Estimating scouring in meanders: which formulas for which context? Application to riverbank stabilisation using soil and water bioengineering | Estimation de l’affouillement en méandre : quelles formules dans quel contexte ? Application à la stabilisation des berges de rivières par le génie végétal

English. Erosion is essential to the proper functioning of watercourses. However, when the assets are high and cannot be moved, it may be necessary to fix the banks with protective structures. In addition to offering a degree of resilience in the face of flood and landslide hazards, soil and water bioengineering techniques have the advantage over civil engineering of preserving or enhancing biodiversity and associated ecosystem services. In practice, these techniques are mainly designed empirically by experts and promoted by feedback analyses. This study focuses on the phenomenon of meander scouring, a key process leading to the destabilization of these structures. An analysis of the existing literature has resulted in the compilation of eleven formulas, each offering a method for estimating scour depth. Their respective fields of application cover a wide spectrum of hydromorphological contexts where meanders may be present. This article presents a summary of the formulas listed, their origins, specific features and limits of application. A calculation tool, available online (Fructus et al., 2025), for applying the formulas, supplements it. Estimated scour depths, always coupled with field observations, enable a more informed and qualitative design of soil and water bioengineering structures implemented in meanders. To limit the effects of scouring on the structures, it is then possible to adjust the structure bottom level and anchoring technique, for example by modifying the length of the fascine piles, or by creating dead-wood structures underneath the lowest level of bank shrubby vegetation recovery.

French. Les phénomènes d’érosion sont essentiels au bon fonctionnement des cours d’eau. Cependant, lorsque les enjeux sont importants et non déplaçables, il peut être nécessaire de fixer les berges par des ouvrages de protection. Les techniques de génie végétal, en plus d’offrir une certaine résilience face aux aléas inondations et mouvements de terrain, présentent comparativement au génie civil l’avantage de préserver ou d’améliorer la biodiversité et les services écosystémiques associés. Dans la pratique, ces techniques sont principalement dimensionnées empiriquement à dire d’expert et promues par retour d’expérience. Cette étude s’intéresse au phénomène d’affouillement en méandre, qui est un processus majeur entraînant la déstabilisation de ces ouvrages. Il apparaît donc important de comprendre comment dimensionner la partie inférieure de ces ouvrages. L’analyse de la littérature existante sur le calcul de profondeur d’affouillement a permis de rassembler onze formules offrant chacune une méthode d’estimation particulière. Les domaines d’application de ces formules couvrent un large spectre de contextes hydromorphologiques de rivières pouvant présenter des méandres. L’article présente de façon synthétique les formules répertoriées, leurs genèses, spécificités et limites d’application. Il est complété par une feuille de calcul, disponible en ligne (Fructus et al., 2025), permettant leur mise en application. Les profondeurs d’affouillement estimées doivent toujours être couplées à des observations de terrain et permettent une conception plus robuste et avertie des ouvrages de génie végétal en méandre. Pour limiter les effets de l’affouillement sur les ouvrages de protection de berge, il est ensuite possible d’ajuster la profondeur et la technique d’ancrage en modifiant par exemple la longueur des pieux des fascines ou encore en réalisant des structures de bois mort sous le niveau le plus bas de reprise de la végétation arbustive en berge.