Réinjection sédimentaire : utilisation de la modélisation physique et numérique pour affiner les préconisations opérationnelles

Présentation

Durée : 18 mois à partir du premier semestre 2023

Contexte

La réinjection sédimentaire est, quand elle est envisageable, une des solutions possibles pour gérer durablement les réservoirs des barrages (Kondolf et al., 2014). Ce type de gestion consiste à curer les sédiments (généralement stockés dans les queues de retenue) puis à les acheminer dans le lit des cours d’eau afin de constituer des remblais artificiels. Le principe général consiste à laisser le cours d’eau éroder les remblais en période de hautes eaux. Cette érosion se fait principalement par érosion latérale à laquelle s’ajoutent des processus d’effondrements ou de glissements de talus. A mesure que le remblai est érodé, une vague sédimentaire caractérisée par une évolution positive de l’altitude du lit se propage vers l’aval.

EDF dispose d’un modèle physique dédié à l’étude des réinjections sédimentaires. En 2021-2022, un programme d’essais a été mené pour observer et quantifier les interactions entre le mode de gestion d’un barrage en crue, les réinjections sédimentaires et les évolutions morphologiques d’un système de bancs alternés. Ces essais doivent permettre de mieux comprendre la morphodynamique des réinjections et de valider les modèles numériques. L’ambition d’EDF R&D est de faciliter l’utilisation des modèles numériques pour en faire des outils de gestion opérationnels.

Mission

Axe 1: Traitement et analyse des données existantes
La mission consiste à traiter et analyser les données acquises sur le modèle physique. Il sera question de :

• Produire des modèles numériques de terrain différentiels (DoD) haute résolution pour quantifier des bilans sédimentaires ;
• Produire des cartes de champs de vitesse grâce à la technique LSPIV ;
• Quantifier le taux d’érosion des remblais et la migration des vagues sédimentaires par imagerie ;
• Si nécessaire, mener une série d’essais complémentaires ;
• Porter une réflexion sur des indicateurs opérationnels de suivi dédiés aux réinjections sédimentaires à partir des données analysées ;
• Comparer les évolutions observées aux données disponibles dans la littérature scientifique.

Axe 2 : Calibration et validation d’un modèle numérique
Les données traitées serviront ensuite à la réalisation d’un modèle numérique dédié à l’étude expérimentale des réinjections sédimentaires. Ce modèle servira à tester de multiples scénarios de gestion sédimentaire et à investiguer l’évolution des habitats aquatiques. Il sera question de :

• Reprendre et adapter un modèle numérique existant (Telemac 2D GAIA) ;
• Calibrer et valider le modèle sur les données existantes ;
• Elaborer des scénarios expérimentaux de gestion sédimentaire ;
• Tester un modèle d’habitats.

Axe 3 : Participer à la réalisation d’un guide opérationnel dédié aux réinjections sédimentaires en collaboration avec EDF HYDRO et l’OFB.
Livrables
La mise en forme des résultats devra faire l’objet d’un rapport scientifique et d’un ou deux articles dans une revue internationale. La valorisation du travail pourra faire l’objet d’une participation à un colloque.

Encadrement et collaborations
Le post-doctorat sera réalisé au LNHE (Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement, EDF R&D) et au LHSV (Laboratoire d’Hydraulique St Venant) à Chatou. La mission sera encadrée par Magali Jodeau et Guillaume Brousse.
Le travail sera ponctué d’échanges avec :

• Le CIH d’EDF (Centre d’Ingénierie Hydraulique), en particulier Rémi Loire ;
• L’OFB, Gabriel Melun.

Profil recherché

• Connaissance des processus hydro-sédimentaires (charriage) ;
• Expérience en modélisation numérique hydro-sédimentaire bidimensionnelle, l’utilisation antérieure de Telemac serait appréciée ;
• Utilisation des SIG et de CloudCompare ;
• Utilisation des langages de programmation Fortran, Python ;
• Dynamique, organisé et capable de gérer de multiples données ;
• Goût pour le travail en équipe.

Candidatures
Les candidatures doivent être adressées à magali.jodeau@edf.fr et à guillaume.brousse@edf.fr.
Le dossier devra comprendre les pièces suivantes :

• CV ;
• Lettre de motivation spécifique au sujet ;
• Lien vers le manuscrit de thèse et les articles récents ;
• Deux contacts de recommandation.