Le risque d'inondations sur l'Agglo de Nevers

Transport solide

Administrateur - AleX Céalis — 2021-09-15T13:29:20Z

Le sable, une composante naturelle du lit

Un cours d'eau a deux principales fonctions : assurer l'écoulement des eaux et le déplacement des sédiments (graviers, sables) vers l'aval. Selon les rivières, la quantité de sédiments transportée se compte en dizaines de milliers de tonnes par an.
Les apports de sable et les débits ne sont pas constants dans le temps.
Ils fluctuent en fonction des saisons. Le lit de la rivière s'ajuste donc continuellement : il se déplace, des chenaux se forment et changent de position, des bancs de sables apparaissent et disparaissent. Donc un cours d'eau avec du sable est signe d'un bon fonctionnement.

L'extraction du sable, une pratique dommageable pour le fleuve

L'extraction de matériaux alluvionnaires dans le lit mineur a été une pratique ancienne. Après 1945, la forte croissance, le besoin de reconstruction, ont accru de manière inconsidérée les prélèvements dans les cours d'eau. La mécanisation des techniques
d'extraction a bien évidemment accéléré le processus.
Il a été retiré plus de sable que la Loire pouvait en transporter. Ce déficit de sédiments créé par les extractions massives a provoqué l'enfoncement du lit.
Cet enfoncement abaisse le niveau de la nappe phréatique et fragilise, voir
ruine les ouvrages d'art. On peut citer le pont Wilson à Tours qui s'effondre en 1978 en raison d'affouillement sous les piles du fait de la disparition du sable.

Plus de sable ? ou moins qu'autrefois ?

En comparaison à la période des extractions, il y a aujourd'hui plus de bancs de sable dans le lit. Le sable était alors extrait en continu, empêchant les bancs de sable de se former. Le lit de la Loire était maintenu dans cet état artificiel à cause des dragages.

En comparaison à la période avant les extractions massives, il n'y pas plus de bancs de sable dans le lit de la Loire.
Un autre phénomène renforce l'idée qu'il y a plus de sable : l'enfoncement du chenal principal fait que les bancs de sable et les îles sont moins souvent sous les eaux puisqu'il faut un niveau d'eau plus important pour les recouvrir et potentiellement ils sont plus souvent visibles. Ainsi il y a moins de sable mais on le voit plus.

Laisser le sable n'aggrave pas les inondations

La Loire transporte autant de sable qu'elle a d'énergie pour le transporter.
Par conséquent si nous lui retirons du sable elle va éroder les berges et creuser le lit pour retrouver la masse de sable nécessaire à dissiper son énergie. Cela a d'ailleurs été très caractéristique des années qui ont suivi les extractions massives avec des érosions record sur les berges de Loire par endroits.
Par ailleurs l'enfoncement du lit favorise le développement du sable sur les bancs. La végétation arbustive et arborée (saules, peupliers) s'installent sur les bancs plus souvent exondés et se fixent à l'aide des racines. Ces massifs de végétation forment
de véritable écran jusqu'à former des îles arborées qui limitent l'écoulement en cas de crue. Dans certains cas cela peut être très dommageable sur les traversées urbaines comme sur le val de Nevers ou le val de la Charité-sur-Loire.

Les bancs de sable participent à l'amélioration de la qualité de l'eau

Le sable permet l'autoépuration du fleuve : les bancs de sable jouent un
rôle de filtre et épure l'eau grâce à la faune et à la flore qui s'y développent, contribuant ainsi à améliorer sa qualité. La présence de sable est indispensable à l'écosystème global de la Loire.

À Nevers, l'eau potable est issue de l'eau de la Loire. Ainsi, plus la ressource est de bonne qualité, moins il y a besoin de traitement pour la rendre potable.

Modélisations

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-23T20:54:35Z

La construction du modèle
Les crues de calage
Les crues de projet
Le modèle filaire
Le modèle à casier
Le modèle Hydra
Le modèle numérique de terrain
La modélisation 2D
Logiciel TELEMAC

La construction du modèle
Pour représenter un phénomène aussi complexe que l'écoulement d'un cours d'eau, le premier travail de l'hydraulicien est de trouver le juste équilibre entre simplicité du modèle et précision des résultats attendus.
Un modèle ne peut pas tout prendre en compte, d'une part à cause du nombre de paramètres beaucoup trop grand qu'il faudrait mesurer, étalonner et intégrer, d'autre part à cause du temps de calcul qui s'allonge très vite lors d'une simulation.
C'est pour cela qu'un phénomène peut être considéré de différentes manières, avec différents fonctionnements théoriques.
Un modèle simple donne des résultats rapides et fiable sur une
échelle large. Il permet de lancer plusieurs simulations à la suite.
Un modèle plus fin donne des résultats très précis sur des zones
plus restreintes

Les crues de calage
Les crues de calage sont des crues réelles et pour lesquelles on dispose de mesures : pour notre étude, il s'agit, par ordre décroissant d'importance, des crues récentes de décembre 2003, de mai 2001 et d'avril 2005.
En simulant ces crues avec le modèle, les résultats numériques sont comparés aux mesures effectuées sur le terrains lors des crues réelles. Il est alors possible d'affiner, de caler les différents paramètres hydrauliques de rugosité des lits.
Le modèle est considéré comme fidèle lorsque les resultats simulés correspondent aux observations.

Les crues de projet
Les crues de projet sont des crues théoriques, synthétisant des événements auxquels on peut associer une probabilité d'apparition ou une période de retour :
Par exemple, une crue décennale (période de retour statistique de 10 ans) pourra survenir en moyenne tous les dix ans, elle a 10% de chance d'avoir lieu demain.
Une crue centennale a 1% de chance de se produire...
Les crues de projet utilisées dans le cadre de l'étude EGRIAN sont en cohérence avec l'hydrologie de l'étude Loire moyenne : il s'agit de 6 crues de référence de période de retour 50, 70, 100, 170, 200 et 500 ans au Bec d'Allier.
On peut alors leur associer les débits et hauteur d'eau caractéristiques, ainsi que les différents phénomènes de remous, surverses, brèches.

Le modèle filaire
Dans le modèle filaire, le cours d'eau est simplifié par un couloir d'écoulement limité au lit mineur, aux coteaux, aux levées éventuelles, aux affluents du fleuve, aux ruisseaux de drainages des vals, aux terrains situées dans le prolongement des déversoirs.
L'hydraulicien doit redessiner le lit de la Loire. Pour le faire, il reconstruit des profils transversaux grâce à un relevé topographique d'une quinzaine de point. Cette opération est effectuée chaque kilomètre.
On associe au modèle les équations générales d'écoulement d'un fluide dans un couloir.
Le modèle est alors capable de fournir, pour un débit amont donné, le débit, et la hauteur d'eau en tout point du cours d'eau, et son évolution dans le temps.

Le modèle à casier
Le modèle filaire n'est valable que si le fleuve reste dans son lit. S'il déborde, on ne peut plus le considérer comme un cours d'eau contraint dans un couloir.
L'hydraulicien considère alors que le champs d'expansion des crues est composé d'un réseau de casiers qui se remplissent les uns après les autres. Ces casiers sont fabriqués pour avoir une superficie de 2 km² environ. Ils sont délimités par des obstacles physiques existants comme les levées, les coteaux, les talus, les routes…
Les liaisons entre casiers contiguës sont définis par une analyse spécifique. Elles sont représentées par des surverses, des orifices ou des écoulements rugueux.
Le comportement de l'eau dans le modèle à casier est différents de son comportement dans le modèle filaire puisque les casiers se remplissent les uns après les autres.
Le modèle à casier calcule pour chaque casier les niveaux et vitesses de l'eau en faisant une moyenne sur toute la surface du casier.
L'évolution de ces données dans le temps permettent de connaître le temps de remplissage et de vidange des casiers.

Le modèle Hydra
Le modèle hydraulique complet est constitué de la juxtaposition des modèles filaires et à casier.
Lorsque le modèle filaire prévoie un débordement, c'est le modèle à casier qui prend la suite et permet ainsi de connaître les résultats intéressants sur les zones inondables du lit majeur.
La modélisation hydraulique unidimensionnelle a été réalisée par la société Hydratec.
Elle replace la Communauté d'Agglomération de Nevers dans un contexte plus large, Amont et Aval, tant sur la Loire que sur l'Allier et permet de tester plus aisément que des modélisations détaillées, l'impact de différentes crues.
Elle permet également d'apporter des enseignements sur des possibilités de scénarios d'ouvrages destinés à réduire les submersions des enjeux importants.

Le modèle numérique de terrain
Une autre manière de représenter le relief s'appuie sur le modèle numérique de terrain (MNT). Un MNT est construit à partir de toutes les données topographiques et bathymétriques disponibles et celles collectées en début d'étude (éléments existants ou nouveaux relevés).
Il redessine le relief aussi bien des sols que des fonds de rivières, à l'aide de triangles de tailles et de formes différentes. Ce maillage à facettes triangulaires présente deux avantages essentiels :

Le maillage s'adapte facilement aux géométries complexes que l'on peut rencontrer dans la traversée à certains points (digues, remblais, ouvrages hydrauliques, drains hydrauliques, etc.) de manière à les représenter fidèlement et avec précision.
La densité du maillage est adaptée afin d'affiner les résultats fournis par le modèle dans les zones d'intérêt de l'étude et dans les zones d'écoulements complexes.

Chaque point du maillage est défini par :

ses coordonnées au sol (système Lambert 93 RGF),
la cote du terrain (système de nivellement altimétrique normal IGN69)
un coefficient de rugosité, traduisant l'état de surface du terrain (occupation du sol en lit majeur ou nature des fonds en lit mineur).

La modélisation 2D
Pour EGRIAN, le maillage modélisé comprend le lit mineur de la Loire à l'amont du Bec d'Allier et sa plaine inondable (vals endigués de Nevers).
Ce modelé de relief est injecté dans un simulateur qui résout les équations d'hydrodynamique de Barré de Saint-Venant.
La durée d'une simulation est d'autant plus longue que le nombre total de points du maillage est important, et que la valeur du pas de temps est petite.
Pour conserver tout son caractère opérationnel au modèle numérique bidimensionnel proposé, il est indispensable de conserver un maillage de taille raisonnable, à savoir quelques dizaines de milliers de points de calcul.

Les résultats de la simulation donnent en tout point de la zone d'étude les évolutions au cours du temps de la hauteur d'eau et de la vitesse de l'écoulement, aussi bien dans le lit ordinaire des rivières que dans les zones inondables. Le calcul restitue à la fois la direction et l'intensité du courant.
A partir des résultats de base du modèle bidimensionnel que sont la hauteur d'eau et la vitesse de l'écoulement, il est bien entendu possible de calculer de nombreuses autres grandeurs hydrauliques, telles que les évolutions du niveau d'eau ou du débit transitant par un bras du cours d'eau, par la plaine inondable ou par un ouvrage, des volumes stockés dans le lit majeur, la durée de submersion de la plaine, etc.

Logiciel TELEMAC
C'est la société Artelia qui fut en charge de la modélisation bidimensionnelle de la Loire pour EGRIAN.
Elle a utilisé le système logiciel TELEMAC, propriété de EDF-DRD.
Elle possède un droit d'exploitation, coordonne la diffusion commerciale au niveau international et contribue à son développement.

Vulnérabilité

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-23T20:54:32Z

L'aléa, l'enjeu, la vulnérabilité et le risque
De l'utilité d'identifier et de recenser les enjeux
Cartographier les enjeux
La vulnérabilité des enjeux inondés

L'aléa, l'enjeu, la vulnérabilité et le risque

Quartier des bords de Loire à Nevers

L'aléa désigne un phénomène naturel dont on évalue l'occurrence, c'est à dire la probabilité de se produire dans une durée donnée, en fonction de son intensité.
Les enjeux représentent les personnes, les biens, les activités, les moyens de communication, le patrimoine... susceptibles d'être affectés par un phénomène naturel.
La vulnérabilité des enjeux représente leur sensibilité aux dommages potentiels.
Le risque est le résultat du croisement de l'aléa et de la vulnérabilité des enjeux.
Le risque est d'autant plus élevé que l'inondation est plus forte et que les enjeux sont importants.
Risque = aléa x enjeux x vulnérabilité.

De l'utilité d'identifier et de recenser les enjeux

Repere de crue

Croisés avec la cartographie des inondations issue des modèles et des PPRI, le recensement des enjeux puis l'analyse de leur vulnérabilité permettent d'évaluer le risque inondation.
Il est ainsi possible de déterminer l'intérêt des propositions d'aménagement capables de réduire l'impact des crues.

Cartographier les enjeux

Extrait de la carte des enjeux

Le territoire est découpé en unités îlots. On regroupe les parcelles auxquelles on attribue les modes d'occupation des sols du type secteurs pavillonnaires, secteurs d'habitat collectif, zones d'activités, terres agricoles, espaces boisés...
La cartographie des enjeux se dessine à l'échelle de la parcelle. On y recherche les élément tels que entreprises, sièges d'exploitations agricoles, services publics, réseaux, infrastructures « critiques »...

La vulnérabilité des enjeux inondés

Route inondée lors de la crue de décembre 2003

On distingues différents types de vulnérabilités traités de manière spécifique :
• La vulnérabilité des activités agricoles s'évalue exploitation par exploitation.
• La vulnérabilité de la population concerne le nombre de personnes exposées, l'âge, le taux de chômage, le statut de propriétaire de son logement...
• La vulnérabilité de l'habitat distingue les logements collectifs et les logements individuels.
• La vulnérabilité des entreprises concerne les dommages éventuels
aux locaux et outils de travail, les conséquences d'une fermeture temporaire sur l'emploi, les conséquences du déversement de produits toxiques ou polluants lors d'une crue, etc...
• La vulnérabilité des milieux naturels est aussi prise en compte.
• La vulnérabilité des réseaux regroupe le réseau routier, ferré, d'eau potable le réseau électrique, téléphonique, le réseau de gaz, d'éclairage public et le réseau d'assainissement.

Ferme inondée lors de la crue de Novembre 2008

La vulnérabilité d'un territoire est issue de l'addition des vulnérabilités des enjeux situés en zones inondables. Cependant, une vision plus globale est à prendre en compte. En effet, il existe des impacts « indirects » qui sont dus à l'existence même de l'inondation.
Les réseaux d'électricité, de transport (routes notamment), d'eau potable et d'assainissement, de collecte des déchets, peuvent dysfonctionner durant la crue, se répercuter bien au-delà de la zone inondée et provoquer des dommages important.

Environnement

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-23T20:54:30Z

Les études environnementales sur le territoire de la stratégie locale ont été réalisées. Elles portent sur les points suivants :

Les Saulaie de la Loire au pied de Germigny

Les continuités écologiques
L'impact des crues sur l'environnement
L'agriculture
Les fonctions sociales des cours d'eau et de leurs abords

Les continuités écologiques

Les grands ensembles naturels liés aux cours d'eau ont été identifiés.
Il s'agit la plupart du temps de forêts rivulaires (dites aussi « ripisylves »), mais aussi de végétations de pelouses et de fourrés établies sur des bancs de sable stabilisés, de zones humides d'origine naturelle ou artificielle, ou encore de prairies naturelles pâturées. Ces milieux s'organisent en principe en rubans continus le long de la Loire et de l'Allier, mais ils sont parfois fragmentés par l'urbanisation ou par des aménagements divers. Ils possèdent une végétation et une faune d'une grande richesse, et plusieurs secteurs bénéficient de ce fait de mesures de protection ou de gestion à des titres divers (Natura 2000, arrêté de protection de biotope, réserve naturelle volontaire, politiques foncières…)

Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand

Les continuités écologiques

L'impact des crues sur l'environnement

Les crues font partie du fonctionnement normal de l'écosystème des grands cours d'eau tels que la Loire et l'Allier. En remaniant les sédiments du lit et des berges, elles détruisent des habitats mais en créent d'autres ailleurs, entretenant ainsi une dynamique permanente de la végétation. Leurs conséquences sur le milieu naturel et l'environnement humain peuvent cependant être aggravées par un manque d'entretien des végétations forestières dans le lit majeur, notamment dans les secteurs de berges soumises à une érosion active.

Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand

L'impact des crues sur l'environnement

L'agriculture

Les exploitations agricoles situées en zone inondable dans les communes de l'adn l'étude
Des diagnostics de réduction de la vulnérabilité des exploitations agricoles situées en zone inondable ont été proposés aux agriculteurs concernés (financement des diagnostics : FEDER Loire / Nevers Agglomération). D'une manière général, les structures agricoles sont très concentrées et le nombre d'exploitations concernées est peu élevé, de l'ordre d'une dizaine.

Crédits : Jean-Pierre Ferrand

L'agriculture

Les fonctions sociales des cours d'eau et de leurs abords

Les bords de la Loire et à un moindre degré de l'Allier sont utilisés par la population pour de multiples motifs : promenade, pêche, chasse, observation, cueillette, sports, activités nautiques, etc. Ces espaces jouent un rôle de premier plan dans l'offre de loisirs de proximité, grâce à leurs qualités paysagères et aux activités qu'il est possible d'y pratiquer, de manière organisée ou non. Les rapports entre la population et ces espaces naturels proches de la ville sont en cours d'étude. Il s'agit d'un thème important, qui touche à la fois à la vie quotidienne des gens, au cœur des qualités du territoire et à l'aménagement. Ce travail permettra d'identifier non seulement des qualités et des atouts, sous la forme notamment de sites remarquables et d'espaces aménagés pour le public, mais aussi des problèmes liés par exemple à des difficultés d'accès, à l'existence de sites dégradés qui pourraient être mieux mis en valeur, etc.

Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand
Crédits : Jean-Pierre Ferrand

Les fonctions sociales

Crédit photo : Jean-Pierre Ferrand.

Aménagement du territoire

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-23T20:54:27Z

L'aménagement du territoire doit prendre en compte le risque d'inondation.
Les communes du territoire de la stratégie locale ont un point commun, elles sont riveraines de la Loire et de ses affluents.
L'objectif du programme d'actions de la stratégie locale est de trouver les actions capables de réduire les atteintes aux personnes et aux biens en cas d'inondation, lors d'une inévitable crue de la Loire. La prise en compte du risque d'inondation est une des composantes fondamentales de l'aménagement du territoire de ces communes.

C'est une vision très globale de l'aménagement du territoire qu'il faut avoir.
En effet, outre la réduction des impacts par des moyens physiques tels que des ouvrages hydrauliques et des protections, outre la réduction de la vulnérabilité des constructions, il faut penser à toutes les conséquences qu'entraîne une situation de crise provoqué par une crue importante : ponts coupés, activités inondées, quartiers évacués, coupure des réseaux de transport, d'énergie, de télécommunication
Il en va de la sécurité des personnes, du traumatisme de l'inondation, et des coûts des dommages directes et indirectes…

Les rivières font partie intégrante et structurante du territoire.
Hors crue, hors crise, la prise en compte des rivières en tant que ressource en eau et mode de déplacement, leur valorisation en tant que paysage attractif pour les loisirs ou en tant que patrimoine naturel, écologique ou touristique est une composante incontournable de l'aménagement du territoire. Les rivières et leurs vallées inondables doivent être analysée et même s'imposer à l'aménagement du territoire qu'elles traversent ou qu'elles constituent. Leurs crues et les impacts des inondations en sont donc indissociables.
La stratégie et son programme d'action, le PAPI, sont d'une certaine manière le résultat de cette recherche des cohérences et des synergies.

Bien vivre avec le fleuve.
« Bien vivre avec le fleuve », c'est le prendre en compte dans toute sa dimension, le lier à son territoire, lui donner un rôle structurant incontournable et évidemment, respecter toute sa vallée et ses lits. C'est aussi en définir et en faciliter les usages pour valoriser ses relations avec les hommes et lui donner toute son identité.

C'est certainement mieux le comprendre pour mieux le sécuriser.

Glossaire

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-23T20:54:23Z

Vous trouverez dans cette page les définitions des principaux termes techniques utilisés dans les différents documents de l'étude.
N'hésitez pas à faire une recherche textuelle via /Edition/Rechercher (ctrl F).

Alea
Notion comprenant, pour une parcelle ou un groupe de parcelles données, tout ce qui caractérise l'élément perturbateur conditionné par l'extérieur, susceptible de provoquer des modifications aux sols, à l'écosystème et de porter atteinte aux personnes, aux biens et aux activités.
Les aléas sont, en règle générale, d'origine climatique, à l'exception des incidents dus ou aggravés par des aménagements humains hydrauliques ou non. Leur apparition dans l'espace et le temps est imprévisible.
La notion de risque prend en compte l'alea et la vulnérabilité du site (bien exposés, réactions humaines,...).
Par exemple, l'alea pour une parcelle inondée caractérise la cinétique d'une crue de récurrence donnée : la submersion, la durée, la hauteur d'eau, la vitesse du courant.
Pour les crues torrentielles, le critère "vitesse de montée des eaux" peut également être pris en compte.

Annexes fluviales
Ensemble des zones humides (cf définition) où la végétation, quand elle existe, y est dominée par des plantes hydrophiles pendant au moins une partie de l'année, en relation permanente ou temporaire avec le milieu courant par des connections soit superficielles soit souterraines : îles, marais, noues, bras morts, prairies inondables, forêts inondables, ripisylves, sources et rivières phréatiques....

Bassin hydrogéologique
Aire de collecte considérée à partir d'un exutoire ou d'un ensemble d'exutoires, limitée par le contour à l'intérieur duquel se rassemblent les eaux qui s'écoulent en souterrain vers cette sortie. La limite est la ligne de partage des eaux souterraines.

Bassin versant
Surface d'alimentation d'un cours d'eau ou d'un lac. Le bassin versant se définit comme l'aire de collecte considérée à partir d'un exutoire, limitée par le contour à l'intérieur duquel se rassemblent les eaux précipitées qui s'écoulent en surface et en souterrain vers cette sortie. Aussi dans un bassin versant, il y a continuité : longitudinale, de l'amont vers l'aval (ruisseaux, rivières, fleuves), latérale, des crêtes vers le fond de la vallée, verticale, des eaux superficielles vers des eaux souterraines et vice versa. Les limites sont la ligne de partage des eaux superficielles.

Coefficient d'écoulement
C'est le rapport de la lame d'eau équivalente sur la hauteur moyenne des précipitations sur le bassin.

Court-circuité
Se dit d'un tronçon de cours d'eau auquel on a soustrait artificiellement tout ou partie de son débit naturel du fait d'aménagements de type prise d'eau, centrale hydroélectrique, etc. (exemples : Rhône court-circuité, tronçon court-circuité). Le débit ainsi utilisé est restitué après utilisation le plus généralement à l'aval, ou, plus rarement, dans un autre cours d'eau.

Crue
Phénomène caractérisé par une montée plus ou moins brutale du niveau d'un cours d'eau, liée à une croissance du débit jusqu'à un niveau maximum. Ce phénomène peut se traduire par un débordement des eaux du lit mineur dans tout ou partie du lit majeur.
Les crues font partie du régime d'un cours d'eau. En situation exceptionnelle, les débordements peuvent devenir dommageables par l'extension et la durée des inondations (en plaine) ou par la violence des courants (crues torrentielles).
Elles sont nécessaires au fonctionnement naturel d'une rivière.

Débits de crue
Débit de crue sur une année : une des manières de caractériser les crues est d'utiliser les débits de pointe, soit en valeurs instantanées (QIX) ou en valeurs journalières (QJX).
Débit de crue sur plusieurs années : à partir d'un échantillon le plus fourni possible de débits de crue, on détermine par une étude statistique la valeur du débit associé à différentes fréquences théoriques de retour (2, 5, 10 ans...).
Par exemple, le débit journalier de crue décennale correspond au débit qui se produit en moyenne 1 fois tous les 10 ans. Cela veut aussi dire qu'il a 1 chance sur 10 de se produire chaque année. Ce résultat statistique doit être systématiquement associé à un intervalle de confiance, qui dépend du nombre d'années disponibles, de leur homogénéité, de la méthode utilisée...

Débit
Volume d'eau qui traverse une section transversale d'un cours d'eau par unité de temps. Les débits des cours d'eau sont exprimés en m3/s avec au minimum trois chiffres significatifs (ex:1,92 m3/s, 19,2 m3/s, 192 m3/s).
Pour les petits cours d'eau, ils sont exprimés en l/s. Les débits d'exploitation des eaux pour les usages sont suivant les cas exprimés aussi en m3/min, m3/h, m3/j, m3/an. Il en est de même pour les débits d'eaux souterraines.
La précision d'un résultat de débit dépend de nombreux facteurs : type de méthode employée, soin apporté aux mesures, rigueur dans le dépouillement, influence du terrain...

Dommages directs (d'une inondation)
Les dommages directs sont les dommages directement dus à l'action physique de la submersion.

Dommages indirects
Les dommages indirects sont les effets des dommages directs. Ils sont provoqués par la perturbation des activités. On peut diviser les dommages indirects en deux sous catégories :

Les impacts indirects dits « primaires », lorsqu'ils sont localisés dans la zone submergée ;
Les impacts indirects dits « secondaires », lorsqu'ils se trouvent à l'extérieur de la zone submergée. Ces impacts correspondent aux perturbations induites (Arrêts d'activités et de services, Coupure de voie de communication, Rupture de circuits économiques).

Ces impacts, conditionnés principalement par l'étendue des dommages directs et par la durée de submersion peuvent faire l'objet de compensation de transferts dans le temps et dans l'espace, modification des circuits commerciaux, reports de production, déviation de routes, etc.

Dommages intangibles
Les dommages intangibles correspondent aux impacts qu'on ne peut pas mesurer par une valeur monétaire directe. Ces dommages sont multiples :

Pertes en vie humaines (pour les proches des décédés, car pour les assurances, une perte humaine est
quantifiable selon divers paramètres) ;
Angoisse, stress face à l'évènement ;
Rupture du mode de vie et du tissu social ;
Isolement ;
Pertes de biens irremplaçables (souvenirs, etc.) ;
Dommages au patrimoine historique et culturel ;
Etc...

Dommages tangibles
Les dommages tangibles sont les dommages causés aux biens ayant une valeur économique mesurable en termes monétaires.

Eaux souterraines
Toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol en contact direct avec le sol ou le sous-sol et qui transitent plus ou moins rapidement (jour, mois, année, siècle, millénaire) dans les fissures et les pores en milieu saturé ou non. Directive 80-68-CEE du 17/12/79.

Eau de surface
Toutes les eaux qui s'écoulent ou qui stagnent à la surface de l'écorce terrestre (lithosphère).

Enjeux
Il existe plusieurs types d'enjeux :

Les enjeux socio-économiques, caractérisés par le nombre d'habitants, la valeur des bâtiments de toutes sortes, l'activité économique, sociale...
Les enjeux écologiques, caractérisés par la qualité du milieu naturel de son fonctionnement, de l'eau aérienne et souterraine, la biodiversité...

Espace alluvial
Terme générique désignant d'une façon générale l'espace construit en fond de vallée par le dépôt des alluvions d'une rivière. Au sens large, il inclue les différents milieux et zonages associés : lit mineur, lit majeur, espace de liberté, annexes etc....

Espace de liberté (des cours d'eau)
Espace du lit majeur à l'intérieur duquel le ou les chenaux fluviaux assurent des translations latérales permettant la mobilisation des sédiments ainsi que le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et terrestres.

Expansion des crues
Les zones d'expansion des crues sont des espaces naturels ou aménagés où se répandent les eaux lors du débordement des cours d'eau (lit majeur). L'expansion momentanée des eaux diminue la hauteur maximum de la crue et augmente sa durée d'écoulement. Cette expansion participe à la recharge de la nappe alluviale et au fonctionnement des écosystèmes aquatiques et terrestres. En général, on parle de zone d'expansion des crues pour des secteurs non ou peu urbanisés et peu aménagés.

Géoréférencement
Rattachement de données à des coordonnées géographiques. Les données géoréférencées sont codées à partir d'un Géoïde de référence (Clarke 1880), d'une projection (Lambert II), d'une unité métrique et d'une côte altimétrique exprimée en NGF.

Gradex
En modélisation, le gradex est une hypothèse qui consiste à estimer que tout le volume de pluie au-dessus d'un certain seuil de précipitation qui tombe sur le bassin versant ruisselle et contribue directement à l'hydrogramme de crue.

Inondation
Submersion temporaire par l'eau débordant du lit mineur d'un cours d'eau en période de crue, des zones qui sont situées dans le lit majeur du cours d'eau (ou dans des zones qui ne sont pas normalement submergées, lorsque que des aménagements humains ont contraint l'écoulement naturel des eaux de façon artificielle).
L'inondation peut être provoquée par les eaux d'une rivière en crue et/ou par remontée de nappes, par du ruissellement (issu de précipitations) sur substrat imperméable ou rendu imperméable (saturation). On parle de ruissellement urbain ou rural.
Economiquement, on ne parle d'inondation d'une zone, que dans le cas où celle-ci provoque des dommages à des enjeux socio-économiques, écologiques.
Il ne faut pas confondre une crue (cause) et une inondation (conséquence).

Lame d'eau (en mm)
Conversion du volume écoulé pendant une période en une hauteur d'eau moyenne sur le bassin versant. Elle permet de faire des bilans hydrologiques de comparaison entre la pluviométrie, l'évapotranspiration, l'infiltration et le ruissellement.

Lit majeur
En Géomorphologie, le lit majeur d'un cours d'eau est l'espace situé entre le lit mineur et la terrasse alluviale. La terrasse alluviale est hors d'atteinte des crues les plus fortes. La granulométrie des sédiments de la terrasse alluviale montre que l'on n'est plus dans le lit majeur.
C'est dans ce lit majeur que s'écoulent toutes les crues.
A l'état naturel, le lit majeur est en connexion permanente avec le cours d'eau soit en période de crue, soit par les nappes souterraines, alluviales ou d'accompagnement de la rivière qui s'étendent latéralement de chaque côté du lit mineur.
Dans le bassin de la Marne on retrouve aussi souvent des nappes phréatiques en dessous des cours d'eau, qui alimente ces rivières, lorsqu'elles sont saturées.

Lit mineur
Espace fluvial, formé d'un chenal unique ou de chenaux multiples et de bancs de sables ou galets, recouverts par les eaux coulant à pleins bords avant débordement.

Noue
Terme consacré dans le bassin de la Seine aux annexes fluviales :

bras secondaire obturé à l'amont, soit naturellement, soit par une digue submersible,
bras mort ;
bras isolé ;
ancien méandre.

Ces formations constituent des zones de reproduction et de croissance pour une multitude d'espèces, et des zones refuge en cas de pollution.
Leur degré de vieillissement dépend directement des conditions de leur alimentation en eau (alimentation permanente par de l'eau superficielle ou souterraine, intermittente lors des crues...).

Nappe d'accompagnement
Il s'agit de la nappe d'eau souterraine en connexion hydraulique avec le cours d'eau. Cette définition est actuellement insatisfaisante dans un certain nombre de cas, et elle devra être remplacée par une méthode de définition des cas où doit être évoquée la notion de nappe d'accompagnement
(source : Direction de l'Eau du Ministère de l'Environnement).

Nappe alluviale
Volume d'eau souterraine contenu dans des terrains alluviaux, en général libre et souvent en relation avec un cours d'eau.

Nappe phréatique
Première nappe rencontrée lors du creusement d'un puits. Nappe généralement libre, c'est-à-dire dont la surface est à la pression atmosphérique. Elle peut également être en charge (sous pression) si les terrains de couverture sont peu perméables. Elle circule, lorsqu'elle est libre, dans un aquifère comportant une zone non saturée proche du niveau du sol.

Récurrence
Se définit par rapport à la fréquence.
La fréquence d'un évènement est la probabilité pour qu'advienne chaque année cet évènement. Par exemple, une crue de fréquence 0,01 à une chance sur 100 d'intervenir chaque année (on parlera de crue centennale).
La période de retour (ou récurrence) est l'inverse de la fréquence.
Pour cette même crue de fréquence 0,01, la période de retour (récurrence) sera de 100 ans. Elle est calculée en fonction d'une série statistique plus ou moins longue qui aura permis de faire une moyenne sur 100 ans, mais qui ne retranscrira pas forcément la réalité.
Il faut donc toujours garder à l'esprit que lorsqu'une crue "centennale" vient de se produire, cela ne veut pas dire que la prochaine se reproduira dans 100 ans, mais qu'en fait cette même crue a, dès l'année suivante, une chance sur 100 de se reproduire.

Relation rivière-nappe
Echange d'eau dans un sens ou dans l'autre entre une nappe et un cours d'eau. Suivant le niveau de la ligne d'eau, et les saisons, la nappe alimente le cours d'eau ou est alimentée par celui-ci notamment lors des inondations. Dans le cas de karst ces relations sont importantes et localisées.

Risque d'inondation
La définition du terme "risque" fait appel à plusieurs notions. Généralement on défini le risque comme le produit de la rencontre d'un aléa avec une ou des vulnérabilités. L'aléa étant la manifestation naturelle ou influencée d'un événement (précipitations, ruissellement, crues) et les vulnérabilités* sont, soient les conséquences socio-économiques, écologiques de cet aléa sur les enjeux, soit la capacité d'un système touché (la société et son milieu) à se remettre rapidement d'un événement hydrologique.

Syndicat de rivière
Regroupement de collectivités territoriales (communes, syndicats intercommunaux, départements) compétentes géographiquement pour mener des actions concernant la gestion de la rivière et de ses affluents (assainissement, restauration des milieux, travaux d'entretien, animation de la politique locale sur ce thème, etc.) sur un bassin versant ou une partie importante de celui-ci. Leur appellation peut varier :

SIAH - syndicat intercommunal d'aménagement hydraulique ;
SIETE - Syndicat intercommunal d'études et de travaux d'entretien ;
Syndicat mixte de bassin versant ;
Etc....

Têtes de bassin
Parties amont des bassins versants et par extension tronçons amont des rivières qui, en zone de relief notamment, sont le plus souvent moins exposés aux pressions anthropiques que les parties aval et qui de ce point de vue constituent des secteurs de référence tout à fait importants et donc à préserver.

Vulnérabilités
La vulnérabilité est une notion qui peut être définie selon deux catégories :

Une analytique, correspond à la définition utilisée par les ministères. Elle exprime le niveau de conséquences socio-économiques, écologiques prévisibles d'un phénomène d'origine naturelle sur les enjeux, (les enjeux étant le domaine affecté par le risque : les hommes, leurs biens et les milieux dans lequel ils vivent) ;

Une systémique, traduit la fragilité d'un système dans son ensemble, et de manière indirecte sa capacité à surmonter la crise provoquée par un aléa. Plus une société est apte à se rétablir rapidement après une catastrophe, moins elle est vulnérable.

Vulnérabilité écologique
Pour un milieu naturel (dans notre cas, les zones humides, les zones naturelles situées en lit majeur des cours d'eau), elle exprime les nuisances attendues en cas d'aménagement ne respectant pas son rôle, son fonctionnement :

Filtration insuffisante des polluants ;
Capacité de stockage de l'eau insuffisante ou inexistante ;
Restitution de l'eau à la rivière insuffisante ;
Assèchement, déconnexion de la zone au cours d'eau ;
Peu ou pas de possibilité de développement de faune et flore aquatique ;
Etc...

Vulnérabilité socio-économique
Pour une société, elle exprime les nuisances attendues dans les zones inondables et au delà qui nuisent au fonctionnement de la société :

Dommages directs et indirects aux secteurs privés et publics ;
Dommages tangibles et intangibles aux secteurs privés et publics ;

Zone humide
"Terrains exploités ou non, habituellement inondés ou gorgés d'eau douce, salée ou saumâtre de façon permanente ou temporaire".
Ces zones sont des espaces de transition entre la terre et l'eau (ce sont des écotones). Comme tous ces types d'espaces particuliers, elles présentent une forte potentialité biologique (faune et flore spécifiques).
Elles servent notamment d'étape migratoire, de lieu de reproduction et/ou d'hivernage pour de nombreuses espèces d'oiseaux d'eau et de poissons, chaque zone humide constituant ainsi le maillon d'une chaîne (ou corridor) indispensable à la survie de ces espèces. En outre, elles ont un rôle particulièrement important de régulation de l'écoulement et d'amélioration de la qualité des eaux. Article 2 de la loi sur l'eau 92 - 3.

Zone inondable
Dans une première définition, on peut parler de zone de lit majeur d'un cours d'eau, étant donc soumise à la manifestation ponctuelle d'un aléa (crue, ruissellement) et sur laquelle peuvent se trouver des enjeux socio-économiques, écologiques.
La zone inondable de lit majeur joue un rôle important dans le stockage des eaux de crues et de ruissellement. En théorie, la zone inondable correspond à la superficie du lit majeur d'un cours d'eau.
On peut aussi parler de zone inondable pour un espace qui ne fait pas partie du lit majeur d'un cours d'eau mais qui subi quand même des inondations :

Un espace imperméabilisé : la voirie, un parking, un champ en pente ;
Un espace urbanisé, dont le réseau d'écoulement pluvial n'est pas suffisamment dimensionné ;
Etc...

Hydrologie

Administrateur - AleX Céalis — 2018-04-11T23:40:11Z

L'hydrologie
La formation des crues de la Loire
Les crues océaniques
Les crues cévenoles
Les crues mixtes
Objectifs de l'étude hydrologique EGRIAN
Les sources

D'une manière très générale, l'hydrologie est la science de la terre qui s'intéresse au cycle de l'eau, c'est-à-dire aux échanges entre l'atmosphère, la surface terrestre et son sous-sol.
En ce qui nous concerne, l'hydrologie s'intéresse aux mécanismes de formation des crues et à la réalisation de modèles mathématiques de simulation.
Ces modèles permettent de simuler les débits de la crue, les hauteurs d'eau et l'étendu des inondations afin d'estimer les dommages que pourrait subir la population tout au long du lit de la rivière.
Ils permettent également de tester la pertinence de projets d'aménagement hydrauliques contre les inondations.

La formation des crues de la Loire
Les crues de la Loire peuvent être regroupées en trois familles :

les crues océaniques,
les crues cévenoles,
les crues mixtes.

Les crues océaniques
Ce sont les plus fréquentes (type 1982, 1995, 1998).
Les crues océaniques sont dues à de longues périodes de précipitations provoquées par des fronts pluvieux océaniques. Elles ont lieu surtout en hiver.
A l'origine, une suite de dépressions venant de l'Atlantique arrose l'ouest et le nord du bassin versant et peut provoquer ainsi une crue dans ces zones.
Lorsque les dépressions passent plus au sud, le phénomène survient sur la Vienne puis le Cher, comme en décembre 1982 et peut aller jusqu'à l'Allier puis la Loire. Pour ce type d'évènements, la pointe de crue de la Loire passe après celle de la Vienne
En Loire moyenne, du Bec d'Allier au Bec de Vienne,
les débits des crues océaniques sont toujours inférieurs à ceux que peuvent contenir les levées.

Les crues cévenoles
Ce sont les plus brutales (type 1980, 1996, 2003, 2008).
Elles résultent de précipitations orageuses d'origine méditerranéenne qui surviennent en général à l'automne (septembre-octobre-novembre) ou plus rarement au printemps (mai-juin) sur les hauts bassins de la Loire et de l'Allier.
Des masses d'air chaud franchissent la Méditerranée et se gorgent d'eau. Après avoir butté sur les Cévennes, elles dépassent le massif et restent bloquées par les Alpes.
Il tombe 200 à 600 mm de pluie en 48 heures.
Toutefois, ce sont des crues faibles qui arrivent en Loire moyenne.

Les crues mixtes
Ce sont les crues les plus fortes en Loire moyenne (type 1846, 1856, 1866, 1907).
Elles proviennent de la conjonction des deux types d'événements. Elles ont lieu en mai-juin ou en octobre-novembre, voire exceptionnellement fin septembre.
Des pluies océaniques touchent tout le bassin, y compris le nord du haut-bassin.
Une petite crue océanique généralisée apparaît.
Puis un orage cévenol survient sur le haut-bassin et provoque une crue qui " surfe " sur la crue océanique.
Pour ces évènements forts, les crues de l'Allier et de la Loire au Bec d'Allier sont généralement concomitantes à quelques 10 heures près.

Objectifs des études hydrologiques
L'analyse hydrologique a pour but d'évaluer les différentes valeurs caractéristiques des crues de la Loire, de l'Allier, de la Nièvre ainsi que des petits affluents.
A partir de différents débits d'entrée, le modèle Hydra construit en 1998 calcule les débits, hauteurs d'eau et étendues d'inondation au cours du temps et tout au long du profil des cours d'eau. Il calcule également la fréquence d'apparitions de phénomènes particuliers tels que les inondations par remous dans les vals, le fonctionnement des déversoirs, la rupture de levées suite à leur submersion...
Tous ces résultats peuvent ensuite servir de base pour caractériser la sollicitation des enjeux humains et socio-économiques, extrapoler les dommages d'une crue éventuelle.

Les sources
les sources de l'étude hydrologique sont de 2 types :

les stations pluviométriques de Météo France et les stations hydrométriques gérées par les Directions Régionales de l'Environnement de l'Aménagement et du Logement (DREAL) qui mesurent les débits des cours d'eau.
l'étude hydrologique « Loire moyenne » qui sert de référence pour cette étude et qui a établit une bibliothèque de 6 crues.