GESTION DES CRUES - APPlICATIoN à lA GeSTIoN DeS eAuX

APPlICATIoN à lA GeSTIoN DeS eAuX

4.3 GESTION DES CRUES

[ShOFM 181, J04, J10, J15, K10, K15, K22, K45]

4.3.1 Généralités

Une crue est une «montée, en général brève, du niveau d’un cours d’eau jusqu’à un maximum dont il redescend en général plus lentement» (UNESCO/

OMM, 1992). Certaines crues débordent des limites normales du lit d’un cours d’eau ou d’autres forma-tions aquatiques, en inondant des zones qui ne sont pas normalement submergées. Fortes ou faibles, les crues font partie du cycle hydrologique naturel et sont généralement le résultat d’une interaction complexe de processus naturels aléatoires ayant trait aux précipitations et aux températures et des caracté-ristiques des bassins versants. En général, l’ampleur d’une crue est fonction des facteurs suivants:

a) Volume, répartition spatiale, intensité et durée des précipitations et de la fonte des neiges dans le bassin versant;

b) État du bassin versant et conditions météorolo-giques avant l’épisode pluvieux;

c) État des sols (modes d’utilisation des terres, topographie, etc.);

d) Capacité du cours d’eau à évacuer les eaux de ruissellement (y compris celles provenant d’em-bâcles dus à la glace ou aux troncs flottants);

e) Incidence des mascarets ou des marées de tempête.

Pour les établissements humains et le développe-ment socioéconomique, les plaines d’inondation

offrent de nombreux avantages en raison de leur proximité avec les cours d’eau qui fertilisent les sols, garantissent d’abondantes réserves d’eau et fournissent des voies de communication. Les crues contribuent aussi à alimenter les zones humides et les nappes souterraines et sont bénéfiques pour la pêche et l’agriculture, ce qui ajoute à l’attrait de ces plaines d’inondation. Mais par ailleurs, les inonda-tions produisent des effets particulièrement néfastes sur l’économie et la sécurité des personnes. Elles sont en tête de toutes les catastrophes naturelles pour le nombre de personnes touchées et les pertes économiques qui en résultent (Munich Re, 2006).

La lutte de l’humanité contre ce risque naturel est aussi vieille que l’histoire des établissements humains. Ces dernières décennies, on est progressi-vement passé de la maîtrise des crues à la gestion des crues. Le présent chapitre donne un aperçu des efforts que l’on peut déployer pour atténuer les effets négatifs des inondations tout en tirant profit des plaines inondables.

4.3.2 Stratégies de gestion des crues La maîtrise des crues renvoie plus spécifiquement à la mise en place et à l’exploitation d’ouvrages visant à éliminer ou réduire au minimum les effets dommageables des crues, et cela en retenant, contraignant ou détournant les eaux de crue dans des limites nominales fondées sur des considéra-tions économiques (CIID, 1996; Framji et Garg, 1978). Quant à la gestion des crues, elle se réfère à l’ensemble du processus de prévention et d’atténua-tion des inondad’atténua-tions et de réducd’atténua-tion des risques d’inondation d’une manière globale. Les risques d’inondation, correspondant par définition aux pertes susceptibles d’être causées par les crues répar-ties sur une période donnée, sont fondés sur les facteurs suivants:

a) L’ampleur du risque, exprimée en termes de fréquence et de gravité (hauteurs d’eau et vitesses associées);

b) L’exposition des activités humaines aux inondations;

c) La vulnérabilité des éléments exposés au risque.

Offrir une protection absolue aux zones soumises aux inondations pour toutes les amplitudes de crues n’est ni possible d’un point de vue pratique, ni économiquement réalisable. Par conséquent, une approche pratique de la gestion des crues serait de fournir un degré raisonnable de protec-tion contre les risques d’inondaprotec-tion à un coût économique acceptable, grâce à une combinaison de mesures structurelles et non structurelles. Au fil du temps, les mesures de protection contre les inondations ont joué un rôle important dans la

sauvegarde des populations et des activités écono-miques. Elles ont été cependant complétées, au cours de la dernière décennie, par des mesures non structurelles comme la prévision des crues et la réglementation de l’utilisation des sols. Ce faisant, on a cherché à répondre au besoin ressenti d’un changement radical d’orientation marqué par le passage de la maîtrise des crues à la gestion des crues.

On distingue quatre stratégies principales de gestion des crues visant à réduire les risques d’inondation:

a) Modifier les caractéristiques des crues;

b) Modifier la sensibilité de la société aux dommages causés par les inondations;

c) Réduire le fardeau des pertes par habitant;

d) Supporter les pertes.

Les méthodes de modification des caractéristiques des crues portent sur le volume des écoulements, le temps nécessaire pour atteindre le pic, la durée de la crue, l’étendue de la zone sujette aux inondations, la vitesse et la hauteur des eaux et/ou les quantités de matériaux et de polluants charriés par les inon-dations. Ces méthodes comprennent la protection par des moyens physiques: barrages, réservoirs, digues, remblais, modifications du chenal, dériva-tion des eaux et aménagement du bassin versant.

Des mesures peuvent être prises pour réduire la vulnérabilité des activités économiques aux dommages causés par les inondations, notamment des actions visant les plaines d’inondation. Il s’agit notamment de la réglementation de l’occupation des sols, de la protection d’objectifs définis contre les inondations, de la prévision des crues et des annonces de crue.

La réduction du fardeau des pertes consiste en diverses mesures destinées à modifier la charge par habitant, soit en la répartissant sur une plus grande partie de la population que celle immédiatement affectée, soit en l’échelonnant dans le temps. Il s’agit d’une stratégie visant à réduire les pertes au moyen de mesures destinées à aider tant les parti-culiers que les collectivités dans les phases de préparation, de survie et de relèvement. Ces mesures sont notamment les suivantes: prépara-tion aux situaprépara-tions d’urgence, évacuaprépara-tions, lutte contre les inondations, récupération post-inonda-tion et programmes d’assurance contre les dégâts des crues (ces mesures étant complémentaires de celles exposées dans les deux points précédents).

Supporter les pertes signifie vivre avec les inonda-tions. L’accent étant mis de plus en plus sur le rapport coût-avantages pour l’ensemble des mesures

à prendre face aux risques d’inondation, on en vient souvent à estimer qu’il s’agit là de la solution la plus acceptable.

L’élaboration de politiques, de stratégies et de plans de lutte contre les risques liés aux inonda-tions ou à tout phénomène naturel dangereux devrait se fonder sur une évaluation complète des risques encourus. Cela requiert une approche intégrée prenant en compte un large éventail de mesures de gestion des crues. Il est nécessaire d’examiner la situation dans sa globalité, de comparer les options disponibles et de choisir la stratégie la mieux adaptée à la situation étudiée.

Après avoir pesé le pour et le contre des diverses mesures structurelles et non structurelles envisa-geables, il faudra évaluer, adopter et mettre en œuvre une combinaison pertinente de ces deux types de mesures. Par exemple, l’édification d’une digue dans une partie d’une ville peut être judi-cieusement complétée par une adaptation des modes d’occupation des sols dans une zone non protégée d’évacuation des crues et par des ajuste-ments structurels dans un secteur peu bâti. De même, la maîtrise des crues à l’aide de réservoirs peut être combinée avec une réglementation de l’occupation des sols.

4.3.3 Gestion intégrée des crues

Les mesures traditionnelles de protection ne suffi-sent plus. On sait aujourd’hui qu’il faut adopter une gestion préventive des risques liés aux inonda-tions. La gestion intégrée des crues, qui permet de prendre en compte la mise en valeur des ressources terrestres et hydriques d’un bassin fluvial dans le cadre de la gestion intégrée des ressources en eau, vise à gérer les crues de manière à pouvoir exploiter au maximum les avantages nets que procurent les plaines inondables, tout en réduisant autant que possible les pertes en vies humaines dues aux inondations (OMM/APFM, 2004). Ainsi, des pertes occasionnelles causées par des inondations sont acceptables dans la mesure où elles se justifient par une exploitation de plus en plus rationnelle des terres inondables dans une perspective à long terme. La gestion intégrée des crues est axée sur cinq objectifs:

a) Gérer le cycle de l’eau, dans la mesure où il se rapporte aux sols, dans son ensemble;

b) Intégrer la gestion des ressources terrestres et hydriques;

c) Adopter le meilleur ensemble possible de stratégies;

d) Veiller à la participation des différents acteurs;

e) Introduire le concept d’intégration dans les modes de gestion des aléas.

On trouvera une analyse détaillée de ces objectifs dans l’ouvrage OMM/APFM (2004).

Pour mettre en œuvre la gestion des crues dans le cadre de la gestion intégrée des ressources en eau, il y a lieu de considérer les bassins fluviaux comme des systèmes intégrés. Parmi les mesures multi-formes à prendre figurent par exemple les activités socioéconomiques, les plans d’occupation des sols, les processus hydromorphologiques, la sensibilisa-tion du public, l’éducasensibilisa-tion, la communicasensibilisa-tion ainsi que la participation des parties prenantes à un processus décisionnel transparent. Ces mesures doivent être jugées comme des éléments constitu-tifs des systèmes en question, faisant dûment partie des mesures non structurelles.

Interdisciplinaire par nature, la gestion des crues suppose la participation de différents secteurs de l’économie et des différents ministères et institu-tions qui exercent une influence sur l’ampleur des crues et sur la mise en œuvre des mesures de gestion les concernant. À ce titre, les liens entre les différents secteurs compétents prennent une grande importance, si bien que l’élément clé est ici la coopération et la coordination par delà les limites institutionnelles. Si le mandat de beaucoup d’institutions ne couvre qu’une partie d’un bassin fluvial, voire un seul secteur, celui de certaines autres s’étend bien au-delà des limites d’un bassin.

L’intégration exige une communication transver-sale efficace entre toutes les institutions et les disciplines concernées, qui ne peut se mettre en place sans une perception claire des objectifs communs. Il conviendrait donc de mettre l’accent sur l’adoption de stratégies souples adaptées à chacune des régions exposées aux crues, en fonc-tion de leurs diverses caractéristiques physiques, sociales, culturelles et économiques. Il importe en outre d’évaluer les différentes options et leurs avantages et inconvénients relatifs.

La diffusion rapide de prévisions suffisamment précises et fiables aux habitants des plaines d’inon-dation permet de sauver des vies humaines, à condition toutefois que l’on ait mis en place des mesures de préparation et des mécanismes d’inter-vention permettant d’évacuer les populations des zones menacées. Les cartes des zones inondables, aussi appelées cartes des inondations, cartes des risques d’inondation ou cartes de zonage des plaines d’inondation, indiquent les zones susceptibles d’être inondées suivant une probabilité donnée, afin notamment que ceux qui voudraient vivre ou investir dans une plaine d’inondation prennent leur décision en connaissance de cause (OMM/

APFM, 2006a). Ces outils jouent un rôle important

dans la sensibilisation des différents acteurs aux risques d’inondation et les aident à organiser les mesures d’intervention en cas de crues. Le zonage des plaines d’inondation peut se révéler très utile pour franchir une étape supplémentaire, mais a aussi ses limites en raison des difficultés à faire respecter les réglementations correspondantes – en particulier dans les économies en développement sous l’influence de la poussée démographique.

4.3.4 Mesures structurelles

4.3.4.1 Crues de projet

Une crue de projet est définie comme l’hydro-gramme de crue ou le débit maximal instantané adopté pour la conception d’un ouvrage hydrau-lique ou de travaux de régularisation, compte tenu de facteurs politiques, sociaux, économiques et hydrologiques. C’est la crue maximale contre laquelle le projet est protégé. Sa définition implique la sélection de critères de sécurité et l’estimation de l’ampleur de la crue répondant à ces critères. Cet aspect est traité en détail à la section 5.10.

Bien qu’un ouvrage de maîtrise des crues soit édifié pour faire face aux futures crues, sa conception est généralement fondée sur l’analyse des crues passées.

Il se peut cependant qu’une telle extrapolation pour l’avenir à partir de séries hydrologiques du passé ne soit pas toujours pertinente, en raison de l’évolu-tion des phénomènes météorologiques ou de la réaction hydrologique du bassin. Les influences anthropiques liées à la croissance démographi- que et à l’amélioration du niveau de vie peuvent entraîner une intensification de l’aménagement des terres. L’extension et la densification de l’urbanisa-tion contribuent souvent à l’augmental’urbanisa-tion des volumes et des pics de débit des écoulements de surface et de la charge solide. La déforestation peut entraîner un accroissement des apports solides et une déstabilisation de la morphologie fluviale. Les forêts peuvent céder la place à des terres agricoles, avec un drainage croissant. Les modèles hydrolo-giques déterministes (voir le chapitre 6) permettent d’évaluer les effets hydrologiques des changements en amont, notamment sur le risque de crues en aval.

Plusieurs études sur les incidences éventuelles des changements climatiques sur les inondations ont été effectuées dans le cadre des activités du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC, 2007). À l’heure actuelle, il n’est pas possible, pour un bassin donné, de prévoir une augmentation éventuelle des pointes de crue due aux changements climatiques avec un degré de

certitude suffisant pour qu’il en soit tenu compte dans les processus de planification et de concep-tion. Des techniques de gestion adaptatives, telles que la révision des critères de détermination de la revanche des digues et autres ouvrages ou la modi-fication judicieuse des procédures d’exploitation des ouvrages de maîtrise des crues, offrent cepen-dant la possibilité de faire face à l’intensification éventuelle des phénomènes extrêmes due aux changements climatiques.

4.3.4.2 Réservoirs de rétention des eaux de crue

Les débordements d’un cours d’eau entraînant des inondations ne se produisent généralement pas sur de longues périodes, même pendant la saison des crues. Les crues de grande ampleur sont causées par de gros orages associés à des phénomènes météoro-logiques extrêmes, comme les cyclones et les mous-sons intenses, et prennent fin dans un délai raisonnable. En fonction des caractéristiques des bassins versants et des trajectoires des orages, il est possible d’atténuer les crues à l’aide de divers ouvrages de stockage destinés à retenir les eaux en période de crues et ainsi de tirer profit de l’alter-nance entre les crues dues aux fortes précipitations et les périodes relativement sèches. Le stockage des eaux est généralement réalisé à l’aide d’un barrage édifié sur un tronçon en amont du cours d’eau ou encore à l’aide de bassins d’accumulation répartis dans les plaines inondables.

4.3.4.2.1 Capacité de stockage des eaux de crue des réservoirs

Le volume de stockage à prévoir pour retenir les eaux de crue dans un réservoir est fonction des facteurs suivants:

a) Volume, débit de pointe, durée et autres caractéristiques de la crue en amont à modérer;

b) Stockage nécessaire pour répondre aux diverses autres demandes d’eau;

c) Capacité d’évacuation du chenal en aval;

d) Niveau requis d’atténuation des crues.

Si les crues varient fortement au cours de l’année et ne se produisent que durant une saison particu-lière, le réservoir peut devoir jouer un rôle multiple pour satisfaire des demandes d’eau variées, en plus de l’atténuation des crues. S’il en est ainsi, la capa-cité du réservoir dépendra surtout des autres demandes, avec seulement un stockage réservé spécifiquement à l’atténuation des crues pendant la saison correspondante. Dans de tels cas, on abaisse le niveau de la retenue avant le début de la

saison des crues, puis on remplit de nouveau la retenue une fois la saison passée. Le stockage des crues peut se faire aussi bien au moyen de réser-voirs situés sur le cours d’eau ou en dehors de celui-ci. Si ce stockage spécial ne peut être réalisé, un programme d’exploitation soigneusement conçu peut permettre une atténuation partielle des crues.

Les usages multiples des réservoirs sont aussi examinés à la section 4.2.6.

4.3.4.2.2 Considérations sur la conception

L’atténuation des crues est exécutée par une rétention suivie d’un largage régulé d’une partie du débit de pointe. Le volume de stockage tempo-raire requis est habituellement défini comme la partie de la réserve pouvant produire une réduc-tion donnée du débit de pointe d’une crue d’une intensité ou d’une probabilité d’occurrence donnée. On peut distinguer trois types essentiels de stockages:

a) Stockage régularisé dans un réservoir situé ou non sur le cours d’eau;

b) Stockage non régularisé dans un réservoir situé sur le cours d’eau;

c) Stockage non régularisé dans un réservoir situé hors du cours d’eau.

La capacité de stockage dont on a besoin pour obtenir un effet donné dépend du type de stockage utilisé. Les effets respectifs de transformation des crues pour chacun des types de stockage indiqués ci-dessus, dans le cas où le même étêtement des crues est souhaité, apparaissent à la figure II.4.10 et sont examinés dans les sections suivantes. Dans la pratique, l’effet d’un réservoir pour la maîtrise des crues correspond généralement à celui d’une combinaison de différents types de stockage, régularisés ou non.

4.3.4.2.3 Stockage temporaire régularisé

Une maîtrise totale de la capacité de stockage temporaire d’un réservoir permet d’obtenir la meilleure atténuation possible des effets des crues, car cela permet de ne commencer à stocker l’eau qu’une fois que le plus fort débit admissible (débit non dommageable) est atteint en aval du réservoir.

On ne stocke ainsi que la partie des eaux de crue censée causer des dégâts.

La régularisation s’obtient en manœuvrant les vannes qui équipent l’exutoire s’il s’agit d’un réser-voir situé le long du cours d’eau ou celles qui équi-pent le canal de prise, d’une part, et la sortie du réservoir, d’autre part quand celui-ci est situé hors du cours d’eau. Dans le premier cas, la maîtrise ne sera totale que si l’ouvrage de sortie dispose d’une capacité suffisante pour laisser passer le débit non dommageable lorsque le stockage dans le réservoir est à son minimum et si la lâchure à partir du stoc-kage temporaire peut être régularisée en totalité.

Dans le deuxième cas, celui d’un réservoir situé hors du cours d’eau, la maîtrise totale est subor-donnée à une capacité de la prise d’eau suffisante pour éviter, en aval, une augmentation de l’écoule-ment supérieure au débit non dommageable ainsi qu’à la possibilité de régulariser les lâchures d’eau stockée.

Il n’est pas indispensable que la crue de projet dont on a besoin pour dimensionner ce type de réservoir soit la même que celle utilisée pour le calcul de son évacuateur, puisque les exigences de sécurité s’ap-pliquant au barrage diffèrent en général des besoins de protection contre les crues en aval du réservoir.

4.3.4.2.4 Stockage temporaire non régularisé sur le cours d’eau

À des fins de conception, le stockage au-dessus d’une crête fixée de l’évacuateur d’un réservoir aménagé sur un cours d’eau est généralement consi-déré comme non régularisé, bien qu’il puisse l’être en partie au moyen de lâchures par des vannes de fond et des turbines. Toutefois, quand on conçoit un stockage temporaire non régularisé, on suppose soit que ces lâchures sont constantes au passage d’une crue, soit que les ouvrages de sortie sont fermés. La première hypothèse est ordinairement retenue pour l’évaluation des effets en aval de la

Dans le document www.wmo.int Guide des pratiques hydrologiques (Page 77-89)