En synthèse, on retient **quatre fonctions potentielles**, non exclusives, d'une plage de dépôt sur la crue de projet :

- rétention temporaire de matériaux et curage

- régulation du transport solide

- piège à blocs

- piège à flottants
## II. INVENTAIRE DES PLAGES DE DEPOT

Ce chapitre présente les modalités de mise à jour de la liste d'inventaire initiale de Gruffaz (1996). La méthodologie utilisée est d'abord précisée et les évolutions réglementaires récentes sont rappelées. La synthèse des résultats est présentée ensuite.

### II.1 Méthodologie

L'inventaire s'est focalisé sur les plages de dépôts avec ouvrage de fermeture en génie civil (§ I.3). Pour cela, une première liste a été établie en croisant les informations fournies dans l'enquête de Gruffaz (1996), dans la base de données RTM (BD-RTM) et dans des enquêtes réalisées localement (par exemple, inventaire de 2009 en Isère). Les services départementaux ONF-RTM ont ensuite mis à jour cette liste. Cela a pu conduire à abandonner des ouvrages préalablement sélectionnés car ne répondant pas aux critères de sélection ou à en ajouter d'autres qui n'avaient pas été répertoriés.

Cet inventaire ne concerne que les départements de montagne avec présence d'un service ONF-RTM permanent à savoir :

- dans les Pyrénées : Pyrénées-Atlantiques (64), Hautes-Pyrénées (65), Haute-Garonne (31), Ariège (09) et Pyrénées-Orientales (66);

- dans les Alpes du Sud : Alpes-Maritimes (06), Alpes-de-Haute-Provence (04), Hautes-Alpes (05);

- dans les Alpes du Nord : Isère (38), Savoie (73), Haute-Savoie (74).

**Si d'autres plages de dépôts existent dans d'autres départements, elles ne sont pas intégrées dans l'inventaire.**

Par soucis de transparence, l'ensemble des ouvrages répertoriés a été compilé dans un fichier excel®, en précisant s'il s'agissait d'une plage de dépôts (d'un volume < ou > 1000 m³), d'une zone de régulation, d'une plage de dépôt transformée en ouvrage de régulation ou s'il avait été décidé d'abandonner l'ouvrage concerné de l'inventaire et pour quelle raison. Finalement, pour les plages de dépôt retenues, un fichier « .shp » équivalent au fichier excel® est disponible ce qui permet la localisation sous SIG. Dans ce fichier, le point représentant l'ouvrage est situé au niveau de l'ouvrage de fermeture de la plage de dépôt considérée.

Les informations actuellement disponibles pour chaque ouvrage et mises à disposition en Annexe 4 sont :

- **Agence RTM** : Alpes du Nord (AN), Alpes du Sud (AS), Occitanie (OCC)

- **Département (Dept)** : 04, 05, 06, 09, 31, 38, 64, 65, 73, 74

- **ID_New** : identifiant de l'ouvrage permettant de faire le lien avec fichier SIG « *.shp »

- **N° Enq. 1997** : identifiant de l'ouvrage selon l'enquête de Gruffaz (1996)

- **N° Carto. 2009** : identifiant de l'ouvrage selon l'enquête menée localement dans les Alpes du Nord en 2009

- **N° Dispo BD-RTM** : numéro du dispositif de plage de dépôt (si considéré ainsi dans la BD-RTM) ou auquel la plage de dépôt appartient selon la BD-RTM

- **N° Ouv. Fermeture BD-RTM** : numéro de l'ouvrage de fermeture de la plage de dépôt ou de l'ouvrage de plage de dépôt (si considéré ainsi) selon la BD-RTM

- **Commune** : commune sur le territoire de laquelle la plage de dépôt est implantée

- **Torrent (Lieu-dit)** : nom du torrent sur lequel est implantée la plage de dépôt ou du lieu-dit si un nom de torrent spécifique n'existe pas
- **Nom Dispo BD-RTM** : nom du dispositif de plage de dépôt (si considéré ainsi dans la BD-RTM) ou auquel la plage de dépôt appartient selon la BD-RTM

- **D/C** : localisation de la plage de dépôt en forêts domaniales RTM (D) ou hors forêts domaniales et donc gérés par les collectivités locales ou d'autres acteurs publics ou privés (C)

- **Nom de la DD-RTM** : pour les plages de dépôt en forêts domaniales, nom de la division domaniale RTM, selon dénomination de la BD-RTM

- **Année** : année de construction de la plage de dépôt

- **Période** : période de construction (décennie) de la plage de dépôt

- **SIG - Coord X Lambert 93** : coordonnées géographiques en longitude, en système Lambert 93

- **SIG - Coord Y Lambert 93** : coordonnées géographiques en latitude, en système Lambert 93

- **Altitude (m)** : altitude d'implantation de l'ouvrage de fermeture de la plage de dépôt

- **Volume obj. (m³)** : volume de rétention objectif estimé

- **Volume (classe)** : intervalle de volume de rétention objectif estimé (< 1000 m³, > 1000 m³ mais restant à préciser, entre 1000 m³ et 5000 m³, entre 5000 et 10000 m³, entre 10000 m³ et 50000 m³, entre 50000 m³ et 350000 m³)

- **Commentaires** : Eléments commentés par l'ONF-RTM

- **Classement inventaire** : « ABANDONNEE » s'il a finalement été décidé d'abandonner cet ouvrage dans l'inventaire, « 3. Zone de régulation » s'il a finalement été décidé d'abandonner cet ouvrage dans l'inventaire car considéré comme une zone de régulation, « 4. PDD transformée en ouvrage de régulation » s'il a finalement été décidé d'abandonner cet ouvrage dans l'inventaire car, initialement plage de dépôt mais, depuis, transformé en zone de régulation, « 1. PDD > 1000 m3 » pour les plages de dépôt dont le volume de rétention est estimé à plus de 1000 m³, « 2. PDD ≤ 1000 m3 » pour les plages de dépôt dont le volume de rétention est estimé à moins de 1000 m³

- **Fonction principale** : fonction principale actuelle de la plage de dépôt parmi les quatre identifiées précédemment (rétention temporaire et curage, régulation, piège à blocs, piège à flottants).

- **Type PDD** : type de plage de dépôt (en série ou en parallèle)

- **Type ouv. ferm.** : type d'ouvrage de fermeture (à une ou plusieurs fente(s) ; pertuis verticaux ou horizontaux, fente à barres verticales ou horizontales, grille, filet, ouvrage fermé seulement équipé de barbacanes

- **Source** : source d'information de l'existence de la plage de dépôt. Enq. 97 si la donnée est issue de l'enquête de Gruffaz (1996), Enq. 09 si la donnée est issue de l'enquête en Isère de 2009, BD-RTM, Enq. 2017 si information fournie au cours de la présente mise à jour de l'enquête

- **Fiche détaillée** : comme ce travail doit être poursuivie, l'état d'avancement du remplissage de la fiche détaillée d'inventaire est indiquée (oui finie, commencée mais à finir, à faire, non à ne pas faire)

## II.2 Evolutions réglementaires récentes : Gemapi et classement

Les éléments de ce paragraphe sont repris d'une note interne de l'ONF/DRN (Y. Quefféléan et S. Carladous) rédigée en 2018. Son objectif n'était pas de faire un recensement exhaustif des textes en lien avec la nouvelle compétence GEMAPI<fnref n="2" />, qui a donné lieu à de très nombreuses analyses juridiques. Elle visait à de mettre en avant les éléments qui ont un impact sur la gestion des ouvrages de protection contre les crues torrentielles en forêts domaniales RTM. Les éléments d'analyse qui concernent les plages de dépôt sont repris ici. **Nous précisons bien que, sur ce sujet, il s'agit d'une analyse interne à l'ONF-RTM.**

<footnote n="2">² GEMAPI = Gestion des Milieux Aquatiques et de la Prévention des Inondations</footnote>
## II.2.1 Corpus législatif et réglementaire

Des évolutions réglementaires majeures dans le domaine de la gestion des ouvrages de protection contre les inondations ont eu lieu depuis 2007. Or, selon la Directive Européenne 2007/60/CE du 23 octobre 2007 relative à l'évaluation et à la gestion des risques d'inondation, les crues torrentielles dans les torrents et rivières torrentielles relèvent des inondations. Les évolutions réglementaires concernent donc les ouvrages de protection contre les crues torrentielles dont les plages de dépôt font partie.

Un premier ensemble établit la réglementation sur les ouvrages hydrauliques. Il comprend notamment :

- le décret n°2007-1735 du 11 décembre 2007 relatif à la sécurité des ouvrages hydrauliques et au comité technique permanent des barrages et des ouvrages hydrauliques et modifiant le code de l'environnement;

- le « décret digues » n°2015-526 du 12 mai 2015 (paru au JO du 14 mai 2015) relatif aux règles applicables aux ouvrages construits ou aménagés en vue de prévenir les inondations et aux règles de sûreté des ouvrages hydrauliques.

Un deuxième corpus législatif définit les compétences et moyens pour assurer la GEMAPI et donc, notamment, la prévention des inondations (PI) avec :

- la loi MAPTAM<fnref n="3" /> du 27 janvier 2014 qui a instauré cette compétence;

- la loi NOTRe<fnref n="4" /> du 7 août 2015, décalant le transfert de compétence au 1er janvier 2018;

- la loi n° 2017-1838 du 30 décembre 2017 relative à l'exercice des compétences des collectivités territoriales dans ce domaine.

## II.2.2 « Décret digues » du 12 mai 2015

Un des objectifs de ce décret a été de faire évoluer la règlementation issue du décret n°2007-1735 du 11 décembre 2007 relatif à la sécurité des ouvrages hydrauliques et d'intégrer ces évolutions au code de l'environnement. Les principales évolutions qui concernent les plages de dépôt ont été :

- suppression de la classe D (barrages)

- distinction entre deux catégories d'ouvrages permettant de prévenir les inondations :

* le système d'endiguement (SE), défini à l'article R562-13 du code de l'environnement « comprend une ou plusieurs digues ainsi que tout ouvrage nécessaire à son efficacité et à son bon fonctionnement, notamment :

- des ouvrages, autres que des barrages, qui, eu égard à leur localisation et à leurs caractéristiques, complètent la prévention;

- des dispositifs de régulation des écoulements hydrauliques tels que vannes et stations de pompage.»

<footnote n="3">³ MAPTAM = Modernisation de l'Action Publique Territoriale et d'Affirmation des Métropoles</footnote>

<footnote n="4">⁴ NOTRe = Nouvelle Organisation Territoriale de la République</footnote>
* l'aménagement hydraulique (AH), défini à l'article R 562-18 du code de l'environnement comprend « l'ensemble des ouvrages qui permettent soit de stocker provisoirement des écoulements provenant d'un bassin, sous-bassin ou groupement de sous-bassins hydrographiques, soit le ressuyage de venues d'eau en provenance de la mer. Cet ensemble comprend les ouvrages conçus en vue de la prévention des inondations ainsi que ceux qui ont été mis à disposition d'une commune ou d'un EPCI (...) à cette fin (...) et sans préjudice des fonctions qui leur sont propres, notamment les barrages ».

Certains barrages pourraient ainsi être soumis à la réglementation sur les barrages et à celle sur les aménagements hydrauliques (dont les critères de classement sont différents, comme indiqué ci-après) s'ils assurent une certaine fonction de prévention contre les inondations.

Les plages de dépôt qui permettent de stocker tout ou partie du transport solide lors de crues torrentielles sont considérées comme des barrages (circulaire 8 juillet 2008), puisqu'elles peuvent stocker provisoirement des écoulements. Elles pourraient être intégrées à la nouvelle catégorie « Aménagements Hydrauliques ». Dans ce cas, le classement est potentiellement plus "sévère" que celui qui sera identifié ensuite pour les barrages : les critères sont équivalents à ceux du classement des systèmes d'endiguement qui s'appliquerait (essentiellement liés à la population protégée).

Certaines plages de dépôt non classées au titre des barrages pourraient ainsi être intégrées à un aménagement hydraulique classé et par conséquent soumis à l'élaboration d'une étude de danger (ce qui n'est pas le cas pour les barrages de classe C).

Il appartient à la collectivité Gemapienne de définir l'ensemble des ouvrages qu'elle décide d'intégrer à un aménagement hydraulique.

## Révision des critères de classement (A, B, C) pour les barrages

Les règles de classement définies dans l'article R 214-112 du code de l'environnement (Figure 19) s'appuient toujours sur la hauteur de l'ouvrage (en mètres) et le volume retenu (en millions de mètres cubes) avec un léger ré-équilibrage entre la classe A et B et introduction de nouveaux critères pour la classe C « b) $H>2 m$ et $V> 0,05 (NDRL 50 000 m³)$ et il existe une ou plusieurs habitations à l'aval du barrage, jusqu'à une distance par rapport à celui-ci de 400 mètres».

<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>Figure 19 – Classement des barrages selon le décret du 12/05/2015 selon la hauteur aval H en mètres (ordonnée) et le volume de rétention V en millier de m³ (abscisse)</figcaption></figure>

Extrait d'une note du CFBR<fnref n="5" /> et réservoirs (http://www.barrages-cfbr.eu/Classes-de-barrages.html)

<footnote n="5">⁵ CFBR = Comité français des barrages</footnote>
► **Mise en conformité des ouvrages** (SE et AH)

Il s'agit de régulariser la situation des ouvrages existants en déposant une demande d'autorisation avant le 31 décembre 2019 pour les ouvrages de classe A ou B et le 31 décembre 2021 pour les ouvrages de classe C. A défaut de respect de ces échéances, l'ouvrage est réputé ne pas contribuer à la prévention des inondations un an après ces échéances (soit respectivement du 1er janvier 2021 et 1er janvier 2023).

► La collectivité GEMAPlenne est le **gestionnaire et l'exploitant des ouvrages**

Elle devra définir la zone protégée ainsi que le niveau de protection de son ouvrage. Cela n'implique pas la réalisation de travaux pour le gestionnaire. Si le niveau de protection correspond par exemple à une crue/submersion vicennale pour une digue classée C, le gestionnaire n'a pas l'obligation de faire des travaux pour augmenter ce niveau de protection.

D'autres considérations (PLU<fnref n="6" />, PPRn<fnref n="7" />, acceptabilité locale ...) vont sans doute inciter les collectivités à renforcer le niveau de protection de certains ouvrages, mais il n'y pas de niveau minimal de protection imposé par le décret pour les ouvrages existants.

► **Exception relative aux ouvrages de correction torrentielle** :

Le décret n°2015-526 du 12 mai 2015 a créé, dans l'article R562-12 du code de l'environnement, une exception pour les ouvrages de correction torrentielle pour l'application des règles de mise en conformité, la réalisation et la mise à disposition des ouvrages construits ou aménagés en vue de prévenir les inondations, définies dans les articles 562-13 à 562-20. Les plages de dépôt, objet du présent rapport, ne sont pas concernées par cette exception.

### II.2.3 Classement relatif au contrôle de la sécurité des ouvrages hydrauliques

Selon la circulaire du 8 juillet 2008 relative au contrôle de la sécurité des ouvrages hydrauliques au titre des dispositions mises en place par le décret 2007-1735 du 11 décembre 2007, les plages de dépôt sont considérées jusqu'à présent comme des barrages.

Le PATOUH<fnref n="8" /> du Cemagref a établi une note du 15 juillet 2008 sur le classement et l'estimation des paramètres *H* et *V* en application du décret du 11 décembre 2007 (Annexe 3). Le volume *V* est estimé en considérant une surface d'eau horizontale à l'amont de l'ouvrage au niveau de la cuvette, sans tenir compte de la pente d'atterrissement des matériaux, ni en déduisant la part de sédiments contenus dans ce volume. Cette approche sécuritaire de classement des plages de dépôt comme barrage a été reprise pour l'inventaire des plages de dépôt présentes en forêts domaniales RTM (§ II.3.3).

<footnote n="6">⁶ PLU = Plan Local d'Urbanisme</footnote>

<footnote n="7">⁷ PPRn = Plan de Prévention des risques naturels</footnote>

<footnote n="8">⁸ PATOUH = Pôle d'appui technique aux services de police des eaux dans le domaine de la sécurité des ouvrages hydrauliques</footnote>
## II.3 Eléments de synthèse

Le tableau complet de recensement est fourni en Annexe 4.

Sur 394 ouvrages répertoriés, ce sont **330** qui sont considérés comme des **plages de dépôt implantées sur les territoires français de montagne**, dont **164** ont un volume de rétention estimé comme **supérieur à 1 000 m³**. Ceux restants sont des zones de régulation (28), des plages de dépôts transformées en zones de régulation (17) ou qui ont été abandonnés de l'inventaire pour différentes raisons indiquées en commentaires du tableau fourni en Annexe 4 (19).

### II.3.1 Explosion des constructions entre 1980 et 2000 puis ralentissement

La période de construction est disponible pour 311 plages de dépôt sur l'ensemble des 330 inventoriées (toujours hors zones de régulation et celles abandonnées). L'évolution de leur construction dans le temps (Figure 20) met en évidence la **nette croissance dans les années 1980-2000**, déjà constatée dans l'inventaire de Gruffaz (1996). Sa mise à jour rend visible la **diminution soudaine de leur construction à partir des années 2000**.

Les 17 plages de dépôt qui ont été transformées en zone de régulation ont été construites dans les années 1970 (4), 1980 (5) et 1990 (8).

<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>Figure 20 – Évolution dans le temps de la construction des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus)</figcaption></figure>

### II.3.2 Deux-tiers des plages de dépôt en Isère et en Savoie

En considérant les 330 plages de dépôt inventoriées, 50% ont un volume de rétention estimé comme supérieur à 1000 m³. 79% de ces ouvrages sont implantés dans les Alpes du Nord (Figure 21), dont 45% en Isère et 22% en Savoie (Figure 22). Ces nombres évoluent respectivement à 73%, 31% et 33% lorsque seules les plages de dépôt supérieures à 1 000 m³ sont considérées. Cette évolution met en évidence le poids important des plages de dépôt de moins de 1 000 m³ dans l'inventaire en Isère. Ce dernier est le département qui concentre plus de la moitié (58%) des plages de dépôt dans les Alpes du Nord (Figure 23). Toutefois, en considérant uniquement les ouvrages de 1 000 m³, ce nombre diminue à 43%, faisant augmenter celui de la Savoie de 27% à 45%.

Notons par ailleurs que, parmi les 17 plages de dépôt transformées en zone de régulation, 14 sont situées en Isère.

<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>Figure 21 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par massif et selon le volume de rétention</figcaption></figure>
<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>Figure 22 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par département et selon le volume de rétention</figcaption></figure>

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

<figure><img src="image_35.png" /><figcaption>Figure 23 – Répartition des plages de dépôt inventoriées selon les départements dans chaque massif</figcaption></figure>

### II.3.3 Trois-quarts des plages de dépôts implantées hors forêts domaniales

En considérant les 330 plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus), **18% sont implantées et gérées en forêts domaniales RTM**. Cette répartition n'est pas équitable sur l'ensemble du territoire avec 16% dans les Alpes du Nord, 22% dans les Alpes du Sud et 27% dans les Pyrénées (

Figure 24). Dans les Alpes du Nord, une variation entre les départements est à noter avec 21% seulement en Savoie, dont 3 plages de dépôt sont gérées par la SFTRF¹, 15% en Isère et 10% en Haute-Savoie (Figure 25).

75% des 59 plages de dépôt situées en forêts domaniales RTM ont un volume supérieur à 1000 m³ (

Figure 26). Parmi, celles-ci seulement trois plages de dépôt pourraient intégrer le classement au titre de la réglementation selon les modalités de classement présentées au § II.2.3 :

- sur le torrent du Nant Rouge en Haute-Savoie (74) dans les Alpes du Nord

- sur la Pique et l'One en Haute-Garonne (31) dans les Pyrénées

Par contre, ce travail d'analyse réglementaire n'a pas été réalisé pour les plages de dépôt hors forêts domaniales RTM car cela relève de la responsabilité des collectivités Gémapiennes potentielles.
<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Figure 25 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus) par département selon leur situation en forêts domaniales RTM</figcaption></figure>

<caption>Figure 24 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus) par massif selon leur situation en forêts domaniales RTM</caption>

N.B. : Parmi les PDD Collectivités (C), trois sont des PDD gérées par la SFTRF¹ en Savoie (73).

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>Figure 26 – Répartition des plages de dépôt inventoriées en forêts domaniales RTM selon leur volume de rétention</figcaption></figure>

### II.3.4 Un parc avec, en général, de faibles volumes de rétention potentiels

Parmi les 330 plages de dépôt inventoriées, nous avons établi que 50% avaient un volume de rétention de moins de 1 000 m³. Pour l'autre moitié dont le volume est supérieur à 1 000 m³, l'information sur le volume détaillé est manquante pour 19 plages de dépôt. Cependant, on peut estimer de manière synthétique, selon la Figure 27 que :

- 22% des plages de dépôt ont un volume compris entre 1 000 m³ et 5 000 m³ ;

- 26 % ont un volume de rétention compris entre 5 000 m³ et 50 000 m³ ;

- seulement 2 % (8 au total) ont un volume de rétention supérieur à 50 000 m³, le plus important étant de 350 000 m³ dans les Pyrénées.
En gardant à l'esprit que l'information manquante sur les plages de dépôt avec un volume de rétention supérieur à 1 000 m³ est principalement sur les Alpes du Nord (17 sur les 19) et peu sur les Alpes du Sud (2 sur 19), la Figure 28 met en évidence que la part des plages de dépôt avec un volume de rétention qu'on considère comme conséquent (supérieur à 5 000 m³) est plus important dans les Alpes du Sud (43%) que dans les Alpes du Nord (24%) et dans les Pyrénées (32 %)

<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>Figure 27 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par massif selon leurs volumes de rétention.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Figure 28 – Répartition des plages de dépôt selon la part des catégories de volume de rétention par massif.</figcaption></figure>

## II.3.5 Une diversité typologique et fonctionnelle limitée

### II.3.5.1 Selon la fonction principale attendue

Parmi les quatre fonctions principales que peuvent assurer les plages de dépôt :

- seuls 10 ouvrages sont clairement identifiés comme des **pièges à flottants** (7 dans les Alpes du Nord et 3 dans les Alpes du Sud);

- 3 ouvrages sont clairement identifiés comme des **pièges à blocs** (3 dans les Alpes du Nord et 1 dans les Alpes du Sud);

- 3 ouvrages sont à fonction claire de **régulation** dans les Alpes du Nord (les 17 plages de dépôt transformées en ouvrages de régulation ayant, de fait, aujourd'hui nue fonction de régulation du transport solide);

- Le reste (c'est-à-dire la très grande majorité) ayant une fonction de **rétention temporaire et curage**.
Il faut cependant rappeler deux points concernant cette répartition selon la fonction principale attribuée à la plage de dépôt :

- cette distinction selon la fonction principale à assurer par la plage de dépôt n'est pas simple en pratique. Très souvent, les ouvrages de rétention temporaire et curage ont une double fonction comme objectif : par exemple, piège à blocs pour le front de lave mais, également, rétention des matériaux et curage pour le volume du corps de lave.

- l'inventaire concernant les pièges à flottants est très partiel et, si on s'intéresse particulièrement à cette fonction, nécessiterait d'être complété.

### II.3.5.2 Selon l'implantation

La quasi-totalité des plages de dépôt sont de type « en série ». Les 6 plages de dépôt en dérivation inventoriées se situent pour moitié en Savoie (3), et ponctuellement en Haute-Savoie (2) et dans les Hautes-Alpes (1). A noter qu'une plage de dépôt transformée en ouvrage de régulation était une plage de dépôt en parallèle en Savoie.

### II.3.5.3 Selon le type d'ouvrage de fermeture

Un premier constat est que, pour les 17 plages de dépôt transformées en ouvrages de régulation, 7 ouvrages de fermeture sont de type fermé et 5 à pertuis verticaux (Figure 29). Or, cette modification de fonction au cours de la vie de l'ouvrage est principalement liée à une fréquence de remplissage trop élevée qui a eu deux conséquences principales : incision du lit à l'aval ; coût de curage trop important. On peut donc d'ores et déjà considérer que ces types d'ouvrage de fermeture (fermé, pertuis verticaux) favorisent le dépôt lors des crues courantes ce qui a des conséquences secondaires non souhaitées.

<figure><img src="image_41.png" /><figcaption>Figure 29 - Plage de dépôt avec ouvrage de fermeture à pertuis verticaux, récemment transformée en ouvrage de régulation sur le torrent des Arches, Chichilleanne (38)</figcaption></figure>

Pour les plages de dépôt, l'analyse selon la typologie de l'ouvrage de fermeture peut être menée sur 229 ouvrages (sur 330 inventoriés) car cette information de détail n'est pas disponible 79 de moins de 1 000 m³ (soit 48% du parc) et pour 22 de plus de 1 000 m³ dans les Alpes du Nord. La synthèse concernant ce point n'est donc établie que pour les ouvrages de plus de 1 000 m³ (Figure 30), les données disponibles pour celles d'un volume inférieur n'étant pas jugée comme suffisantes pour proposer des éléments de synthèse.
<figure><img src="image_42.png" /></figure>

Figure 30 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (V > 1 000 m³) par massif selon le type d'ouvrage de fermeture

**La majorité** des plages de dépôt (60% de celles avec un volume supérieur à 1 000 m³) ont un **ouvrage de fermeture à barres ou grille** : la technique la plus largement répandue est celle des barres horizontales.

Ce sont ensuite les **ouvrages à fentes** (17 % du parc concerné) qui sont utilisés avec une très large majorité d'ouvrages à une seule fente.

Les ouvrages à pertuis sont impliqués pour 11 % de ce parc, en constatant que la technique des **pertuis horizontaux n'est quasiment pas utilisée**.

Les autres types d'ouvrages de fermeture (fermé, peigne, buses, pertuis de fond, autres) ne sont ensuite que très peu utilisés. On note cependant que certaines techniques sont propres à certains contextes régionaux comme l'usage d'ouvrages à pertuis de fond dans les Pyrénées, et plus précisément en Haute-Garonne, ou les buses dans les Alpes du Nord (quasi exclusivement en Savoie) ou les ouvrages fermés en Isère.

En synthèse de l'inventaire mis à jour des plages de dépôt en France, on peut retenir que :

- **17 plages de dépôt ont été transformées en ouvrages de régulation** principalement **en Isère** où la technique des ouvrages de fermeture fermés paraît spécifique à ce département et pour lesquels on constate que ces ouvrages, comme ceux à barres verticales, favorise les dépôts lors des crues fréquentes ;

- le **parc des plages de dépôt se concentre en Isère et en Savoie** (2/3), **hors des forêts domaniales** (75 %), pour des **volumes de rétention qui restent limités** (72 % de moins de 5 000 m³) ce qui implique peu d'ouvrages potentiellement classés au titre de la réglementation sur les barrages, même si trois en forêts domaniales sont déjà identifiés en Haute-Savoie et en Haute-Garonne ;

- les ouvrages sont préférentiellement des ouvrages à **fonction principale de rétention temporaire et curage**, même s'ils peuvent avoir d'autres fonctions associées (piège à blocs et régulation notamment), de type « en série », le type d'ouvrage de fermeture **le plus utilisé** étant celui à **barres horizontales**, puis à une fente et à pertuis verticaux, sachant que certains types sont spécifiques à certaines régions.
### III. RETOURS D'EXPERIENCE (REX)

Parmi 394 ouvrages inventoriés, 330 ont été conservés à l'inventaire comme plages de dépôt dont 164 avec un volume considéré comme supérieur à 1000 m³. Parmi ces derniers, 137 se situent dans les Alpes. Le retour d'expérience (REX) sur l'ensemble du parc d'ouvrages, similaire à celui mener sur les digues de protection contre les inondations (Dubois et Galiana, 2010), s'est appuyé sur la réalisation de fiches d'inventaire détaillées. Cela a notamment permis de lister les dysfonctionnements généralement observés ou attendus. Sur cette base, des plages de dépôt ont été identifiées pour mener des retours d'expérience (REX) approfondis, de niveau 2 selon la démarche établie par Carladous (2017b).

#### III.1 Inventaire détaillé des plages de dépôt

Cet inventaire détaillé s'est concentré sur les 137 plages de dépôts de plus de 1000 m³ recensées dans les Alpes. Il s'est appuyé sur l'adaptation de la fiche d'inventaire de Gruffaz (1996). Cette fiche d'inventaire (Annexe 5) s'organise selon les sept parties décrites ci-dessous et présentées plus en détail dans la note explicative associée (Annexe 6). L'ensemble des 115 fiches d'inventaire détaillées qui ont été complétées (sur les 137 identifiées précédemment) sont disponibles sous format Excel®.

* **Généralités** - Il s'agit de renseigner les éléments d'identification générale de la plage de dépôt :

* situation géographique : noms du département, du grand bassin versant, de la commune et du torrent où elle est implantée ;

* identification dans la base de données RTM (« BD-RTM ») ;

* éléments de construction : année de réalisation, maîtres d'œuvre et d'ouvrage, concepteur, entreprise de réalisation des travaux et coût de construction ;

* localisation précise : altitude, en forêt domaniale RTM ou non, coordonnées SIG, nom de la division domaniale RTM.

* **Phénomènes naturels** - Les caractéristiques du bassin versant en amont de la plage de dépôt, les phénomènes naturels ainsi que la granulométrie des apports sédimentaires sont décrits.

* Concernant le bassin versant, sont renseignés la superficie en amont de la plage de dépôt, l'altitude de son point culminant, la longueur de son plus long talweg, le pourcentage de sa couverture végétale, la nature géologique des zones de production sédimentaire, le type de phénomène torrentiel prédominant et le taux de flottants présents.

* Pour les phénomènes naturels, le principal évènement étant à l'origine de la création de la plage de dépôt et les évènements majeurs ayant eu lieu depuis sa création (s'il y en a) sont décrits succinctement.

* Si possible, une brève analyse granulométrique des dépôts peut être ajoutée.

* **Enjeux** - L'objectif est d'identifier les enjeux potentiellement protégés par la plage de dépôt. Ils doivent correspondre aux enjeux qui auraient été affectés par les phénomènes torrentiels en cas d'absence de la plage de dépôt.

* **Dispositifs de protection existants** - L'objectif est de décrire l'ensemble du système de protection dans le bassin versant torrentiel avec un focus sur les dimensions de la plage de dépôt.

* L'existence de dispositifs de protection en amont de la plage de dépôt est d'abord renseignée. Ces dispositifs peuvent être : drainages, dérivation, correction torrentielle, endiguement et une autre plage de dépôt.
* La deuxième section concerne la plage de dépôt elle-même. Il s'agit d'abord d'indiquer la fonction qui lui est assignée, son implantation (en série ou en dérivation), sa capacité initiale et réelle (actuelle) de stockage des matériaux. Il s'agit ensuite de décrire brièvement son ouvrage de fermeture et, si présents, son ouvrage d'entrée amont et ses digues latérales.

* Enfin, la présence de dispositifs de protection en aval de la plage de dépôt est inscrite, avec leur date de début de construction. Ces dispositifs peuvent être : correction torrentielle, busage, endigement, protections de berge et une autre plage de dépôt. Le but est de visualiser si l'un de ces dispositifs a été mis en œuvre suite à la plage de dépôt, ce qui peut indiquer un dysfonctionnement de cette dernière.

* **Gestion et entretien de la plage de dépôt** - Une synthèse des curages ayant été réalisés est présentée sous forme de listing en indiquant principalement les années de réalisation, les apports stockés dans la plage de dépôt lors de chaque crue, les volumes de matériaux curés et leurs destinations. L'intérêt de ce listing est de reporter les évènements majeurs ayant eu lieu durant la vie de la plage de dépôt st, si disponible, de disposer des éléments de coûts de ce type d'interventions. Les travaux d'entretien ou de modification/amélioration de la plage de dépôt peuvent également être listés.

* **Défaillances** - L'objectif est d'avoir, à dire des praticiens de terrain, un listing des dysfonctionnements majeurs observés ou prévisibles lors d'une crue et/ou à long terme. Ces dysfonctionnements peuvent affecter aussi bien la plage de dépôt que le lit à l'aval de celle-ci. La capacité de l'ouvrage à satisfaire l'objectif attendu est également abordée afin de relever un éventuel dysfonctionnement de l'ensemble de la plage de dépôt. Les adaptations mises en place ou à venir sur l'ouvrage sont également décrites.

* **Références** - Les principales études sur le torrent, l'agent ayant rempli la fiche, la date de remplissage et les autres commentaires sont rappelés. La disponibilité de photos, de plans et de données topographiques est également indiquée.

## III.2 Dysfonctionnements recensés

Sur les 115 fiches détaillées d'inventaire sur les plages de dépôt des Alpes d'un volume supérieur à 1000 m³, aucun dysfonctionnement n'a été relevé pour 58% d'entre elles (Tableau 1). Cela peut s'expliquer i) par l'absence de sollicitation de ces ouvrages, par des crues de même ampleur que celle prise en compte pour le dimensionnement, depuis leur construction, ii) par un bon fonctionnement de ces ouvrages, iii) par le fait que des dysfonctionnements ont pu être considérés comme mineurs et ne méritaient pas d'être notés.

### III.2.1 Liste de l'ensemble des dysfonctionnements recensés

Concernant les 48 autres fiches d'inventaire, une **vingtaine de types de dysfonctionnement** (constatés ou prévisibles) ont été extraits. Le Tableau 1 synthétise ainsi les informations provenant du terrain en différenciant les dysfonctionnements de leurs causes potentielles. Les dysfonctionnements qui sont similaires, mais pour lesquels un vocabulaire différent a été employé dans les fiches d'inventaire, sont regroupés.
<table><caption>Tableau 1 – Liste des dysfonctionnements recensés et des causes associées, répartis selon les départements</caption><thead><tr><th>Département</th><th>38</th><th>73</th><th>74</th><th>04</th><th>05</th><th>06</th><th>Total</th></tr></thead><tbody><tr><td>nombre de fiches d'inventaire détaillé établies</td><td>40</td><td>45</td><td>13</td><td>6</td><td>8</td><td>5</td><td>115</td></tr><tr><td>aucun dysfonctionnement recensé</td><td>22</td><td>36</td><td>6</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td>67</td></tr><tr><td>implantation trop en amont et surdimensionnement causes : contraintes foncières</td><td>1</td><td></td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>implantation trop en amont entraînant une incision à l'aval causes : contraintes foncières</td><td>7</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>8</td></tr><tr><td>implantation trop en aval par rapport à ce qui était prévu causes : contraintes foncières</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>difficultés pour réaliser le curage causes : absence d'accès, absence d'autorisation sur routes principales d'accès, implantation trop en amont, matériaux non revalorisables, problème de limitation de l'espace de stockage, transfert très coûteux</td><td>2</td><td>1</td><td></td><td>1</td><td></td><td></td><td>4</td></tr><tr><td>envahissement par la végétation causes : absence d'entretien</td><td></td><td></td><td>1</td><td></td><td></td><td>1</td><td>2</td></tr><tr><td>arrêt de bouffées dans la partie amont de l'ouvrage à l'origine d'un engravement régressif</td><td></td><td></td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>arrêt des matériaux pour les crues courantes à l'origine d'un déficit sédimentaire et d'une incision à l'aval causes : pertuis sous-dimensionné, bassin surdimensionné par rapport aux apports potentiels</td><td>4</td><td>2</td><td>4</td><td>3</td><td>1</td><td>1</td><td>15</td></tr><tr><td>remplissage trop fréquent pour les crues courantes à l'origine d'un coût de curage trop important causes : pertuis trop petit, colmatage de la grille par blocs ou flottants et autres débris transportés par les écoulements, mauvais positionnement sur le profil en long</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td></td><td>1</td><td>1</td><td>7</td></tr><tr><td>formation d'une retenue d'eau causes : vanne de décharge insuffisante, pertuis et barbacanes trop réduits</td><td></td><td></td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>contournement de l'ouvrage par l'amont causes : dépôt de matériaux amont, débordements latéraux depuis le lit amont, obturation d'un ouvrage de franchissement amont</td><td></td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>débordement par la piste d'accès causes : passage préférentiel vers une piste</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>débordements latéraux sur digues causes : digue latérale amont trop basse, pentes des ailes et des crêtes de digues trop faibles, surverse latérale</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td>section de déversoir de l'ouvrage de fermeture trop faible</td><td>1</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>4</td></tr><tr><td>dalot sous ouvrage de fermeture bouché</td><td>7</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>7</td></tr><tr><td>colmatage des ouvertures/du chenal latéral par les flottants causes : ouvertures/section du chenal trop petites</td><td>3</td><td></td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td>1</td><td>9</td></tr><tr><td>dégâts structuraux sur l'ouvrage de fermeture causes : impacts des blocs, barres en acier arrachées, grilles détruites, usure matériau, tassement des sols entraînant une déformation entre éléments de l'ouvrage</td><td></td><td>3</td><td>1</td><td>1</td><td>1</td><td>1</td><td>7</td></tr><tr><td>contournement du contre-barrage</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>capacité de stockage insuffisante provoquant des dépôts, engravement, encombrement à l'aval causes : mauvais positionnement sur le profil en long, pente de dépôt trop faible, réduction de la capacité par apports par charriage</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td>3</td><td></td><td>5</td></tr><tr><td>propagation des laves à l'aval de l'ouvrage causes : implantation trop en amont</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>formation d'un bouchon à la confluence avec la rivière principale à l'aval</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>chenalisation des écoulements</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>2</td></tr></tbody></table>
### III.2.2 Description des principaux dysfonctionnements recensés

D'après le Tableau 1, les principaux dysfonctionnements recensés sont liés à la diminution de la capacité de rétention de la plage de dépôt, à son contournement, à son mauvais emplacement et à des difficultés pour mener correctement les opérations de curage. Nous notons que les désordres structuraux concernent principalement l'ouvrage de fermeture et ne représentent qu'une faible part des dysfonctionnements recensés. Les informations provenant du terrain se sont ainsi principalement portées sur l'identification de problèmes fonctionnels.

#### III.2.2.1 Remplissage trop fréquent

La capacité de rétention est affectée par le remplissage trop fréquent de la plage de dépôt lors des crues courantes (pour 46% d'entre-elles). Ce dysfonctionnement est surtout constaté en Isère et en Savoie.

* Causes potentielles : souvent, une obstruction mécanique ou le colmatage des ouvertures de l'ouvrage de fermeture par les flottants (Figure 31a), blocs et/ou autres sédiments transportés dans les écoulements.

* Conséquences potentielles : cela favorise le dépôt de matériaux même lors de crues fréquentes (Figure 35b) ce qui peut provoquer un déficit sédimentaire dans le torrent à l'aval et donc, généralement, l'incision de son lit. Par ailleurs, cela augmente le coût d'entretien par la nécessité de curages fréquents.

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

<figure><img src="image_44.png" /><figcaption>Figure 31 – Exemples du colmatage d'un ouvrage de fermeture à pertuis verticaux par les flottants, torrent du Lavanchon, Saint-Paul-de-Varces (38)</figcaption></figure>

a) zoom sur l'ouvrage de fermeture, vue depuis l'aval

b) vue depuis l'amont

#### III.2.2.2 Contournement de la plage de dépôt

Le contournement de la plage de dépôt ou d'un de ses composants (pour 27% d'entre-elles) est constaté principalement en Isère, mais apparaît également en Savoie. Il peut être occasionné par un débordement sur les digues latérales (Figure 32) et sur la piste d'accès ou par surverse non maîtrisée au niveau des ailes de l'ouvrage de fermeture.

* Causes potentielles : pente insuffisante des ailes de l'ouvrage de fermeture ou des crêtes des digues latérales.

* Conséquences potentielles : écoulements torrentiels détournés vers une zone nouvellement exposée, avec présence potentielle d'enjeux (Figure 32), ou capacité de rétention insuffisante de la plage de dépôt.
<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>Figure 32 – Exemple du contournement d'une plage de dépôt par surverse à l'amont de la digue latérale, Suisse (Böll et al., 2008)</figcaption></figure>

### III.2.2.3 Implantation trop en amont

Le mauvais emplacement de la plage de dépôt est principalement lié à son implantation trop en amont par rapport aux enjeux à l'aval (pour 21% d'entre-elles). La plupart (8) des ouvrages concernés sont situés en Isère.

* **Causes potentielles** : contraintes topographiques (emplacement trop étroit, pente trop raide, etc.) ou foncières importantes lors de la phase de conception.

* **Conséquences potentielles** : cela peut amener l'écoulement à se recharger en sédiments à l'aval de l'ouvrage, et ce avant d'atteindre les enjeux exposés (Figure 33), rendant l'ouvrage inefficace ou partiellement efficace par rapport à l'objectif de protection des enjeux ; cela peut favoriser la difficulté d'accéder à l'ouvrage pour effectuer son curage et ainsi entraîner un surcoût de gestion.

<figure><img src="image_46.png" /><figcaption>Figure 33 – Incision du lit et érosion de berges à l'aval d'une plage de dépôt et en amont des enjeux exposés aux phénomènes torrentiels, torrent du Verdarel, Saint-Chaffrey (05) (ONF-RTM 05)</figcaption></figure>
### III.2.2.4 Curage pas assez fréquent

Le curage est nécessaire pour maintenir la capacité de rétention de l'ouvrage conforme avec l'objectif. Cependant certains problèmes à sa mise en œuvre ont été constatés ce qui peut entraîner l'absence ou la réduction de la fréquence des opérations de curage.

* Causes potentielles : problèmes d'accès à la plage de dépôt, de disponibilité d'un espace de stockage à proximité et de valorisation des matériaux.

* Conséquences potentielles : réduction de la capacité de rétention de la plage de dépôt et donc inefficacité en cas de crue.

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>Figure 34 – Exemple d'absence de curage d'une plage de dépôt pendant un temps long (plus d'un an) après la survenance d'un événement et son remplissage quasi total, torrent du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73)</figcaption></figure>

## III.3 REX approfondis

Les REX approfondis se sont appuyés sur une phase de sélection des plages de dépôt à expertiser,

### III.3.1 Sélection des ouvrages sur lesquels mener un REX

Une vingtaine de plages de dépôt devait être sélectionnée parmi les 115 ayant fait l'objet d'un descriptif par la fiche d'inventaire détaillé. Cette sélection s'est basée sur plusieurs caractéristiques des plages de dépôt et s'est déroulée en trois phases : 1) classement des dysfonctionnements recensés, 2) identification de critères de sélection, 3) sélection des ouvrages.

#### III.3.1.1 Classement des dysfonctionnements recensés

Les dysfonctionnements recensés précédemment (Tableau 1) ont été classés selon un niveau de priorité correspondant à leur importance relative pour l'analyse. L'ensemble est répertorié dans le Tableau 2 avec leur niveau de priorité : dysfonctionnement de **priorité 1**, de priorité 2 et de priorité 3.

Les flottants présents dans les écoulements torrentiels peuvent engendrer de nombreux problèmes dans le fonctionnement général d'une plage de dépôt comme, par exemple, le colmatage de l'ouvrage de fermeture favorisant le remplissage trop fréquent du bassin. Même s'il s'agit en réalité plutôt d'une cause d'un dysfonctionnement, la présence des flottants qui posent problèmes a été prise en compte pour le classement des dysfonctionnements.
<table><caption>Tableau 2 – Liste des dysfonctionnements recensés et priorités d'analyse associées</caption><thead><tr><th rowspan="2">Dysfonctionnements recensés</th><th colspan="3">Priorité</th></tr><tr><th>1</th><th>2</th><th>3</th></tr></thead><tbody><tr><td>D1 : présence de flottants qui posent problèmes</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D2 : ouvrage trop en amont et surdimensionnée</td><td></td><td></td><td>X</td></tr><tr><td>D3 : ouvrage trop en aval (par rapport à ce qui était prévu) → fonctionnement non optimal.</td><td></td><td></td><td>X</td></tr><tr><td>D4 : arrêt de bouffée dans la partie amont de la PDD → engravement régressif</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D5 : ouvrage trop en amont (→ incision à l'aval)</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D6 : arrêt des matériaux lors des crues courantes → déficit sédimentaire / incision à l'aval</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D7 : capacité limitée (→ dépôts / engravement / encombrement à l'aval)</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D8 : propagation des laves torrentielles en aval de la PDD</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D9 : formation d'un bouchon à la confluence aval</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D10 : chenalisation des écoulements</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D11 : problèmes d'accès pour effectuer le curage</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D12 : remplissage trop fréquent pour les crues courantes → coût curage important</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D13 : formation d'une retenue d'eau</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D14 : contournement de la PDD par l'amont</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D15 : débordements par la piste d'accès</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D16 : débordements latéraux sur les digues latérales</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D17 : contournement de l'ouvrage de fermeture</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D18 : section trop faible du déversoir de l'ouvrage de fermeture</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D19 : colmatage des ouvertures / du chenal latéral par les flottants</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D20 : contournement du contre-barrage</td><td></td><td></td><td>X</td></tr><tr><td>D21 : dégâts structuraux sur l'ouvrage de fermeture</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D22 : tassements des sols et déformations entre les éléments de la PDD</td><td></td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>D23 : ouvrage non entretenu → envahi par la végétation</td><td>X</td><td></td><td></td></tr><tr><td>D24 : dalot sous ouvrage bouché / abandonné</td><td></td><td></td><td>X</td></tr></tbody></table>

### III.3.1.2 Critères de sélection et choix

Les critères suivants ont été retenus pour ensuite proposer la sélection d'ouvrages dans le Tableau 3 :

* avoir une **quinzaine** de plages de dépôt à analyser, réparties sur les six départements des Alpes françaises ;

* traiter **au moins une fois chacune des fonctions des plages de dépôt** (colonne 5 du Tableau 3) : rétention temporaire des matériaux et curage (rét.), régulation du transport solide (rég.), piège à blocs (p. b.) et piège à flottants (p. f.). Les plages de dépôt transformées en zone de régulation (z. r.) ont également fait partie de la sélection car elles constituent une adaptation de l'ouvrage et une preuve de dysfonctionnement ;

* analyser **au moins une plage de dépôt implantée en dérivation** (d) par rapport au lit du torrent, le reste étant généralement conçu en série (s) (colonne 6 du Tableau 3) ;

* traiter **les dysfonctionnements de priorité 1 une fois au minimum** ;

* si possible, avoir des plages de dépôt avec un grand volume de rétention (colonne 4 du Tableau 3) ;

* si possible, traiter au moins une fois les dysfonctionnements de priorité 2 (voire 3).
<table><caption>Tableau 3 – Liste, et classement par niveau de priorité, des plages de dépôt sélectionnées pour mener un REX approfondi</caption><thead><tr><th>Nom PDD</th><th>dép.</th><th>3</th><th>4</th><th>5</th><th>6</th><th>Dysfonctionnements traités</th></tr></thead><tbody><tr><td>Tréminis _ L'Ebron</td><td>38</td><td>1</td><td>100 000</td><td>z. r.</td><td>s</td><td>D10</td></tr><tr><td>Chantelouve _ Le Merdaret (amont)</td><td>38</td><td>1</td><td>8 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D16</td></tr><tr><td>Chantelouve _ Les Pâles</td><td>38</td><td>1</td><td>5 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D17</td></tr><tr><td>Epierre _ Les Moulins (aval)</td><td>73</td><td>1</td><td>9 500</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D1, D14</td></tr><tr><td>St-Martin-la-Porte _ Le St-Bernard (amont)</td><td>73</td><td>1</td><td>18 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D21; D5</td></tr><tr><td>St-Julien-de-Montdenis _ Le Claret</td><td>73</td><td>1</td><td>23 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D12</td></tr><tr><td>Cons-Ste-Colombe _ Le Piezan (amont)</td><td>74</td><td>1</td><td>1 700</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D1, D12, D19, D21</td></tr><tr><td>Sallanches _ Le Reninge</td><td>74</td><td>1</td><td>25 000</td><td>rét.</td><td>d</td><td>D1, D4, D6, D19</td></tr><tr><td>Barcelonnette _ Le Clavaux</td><td>04</td><td>1</td><td>8 000</td><td>rég.</td><td>s</td><td>D6, D11, D13</td></tr><tr><td>L'Argentière-la-Bessée _ Le Riou Sec</td><td>05</td><td>1</td><td>10 000</td><td>p. b.</td><td>s</td><td>D7</td></tr><tr><td>Roquebillière _ Les Imberts</td><td>06</td><td>1</td><td>3 200</td><td>p. f.</td><td>s</td><td>D1, D23</td></tr><tr><td>Chichilianne _ Les Fraches-Aiguille</td><td>38</td><td>2</td><td>3 000</td><td>z. r.</td><td>s</td><td>D9, D15</td></tr><tr><td>Chichilianne _ Les Arches</td><td>38</td><td>2</td><td>40 000</td><td>z. r.</td><td>s</td><td>D8, D10</td></tr><tr><td>Termignon _ Le Bey</td><td>73</td><td>2</td><td>4 500</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D6, D18, D21</td></tr><tr><td>Pontamafrey _ La Ravoire</td><td>73</td><td>2</td><td>23 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D11; D5</td></tr><tr><td>Chamonix-Mont-Blanc _ Taconnaz</td><td>74</td><td>2</td><td>160 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D12, D13</td></tr><tr><td>Gresse-en-Vercors _ La Gresse</td><td>38</td><td>3</td><td>5 000</td><td>rég.</td><td>s</td><td>D20</td></tr><tr><td>Le Cheylas _ Le Fay</td><td>38</td><td>3</td><td>3 000</td><td></td><td>s</td><td>D24</td></tr><tr><td>Les Contamines-Montjoie _ Le Nant Rouge</td><td>74</td><td>3</td><td>300 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D2</td></tr><tr><td>Saint-Chaffrey _ Le Verdarel</td><td>05</td><td>3</td><td>50 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D7</td></tr><tr><td>Chantelouve _ Le Merdaret (aval)</td><td>38</td><td>4</td><td>12 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td></td></tr><tr><td>Vorreppe _ La Roize</td><td>38</td><td>4</td><td>2 500</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D1</td></tr><tr><td>St-Ismiers _ Le Manival</td><td>38</td><td>4</td><td>15 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D6</td></tr><tr><td>Ferrière _ Le Vaugelat</td><td>38</td><td>4</td><td>3 000</td><td>rét.</td><td>s</td><td>D1, D6, D16</td></tr></tbody></table>

Au total, ce sont entre 11 et 24 plages de dépôt pouvant faire l'objet d'une analyse détaillée selon le niveau de priorité défini qui ont été retenues : 11 de priorité 1, 5 de priorité 2 ; 4 de priorité 3 et 4 de priorité 4.

Au final, étant donné le temps disponible ayant pu être consacré, ce sont **6 REX approfondis** (le Claret et le Saint-Bernard - 73, le Clavaux - 04, le Riou Sec et le Verdarel - 05, les Imberts - 06) qui ont pu être menés en 2018. Le protocole de REX approfondi présenté ensuite peut dorénavant être utilisé sur les ouvrages identifiés dans le Tableau 3 et non traités. Les résultats obtenus permettraient de venir conforter et améliorer le contenu des éléments présentés ensuite.

### III.3.2 Protocole de REX approfondi

Deux modèles ont été développés pour accompagner et mener le REX approfondi :

* **modèle de collecte d'informations** sur le terrain pour encadrer le REX approfondi et les échanges avec les personnes présentes ainsi que de faciliter la prise de note ;

* **modèle de compte-rendu** de chaque REX approfondi pour rassembler les informations tirées à partir de la bibliographie existante (autres que celles récoltées sur le terrain), organiser celles récoltées sur le terrain et proposer une analyse sur le niveau d'efficacité de l'ouvrage concerné.

Ces modèles ont ensuite été utilisés pour rendre compte des REX approfondis menés répertoriés dans les Annexes 7 à 12.
### III.3.2.1 Collecte d'informations sur le terrain

#### III.3.2.1.1 Personnes impliquées

Dans l'idéal, chaque visite de terrain regroupe :

* le chargé du REX qui a un regard externe en n'ayant pas participé à la conception ou ne participant pas au suivi de l'ouvrage ;

* la (ou les) personne(s) qui ont participé à la conception fonctionnelle et au dimensionnement structural des ouvrages (chef de projet, technicien, hydraulicien, etc.);

* si ce ne sont pas les mêmes, la (ou les) personne(s) en charge du suivi et de l'entretien de l'ouvrage (ingénieur travaux, responsable de secteur);

* si ce ne sont pas les mêmes et qu'une étude de bassin de risque (EBR) ou expertise a déjà été réalisée, le chargé d'étude.

Au final, cela représente un nombre potentiel de personnes pouvant participer au REX important et il apparaît difficile de solliciter l'ensemble sur une même date. Au final, pour les REX qui ont été menés, seul un nombre limité à 3 personnes au maximum en plus du chargé du REX a pu être sollicité. Par contre, malgré ce nombre limité, la tenue d'un REX sur le terrain nécessite une animation de la réunion et la prise de note. La participation d'une personne en plus du chargé du REX pour la prise de note est fortement conseillée.

#### III.3.2.1.2 Déroulement de la collecte d'informations sur le terrain

La visite de terrain se déroule selon une animation qui vise à analyser des échelles d'observations différentes.

* Étape 1 - au niveau général du bassin versant et des zones d'enjeux

Le but est de :

* définir les objectifs fonctionnels affichés lors de la conception de la plage de dépôt selon les caractéristiques du bassin versant et les conditions d'écoulement à l'aval, dans la zone d'enjeux ;

* définir les scénarios de référence et de projet lors de la conception de l'ouvrage, ou après adaptations au cours de la vie de l'ouvrage.

* Étape 2 - au niveau de la plage de dépôt dans son environnement

L'objectif est de :

* rappeler les contraintes éventuelles à la conception / construction qui ont pu impliquer des adaptations nécessaires des objectifs par rapport à l'idéal donné pour le scénario de projet ;

* analyser l'implantation de l'ouvrage sur le profil en long du torrent ;

* analyser les effets secondaires éventuels constatés (anticipés ou non) suite à la construction de l'ouvrage.

* Étape 3 - au niveau de chaque ouvrage « plage de dépôt »

L'analyse détaillée doit permettre de :

* décrire les composants de l'ouvrage (ouvrage d'entrée, bassin, piste d'accès, canal de basses eaux éventuel, digues latérales, ouvrage de fermeture et contre-barrage éventuel), leur fonction attendue et les manques éventuels pour permettre à la plage de dépôt de bien fonctionner dans son ensemble ;

* analyser chaque composant en termes de capacité fonctionnelle et de résistance structurale ;

* recenser les défaillances constatées ou potentielles, en identifiant leurs causes et leurs conséquences et décrire les solutions d'adaptation mises (ou à mettre) en œuvre.
### III.3.2.2 Compte-rendu de REX approfondi

#### III.3.2.2.1 Analyse de données complémentaires

Lors de la phase de collecte d'informations sur le terrain, des documents (profil en long, études déjà réalisées, compte-rendu d'événements, etc.) peuvent être transmis par les participants. L'ensemble de ces documents permet d'affiner les éléments d'analyse qui peuvent ensuite être repris dans le compte-rendu du REX.

#### III.3.2.2.2 Plan du compte-rendu

Un modèle de compte-rendu de REX approfondi a été établi afin de faciliter le travail de synthèse.

La première partie rappelle de contexte général de réalisation du REX, son objectif et pourquoi la plage de dépôt sur lequel il est mené a été choisie.

La deuxième partie se concentre sur la plage de dépôt qui a fait l'objet du REX et se présente comme suit.

1. **présentation générale** : fiche descriptive du REX réalisé, présentation du bassin versant (topographie, géologie, hydrologie, enjeux), synthèse historique retraçant les éléments qui ont conduit à l'aménagement de la plage de dépôt et les évènements marquants ayant eu lieu depuis ;

2. **analyse** : objectifs de protection des enjeux ; adaptation de la plage de dépôt ; performance / efficacité de la plage de dépôt ; recensement des modes de défaillance analysés ; solutions éventuelles proposées ;

3. **synthèse** : niveau d'efficacité et d'efficience actuel ; amélioration de ces niveaux par les solutions proposées

4. **fiche terrain** de collecte des informations recueillies retranscrites.

Ce modèle de compte-rendu de REX approfondi a pu être validé sur trois cas d'études comme présentés ensuite. Pour trois autres, seules les fiches d'informations collectées sur le terrain sont disponibles. En effet, même si la réalisation d'un modèle de compte-rendu facilite le rendu et a été validé, il apparaît que le travail de rendu reste chronophage du fait des étapes successives suivantes :

- mise au propre des notes sur la fiche d'informations collectées sur le terrain ;

- relectures croisées de ces notes ;

- lectures et analyse des documents complémentaires joints ;

- rédaction du compte-rendu de REX ;

- relectures croisées pour validation.

### III.3.3 REX approfondis réalisés

Au final, ce sont donc 6 REX approfondis qui ont été menés sur le terrain et ont donné lieu à des fiches de collecte d'informations sur le terrain. Au stade de la rédaction de ce rapport, ce sont trois compte-rendus de REX approfondis qui ont pu être rédigés et validés.

L'Annexe 7 présente le compte-rendu du REX mené sur les torrents du Saint-Martin et du Claret (73). L'Annexe 8 présente le compte-rendu synthétique de l'ONF-RTM 73 des travaux de modifications réalisés sur la plage de dépôt du Claret et intervenus après la tenue du REX approfondi : il s'agit ainsi d'un complément au REX approfondi présenté en Annexe 7. L'Annexe 9 présente le compte-rendu du REX mené sur les Imberts (06). Les Annexes 10, 11 et 12 présentent les fiches de collecte d'informations réalisées au cours des REX approfondis menés, respectivement, sur le torrent du Clavaux (04), du Riou Sec et du Verdarel (05).

Nous ne présentons pas d'éléments de synthèse de ces REX approfondis ici car ils constituent en fait une des bases des recommandations pour la conception et pour l'analyse des défaillances potentielles, formulées dans les paragraphes qui suivent (respectivement § IV et § V).
En synthèse, suite à l'inventaire général et le plus exhaustif possible des plages de dépôt en France, un **protocole de REX** a été mis en place en s'appuyant sur **deux étapes principales** :

1) sélection d'un panel élargi et **fiches d'inventaire détaillées** selon un modèle ;

2) sélection d'un panel réduit et **REX approfondi** en s'appuyant sur un modèle de fiche de collecte d'informations sur le terrain lors de travail de groupe et un modèle de compte-rendu de REX approfondi.

Ces REX sont menés à **plusieurs échelles** : depuis l'analyse du problème et des objectifs à atteindre à l'échelle du bassin versant, l'analyse des contraintes au niveau de la plage de dépôt existantes et l'analyse détaillée des différents composants de la plage de dépôts en s'appuyant sur une analyse des modes de défaillance.

Ces REX s'appuient sur un **travail de groupe** impliquant la présence de spécialistes de **plusieurs disciplines** (hydraulique torrentielle, génie civil, analyse des modes de défaillance) et la connaissance du site.

Cette démarche basée sur des **supports formalisés** est **chronophage** mais permet plusieurs apports :

- **favorise l'échange** entre spécialistes et praticiens opérationnels ;

- collecte d'informations sur la base d'un **même niveau de connaissances** ;

- **appui à l'amélioration de la conception** en identifiant les problèmes dus à des défauts d'implantation (trop haut sur la bassin), d'absence de composants (cas des Imberts en Annexe 9), de conception de l'ouvrage de fermeture (cas du Saint-Martin en Annexe 7), d'amélioration du fonctionnement pour optimiser la capacité de remplissage lors de l'événement de projet (cas du Verdarel en Annexe 12), à la nécessité d'une adaptation fonctionnelle par rapport à la crue de courante (cas du Claret en Annexe 8), ceux dus à des problèmes de gestion à prendre en compte dès la conception comme la problématique du curage (cas du Clavaux en Annexe 10) ;

- **appui à l'amélioration de l'analyse des défaillances** en identifiant les défaillances potentielles, leur occurrence (remplissage trop fréquent, contournement latéral, absence de curage régulier), leurs causes et leurs conséquences potentielles ;

- peut être **déployée sur différents sites** selon un processus homogène.
# IV. RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION

La réflexion est d'abord menée à l'échelle du bassin versant pour déterminer les objectifs de protection, l'utilité de réaliser une plage de dépôt et son emplacement sur le torrent. Ce dernier aspect doit tenir compte des contraintes physiques mais également foncières du site. La conception se détaille ensuite à l'échelle de chacun des composants de la plage de dépôt.

## IV.1 Démarche générale de conception d'une plage de dépôt

La conception d'une plage de dépôt se réalise selon plusieurs étapes opérationnelles, dont la présentation ci-dessous est adaptée de Piton et Recking (2016a).

1. étude globale du bassin versant (historique, géomorphologique, hydrologique, hydro-sédimentaire)
→ identification du **type de phénomène torrentiel** et des **scénarios de crue** (courantes, de référence et de danger)

2. étude des conditions d'écoulement à l'aval et des enjeux à protéger
→ définition des **problèmes potentiels à régler** (obstruction d'un chenal ou d'un pont par les gros blocs, par les flottants, rehaussement du fond du lit par dépôt de matériaux excédentaires, etc.)

3. comparaison de plusieurs solutions possibles : proposition, coût d'investissement intégrant les protections complémentaires comme le renforcement du chenal à l'aval si nécessaire, coût de maintenance (entretien annuel, curages)
→ détermination du type d'aménagement le plus adéquate

4. analyse des critères fonciers, topographiques, d'accessibilité, de possibilité d'évacuer et stocker les volumes curés
→ identification du **site d'implantation**

5. définition des objectifs donnés à la plage de dépôt doit atteindre
→ attribution **de la ou des fonction(s)**, définition de sa **capacité** et choix de l'**ouvrage de fermeture**

6. choix de la **configuration par rapport au lit du torrent**
→ en série, en dérivation ou plusieurs en séries, selon les objectifs, le budget et l'espace disponible

7. définition de la forme et de la taille du bassin
→ détermination de son emprise, sa **largeur**, sa **pente de fond** ainsi que de la **pente des dépôts** (mesures de terrains, analyse des archives, formules de transport solide disponibles) afin d'estimer la **hauteur de dépôt**

8. conception de la partie basse de l'ouvrage de fermeture
→ dimensionnement de ses **ouvertures** (selon la fonction assurée par la plage de dépôt)

9. respect du type de mécanisme de piégeage souhaité
→ **vérifications** de la cohérence entre la fonction recherchée et (i) les **contrôles mécaniques** (blocs puis **flottants**), (ii) le **contrôle hydraulique** (et perte de charge liée aux flottants)

10. conception du déversoir de l'**ouvrage de fermeture**
→ estimation de la **hauteur totale**, dimensionnement de la **section déversante de la cuvette**, des **ailes latérales**

11. dimensionnement **structural** de l'ouvrage de fermeture
→ choix de la structure et vérification de sa stabilité externe et interne
**12. conception des digues latérales**

→ estimation de leur hauteur (assez haute), leur pente de crête, leur longueur (assez étendue), leur section en travers pour résister structuralement et du renforcement de pied

**13. conception de l'ouvrage d'entrée**

→ conception fonctionnelle (transit de la crue de référence et de danger sans débordement latéral) et dimensionnement structural

**14. prévention des effets secondaires à long terme**

→ conception des protections contre l'affouillement à l'aval de l'ouvrage d'entrée et de sortie

**15. dernière vérification de l'emprise globale du projet**

→ elle doit s'intégrer dans l'emprise de foncier disponible et il faut veiller à ce que les hauteurs des digues latérales et de l'ouvrage de fermeture estimées restent correctes et non excessives

## IV.2 Bassin versant : étude et définition des objectifs

Cette première phase de la conception à l'échelle du bassin versant correspond aux étapes 1 à 5 de la démarche générale de conception décrit au § IV.1. L'étude globale du bassin versant (géomorphologique, hydrologique, hydro-sédimentaire et historique) permet d'identifier les phénomènes naturels qui s'y produisent, les enjeux qui sont à protéger et les conditions d'écoulement au niveau de cette zone d'enjeux.

### IV.2.1 Nécessité d'une plage de dépôt ?

Dans un premier temps, le(s) **type(s) de phénomène torrentiel** (charriage, charriage hyper-concentré et/ou lave torrentielle) sont à déterminer ainsi que les **principales caractéristiques des crues selon différents scénarios** de crue courante, de crue de projet ou de crue de danger (période de retour, intensité, durée, volume, diamètre des plus gros blocs transportés).

Dans un second temps, les **enjeux à protéger** sont identifiés ainsi que les **origines des principaux problèmes à régler** dans la zone où ils sont présents (ex : obstruction d'un chenal ou d'un passage franchissant par des blocs et/ou des flottants, dépôt régressif depuis la confluence aval engendrant un rehaussement du fond du lit du chenal, etc.). Ceci permet de se prononcer sur l'**utilité d'une plage de dépôt** sur ce torrent (présence d'enjeux, effet potentiel sur le problème à traiter).

### IV.2.2 Quelle solution technique retenir ?

Par ailleurs, une plage de dépôt est coûteuse aussi bien dans sa mise en œuvre que dans son entretien et peut nécessiter d'avoir à gérer des effets secondaires potentiels (ex : incision du lit à l'aval). Devant ce coût potentiel, cette solution de protection doit être **comparée avec d'autres solutions alternatives** (ex : élargissement d'un pont, élargissement du chenal principal sur le cône de déjection, etc.).

Pour mener cette comparaison et retenir la meilleure solution, la réflexion peut s'appuyer sur une **méthode d'aide à la décision** comme l'analyse multicritère dont l'objet est de définir plusieurs critères de décision, les préférences du décideur entre ces différents critères, d'évaluer chacun de ces critères pour chaque solution envisageable puis d'agréger ces évaluations. De manière synthétique, on peut noter que :

- il existe différentes types de méthodes d'aide à la décision dont celles qui sont pratiquées dans le domaine des risques naturels sont, comme synthétisé par Carladous et Tacnet (2019) :

o l'analyse coûts-bénéfices (ACB) qui s'appuie sur l'évaluation des coûts globaux (investissement, entretien, curages réguliers) et des bénéfices en termes de réduction des dommages potentiels en valeur monétaire
* l'analyse multicritères au sens d'une « ACB étendue » comme dans la méthodologie développée par le CGDD dans le domaine des inondations qui s'appuie sur l'évaluation de différents indicateurs, notamment de réduction des dommages en valeur monétaire ou non, mais sans phase d'agrégation de leurs évaluations pour aider la décision finale ;

* l'aide multicritères à la décision (AMC) qui, selon différentes méthodes, s'appuie sur une phase d'agrégation selon les préférences du décideur ;

* quelle que soit la méthode retenue, il est nécessaire de pouvoir évaluer le coût des différentes solutions et l'effet sur les différents scénarios de crues. Les points bloquants et qui nécessitent des développements pour permettre leur application sont identifiés dans Piton et al. (2018c) et Favier et al. (2018).

### IV.2.3 Quel emplacement sur le torrent ?

Une fois la solution retenue, le site d'implantation de la plage de dépôt doit être défini en tenant compte de plusieurs critères :

* être placée **non loin en amont des zones d'enjeux à protéger** pour éviter les problèmes d'eaux claires et les surcoûts de gestion engendrés par la mise en place d'ouvrages de protection supplémentaires ;

* rester **facilement accessible** aux engins de curage ;

* avoir un **lieu de stockage prédéfini** pour ces volumes de matériaux curés ;

* avoir une **topographie favorable** : zone assez large (ex : en extrados) et de pente plutôt faible (ex : amont du cône de déjection) pour favoriser le dépôt ;

* disposer de la disponibilité **foncière**.

Toutefois, l'expérience montre malheureusement que le critère déterminant de son emplacement est le **critère foncier**, parfois au détriment de son fonctionnement ou de son accessibilité.

### IV.2.4 Quel(s) objectif(s) à attribuer à la plage de dépôt ?

Selon les aléas identifiés (ex : blocs ou flottants qui obstruent un ouvrage franchissant, etc.) et l'analyse du scénario de la crue de projet, **la (ou les) fonction(s) que doit assurer la plage de dépôt** doi(ven)t être clairement définie(s). La **capacité objective de la plage de dépôt** doit être définie pour chacune de ces fonctions : **volume de matériaux** à stocker dans le cas de la rétention temporaire ; **réduction du débit et du volume solide transitant** pour la régulation ; **diamètre minimal des blocs** à arrêter dans le cas d'un piège à blocs ; **longueur minimale des flottants** à stopper pour un piège à flottants.

## IV.3 Bassin : conception fonctionnelle d'ensemble

Cette deuxième phase de la conception à l'échelle du composant qu'est le bassin de la plage de dépôt correspond aux étapes 5 et 6 de la démarche générale de conception décrit au § IV.1.

### IV.3.1 En série ou en dérivation ? Unique ou série de plages de dépôt ?

En France, la quasi-totalité des plages de dépôt sont installées **en série** par rapport à l'écoulement. Cependant l'implantation en dérivation se développe ces dernières années, notamment à l'étranger. Si plusieurs fonctions ont été définies dans les objectifs et selon le budget ainsi que la place disponible, il est envisageable de proposer une **série de plages de dépôt en série**.
## IV.3.2 Forme et taille du bassin

Le bassin est souvent idéalement représenté en **forme de poire**. Toutefois, les mesures de terrains de Piton (2016) ont montré que les contraintes foncières imposaient aux ouvrages existants des formes très variables, plus ou moins allongées et rarement parfaitement calées sur la forme idéalisée. L'expérience montre que plusieurs formes peuvent lui être attribuées selon l'objectif souhaité et dépendent principalement de sa **largeur** : un bassin avec une entrée large et une sortie étroite favorise le dépôt sédimentaire tandis qu'un bassin étroit à son entrée et large en sortie facilite un auto-curage plus important, dans la mesure où celui-ci est permis par le barrage (Piton et Recking, 2016a).

Pour dimensionner le bassin et les digues latérales, il est nécessaire de définir la forme des dépôts selon leur pente et leur hauteur.

## IV.3.3 Pente des dépôts dans le bassin

La **pente de fond** ($S_{bassin}$), imposée à chaque curage, ne doit **pas être trop faible**, au minimum de l'ordre de celle du cône de déjection. En effet, une pente de fond trop faible favorise le remplissage du bassin lors des crues fréquentes, augmentant les problèmes d'incision et la fréquence de curage. La **pente de dépôt** ($S_{dep}$) est estimée à partir des mesures terrains, des analyses d'archives et des formules de transport solide disponibles.

A ce jour, la mesure de terrain est la méthode la plus efficace pour estimer la pente de dépôt ($S_{dep}$). Toutefois, des formules empiriques ont été proposées par D'Agostino (2013) et Osti et Egashira (2013) valables respectivement pour des petites crues faiblement chargées en sédiments et pour des grosses crues fortement chargées.

La pente de dépôt dépend de la pente d'équilibre initiale du lit ($S_{init}$) en amont immédiat du bassin et est inférieure à celle-ci (Figure 35). De récentes études (Piton et Recking, 2016a) ont montré que la pente de dépôt peut potentiellement varier en fonction de la largeur du bassin.

<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>Figure 35 – Dénomination des pentes : la pente d'équilibre initiale du lit ($S_{init}$) ; la pente de dépôt, ($S_{dep}$) ; la pente de fond du bassin ($S_{bassin}$) (Piton, 2016)</figcaption></figure>

## IV.3.4 Hauteur des dépôts dans le bassin

Finalement, la **hauteur de dépôt** ($ΔZ_{dep}$) dans le bassin en fin de crue peut être calculée à partir de la surface, de la pente de fond du bassin et de celle de dépôt.

La hauteur des dépôts ($ΔZ_{dep}$) dépend principalement du type de contrôle des dépôts par l'ouvrage de fermeture. Pour un contrôle mécanique, le niveau de dépôt est contrôlé par le niveau des matériaux bloqués contre l'ouvrage de fermeture (Figure 36b) qui peut monter jusqu'à la crête de l'ouvrage. Pour un contrôle hydraulique, la hauteur des dépôts est directement corrélée avec le niveau d'eau dans le bassin (Figure 36a) et dépend de la présence ou non de contraintes latérales de l'écoulement. Ainsi, dans un bassin assez grand avec un écoulement sans contrainte latérale, la hauteur de dépôt est similaire à la hauteur d'eau moyenne au cours de la crue (Jordan et al., 2003). Dans un bassin plutôt étroit avec un écoulement contraint latéralement, la hauteur des dépôts est un peu plus faible et peut être estimée à partir de deux équations proposées par Armanini et Larcher (2001).
<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Figure 36 – Hauteur des dépôts ($\Delta Z_{dep}$) pour un contrôle a) hydraulique et b) mécanique (Piton, 2016)</figcaption></figure>

## IV.4 Ouvrage de fermeture : conception fonctionnelle et dimensionnement structural

Cette troisième phase de la conception à l'échelle du composant qu'est l'ouvrage de fermeture de la plage de dépôt correspond aux étapes 8 à 11 de la démarche générale de conception décrit au § IV.1.

La partie basse d'un ouvrage de fermeture correspond à la partie sous cuvette et comprend généralement les ouvertures (Figure 37). Le dimensionnement de ces ouvertures s'appuie sur des formules appropriées à la typologie de l'ouvrage prenant en compte plusieurs paramètres de mesure. Il dépend de la fonction que doit assurer la plage de dépôt et de la présence potentielle de flottants et/ou de matériaux grossiers dans les écoulements. Le dimensionnement de la partie haute est réalisé après avoir contrôlé le respect des mécanismes de piégeage souhaités.

<figure><img src="image_50.png" /><figcaption>Figure 37 – Division de l'ouvrage de fermeture en une partie basse et une partie haute (adapté de Piton et Recking, 2016a)</figcaption></figure>

### IV.4.1 Conception de la partie basse

<figure><img src="image_51.png" /><figcaption>Figure 38 – Ouvertures principales horizontale ($h_0$) et verticale ($w_0$) à estimer pour le dimensionnement de la partie basse de l'ouvrage de fermeture (Piton et Recking, 2016a, adapté de Zollinger, 1983)</figcaption></figure>

La fonction jouée par la plage de dépôt dépend notamment des ouvertures (grilles, pertuis, fentes) de son ouvrage de fermeture, qui, si elles sont suffisamment petites, assurent le contrôle mécanique. Elles peuvent être horizontales (et leur plus petite dimension est leur hauteur $h_0$) ou verticales (de largeur $w_0$) (Figure 38). Selon si la fonction est d'arrêter les blocs ou les flottants, ces ouvertures dépendent respectivement du diamètre des blocs ou de la longueur des troncs (Piton et Recking, 2016a).

La vérification des dimensions des ouvertures obtenues par rapport à la taille des matériaux et des flottants transportés est nécessaire pour contrôler le respect du type de piégeage recherché (mécanique et/ou hydraulique). Pour cela, la probabilité de blocage mécanique des blocs, d'une part, et des flottants, d'autre part, susceptibles d'être transportés par une crue torrentielle doit être cohérente avec la fonction souhaitée. La cohérence entre les mécanismes de piégeage hydraulique (y compris la perte de charge liée aux flottants) et la fonction recherchée est examinée dans un second temps.
#### IV.4.1.1 Dimensionnement pour assurer un contrôle mécanique sur les blocs

Le dimensionnement de l'ouverture caractéristique ($h_0$ ou $w_0$) dépend du diamètre des blocs qui est considéré comme à arrêter ou à laisser passer à l'aval. Celui-ci est noté $D_{max}$ et correspond au diamètre sur lequel la probabilité de colmatage de chaque ouverture individuelle (nulle, faible, moyenne ou élevée) est établie. D'après les bases théoriques (synthétisées dans Piton et Recking, 2016a), on admet qu'un blocage mécanique a lieu pour un coefficient de proportionnalité égal à :

* **1/2** entre une **ouverture verticale** (type fente) et le **diamètre des blocs** à stopper (autrement dit, une fente de $X m$ de **large** peut arrêter les blocs de $X/2 m$ de diamètre);

* **1** entre une **ouverture horizontale** (type pertuis) et le **diamètre des blocs** à stopper (autrement dit, un pertuis de $X m$ de **haut** peut arrêter les blocs de $X m$ de diamètre).

La définition de $D_{max}$ est établie pour deux scénarios de crues torrentielles : la crue « **de projet** » (forte intensité, faible fréquence) et la crue « **courante** » (faible intensité, forte fréquence). La nécessité de prendre en compte plusieurs scénarios et leur influence sur le dimensionnement n'est pas détaillée dans la littérature existante et est présentée ici.

##### IV.4.1.1.1 Préalable : mode d'évaluation d'un diamètre de bloc ou de granulat

Ce diamètre est défini par l'axe b (Figure 39) d'après le protocole de mesure granulométrique de Wolman Pebble Count (Navratil).

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Figure 39 – Définition du diamètre mesuré pour déterminer le $D_{max}$ servant au dimensionnement des ouvertures de l'ouvrage de fermeture (adapté de Piton, 2016)</figcaption></figure>

① protocole de mesure de Wolman pour mesurer l'axe b d'un bloc ou d'un granulat

② représentation de l'axe b à considérer

##### IV.4.1.1.2 Étape 1 : définition de la dimension maximale de chaque ouverture individuelle

* **Choix du $D_{max}$ pour la crue de projet** : le diamètre maximal des blocs qui peuvent transiter depuis l'amont du bassin versant jusqu'à la plage de dépôt est retenu pour la crue de référence ($D_{réf}$). Il s'agit du diamètre de la gamme des plus gros blocs, mesuré pour un quantile important ($D_{95}$) d'après les règles de l'art japonaises. Pour le charriage, il s'évalue sur le tronçon en amont immédiat de la plage de dépôt. Pour une lave torrentielle, il s'évalue dans l'ensemble des zones potentielles d'apport du bassin versant et à minima sur plusieurs kilomètres car le transit au cours d'un même évènement peut se faire sur de longues distances.
On note par $D_{av}$ le diamètre minimal des blocs pouvant poser problèmes dans les points de singularités aval (ponts, chenal d'écoulement, etc.).

➤ **Dimensionnement des ouvertures maximales** : pour définir la dimension ($w_0$ ou $h_0$) maximale de chaque ouverture individuelle, $D_{réf}$ est comparé à $D_{av}$ selon deux cas :

• si $D_{av} > D_{ref}$, il n'y a aucun problème lié à la taille des plus gros blocs lors de la crue de projet et ce n'est pas nécessaire d'avoir spécialement une fonction de piège à blocs → **pas de dimension maximale** de l'ouverture ;

• si $D_{av} \le D_{ref}$ alors $D_{max} = D_{av}$ avec une ouverture qui permet un arrêt très probable, voire certain, pour des blocs de diamètre $D_{max} \rightarrow \textbf{dimension maximale}$ de l'ouverture.

### IV.4.1.1.3 Étape 2 : définition de la dimension minimale de chaque ouverture individuelle

➤ **Choix du Dmax pour les crues courantes** : le diamètre maximal des blocs pouvant être transportés par les crues fréquentes est noté $D_{fréq}$. En général, il correspond au diamètre des plus gros éléments retrouvés dans la partie terminale du cône de déjection. En effet, lors des crues fréquentes, les écoulements doivent pouvoir traverser tout le cône de déjection sans dépôt systématique (des respirations torrentielles sont en revanche normales).

➤ **Dimensionnement des ouvertures minimales** : pour les crues fréquentes, les matériaux de diamètre inférieur à $D_{fréq}$ doivent transiter. Dans ce cas, $D_{max} > D_{fréq}$ implique la dimension minimale ($w_0$ ou $h_0$) que l'ouverture de la partie basse de l'ouvrage de fermeture doit avoir, ce qui permet un arrêt peu probable de blocs de diamètre $D_{max}$.

### IV.4.1.1.4 En résumé

Le dimensionnement de chaque ouverture de l'ouvrage de fermeture s'appuie sur la définition d'un **écartement maximal et minimal** :

- une **dimension de blocs qui ne doit pas transiter à l'aval** ($D_{av}$) est d'abord définie
  → si le torrent est capable de mobiliser des blocs de cette taille, alors le critère est dimensionnant et donne un **écartement maximal** à ne pas dépasser.;

- une **dimension de blocs pour les crues courantes qui peuvent passer à l'aval** ($D_{fréq}$) est ensuite définie
  → ce critère donne un **écartement minimal** en-dessous duquel il ne faut pas descendre, sinon les matériaux transportés se déposent en continu.

Finalement, l'ouverture de l'ouvrage de fermeture dépend de la fonction jouée par la plage de dépôt :

- pour un **piège à blocs**, l'ouverture doit plutôt avoir un grand degré d'ouverture approchant la **dimension maximale**;

- pour une fonction de **rétention d'un volume de matériaux**, la tendance est de retenir un degré d'ouverture proche de la **dimension minimale** pour l'écartement (proche de $D_{fréq}$);

- pour une fonction de **rétention d'un volume de matériaux associée à une fonction de régulation** du transport solide, la tendance est de retenir la **dimension la plus large** pour l'écartement qui sera fixée par les débits instantanés plutôt que par la taille des blocs (et au maximum proche de $D_{av}$).
#### IV.4.1.2 Dimensionnement pour assurer un contrôle mécanique sur les flottants

Pour les flottants, le dimensionnement individuel des ouvertures dépend de la longueur des troncs (Piton et Recking, 2016b). Les **ouvertures** sont donc généralement **verticales**. C'est ainsi que, selon le retour d'expérience mené, les ouvrages de fermeture à barres verticales ou à pertuis verticaux, à fonction de rétention de matériaux pour la crue de projet, posent des difficultés dans les torrents où le transport de flottants est fréquent et favorise donc le colmatage de l'ouvrage même pour des crues fréquentes (cf § II.3.5.3 et § III.2.2.1).

D'après les bases théoriques, on admet qu'un blocage mécanique a lieu pour un **coefficient de proportionnalité** égal à 2 entre la **longueur minimale des flottants à stopper** et les **ouvertures verticales**, type peigne (un espacement de X m entre deux barres verticales peut arrêter les flottants de X*2 m de long).

De manière plus précise, de nombreuses formules adaptées au contexte torrentiel permettent d'obtenir l'**efficacité de blocage mécanique des flottants** par un ouvrage de fermeture (Ishikawa and Mizuyama, 1988 ; Shibuya et al., 2010 ; D'Agostino et al., 2000). Elles sont synthétisées dans Piton et Recking (2016b, p.8).

### IV.4.2 Conception du déversoir (partie haute)

Le calcul des **pertes de charge** engendrées par l'ouvrage, les matériaux et les flottants transportés permet de déterminer la **hauteur d'eau totale** ($d_{w,tot}$) dans l'ouvrage. En tenant compte d'une revanche si nécessaire, cela permet de définir la **hauteur totale** ($h_d$) de l'ouvrage de fermeture. Le dimensionnement du déversoir (Figure 40), dépend de celui de la cuvette et des ailes latérales.

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Figure 40 – Paramètres de dimensionnement de la cuvette et des ailes latérales de l'ouvrage de fermeture (adapté de Piton et Recking, 2016a)</figcaption></figure>

La section déversante de l'**ouvrage de surverse** (appelé « évacuateur de crue » ou « cuvette ») en hydraulique torrentielle) vise à éviter le contournement du barrage par les écoulements et doit permettre le **transit** d'une crue torrentielle rare (nommée « crue de danger ») déterminée lors de l'étude hydraulique du projet.

Les **ailes latérales** permettent de relier les digues latérales à la cuvette. Elles doivent être **suffisamment inclinées vers la cuvette** pour que les écoulements de la crue restent centrés sur l'axe de l'ouvrage et ainsi éviter les débordements latéraux en cas de dépassement de la capacité de l'ouvrage de surverse.

En complément de ces estimations et vérifications du contrôle mécanique de piégeage, la capacité du contrôle hydraulique est calculée d'après l'estimation théorique des **courbes hauteur - débit**, qui dépendent très fortement du type d'ouvrage de fermeture utilisé. En effet, les équations utilisées dépendent de la comparaison entre la hauteur d'eau ($d_w$) et la hauteur d'ouverture ($h_o$). Ces conditions hauteur-débit ajoutées aux pertes de charge liées aux dépôts, aux sédiments et aux flottants (appelées "pertes de charge additionnelles") permettent de déterminer les pertes de charge totales induites par l'ouvrage de fermeture et donc la hauteur d'eau au niveau de cet ouvrage. L'ensemble est synthétisé dans Piton et Recking (2016a).
#### IV.4.3 Dimensionnement structural

Dès lors que la conception fonctionnelle de l'ouvrage de fermeture est établie, il doit être dimensionné pour résister structuralement.

Ce dimensionnement structural s'appuie sur des modèles de génie civil. En France, le livre de Deymier et al. (1995) constitue un document technique de référence qui propose une démarche classique de conception d'un ouvrage de génie civil basée sur les calculs de stabilité aux états limites en s'appuyant sur des coefficients partiels de sécurité et adaptée au contexte torrentiel. Elle a été adaptée à la nouvelle réglementation que constituent les Eurocodes même si les modifications ne sont finalement que mineures et correspondent surtout à des différences de notations.

En parallèles, les collègues autrichiens du service fédéral « Torrent and Avalanche Control » (de manière simplifiée, l'équivalent de l'ONF-RTM), ont établi des normes d'application des Eurocodes pour le dimensionnement des ouvrages de protection contre les crues torrentielles dont les ouvrages filtrants de fermeture des plages de dépôt les normes autrichiennes (ON, 2008 ; 2009 ; 2010 ; 2013). Ces normes ont été récemment traduites en 2018 et font l'objet d'échanges avec ces collègues pour préciser certains éléments et comparer avec les éléments de dimensionnement de Deymier et al. (1995). Un rapport de synthèse comparatif sera établi en 2019 et pourra servir de base au dimensionnement structural de ce type d'ouvrages. Les approches japonaises de dimensionnement seront aussi intégrées à la comparaison.

### IV.5 Digues latérales et ouvrage d'entrée : conception fonctionnelle et dimensionnement structural

Cette quatrième phase de la conception à l'échelle des composants que sont les digues latérales et l'ouvrage d'entrée de la plage de dépôt correspond aux étapes 12 et 13 de la démarche générale de conception décrit au § IV.1.

La **hauteur** des digues latérales est obtenue d'après la hauteur d'eau totale (épaisseur de sédiment + lame d'eau) et la pente de dépôt estimées précédemment. Pour éviter les éventuels débordements latéraux, la **pente de crête** des digues latérales doit être définie de sorte à ce que la hauteur des digues soit **supérieure à celle des écoulements avec dépôts** en tout point, avec une revanche pour tenir compte de la forte incertitude qui affecte l'estimation de ces paramètres.

Leur **longueur** doit permettre d'éviter les éventuels contournements par les écoulements si elles sont trop courtes.

Une **protection en pied de digues**, côté bassin, est nécessaire pour éviter leur érosion externe et affouillement de pied liés à la tendance à l'érosion latérale et aux changements de lits dans le bassin. Il s'agit en effet du mode de défaillance préférentiel des digues en contexte torrentiel (Quefféléan et al., 2019) contre lesquels il convient de se prémunir dès la phase de conception. Si le coût du projet nécessite d'être réduit, on peut envisager de limiter cette protection mais il faudra en tenir compte pour le suivi de l'ouvrage et, si nécessaire, prévoir des opérations d'entretien régulier sur ce point.

### IV.6 Analyses complémentaires

Cette cinquième phase de la conception à l'échelle de la plage de dépôt dans son environnement correspond aux étapes 14 et 15 de la démarche générale de conception décrit au § IV.1.

#### IV.6.1 Prévoir les effets secondaires à long terme

Des **protections de berges** et/ou autres **protections contre les affouillements** doivent être prévues à l'aval de l'ouvrage d'entrée, si présent, et de l'ouvrage de fermeture. Ainsi, un **contre-barrage** à l'aval de l'ouvrage de fermeture doit généralement être prévu pour limiter son affouillement de pied.
Selon l'analyse pour la crue courante et la conception de l'ouverture de l'ouvrage de fermeture, une protection du lit à l'aval (seuils de stabilisation, protections de berge, chenal, etc.) peut être à prévoir dès la phase conception et le coût associé à intégrer au coût d'investissement de la plage de dépôt.

#### IV.6.2 Vérification budgétaire finale

Lorsque l'ensemble de la plage de dépôt est dimensionnée selon l'implantation et les objectif(s) prédéfinis, l'intégration de l'emprise globale du projet dans celle de foncier disponible est à vérifier. De plus, s'il s'avère que les hauteurs des digues latérales et de l'ouvrage de fermeture sont excessives, il est toujours possible soit de diminuer les objectifs de stockage, d'augmenter la taille du bassin (en termes de longueur ou de largeur) ou d'envisager la mise en place d'une série de plages de dépôt. Le coût estimatif associé au dimensionnement doit également être confronté aux contraintes budgétaires.
# V. RECOMMANDATIONS POUR L'ANALYSE DES DEFAILLANCES

Les recommandations sont formulées selon la structure de la méthode d'analyse formalisée de l'Analyse des Modes de Défaillances et de leurs Effets (AMDE) (Peyras et al., 2010). Elles consistent à rassembler un certain nombre de modes de défaillance susceptibles d'affecter les plages de dépôt et à offrir un premier cadre d'analyse de ces modes de défaillance. La liste des modes de défaillance qui est présentée été établie en deux temps : 1) à partir de la liste des dysfonctionnements recensés (Tableau 1) puis 2) à partir des éléments recueillis au cours des REX approfondis (Annexes 7 et 9 à 12).

## V.1 Méthode formalisée de l'Analyse des Modes de Défaillances et de leurs Effets (AMDE)

L'AMDE est une méthode normalisée qui s'intègre dans les méthodes de la sûreté de fonctionnement et est établie pour analyser les ouvrages hydrauliques (AFNOR, 2006). Elle se divise en deux étapes : (i) l'AMDE Processus qui établit les modes de défaillance dont les causes sont liées aux processus de conception et/ou de réalisation du système, (ii) l'AMDE Produit qui analyse les causes et les effets de chaque mode de défaillance identifié du système (Peyras et al., 2010). L'AMDE Produit est réalisée sur différentes échelles.

Pour les plages de dépôt, le cadre d'analyse des modes de défaillance établi ici s'appuie sur l'AMDE Produit. Elle est réalisée à l'échelle de la plage de dépôt (système) et de chacun de ses composants : la conséquence d'un mode de défaillance d'un composant peut être la cause d'un mode de défaillance de la plage de dépôt.

A titre d'exemple :

- à l'échelle d'un composant de la plage de dépôt : l'ouvrage de fermeture est colmaté par les flottants (mode de défaillance) à cause de ses ouvertures trop petites (cause), ce qui entraîne un arrêt systématique des matériaux et un remplissage trop fréquent du bassin (conséquences) ;

- à l'échelle de la plage de dépôt : la plage de dépôt retient trop de matériaux transportés lors des crues (mode de défaillance) à cause de l'arrêt systématique des matériaux par son ouvrage de fermeture et du remplissage trop fréquent de son bassin (cause), ce qui entraîne un déficit sédimentaire à l'aval et donc l'incision du lit à l'aval (conséquences).

- avec cet exemple, on identifie que l'arrêt systématique des matériaux par l'ouvrage de fermeture est une conséquence du mode de défaillance de l'ouvrage de fermeture, dont la conséquence est une cause du mode de défaillance de la plage de dépôt.

Sur la base de la structure formalisée de l'AMDE Produit, le cadre d'analyse présente, pour chaque échelle d'observation, un tableau listant les différents modes de défaillance potentiels. Ainsi, le cadre d'analyse établi présente pour chaque échelle d'observation (plage de dépôt puis chacun de ses composants) un tableau qui rassemble : (i) les modes de défaillance potentiels ; (ii) les causes associées ; (iii) les conséquences possibles pour chaque mode de défaillance ; (iv) les solutions d'adaptations envisageables ou autres éléments de recommandations pouvant être mis en place.

Pour illustrer cette description, l'exemple de l'AMDE d'un ouvrage de fermeture citée précédemment est repris (Tableau 4).
<table><caption>Tableau 4 – Exemple d'une analyse d'un mode de défaillance pour un ouvrage de fermeture qui a pour fonction de laisser transiter les matériaux transportés par les crues courantes</caption><thead><tr><th rowspan="2">Mode de défaillance (MD)</th><th colspan="2">Causes potentielles associées</th><th rowspan="2">Conséquences potentielles</th><th rowspan="2">Solutions d'adaptation envisageables</th></tr><tr><th>Premier plan</th><th>Second plan</th></tr></thead><tbody><tr><td>colmatage de l'ouverture par les flottants</td><td>- obstruction de l'ouvrage par des flottants<br/>- ouvertures de l'ouvrage trop petites ou trop nombreuses</td><td>- pas de prise en compte de la présence de flottants à la conception<br/>- dysfonctionnement de l'ouvrage amont piège à flottants<br/>- mauvais dimensionnement de l'ouverture</td><td>- arrêt trop fréquent des matériaux par l'ouvrage de fermeture<br/>- rétention d'une trop grande quantité de matériaux<br/>- déficit sédimentaire, incision du lit à l'aval</td><td>- agrandir les ouvertures (espace entre barres, transformation en ouvrage fente)</td></tr></tbody></table>

## V.2 Cadre d'analyse structuré d'une AMDE pour plage de dépôt

Le cadre d'analyse complet figure en Annexe 13. Les modes de défaillance relevés pour chacun des composants d'une plage de dépôt sont toutefois listés ci-dessous. Un exemple d'une analyse des modes de défaillance d'une plage de dépôt est ensuite présenté.

### V.2.1 Liste des modes de défaillance potentiels

Les modes de défaillance potentiels relevés pour une plage de dépôt, puis pour chacun de ses composants, sont listés respectivement dans le Tableau 5 et le Tableau 6. Cette liste peut être amenée à évoluer avec la poursuite de la réalisation des REX approfondis.

<table><caption>Tableau 5 – Liste des modes de défaillance potentiels d'une plage de dépôt</caption><thead><tr><th colspan="3">Modes de défaillance potentiels d'une plage de dépôt</th></tr><tr><th>Capacité de rétention</th><th>Implantation</th><th>Généralités</th></tr></thead><tbody><tr><td>Capacité de rétention trop faible : les matériaux qui devaient être stoppés et stockés se retrouvent en aval</td><td>Placée trop en amont par rapport à la zone d'enjeux à l'aval</td><td>Plage de dépôt mal entretenue et envahie par la végétation</td></tr><tr><td>Capacité de rétention trop forte : plage de dépôt retient trop de matériaux par rapport à ce qui était prévue.</td><td>Placée trop en aval</td><td>Contournement latéral<br/>Formation d'une retenue d'eau</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 6 – Liste des modes de défaillance potentiels de chacun des composants d'une plage de dépôt</caption><thead><tr><th rowspan="2">Composants d'une plage de dépôt</th><th colspan="2">Modes de défaillance potentiels</th></tr><tr><th>Structural</th><th>Fonctionnel</th></tr></thead><tbody><tr><td>Ouvrage d'entrée</td><td>Rupture de l'ouvrage<br/>Affoullement en pied de seuil<br/>Lacunes dans les blocs d'enrochement</td><td>Contournement latéral de l'ouvrage par les écoulements depuis l'amont<br/>Mauvaise implantation sur le profil en long et hauteur insuffisante</td></tr><tr><td>Bassin</td><td></td><td>Chenalisation des écoulements<br/>Envahissement par la végétation<br/>Capacité de stockage insuffisante par rapport (i) aux apports de matériaux des crues ou (ii) à la capacité de transit du chenal aval<br/>Remplissage trop fréquent pour des crues courantes<br/>Capacité de rétention trop importante</td></tr><tr><td>Piste d'accès</td><td></td><td>Pas de possibilité de passage des camions (dimensionnement insuffisant)<br/>Pas d'autorisation de circuler (contrainte administrative)</td></tr><tr><td>Digues latérales</td><td>Rupture (Quefféléan et al., 2019)</td><td>Surverse<br/>Contournement amont par les écoulements</td></tr><tr><td>Ouvrage de fermeture</td><td>Rupture de l'ouvrage (par affoullement le plus souvent)<br/>Grille (ou barres) détruites, arrachées</td><td>Filtration insuffisante<br/>Arrêt d'une trop grande quantité de matériaux solides<br/>Colmatage de l'ouvrage par les flottants et/ou les blocs<br/>Contournement latéral de l'ouvrage</td></tr></tbody></table>

## V.2.2 Structure d'une AMDE complète par l'exemple

Pour avoir un bref aperçu de la structure du cadre d'AMDE Potentiels d'une plage de dépôt un exemple d'une analyse est présenté dans le Tableau 7. L'exemple choisi est celui d'une plage de dépôt ayant pour fonction la régulation du transport solide pour les crues de projet et le transit des crues courantes.
## Description de la plage de dépôt

Quelle(s) fonction(s) objective(s) : la plage de dépôt possède un ouvrage de fermeture muni d'une grille à barres horizontales espacées de 0,5 m, avec le même espacement de bas en haut. Au vu des pentes de dépôt potentiellement attendues, la capacité du bassin en termes de rétention est de 5 000 m³ au maximum. La capacité de transit nécessaire pour la crue de danger est à estimer.

→ scénario de crue courante : laisser transiter les crues transportant des blocs de moins de 50 cm de diamètre

→ scénario de crue de projet : retenir les matériaux pour les crues transportant des blocs de plus de 50 cm de diamètre et stocker un volume de 5 000 m³

→ scénario de crue de danger : faire transiter les écoulements par la cuvette

Observations sur le terrain : bassin constamment rempli pour toutes les crues ; présence de flottants

## Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (AMDE)

<table><caption>Tableau 7 – Exemple d'une analyse d'un mode de défaillance d'une plage de dépôt sur la base du cadre d'analyse établi</caption><thead><tr><th rowspan="2">Mode de défaillance (MD)</th><th colspan="2">Causes potentielles associées</th><th rowspan="2">Conséquences potentielles</th></tr><tr><th>Premier plan</th><th>Second plan</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="4" style="text-align: center; font-weight: bold;">Ouvrage de fermeture</td></tr><tr><td>colmatage de l'ouverture par les blocs et les flottants transportés par les écoulements</td><td>- ouvertures de l'ouvrage trop petites</td><td>- pas de prise en compte de la présence de flottants à la conception</td><td>- arrêt trop fréquent des matériaux par l'ouvrage de fermeture<br>- remplissage trop fréquent du bassin</td></tr><tr><td colspan="4" style="text-align: center; font-weight: bold;">Bassin</td></tr><tr><td>Remplissage trop fréquent du bassin pour des crues courantes</td><td>- curage trop peu fréquent ou absent<br>- colmatage de l'ouvrage par les matériaux (blocs et flottants)</td><td>- matériaux non valorisables<br>- ouvertures de l'ouvrage trop petites</td><td>- remplissage trop fréquent du bassin<br>- déficit sédimentaire générant une incision du lit à l'aval</td></tr><tr><td>Eléments de recommandations proposés</td><td colspan="3">→ agrandir les ouvertures de l'ouvrage de fermeture : espacement plus large entre les barres, notamment en partie basse, ou transformation de l'ouvrage à barres horizontales en ouvrage fente.</td></tr><tr><td>Solutions d'adaptation envisageables</td><td colspan="3"></td></tr></tbody></table>

## V.3 Vers l'analyse de risque et l'étude de danger ?

L'étude de danger se base sur l'analyse des modes de défaillance mais nécessite d'associer une probabilité d'occurrence de ce mode de défaillance. Comme indiqué par Quefféléan et al. (2019) pour les systèmes d'endiguement torrentiels, cette phase de quantification présente des difficultés notables en l'état des connaissances actuelles qui restent limitées dans le contexte torrentiel.

De ce fait, nous préconisons de nous appuyer sur le cadre précédent pour aider à identifier les modes de défaillance auxquels la plage de dépôt et ses composants sont potentiellement exposés et à en identifier les conséquences pour les différents scénarios (crue courante, crue de projet, crue de danger). L'évaluation des probabilités associées ne pourra que rester qualitative.

En outre, il apparaît que les plages de dépôt ont un volume de rétention limitées. Si le classement de ce type d'ouvrages reste celui défini pour les barrages, il y aura a priori très peu d'études de danger à mener sur ce type d'ouvrages au sens réglementaire du terme car elles sont limitées aux ouvrages de classe A et B (seulement deux en forêts domaniales RTM en Haute-Garonne).
# VI. AVANCEES ET ANIMATIONS SCIENTIFIQUES

Un appui technique de pointe aux services ONF-RTM et aux autres acteurs du milieu (DDT, bureaux d'études et collectivités territoriales) nécessite un suivi régulier des travaux réalisés dans la communauté internationale. Cela permet d'identifier les optimisations possibles, de mener des retours d'expérience pour anticiper les défaillances potentielles et de définir les règles et recommandations pour concevoir, adapter et entretenir les ouvrages existants. Ce chapitre rapporte les trois types d'activités réalisées par IRSTEA, en lien avec cette action DGPR, sur les plages de dépôts et pièges à flottants : la veille technologique, l'organisation d'un groupe international de rédaction d'un guide et les travaux scientifiques synthétisant les résultats et réflexions sur ces ouvrages.

## VI.1 Coordination du groupe de travail international

### VI.1.1 Veille technologique

En complément de la veille permanente que les chercheurs réalisent sur les publications liées au domaine, certaines initiatives permettent un suivi et un partage plus régulier, approfondi et étendu. Une association internationale des professionnels des géo-risques (Association of Geohazard Professionals - AGHP) a été créée en 2013 pour animer ce genre de réseau.

Un comité spécifiquement dédié aux risques torrentiels, le "Debris Flow and Steep Creek Hazards Mitigation Committee" a été fondé en 2017 pour collecter, partager et produire des informations, ressources et recommandations sur les risques torrentiels et les moyens de les réduire. IRSTEA a intégré ce comité dès sa création et participe aux actions et discussions de ce groupe de travail international.

Certaines conférences sont l'occasion de publier le fruit des travaux de ce comité. La conférence "Debris flows hazard mitigation" qui aura lieu à Golden au Colorado (USA) en juin 2019 va par exemple faire l'objet de deux communications par les membres du comité :

- sur la définition des cas de charge dans le dimensionnement structural des ouvrages : le comité a identifié le besoin de réaliser un état de l'art des règles appliquées en matière de détermination des forces d'impacts des écoulements torrentiels sur les ouvrages de protection. L'article est en cours de révision<fnref n="9" />;

- sur la terminologie des risques et ouvrages torrentiels : les spécialistes font régulièrement appel à des documents étrangers dans lesquels les termes techniques du jargon sont parfois difficiles à comprendre. Un glossaire multilingue avait été édité en 1981 par la FAO<fnref n="10" />. Il est peu connu, n'est pas facilement accessible et certains termes sont dépassés. Une version courte d'un tel glossaire<fnref n="11" /> rassemblant les termes les plus utilisés a donc été mise à jour avec les traductions en anglais, français et allemand.

IRSTEA va continuer à participer à ce comité et maintiendra son activité de veille technologique sur la question des ouvrages de protection torrentielle dans son ensemble pour une mise à jour et un meilleur transfert vers les praticiens français.

<footnote n="9">⁹ Référence provisoire : Poudyal et al. (2019) "Hitchhiker's Guide to Physical Debris Flow Mitigation – Overview of Existing Design Guidelines for Loading of Barriers", dans Actes de la 7th International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation, Golden, Colorado.</footnote>

<footnote n="10">¹⁰ Sa version scannée est disponible ici : http://www.fao.org/docrep/006/AD076F/AD076f00.htm</footnote>

<footnote n="11">¹¹ Référence provisoire : Camiré, Piton & Schwindt (2019) "Hydrogeomorphology and steep creek hazard mitigation lexicon: French, English and German", dans Actes de la 7th International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation, Golden, Colorado.</footnote>
# VI.1.2 Vers un guide international : "Conception et maintenance des ouvrages filtrants"

## VI.1.2.1 Contexte

Même si ils sont problématiques pour les populations locales, les risques liés aux crues torrentielles sont un problème secondaire en France si on les compare à ceux liés aux inondations fluviales. Le nombre de scientifiques et de praticiens spécialistes de la question reste limité. A l'échelle européenne et internationale, la communauté est par contre beaucoup plus importante. Des pays plus montagneux que la France, tels que la Suisse, l'Autriche ou le Japon, ont ainsi des forces vives scientifiques et techniques, puissantes et nombreuses.

Le potentiel des plages de dépôts, et plus généralement des ouvrages de régulation et de filtration des débits solides, dans la gestion des risques torrentiels est reconnu. Il a fait l'objet d'importants travaux de recherches ces dernières années (Piton and Recking, 2016a ; 2016b). Les retours d'expériences tels que ceux réalisés dans le cadre de ce rapport complètent ainsi les travaux menés par modélisation physique en laboratoire, par modélisation numérique ou les quelques observatoires scientifiques de terrain. La masse de connaissances est toutefois dispersée entre un certain nombre de scientifiques et de praticiens et il n'existe pas encore de travail de synthèse global sur la question de la conception et la maintenance de ces ouvrages.

Une lecture exhaustive de la littérature sur le sujet serait une première étape. La confrontation des points de vue entre les experts permettra d'écrire, sur la question, un ouvrage à jour, plus complet car intégrant une partie de la connaissance empirique et non publiée.

IRSTEA, appuyé par l'ONF-DRN, s'est lancé dans la coordination d'un tel projet : rassembler les experts internationaux des ouvrages filtrants de protection contre les risques torrentiels pour écrire un guide de conception et maintenance et former les praticiens à son utilisation. Une première version v0 du sommaire de ce guide a été proposée et est fournie en Annexe 14.

## VI.1.2.2 Financer les activités du groupe de travail

Des fonds sont nécessaires à l'organisation des réunions et échanges de ce groupe de travail. Il a été retenu l'option de déposer une COST Action (https://www_cost.eu/). Ces projets de l'Union Européenne ne financent que des actions de réseautage : ateliers et réunions de travaux, missions d'échanges scientifiques de court terme et organisation d'écoles de formation dédiées aux praticiens, aux chercheurs et aux agents des administrations.

Un premier projet a été déposé en avril 2018. Le parti pris de ce premier projet était simplement de réaliser un état de l'art exhaustif sur la thématique de la conception et de l'entretien des plages de dépôt, d'organiser plusieurs ateliers pour trouver un consensus sur les points les plus techniques, d'écrire un guide sur la base de ce travail puis de former des praticiens à l'utilisation de ce guide. Le projet était organisé en deux phases : un travail de synthèse et de réunions durant deux ans puis l'organisation de formations pour les praticiens pendant encore deux années. Cette première version a été refusée par le financeur car manquant d'innovation : une COST Action se doit d'avoir une double composante innovation et transfert ; seule la seconde était traitée dans la première version.

Une seconde version a donc été déposée en novembre 2018. Dans cette nouvelle version, l'accent est mis sur la volonté du groupe de travail de définir la prochaine génération d'ouvrages filtrants de types plages de dépôts et pièges à flottants. Cette nouvelle génération se veut plus sélective : les ouvrages auront des fonctions très clairement définies dès leur conception. Les objectifs des ouvrages seront aussi définis pour l'ensemble de la gamme d'évènements qu'ils peuvent être amenés à subir : pas seulement un évènement de projet, mais depuis des évènements courants jusqu'aux crues de dangers pouvant être à l'origine de la ruine de l'ouvrage. Une fois ces ouvrages définis, le programme de l'action reste le même : écrire un guide de conception et de maintenance de ces ouvrages et organiser des séminaires où les professionnels seront formés à son utilisation. Le résultat (acceptation ou refus) sera reçu le 5 juin 2019.

Les paragraphes suivant résument le programme proposé et la fiche projet complète, en anglais, est disponible en Annexe 15.
### VI.1.2.3 Composition du groupe de travail

Les membres du groupe de travail sont issus de trois types d'organismes :

- des partenaires scientifiques et universitaires experts de la question, chargés de partager leur expertise sur la connaissance des processus :

- IRSTEA (France)

- BOKU (Autriche)

- WSL (Suisse)

- ETHZ (Suisse)

- Université de Genève (Suisse)

- Universités de Padova et Bolzano (Italie)

- Université Central du Venezuela (Venezuela)

- Université Australe du Chili (Chili)

- National Defence Academy (Japon)

- SABO Technical Center (Japon)

- National Graduate Institute for Policy Studies (Japon)

- BGC Engineering (Canada)

- des partenaires techniques, gestionnaires d'ouvrages, chargés de partager leur expertise de la conception et de la gestion des ouvrages :

- ONF-RTM (France)

- Bavarian Environment Agency (Allemagne)

- General Directorate of State Hydraulic Works of Turkey (Turquie)

- des partenaires universitaires issus de pays manquant d'experts sur la question, qui pourront ainsi bénéficier du transfert de connaissances à travers la COST Action :

- Université d'Ostrava (République Tchèque)

- Université de Belgrade (Serbie)

- Université de Ljubljana (Slovénie)

- Université de Sophia (Bulgarie)

- Université de Skopje (Macédoine)

- Université de Gazi (Turquie)

- Université de Thessaloniki (Grèce)

L'action rassemble ainsi 38 membres pour un total de 18 pays. Une COST Action peut être rejointe en cours. Ainsi, d'autres acteurs du milieu pourront rejoindre le groupe de travail si l'Union Européenne accepte de le financer.

### VI.1.2.4 Organisation du groupe de travail

Le groupe de travail sera organisé en cinq sous-groupes (Working groups, WG) :

1. WG1 : *Scénarios, objectifs et données d'entrées*. Ce WG sera en charge de définir les méthodes permettant de fixer les objectifs donnés à un dispositif de protection torrentielle, les fonctions à assurer et de déterminer les données d'entrées nécessaires aux étapes de conception : magnitude et intensité de l'ensemble des scénarios d'évènements abordés.
2. WG2 : *Types d'ouvrages et conception fonctionnelle.* Ce WG sera en charge de définir une méthode pour sélectionner le type d'ouvrage permettant d'assurer les fonctions retenues. L'ensemble de la procédure et des critères de conception fonctionnelle des ouvrages sera établie.

3. WG3 : *Conception architecturale et structurale.* Ce WG sera en charge d'harmoniser les méthodes de conception structurale des ouvrages : définition des cas de charge en fonction du contexte, approche Eurocodes, matériaux utilisés, etc.

4. WG4 : *Surveillance, maintenance et analyse du cycle de vie.* Ce WG sera en charge de définir des supports pour le suivi, la surveillance et la maintenance des ouvrages ainsi que les méthodes d'analyse de leur cycle de vie : planification de la maintenance, coût globaux, analyses coût-bénéfices et gestion adaptative.

5. WG5 : *Nouvelle base de données pour l'étalonnage des modèles.* Ce WG profitera de la réunion des experts du domaine pour rassembler les données et observations existantes sur le fonctionnement de ces ouvrages. Cette base de données permettra, dans le futur, de développer, calibrer et valider des modèles numériques et physiques, améliorant la fiabilité des ouvrages et approches utilisées pour leur conception.

Chaque sous-groupe de travail a des tâches particulières et est en charge de la rédaction d'une partie du guide. Ce dernier sera d'abord écrit en anglais. Des fonds devront être trouvés dans chaque pays pour traduire le guide dans la langue locale car les frais de traductions ne peuvent pas être pris en charge par une COST Action.

### VI.1.2.5 Programme de travail

Le Tableau 8 suivant représente un diagramme de Gant synthétique du projet. Une version plus détaillée est fournie dans la fiche projet en Annexe 15.

Des jalons intermédiaires (représentés par des chiffres encerclés de blanc, ex. ①) permettront de vérifier l'avancement du projet. La production scientifique et technique comprend à la fois des rapports (représentés par des chiffres encerclés de noir, ex. ②) et des articles scientifiques (représentés par des chiffres encerclés de rouge, ex. ①).

<table><thead><tr><th>Années</th><th colspan="4">Année #1</th><th colspan="4">Année #2</th><th colspan="4">Année #3</th><th colspan="4">Année #4</th></tr><tr><th>Trimestre</th><th>1</th><th>2</th><th>3</th><th>4</th><th>1</th><th>2</th><th>3</th><th>4</th><th>1</th><th>2</th><th>3</th><th>4</th><th>1</th><th>2</th><th>3</th><th>4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Ateliers</td><td>X</td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td><td></td><td>X</td></tr><tr><td>STMSs</td><td></td><td></td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>Formation interne</td><td></td><td></td><td></td><td>X</td><td></td><td></td><td>X</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Formation externe</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td></td></tr><tr><td>Traduction du guide (fonds à trouver)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td>X</td><td></td><td>X</td></tr><tr><td>Conférence finale</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Jalons</td><td>①</td><td>②</td><td>③</td><td>④</td><td>⑤</td><td>⑥</td><td>⑦</td><td>⑧</td><td>⑨</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Déléverable impliquant – tous les membres</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>-WG1</td><td></td><td>①</td><td></td><td></td><td></td><td>③</td><td></td><td>⑧</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>⑬</td><td>⑭</td><td>⑮</td></tr><tr><td>-WG2</td><td></td><td></td><td>②</td><td></td><td></td><td></td><td>⑥</td><td></td><td>⑨</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>-WG3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>④</td><td></td><td></td><td>⑩</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>-WG4</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>⑤</td><td></td><td></td><td>⑪</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>-WG5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>⑦</td><td></td><td></td><td>⑫</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Notation : Jalons = ①-⑩ ; Livrables : rapports = ②-⑮ ; articles = ①-⑭

<caption>Tableau 8 – Diagramme de Gant de la COST Action.</caption>
# VI.2 Travaux scientifiques récents

## VI.2.1 Adéquation entre fonctions des ouvrages et défaillance du chenal aval

Comme nous avons pu le vérifier à travers le REX du présent rapport, les premiers ouvrages de rétention sédimentaire avaient pour fonction de piéger l'ensemble de la charge solide provenant de l'amont. Les plages de dépôts devenant plus sélectives et précises dans leur fonctionnement, l'utilisation d'ouvrages aux fonctions différentes est proposée. Leur objectif est de modifier un processus torrentiel sans nécessairement piéger (et donc curer par la suite) toute la production solide du bassin versant.

Il émerge ainsi une nouvelle question de conception : comment choisir la fonction d'un ouvrage sur un site donné ?

La réponse générale est simple : il faut que la fonction permette de traiter la source de la chaîne de phénomènes qui génèrent les débordements et désordres. Trouver une réponse claire face à la complexité et aux incertitudes sur les phénomènes sur chaque site n'est toutefois pas simple.

Une analyse préliminaire publiée par Piton et al. (2018a) a permis d'identifier quatre dysfonctionnements au libre écoulement des crues torrentielles dans le chenal aval. Ils sont illustrés par la Figure 41. Ils sont en lien avec les quatre fonctions principales potentielles des ouvrages filtrants implantés (ou à implanter) en amont: piéger les blocs, piéger les flottants, écrêter les forts transports solides, piéger un volume donné de sédiment.

<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>Figure 41 – Profils en long et vues en plan d'une confluence rivière-torrent illustrant les quatre modes de défaillance au libre écoulement des crues torrentielles</figcaption></figure>

<caption>(a) obstruction par des blocs, (b) obstruction par des flottants, (c) excès de débit solide par rapport à la capacité du chenal et (d) excès de volume solide par rapport à la capacité de tamponnage du système rivière-torrent</caption>

Il est prévu d'approfondir et d'enrichir ce cadre d'analyse dans la COST Action.
### VI.2.2 Conception et maintenance des bassins des ouvrages de dépôt

Le savoir-faire d'IRSTEA dans la mise en place d'observations sur les torrents a permis de déployer quelques stations et appareils photos sur des plages de dépôt (Fontaine et al. 2017, Piton et al. 2017).

Ces dispositifs ont permis de saisir des images des crues de charriage piégées par la plage de dépôt du torrent du Manival (Saint-Nazaire-Les-Eymes, 38) et d'une lave torrentielle piégée par la plage de dépôt du torrent du Claret (Saint-Julien-Montdenis, 73). Une analyse géomorphologique des phénomènes a été publiée par Piton et al. (2018b). Elle a mis en évidence l'importance de la géométrie du bassin de l'ouvrage sur le contrôle des premières phases de dépôt. Le barrage filtrant ne joue un rôle qu'une fois le bassin pré-rempli et l'écoulement confiné entre ces dépôts préliminaires. Des recommandations vis-à-vis des profils et géométries de bassins reconfigurées lors des curages des ouvrages ont été formulées suite à ces observations.

### VI.2.3 Synthèse sur l'origine, l'état des lieux et les perspectives de l'utilisation des barrages de correction torrentielle et des plages de dépôts

Une invitation à écrire un article pour le journal scientifique *La Houille Blanche*, acteur clé de l'ingénierie hydraulique française, a permis de rédiger une synthèse sur l'origine, l'état des lieux et les perspectives de développement des ouvrages de correction torrentielle et des plages de dépôts (Piton et al., 2019). Les contextes environnementaux, socio-économiques et techniques d'implantation et de gestion de ces ouvrages ont évolué depuis les premières implémentations : il y a donc matière à s'interroger sur l'usage actuel qui en est fait. L'article rappelle en premier lieu un historique de leur émergence. La seconde partie liste les fonctions de ces ouvrages : quels effets qualitatifs pouvons-nous espérer de ces structures à la lumière de plus de 150 ans d'expérience ? La dernière partie donne quelques perspectives concernant l'usage de ces ouvrages : pourquoi faut-il maintenir une part de correction active malgré les difficultés associées ? Qu'est-ce qui peut justifier d'abandonner ou de détruire certains ouvrages ? Quelles nouvelles approches semblent émerger dans la conception de ces ouvrages, et plus particulièrement des plages de dépôt modernes.

Cet article doit servir à éclairer la communauté sur le point de vue partagé par IRSTEA et l'ONF-DRN & RTM sur la question.
L'inventaire des plages de dépôt implantées en France, dans les Alpes et les Pyrénées, a été mis à jour et est disponible sous fichier Excel® et *.shp pour un usage SIG. Le parc d'ouvrages recensé se concentre principalement en Isère et en Savoie et les ouvrages concernés restent à capacité de rétention limitée ce qui implique que peu devraient être classées au titre de la réglementation sur les ouvrages hydrauliques, impliquant un faible besoin, à ce jour, en termes d'analyse de risque et d'études de danger. Ce point nécessite cependant d'être clarifié concernant les modalités de transfert aux collectivités gémapiennes et de classification. Par ailleurs, la quasi-totalité de ces ouvrages ont une fonction principale de rétention et curage mais on a pu mettre en évidence que les effets secondaires associés (coût de curage important, incision du lit à l'aval) n'étaient pas négligeables. Par ailleurs, cet inventaire reste cependant limité pour ce qui concerne les pièges à flottants

Une méthodologie de retour d'expérience (REX) basée sur deux étapes (1 - fiches d'inventaire détaillées sur un panel élargie, 2 - REX approfondis sur un panel réduit) a été mise en place. Des outils de collecte d'informations (modèle de fiches d'inventaire détaillé, modèle de collecte d'informations pour REX approfondi, modèle de compte-rendu de REX approfondi) ont été développés, testés et validés. Cependant, la mise en œuvre de l'ensemble de ce processus est chronophage ce qui implique plusieurs limites :

- les fiches d'inventaire détaillées constituent une base de données conséquentes mais, comme indiqué dans le tableau en Annexe 4, leur complûtude reste à atteindre ce qui permettra d'améliorer ensuite les analyse statistiques qui ont pu être faires dans le cadre de ce rapport ;

- un nombre de REX approfondis limité à 6 mais les plages de dépôt sur lesquelles il conviendrait de les réaliser sont maintenant identifiées et la méthodologie et les outils associés disponibles ;

- un nombre de compte-rendu de REX approfondis limité à 3

Malgré tout, le développement et la mise en œuvre de ce processus permet de favoriser l'échange entre spécialistes et praticiens selon un formalisme et un niveau de connaissances commun et homogène. Il permet d'identifier le plus exhaustivement possibles les modes de défaillance qui affectent les plages de dépôt sachant que ceux qui sont le plus recensés sont le remplissage trop fréquent, le contournement latéral, l'implantation trop en amont et l'absence de curage. Les défaillances structurales sur les composants des plages de dépôt restent peu fréquentes selon ce REX. La réalisation de l'ensemble de ce processus, en s'appuyant sur les mêmes outils, dans les autres pays dans lesquels ces types d'ouvrages sont implantés permettrait d'améliorer/affiner les recommandations formulées dans ce rapport. Ceci s'est déjà vérifié lors de la présentation synthétique de ce travail à la conférence annuelle de l'EGU (European Geosciences Union) mise à disposition en Annexe 16 suite à laquelle les modèles ont été demandés par des collègues européens. En outre, le travail du Working Group 4 (WG4) du projet international de COST actions pourra largement s'appuyer sur ce travail pour le déployer auprès des autres participants.

La confrontation des connaissances scientifiques nouvelles avec les éléments issus du REX de terrain permet d'abonder les recommandations pour la conception de nouveaux ouvrages et l'analyse des défaillances potentielles des ouvrages existants. Ceci reste un enjeu important malgré le fait que la construction des plages de dépôt a fortement diminué depuis les années 2000. Leur déploiement dans les autres pays confrontés à la gestion des risques torrentiels interrogent sur les causes des limites de ce déploiement : perte de technicité à laquelle ce rapport essaie de répondre ? contraintes administratives grandissantes depuis les années 2000 et la réglementation au titre de la Loi sur l'Eau puis sur les ouvrages hydrauliques comme tend à le montrer le REX en Annexe 9 ?
AFNOR (2006). NF EN 60812 – « Techniques d'analyses de la fiabilité du système - Procédure d'analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE). » Paris, France

Armanini, A. et Larcher, M. (2001). « Rational criterion for designing opening of slit-check dam ». *Journal of Hydraulic Engineering, 10.1061/(ASCE)/0733-9429(2001)127:2(94)*, p. 94-104

Böll, A., Kienholz, H., Romand, H. (2008). « Beurteilung der Wirkung von Schutzmassnahmen gegen Naturgefahren als Grundlage für ihre Berücksichtigung in der Raumplanung, Teil E: Wildbäche » (Assessing the effect of protective measures against natural hazards as the basis for their inclusion in spatial planning. Part E: Torrents). *Rapport N° V1.02d, Swiss Confederation – National Platform for Natural Hazards (in German)*, Suisse

Brachet, M. (2018). « Plages de dépôt – Retour d'expérience et analyse des modes de défaillance. » *Rapport de fin d'études, Master 2 GAIA*, Chambéry, France

Carladous, S. (2017a). « Approche intégrée d'aide à la décision basée sur la propagation de l'imperfection de l'information – application à l'efficacité des mesures de protection torrentielle. » *Thèse de doctorat, ENSMSE*, Saint-Etienne, France

Carladous, S. (2017b). « Méthodologie de retour d'expérience sur la stabilité des ouvrages de protection. » *Rapport Technique, MIG MTES – Action C3*, Grenoble, France

Carladous, S. et Tacnet, J.-M. (2018). « Efficacité des dispositifs de protection contre les risques naturels en montagne. » *Rapport Technique, MIG MTES – Action C1 – Fascicule de communication sur les méthodes d'aide à la décision*, Grenoble, France

D'Agostino, V., Degetto, M. et Righetti, M. (2000). « Experimental investigation on open check dam for coarse woody debris control ». *Dynamics of water and sediments in mountain basins, Quaderni di Idronomia Montana, Vol. 20*, Bios, Cosenza, Italie, p. 201-2012

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Deymier, C., Tacnet, J.-M. et Mathys, N. (1995). « Conception et calcul des barrages de correction torrentielle. » *Cemagref Editions*, Grenoble, France

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LISTE DES TABLEAUX

<table><tr><td>Tableau 1 - Liste des dysfonctionnements recensés et des causes associées, répartis selon les départements</td><td>38</td></tr><tr><td>Tableau 2 - Liste des dysfonctionnements recensés et priorités d'analyse associées</td><td>42</td></tr><tr><td>Tableau 3 - Liste, et classement par niveau de priorité, des plages de dépôt sélectionnées pour mener un REX approfondi</td><td>43</td></tr><tr><td>Tableau 4 - Exemple d'une analyse d'un mode de défaillance pour un ouvrage de fermeture qui a pour fonction de laisser transiter les matériaux transportés par les crues courantes</td><td>58</td></tr><tr><td>Tableau 5 - Liste des modes de défaillance potentiels d'une plage de dépôt</td><td>58</td></tr><tr><td>Tableau 6 - Liste des modes de défaillance potentiels de chacun des composants d'une plage de dépôt</td><td>59</td></tr><tr><td>Tableau 7 - Exemple d'une analyse d'un mode de défaillance d'une plage de dépôt sur la base du cadre d'analyse établi</td><td>60</td></tr><tr><td>Tableau 8 - Diagramme de Gant de la COST Action</td><td>64</td></tr></table>
LISTE DES FIGURES

<table><tr><td>Figure 1 – Exemples d'ouvrages de correction torrentielle</td><td>11</td></tr><tr><td>Figure 2 – Vues générales de deux plages de dépôt</td><td>11</td></tr><tr><td>Figure 3 – Composants d'une plage de dépôt</td><td>12</td></tr><tr><td>Figure 4 – Plage de dépôt implantée en dérivation par rapport au lit du torrent (Piton, 2016, adapté de Lefort, 1996)</td><td>13</td></tr><tr><td>Figure 5 – Exemple d'une zone de régulation sur le torrent de Sainte-Marthe, Embrun (05), source Geoportail®</td><td>14</td></tr><tr><td>Figure 6 – Plage de dépôt transformée en zone de régulation sur le torrent des Arches, Chichilianne (38), ONF/DRN</td><td>14</td></tr><tr><td>Figure 7 – Mécanismes de piégeage de la charge sédimentaire dans une plage de dépôt, vues de profil et de dessus</td><td>15</td></tr><tr><td>Figure 8 – Types de contrôle par un ouvrage de fermeture d'une plage de dépôt, vues de profil et de dessus</td><td>15</td></tr><tr><td>Figure 9 – Différents types d'ouvrage de fermeture d'une plage de dépôt (Piton et Recking, 2016a adapté de Zollinger, 1983)</td><td>16</td></tr><tr><td>Figure 10 – Diversité des fonctions des plages de dépôt et ouvrages de fermeture associés¹</td><td>16</td></tr><tr><td>Figure 11 – Barrage rétention du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73), vu depuis l'aval (ONF-RTM 73)</td><td>19</td></tr><tr><td>Figure 12 – Exemples de plages de dépôt à fonction de rétention temporaire des matériaux et curage</td><td>20</td></tr><tr><td>Figure 13 – Principe de la régulation du transport solide sur l'hydrogramme d'une crue type lave torrentielle</td><td>21</td></tr><tr><td>Figure 14 – Schémas de principe des étapes de l'auto-curage d'une plage de dépôt (G. Piton®)</td><td>21</td></tr><tr><td>Figure 15 – Principe de la régulation du transport solide sur l'hydro-sédimentogramme d'une crue torrentielle avec charriage pour le cas général des plages de dépôt à bassin large</td><td>22</td></tr><tr><td>Figure 16 – Ouvrage de fermeture type fente de la plage de dépôt du torrent du Saint-Bernard, Saint-Martin-la-Porte (73), favorisant la régulation du transport solide – vu depuis l'amont (A. Pernet®, 23/05/2018)</td><td>22</td></tr><tr><td>Figure 17 – Exemples de pièges à flottants</td><td>23</td></tr><tr><td>Figure 18 – Exemple de piège à flottant sur rivière torrentielle (La Béoux (05)) non pris en compte dans l'inventaire (Piton et al. 2016a)</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 19 – Classement des barrages selon le décret du 12/05/2015 selon la hauteur aval H en mètres (ordonnée) et le volume de rétention V en millier de m³ (abscisse)</td><td>28</td></tr><tr><td>Figure 20 – Évolution dans le temps de la construction des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus)</td><td>30</td></tr><tr><td>Figure 21 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par massif et selon le volume de rétention</td><td>30</td></tr><tr><td>Figure 22 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par département et selon le volume de rétention</td><td>31</td></tr><tr><td>Figure 23 – Répartition des plages de dépôt inventoriées selon les départements dans chaque massif</td><td>31</td></tr><tr><td>Figure 24 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus) par massif selon leur situation en forêts domaniales RTM</td><td>31</td></tr><tr><td>Figure 25 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (tous volumes confondus) par département selon leur situation en forêts domaniales RTM</td><td>32</td></tr><tr><td>Figure 26 – Répartition des plages de dépôt inventoriées en forêts domaniales RTM selon leur volume de rétention</td><td>32</td></tr><tr><td>Figure 27 – Répartition des plages de dépôt inventoriées par massif selon leurs volumes de rétention</td><td>33</td></tr><tr><td>Figure 28 – Répartition des plages de dépôt selon la part des catégories de volume de rétention par massif</td><td>33</td></tr><tr><td>Figure 29 – Plage de dépôt avec ouvrage de fermeture à pertuis verticaux, récemment transformée en ouvrage de régulation sur le torrent des Arches, Chichilianne (38)</td><td>34</td></tr><tr><td>Figure 30 – Répartition des plages de dépôt inventoriées (V > 1 000 m³) par massif selon le type d'ouvrage de fermeture</td><td>35</td></tr><tr><td>Figure 31 – Exemples du colmatage d'un ouvrage de fermeture à pertuis verticaux par les flottants, torrent du Lavanchon, Saint-Paul-de-Varces (38)</td><td>39</td></tr></table>
Figure 32 – Exemple du contournement d'une plage de dépôt par surverse à l'amont de la digue latérale, Suisse (Böll et al., 2008). 40

Figure 33 – Incision du lit et érosion de berges à l'aval d'une plage de dépôt et en amont des enjeux exposés aux phénomènes torrentiels, torrent du Verdarel, Saint-Chaffrey (05) (ONF-RTM 05). 40

Figure 34 – Exemple d'absence de curage d'une plage de dépôt pendant un temps long (plus d'un an) après la survenance d'un événement et son remplissage quasi total, torrent du Claret, Saint-Julien-Montdenis (73). 41

Figure 35 – Dénomination des pentes : la pente d'équilibre initiale du lit ($S_{init}$); la pente de dépôt, ($S_{dep}$); la pente de fond du bassin ($S_{bassin}$) (Piton, 2016). 50

Figure 36 – Hauteur des dépôts ($\Delta Z_{dep}$) pour un contrôle a) hydraulique et b) mécanique (Piton, 2016). 51

Figure 37 – Division de l'ouvrage de fermeture en une partie basse et une partie haute (adapté de Piton et Recking, 2016a). 51

Figure 38 – Ouvertures principales horizontale ($h_0$) et verticale ($w_0$) à estimer pour le dimensionnement de la partie basse de l'ouvrage de fermeture (Piton et Recking, 2016a, adapté de Zollinger, 1983). 51

Figure 39 – Définition du diamètre mesuré pour déterminer le $D_{max}$ servant au dimensionnement des ouvertures de l'ouvrage de fermeture (adapté de Piton, 2016). 52

Figure 40 – Paramètres de dimensionnement de la cuvette et des ailes latérales de l'ouvrage de fermeture (adapté de Piton et Recking, 2016a). 54

Figure 41 – Profils en long et vues en plan d'une confluence rivière-torrent illustrant les quatre modes de défaillance au libre écoulement des crues torrentielles. 65
# ANNEXES
Annexe 1. Note interne ONF-RTM pour la mise à jour de l'inventaire des plages de dépôt (26/06/2017)