Crue

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Rivière en crue
Repère de crue de la Seine à Paris
A Dijon, l'Ouche débordant de son lit mineur en ville

La crue[1] est une augmentation[2],[3], un accroissement du débit / de la hauteur d'eau en écoulement d'un cours d'eau, qui provoque un débordement de son lit mineur et une inondation de zones plus ou moins éloignées des rives, dans une zone inondable.

La crue commence lorsque le niveau critique de crue[4] est atteint : c'est le seuil indicateur d'un limnimètre fixe à partir duquel le débordement du cours d'eau commence à provoquer des dommages en un point quelconque du bief amont.

La crue survient souvent après de fortes pluies en amont dans le bassin versant, plus rarement lors de la fonte des neiges ou par réamorçage d'un siphon karstique ou exceptionnellement quand une fracture terrestre profonde libère des nappes phréatiques. Liées à des caractéristiques météorologiques et géomorphologiques propres à chaque site, les crues sont un phénomène naturel très suivi dans l'histoire.

On lutte contre les crues par des aménagements hydrauliques curatifs (ex : digues) ou préventifs (ex : zones d'expansion de crue, reboisement (forêt de protection), réintroduction du castor dans les hauteurs des bassins versant. La gestion des risques peut s'appuyer sur un atlas des zones inondables et l'évitement de constructions nouvelles dans ces zones.

Vocabulaire et caractéristiques associées aux crues

échelle limnimétrique près d'un pont

Le terme de crue ne s'applique pas à la submersion marine.

Le maximum de hauteur d'eau est la « pointe de crue », correspondant à un « débit maximum de crue » et parfois enregistré par un « repère de crue ». La décrue, est la baisse du niveau d'eau jusqu'au retour de l'écoulement dans le lit mineur du cours d'eau.

En hydrologie, l'ensemble du phénomène crue-décrue peut se caractériser en un point caractéristique, (une section de contrôle ex : un pont) par un hydrogramme[5],[6] dont les pentes caractérisent la rapidité ou la lenteur des variations. On relie ensuite souvent la pointe de crue à une période de retour de la crue.

L'Aléa

Le niveau d'aléa[7] lié à la crue est principalement lié à :

  • sa fréquence / période de retour ;
  • sa soudaineté : de quelques secondes à quelques jours ; Onde de crue[5],[8] ;
  • sa vitesse d'augmentation : ex : à vue d'œil ;
  • son ampleur : approche / dépassement des niveaux historiquement connus ; Extension spatiale ;
  • sa durée : de quelques minutes à plusieurs jours : Temps de montée[5],[9].

Les zones inondées par les crues sont néanmoins très souvent considérées comme à risque en liaison avec leur occupation humaine (habitat, voie de circulation, zone industrielle/ commerciale). Elles sont maintenant assez bien répertoriées en France dans chaque plan de prévention du risque inondation communal.

Causes

  • Pluviométrie : l'intensité et/ou la durée de la pluie sur un même bassin versant génère par ruissellement et automatiquement une augmentation du débit du cours d'eau. La crue commence alors quand un seuil spécifique à chaque lieu est atteint puis dépassé. L'ampleur du phénomène dépend aussi beaucoup de la perméabilité et de la saturation en eau des sols du bassin versant.
  • Fonte des neiges : Au printemps, la transformation de la neige en eau liquide étant un phénomène relativement lent, l'eau issue de la fonte des neiges pénètre mieux dans le sol que l'eau de pluie, elle contribue donc plus à l'alimentation des nappes phréatiques et au régime dit nival du débit du cours d'eau. Néanmoins, les quantités d'eau stockée sous forme de neige ou de glace pouvant être considérables, et en cas de radoucissement intense, rapide et accompagné de pluies, la fonte rapide des neiges peut provoquer des inondations parfois catastrophiques.
  • Refoulement par un fleuve en crue sur une rivière affluente : la montée des eaux provient alors de l'aval !

Typologies

Le premier critère de distinction des crues est son temps de montée lié à la taille du bassin versant concerné[6] :

Crue à Queens Park (Grande-Bretagne) - Piéton en danger
  • une crue rapide[10],[12] a un temps de montée compris entre 2 et 12 heures et se produit sur un bassin versant assez grand (plusieurs centaines à quelques milliers de km2)[7] ou lors d'intensité pluviométrique moins forte. Parfois la pluie est tombée assez loin de la zone inondée car la crue résulte de la concentration de l'eau tombant sur l'ensemble du bassin hydrique vers les points les plus bas.
  • une crue lente[10] a un temps de montée supérieur à 12 heures et se produit sur un grand bassin versant (supérieur à une dizaine de milliers de km2)[7] en plaine sur les fleuves et les grandes rivières. Les pluies continues sur de larges zones, comme la mousson, vont ruisseler vers les cours d'eau. Dans ces cas, même si la pente est faible, la quantité importante de pluie peut les faire déborder.

Le type de crue dépend aussi[9] :

  • du sol (nature, état de saturation en eau, couverture (végétale, imperméable)) ;
  • des précipitations : selon leur intensité - durée - extension spatiale ;
  • des caractéristiques géographiques du bassin versant (pentes (des versants, du cours d'eau), forme (du bassin versant, du cours d'eau)).

On distingue aussi les crues selon :

Conséquences

Les grandes crues, par leur soudaineté ou par l'étendue des inondations qu'elles provoquent, sont souvent des catastrophes, avec leur lot de victimes et de dégât matériels.

Crue du Nil en 1908 en Haute-Egypte, avec palmiers partiellement submergés.

Mais dans certaines régions du globe, les crues font partie du cycle naturel des saisons. Durant plusieurs millénaires, la crue annuelle du Nil[11], très souvent bienfaitrice en s'étendant sur une bande agricole jusqu'à environ 25 kilomètres des bords du fleuve, a fait prospérer la civilisation égyptienne. Elle était mesurée par des nilomètres comme celui d'Éléphantine. Son démarrage commençait la nouvelle année égyptienne. Parfois liés aux moussons, de nombreuses zones tropicales sont encore tributaires de ce type de crue assez régulière, qui fertilisent et irriguent les cultures, en reconstituant des réserves d’eau pour la saison sèche.

Grandes crues historiques

Témoin de crue de la Seine au Pont-Neuf à Paris

Quelques crues célèbres en France:

  • Témoin de crue de la hauteur d'eau en 1910 à Paris sous le Pont Neuf. Il existe un autre témoin dans les salles de la conciergerie à environ un mètre au-dessus du sol et un de 1845 à environ 1 mètre au-dessus de la route surplombant à mi-hauteur du chambranle d'une porte à plus de 5 mètres de haut le niveau courant de la Loire à Orléans à moins de 300 mètres du pont Jeanne-d'Arc au-dessus du niveau des constructions au sud de la Loire.
  • 3 témoins de crue dont 1910 sur le mur de la mairie construite en 1763 de Noyers (89) sous la fenêtre.

[style à vérifier][réf. nécessaire]

Prévision

Modélisation

Chaque crue résulte de la conjonction de plusieurs processus complexes et simultanés et de paramètres géo-pédologiques, d'abord théorisés par Horton en 1933 qui considère que le ruissellement est produit par dépassement de la capacité d’infiltration des sols[18].

La modélisation visait autrefois à reproduire au mieux le comportement hydrologique d'un bassin ou sous-bassin versant pour prédire les évènements de crue[18].
Les ingénieurs ont d'abord cherché à prévoir le débit à l’exutoire et en plusieurs points du cours d'eau. Puis les modèles se sont complexifiés en essayant de reproduire au mieux la réalité globale et systémique d'un bassin via une analyse distribuée et plus fine du comportement de l’eau dans tous ses compartiments[18], lors des écoulements et des échanges nappes-cours d'eau, et parfois en intégrant des paramètres plus écologiques (nature et importance du couvert végétal, présence d'embâcles naturels ou de barrages naturels tels que ceux qui sont fabriqués par les castors, etc.). Ces modèles deviennent de ce fait aussi des outils de gestion des ressources en eau et d'aménagement du territoire[18].

Les modélisateurs s'intéressent aussi aux effets des couverts végétaux agricoles intermittents ou d'hiver et aux effets de l'agriculture biologique et l'agriculture sans labour (itinéraires techniques simplifiés) qui améliorent la porosité et capillarité des sols ainsi que leurs capacités de rétention de l'eau en modifiant donc sa distribution[19],[20],[21],[22] et l'orientation de sa circulation dans le sol[23] (Ball et al., 1994 ; Sasal et al., 2006) ou encore la connectivité des pores[22],[24].
Divers auteurs[25],[19],[24],[20],[21] ont aussi montré des changements dans les taux d’infiltration de l’eau dans le sol et par suite dans sa conductivité hydraulique verticale à saturation.

Organisation

Organisation collective

Article détaillé : Prévision des crues.

Certains pays organisent la prévision des crues pour alerter la protection civile et les populations en indiquant continuellement le niveau de vigilance adapté aux principaux cours d'eau :

  • en Belgique, avec Meteo-Belgique par l'intermédiaire de l'alerte aux fortes pluies[26],
  • au Canada, avec les centres de prévision des crues[27] des différentes provinces,
  • en France, avec le Service Central d'Hydrométéorologie et d'Appui à la Prévision des Inondations (Schapi), situé à Toulouse, et des Service de Prévision des Crues, diffusant leurs prévisions et niveaux de vigilance au travers du site Vigicrues[28],
  • en Suisse, avec l'office fédéral de l'environnement, OFEV[29] avec 5 niveaux de danger,

Préparation individuelle

Un particulier qui souhaite limiter les effets des crues pour lui-même, sa famille, son habitation[30],[31] peut :

  • Bien avant la crue :
    • Prévoir une issue vers le haut, facile pour tous, utilisable sans éclairage ni électricité : étage supérieur, toit ;
    • Prévoir des équipements (exemple : barrages temporaires) permettant de limiter la pénétration de l'eau et de la boue à l'intérieur ;
    • N'utiliser les pièces submersibles que pour un usage secondaire[32] ;
    • Disposer bien en conséquence ses installations électriques (tableau hors d'eau...) ;
    • Amarrer les cuves et les gros objets pouvant flotter ;
  • Au moment de l'alerte de crue :
    • s'informer de l'ampleur prévue de la crue et prévoir une marge supplémentaire (en hauteur, en vitesse) ;
    • Déplacer hors d'atteinte des plus hautes eaux connues les objets de valeur (ex : véhicule...), les aliments, les produits polluants;
    • se constituer une réserve d'eau potable ;
    • installer les équipements limitant la pénétration de l'eau ;
    • couper les arrivées de gaz, d'eau et d'électricité ;
    • monter dans les étages.

Période de retour / Fréquence

Repères de hauteurs de crues de la Loire sur la façade du 22 quai du Châtelet à Orléans (45)
Repère des plus hautes eaux connues de La Garonnette à Quissac (Gard)

Les hydrologues classent l'importance des crues selon la période de retour de leurs débits : une crue n-ennale (exemple : crue centennale) est celle :

  • dont chaque année, la probabilité que son débit soit atteint ou dépassé est de ,
  • qui apparait donc en moyenne toutes les n ans, mais ne se produit pas nécessairement tous les n ans,
  • dont la probabilité que son débit ne soit pas atteint sur la période de n ans est de ,
  • dont la probabilité que son débit soit atteint au moins une fois sur la période de n ans est de .

Tableau des caractéristiques possibles de périodicité usuelle de crue :

Adjectif Nombre
d'années 		Probabilité que le débit de la crue n-nale soit :
≥ chaque année toujours <
sur n ans		 ≥ au moins 1 fois
sur n ans
annuelle 1 1 0 1
biennale 2 0,5 0,25 0,75
triennale 3 0,333 0,296 0,704
quadriennale 4 0,25 0,316 0,684
quinquennale 5 0,2 0,328 0,672
décennale 10 0,1 0,349 0,651
quindécennale 15 0,067 0,355 0,645
vicennale 20 0,050 0,358 0,642
trentennale 30 0,033 0,362 0,638
quadragennale 40 0,025 0,363 0,637
cinquantennale 50 0,02 0,364 0,636
centennale 100 0,01 0,366 0,634
bicentennale 200 0,005 0,367 0,633
tricentennale 300 0,0033 0,3673 0,6327
500 0,002 0,3675 0,6325
millenale 1000 0,001 0,3677 0,6323
décamillenale 10000 0,0001 0,3679 0,6321

Notes et références

  1. ↑ Dictionnaire de l'académie françoise, Académie française, , p. 290
  2. ↑ Le grand vocabulaire françois, vol. 7, Panckoucke, , 600 p., p. 287
  3. ↑ Dictionnaire de l'académie française, vol. 1, Académie française, , 911 p., p. 460
  4. ↑ Organisation météorologique mondiale, « Niveau critique de crue », sur Eumetcal (consulté le )
  5. ↑ a b et c Benoît Hingray, Cécile Picouet et André Musy, Hydrologie : 2 Une science pour l'ingénieur, PPUR Presses polytechniques Universitaires Romandes, coll. « Sciences et ingénierie de l'environnement », , 600 p. (ISBN 2880747988), p. 269
  6. ↑ a et b Jean-Paul Amat, Charles Le Coeur et Lucien Dorize, Éléments de géographie physique, Bréal, coll. « Grand Amphi géographique », , 464 p. (ISBN 2749502055), p. 177-178
  7. ↑ a b c et d Helga-Jane LAGANIER, Risque d'inondation et aménagement durable du territoire, Presses universitaires du Septentrion, , 242 p. (ISBN 2-85939-870-8), p. 51
  8. ↑ a et b Jacques Bethemont, Le thème de l'eau dans la vallée du Rhône : Essai sur la genèse d'un espace hydraulique, (ISBN 2851452150), p. 108
  9. ↑ a et b Roger Lambert, Géographie du cycle de l'eau, Toulouse, , 440 p. (ISBN 2858162735), p. 213 à 214
  10. ↑ a b c d e f et g Pierre-Alain ROCHE, Jacques MIQUEL et Eric GAUME, Hydrologie quantitative : Processus, modèle et aide à la décision, Springer Verlag France, , 590 p. (ISBN 2817801067), p. 103
  11. ↑ a b et c François ANCTIL, L'eau et ses enjeux, Les presses de l'Université Laval, , 230 p. (ISBN 280415694X), p. 200 Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « anc » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  12. ↑ Renaud Marty, Prévision hydrologique d'ensemble adaptée aux bassins à crue rapide, , 302 p. (lire en ligne)
  13. ↑ Anton J. Schleiss et Henri Pougatsch, Les barrages : Du projet à la mise en service, PPUR Presses polytechniques Universitaires Romandes, coll. « Traité de génie civil de l'EPFL », , 716 p. (ISBN 2-88074-831-3), p. 178 à 180
  14. ↑ Roger Ginocchio et Pierre-Louis Viollet, L'énergie hydraulique, Lavoisier, coll. « EDF R&D », (ISBN 2743011912), p. 294
  15. ↑ Gérard Degoutte, Les déversoirs sur digues fluviales, QUAE, coll. « Savoir faire », , 184 p. (ISBN 2759218856), p. 64 à 67
  16. ↑ Annales des ponts et chaussées: Partie technique : Mémoires et documents, Paris, Carilian-Goeury et Dalmont, , 399 p., p. 30
  17. ↑ Alain Recking, Didier Richard et Gérard Degoutte, Torrents et rivières de montagne: Dynamique et aménagement, Versailles, Quae, coll. « Savoir faire », , 336 p. (ISBN 2759219992), p. 109
  18. ↑ a b c et d Beckers E & Degré A (2011) Revue bibliographique : la prise en compte des transferts horizontaux dans les modèles hydrologiques. Revue de Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 15(1). (PDF, 9 pages)
  19. ↑ a et b Malone R.W. et al., 2003. Tillage effect on macroporosity and herbicide transport in percolate. Geoderma , 116 , 191-215
  20. ↑ a et b Bhattacharyya R., Prakash V., Kundu S. & Gupta H.S., 2006. Effect of tillage and crop rotations on pore size distribution and soil hydraulic conductivity in sandy clay loam soil of the Indian Himalayas. Soil Tillage Res ., 86 , 129-140
  21. ↑ a et b Sasal M.C., Andriulo A.E. & Taboada M.A., 2006. Soil porosity characteristics and water movement under zero tillage in silty soils in Argentinian pampas. Soil Tillage Res ., 87 , 9-18.
  22. ↑ a et b Ball B.C., Watson C.A. & Baddeley J.A. (2007) Soil physical fertility, soil structure and rooting conditions after ploughing organically managed grass/clover swards. Soil Use Manage ., 23 , 20-27.
  23. ↑ Ball BC & Robertson EAG (1994) Effects of soil water hysteresis and the direction of sampling on aeration and pore function in relation to soil compaction and tillage. Soil Tillage Res, 32 , 51-60
  24. ↑ a et b Wahl N.A. et al., 2004. Effects of conventional and conservation tillage on soil hydraulic properties of a silty-loamy soil. Physics Chem. Earth , 29 , 821-829.
  25. ↑ Cameira M.R., Fernando R.M. & Pereira L.S., 2003. Soil macropore dynamics affected by tillage and irrigation for a silty loam alluvial soil in southern Portugal. Soil Tillage Res ., 70 , 131-140
  26. ↑ [1]
  27. ↑ [2]
  28. ↑ Site Vigicrues officiel
  29. ↑ [3]
  30. ↑ http://www.developpement-durable.gouv.fr/Referentiel-de-travaux-de.html
  31. ↑ http://www.fntp.fr/upload/docs/application/pdf/2011-08/prevenir_les_inondations_2011-08-21_18-07-56_866.pdf
  32. ↑ http://www.maif.fr/conseils-prevention/habitation/prevenir-risques-vie-courante/risques-naturels/risques-naturels-1.html

Annexes

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Articles connexes

Liens externes

  • [4], Vigicrues sur le site ministère français de l'écologie, du développement durable et de l'énergie
  • [5], Repères de crues sur le site prim.net du ministère français de l'écologie, du développement durable et de l'énergie
  • [6], Repères de crues sur le site de la DRIEE Île-de-France
  • [7], Repères de crues sur le site de l'association Bouclier bleu
  • Histoire de la lutte contre les crues en Suisse (209 pages), par l'ASSETS
v · m
Typologie
Caractéristiques générales
Lit, profil
Dynamique et mécanique fluviales
Sciences
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