B. Les inondations :
La crue :
La crue est l’augmentation des débits d’un cours d’eau très largement au-dessus des débits habituels.
Elle est la cause de l’inondation.
Le risque inondation :
Une
inondation est une submersion plus ou moins rapide d’une zone, avec des hauteurs
d’eau variables ; elle est due a une augmentation du débit d’un cours
d’eau provoquée par des pluies importantes et durables qui peuvent être combinées
avec la fonte des neiges.
I. Les différents paramètres :
Le cours d’eau :
I.1 - LE LIT MAJEUR - LE LIT MINEUR
Le cours d'eau est constitué d'un lit mineur
dans lequel s'écoulent habituellement les eaux et d'un lit majeur occupé par
les eaux en cas de crues.
I.2 - LE PROFIL EN LONG
Il représente la pente superficielle du cours
d'eau : il peut se représenter sous la forme d'escaliers aux marches plus
ou moins inclinées. La pente sera généralement élevée en montagne et faible
en plaine.
I.3 - LE RESEAU HYDROGRAPHIQUE
Le réseau hydrographique d'un cours d'eau
comprend le cours d'eau lui-même et tous ses affluents, qu'ils soient en eau
en permanence ou non
I.4 - L'ETIAGE
C'est le niveau moyen des basses eaux.
I.5 - LES DEBITS DE CRUE
Avec le retour d'expérience sur de très longues
périodes notamment sur les grands fleuves ou par le calcul, on peut estimer
la probabilité qu'une crue atteigne un certain débit :
· crue
annuelle de débit Q1 atteinte en moyenne tous les ans
· crue
centennale de débit Q100 atteinte en moyenne tous les 100 ans
Mais ces crues ne se produisent pas à date fixe suivant leur périodicité
: elles peuvent survenir une, plusieurs ou aucune fois avant l'année anniversaire.
L'intérêt d'un débit de crue est de le comparer
au module,le débit annuel moyen habituel. En cas de forte crue, le module
peut être multiplié par:
· un
facteur 10 sur les grands cours d'eau
Module de la SEINE à PARIS, 260 m3/s,
la crue de 1910 a atteint 2400 m3/s
· jusqu'à
un facteur 1000
Module de l'OUVEZE : quelques m3/s,
il est passé à 1000 m3/s en 1992
Module de l'ARDECHE : la crue de 1890 avait
un débit de 6000 m3/s
II. La formation des crues :
La crue résulte de l'inadéquation entre le
volume d'eau à évacuer vers l'aval et les possibilités d'écoulement.
II.1 - LES ECHELLES DE LA PLUIE
Le facteur principal est constitué par les
précipitations qui vont se retrouver dans le lit des cours d'eau. Suivant
la quantité d'eau, la durée pendant laquelle elle est tombée, suivant la surface
sur laquelle il a plu, l'eau grossira plus ou moins le cours d'eau et entraînera
des crues.
II.1.1 - LES PRECIPITATIONS DE LONGUE
DUREE
Elles ont lieu principalement en hiver ou
au printemps, elles correspondent aux périodes de plus forte pluviométrie.
Elles peuvent avoir une intensité qui varie de moyenne à intense.
II.1.2 - LES PRECIPITATIONS DE COURTE
DUREE
La France peut être soumise à des pluies
diluviennes ou des "trombes d'eau" dont la fréquence est au moins
annuelle. Ce phénomène est surtout connu dans le sud-est de la France mais
peut se produire dans toutes les régions, donne des orages violents et des
précipitations d'une rare intensité.
Les précipitations peuvent atteindre 50 à
100 mm d'eau par heure et par m² soit :
·
100 litres d'eau en 1 heure dans 1 m²
·
300 litres d'eau en 3 heures dans 1 m²
Une pluie moyenne a une intensité qui fluctue
autour de 15 mm d'eau par heure. 30 mm d'eau par heure est déjà une pluie
importante.
II.2 - LE BASSIN VERSANT
C'est le réceptacle topographique des précipitations
qui alimentent un cours d'eau. Il est entouré par une série de hauteurs même
très faible appelée "ligne de partage des eaux" ou "ligne de
faite ou de crête".
Pour déterminer le bassin versant d'un cours
d'eau donné, il faut y adjoindre les surfaces des bassins versants de tous
ses affluents. La superficie d'un bassin versant influe sur l'ampleur de la crue.
II.2.1 - LE PETIT BASSIN VERSANT (de quelques
km² à quelques dizaines de km²)
Les précipitations sont concentrées sur une
faible surface :
· saturation
rapide des sols, il n'y a plus d'infiltration de l'eau dans le sol
· ruissellement
important de l'eau vers le cours d'eau
F Montée rapide des eaux,
c'est la crue torrentielle
II.2.2 - LE GRAND BASSIN VERSANT (de quelques
centaines à des millions de km²)
Les
précipitations se répartissent sur une grande surface :
· saturation
progressive des sols, remontée des nappes phréatiques
· ruissellement
moyen et régulier de l'eau vers le cours d'eau
F La montée des eaux est
progressive et le niveau de l'eau stagne à un niveau haut, c'est la crue de
plaine.
II.2.3 - LE SOUS-BASSIN VERSANT
Le bassin versant d'un cours d'eau est divisé
en sous-bassin versant, chaque affluent du cours d'eau a son propre bassin
versant et est un sous-bassin versant du cours d'eau de référence.
II.3 - LE SOL -
LE RESEAU SOUTERRAIN - LES NAPPES PHREATIQUES
II.3.1 - LE DEVENIR DE LA PLUIE
Il est complexe
mais le diagramme de SAUCKEY habituel permet de l'aborder simplement. La pluie
(P), lorsqu'elle tombe peut prendre trois "directions" différentes
:
·
une partie (E) retourne à l'atmosphère
·
une autre partie (I) rejoint la nappe
·
la dernière partie (R) ruisselle et génère la crue
II.3.2 - UN GIGANTESQUE RESERVOIR
Le sol et le réseau souterrain jouent le
rôle d'un gigantesque réservoir dont la capacité est largement fonction du
sol et du substrat. Les nappes phréatiques jouent un rôle d'amortisseur en
période de crue, en permettant le stockage de volumes d'eau importants lorsque
le niveau des eaux monte.
II.3.4 - LA CAPACITE D'ABSORPTION DU SOL
Les capacités de stockage, tout comme les
capacités d'écoulement du réseau souterrain, jouent un rôle très faible en
période de crues, sauf peut-être dans les régions karstiques (région où l'eau
s'infiltre rapidement).
La capacité du sol à absorber dépend de sa
perméabilité et de sa saturation en eau.
II.3.4.1 - LA PERMEABILITE
Elle peut être
:
·
soit en petit : porosité du sol (exemple : sable)
·
soit en grand : suite à des phénomènes physiques ou physico-chimiques
postérieurs au dépôt
Plus le terrain est imperméable ou le sol
saturé en eau, plus le ruissellement est important et plus la montée des eaux
sera rapide.
II.3.5 - LE COUVERT VEGETAL
Le couvert végétal joue également un rôle
de stockage important, renforcé par le fait qu'en retenant l'eau il permet
au sol d'en absorber davantage.
La prairie est de loin le couvert végétal
le plus efficace suivi par la forêt, les cultures, les champs labourés, le
sol nu battu par la pluie subit un glaçage qui diminue sa perméabilité.
Le sol gelé (après une semaine au moins de
gel) devient imperméable, ce qui crée un grand risque de crue si le dégel
s'accompagne de précipitations.
II.3.6 - L'IMPERMEABILISATION DES SOLS
PAR L'HOMME
Les sols imperméabilisés par l'homme ont
une capacité d'absorption nulle.
III. Les facteurs aggravants
III.1 - DE FORTES PRECIPITATIONS
Des pluies moyennes à fortes mais répétées
sur une longue période (de l'ordre d'une semaine) notamment suivies d'une
recrudescence sont la caractéristique des crues des grands bassins versants
ou de "plaine".
Rôle important : * de la saturation du sol
·
du stockage dans le lit mineur
·
de la propagation des ondes de crues
·
du décalage des ondes de crues (prise en compte des
précipitations)
III.2 - LES OBSTACLES A L'ECOULEMENT
III.2.1 - LES RETRECISSEMENTS OU ETRANGLEMENTS
Ils peuvent être de deux natures : soit naturels,
soit artificiels.
· Les
obstacles naturels sont dus à l'encaissement des cours d'eau dans des sols
durs caractérisés par une différence notable de niveau entre l'eau et la berge
et une réduction de la largeur du lit du cours d'eau
·
Les obstacles artificiels sont dus à :
· des
endiguements : on réduit artificiellement la largeur du fleuve et on élève
des digues pour éviter les débordements, ils ont permis de construire en zone
inondable
·
des remblais de routes ou de voies ferrées
·
la construction de bâtiments dans le lit majeur ou sur la berge
du lit mineur
La circulaire du 24 avril 1996 interdit toute
construction dans le champs d'expension des crues et tout obstacle au libre
écoulement de l'eau
III.2.2 - LE NON-ENTRETIEN DES LITS ET
BERGES DES COURS D'EAU
L'absence d'entretien entraîne les effets
suivants :
· la
présence d'embâcles potentiels constitués par des arbres, carcasses de voitures,
décharges sauvages susceptibles d'être emportés par l'eau
·
le glissement de berges, elles sont fragilisées et risquent
une érosion rapide
·
des digues dégradées, avec risque de rupture et/ou de submersion
·
ouvrages ou buses d'écoulement des eaux obstruées, l'eau trouvera
une autre voie
III.2.3 - LE NON-ENTRETIEN DES « SALIGUES »
La « saligue »
est une zone de débordement fréquente et de divagation du lit mineur qui se
trouve le long d'une grande partie des cours d'eau principaux. Elle est constituée
par un sol pauvre, une végétation pauvre qui s'accommode d'une nappe phréatique
fluctuante peu profonde (saules, peupliers...) et qui n'est pas entretenu
actuellement.
III.3 – LA DYNAMIQUE DE L’EVENEMENT
II.3.1 - LE TEMPS DE REPONSE
C'est l'intervalle de temps qui sépare l'épisode
pluvio-orageux de la crue. Il peut varier entre des valeurs :
· inférieure
à 6 heures : petits bassins versants, sol déjà saturé d'eau ou imperméable
(le temps de réponse peut être inférieur à l'heure
· supérieur
à 12 heures, 48 heures : grands bassins versants
III.3.2 - LA VITESSE DE PROPAGATION DES
CRUES
Les vitesses varient entre les valeurs suivantes
:
· >
5 km/h : pour les crues dites torrentielles : la pente est importante jusqu'à
la confluence
· >
3 km/h : de larges plaines inondables compensent l'effet de la pente encore
notable
· >
2 km/h : la pente est faible, mais le cours d'eau déborde largement
Plus la vitesse du courant est grande, plus
les risques d'érosions, de glissements de terrain, d'affouillements (rupture
de ponts) peuvent être importants et des méandres peuvent être coupés supprimant
la courbe et augmentant encore la vitesse des flots.
III.3.3 - L'HEURE D'OCCURRENCE
Une crue POURRA AVOIR des conséquences catastrophiques
si elle survient :
·
la nuit quand tout le monde dort et quand il fait noir. L'effet
de surprise est maximal.
· aux
heures de "pointe" : ce sont les moments de la journée où le maximum
de personnes sont dans les rues, aux arrêts de bus, au volant de leur voiture,
le maximum de personnes est alors exposé.
III.4 - LA TEMPERATURE
Bien qu'une inondation ne soit pas agréable
à supporter, il est préférable qu'elle survienne par un temps doux plutôt
qu'au milieu de la neige ou du gel.
III.5 - LA CONCOMITANCE DE CRUES ET/OU DE LA MARE
Si deux cours d'eau ont leurs crues qui surviennent
en même temps, elles s'ajoutent à la confluence et l'onde de crue résultante
est d'une ampleur supérieure à l'aval.
La marée haute aura le même effet, elle réduira
le volume d'eau qui ira dans l'océan et fera monter le niveau d'eau à l'aval.
III.5 - LA CONCOMITANCE DE CRUES ET/OU DE LA MARE
Si deux cours d'eau ont leurs crues qui surviennent en même temps, elles
s'ajoutent à la confluence et l'onde de crue résultante est d'une
ampleur supérieure à l'aval.
La marée haute aura le même effet, elle réduira le volume
d'eau qui ira dans l'océan et fera monter le niveau d'eau à l'aval.
