6. Caractérisation des aléas naturels
6.1. Hydrologie : crues de la Loire et de ses affluents
6.1.1. Présentation des cours d’eau
La Loire, à son entrée en Loire moyenne (Bec d’Allier), draine une superficie de 32 000 km2 correspondant au sous-bassin de la Loire et à celui de l’Allier. Son régime hydrographique est marqué par la présence des massifs montagneux du Massif central et du Morvan qui bloquent les masses d'air humides océaniques, ce qui génère, en particulier en hiver et en début de printemps, de forts cumuls de précipitations. Une partie de ces massifs est aussi sous influence du climat méditerranéen, ce qui se traduit, du début de l’automne jusqu’au début de l’hiver, ainsi qu’au printemps, par des orages cévenols, épisodes de précipitations très intenses sur un laps de temps très court. Le régime hydrographique, du fait de la faible altitude générale de ces massifs (peu de sommets dépassent les 1 500 m), est très peu soumis à l'influence nivale.
Ces influences climatiques engendrent différentes formes de crues qui peuvent être identifiées suivant leurs origines météorologiques. Elles peuvent être lentes ou rapides. Le débit de la Loire, en amont du val de Tours, est quasiment identique à celui du Bec d’Allier. En effet, la Loire ne reçoit jusqu’au confluent du Cher que l’eau de petits affluents, ce qui n’influe pas ou très modestement sur son débit.
Le Cher est le premier affluent important à l’aval du Bec d’Allier. Son bassin versant a une superficie de 13 680 km², comparable à celle de l’Allier, et représente un quart de la surface du bassin à sa confluence. Il prend sa source à Mérinchal (Creuse) dans les contreforts Nord du Massif Central à une altitude de 714 mètres.
L’Indre est un affluent en rive gauche de la Loire. Il se jette en Loire en amont de la commune d’Avoine. Son bassin versant a une superficie de 3 462 km², bien moindre que l’Allier ou le Cher, et représente moins de 5% de la surface du bassin à sa confluence. Il prend sa source dans les contreforts Nord du Massif Central au Mont Saint-Marien sur la commune de Saint-Priest-la-Marche (Indre) à une altitude de 410 mètres.
La Vienne est le plus important des affluents de la Loire par la surface de son bassin versant. Elle se jette en rive gauche de la Loire au niveau de la commune de Candes- Saint-Martin en face de la levée de l’Authion, à la limite des communes de Chouzé-sur- Loire et de Varennes-sur-Loire qui est aussi la limite des deux départements d’Indre-et- Loire et de Maine-et-Loire. Son bassin versant a une superficie de 21 105 km², ce qui représente près de 30% de la surface du bassin de la Loire à sa confluence. Elle prend sa source dans les contreforts Nord du Massif Central au Mont Audouze sur la commune de Millevaches (Corrèze) à une altitude de 859 mètres dans le plateau de Millevaches. Le Thouet est un affluent en rive gauche de la Loire. Il se jette à Saumur en face de la levée de l’Authion. Son bassin versant est de 3 396 km². Il prend sa source en Gâtines dans la commune du Beugnon (Deux-Sèvres) à une altitude de 223 mètres.
Le bassin de la Maine, qui couvre une superficie de 22 000 km², est composé des sous- bassins de la Mayenne avec son principal affluent l'Oudon, de la Sarthe avec son principal affluent l'Huisne, et du Loir. Ce n'est qu'à la confluence des trois rivières, 12 km avant son confluent avec la Loire, que la rivière prend le nom de Maine.
6.1.1.1. Les crues « cévenoles »
Ce sont les plus brutales. Elles sont dues aux précipitations qui accompagnent les orages cévenols, nés de la confrontation des masses d’air chaud et d’air froid au-dessus des Cévennes sur les hauts bassins de l'Allier et de la Loire, avec parfois des extensions sur le Livradois, le Pilat, les monts du Lyonnais et la partie sud du Morvan. Sans apport océanique, elles s'amortissent très rapidement, mais parfois, comme en 1907, si le front orageux remonte à l'intérieur du bassin, les crues acquièrent suffisamment de puissance pour se propager en Loire moyenne.
La dernière crue cévenole ayant engendré des pertes en vies humaines et des dégâts très importants, date de septembre 1980. Elle a été provoquée par des cumuls de pluies dépassant les 600 mm en 24 h. Sur le Haut Allier, à Langogne, la rivière a atteint un débit de 1 200 m3/s, et l'eau est montée à 8,50 mètres en quelques heures. Sur la Haute-Loire, à Brives-Charensac, le débit a atteint 2 000 m3/s et l'eau est montée à 6,70 mètres, avec une vitesse de montée des eaux atteignant 6 cm par minute.
6.1.1.2. Les crues océaniques
Elles ont lieu surtout en hiver et au printemps. Elles sont provoquées par des fronts pluvieux venant de l'océan Atlantique. D'importance très variable, elles affectent l'ensemble du bassin. Les reliefs, notamment ceux du Morvan, jouent un rôle important dans la répartition des précipitations et de leur cumul.
Parmi les dernières crues marquantes de cette famille, on peut citer les crues du printemps 1983. La Loire à Nevers a atteint en avril un débit de 2 230 m3/s, alors qu'en amont de Roanne son débit était de 1 450 m3/s, et en mai un débit de 2 400 m3/s alors que son débit amont était de 1 570 m3/s.
La crue de la Loire de décembre 1982, essentiellement due aux apports de la Vienne, est qualifiée de crue centennale à l’échelle de Saumur (6,05 m). Elle a fortement sollicité la grande levée de l’Authion et la levée de Belle Poule.
6.1.1.3. Les crues mixtes
Elles naissent de la conjonction, plus ou moins marquée, d'une crue cévenole et d'une crue océanique. Elles se traduisent par une montée généralisée des eaux sur l'ensemble du bassin accompagnée par des débits très importants de la Loire, de l'Allier et de leurs affluents. C'est à ce type de crue qu'appartiennent les évènements de 1846, 1856 et 1866 dont la période de retour au Bec d’Allier est estimée à 170 ans.
6.1.1.4. Les crues du Cher et la concomitance avec une crue de la Loire
Les crues du Cher sont essentiellement océaniques, par précipitations sur le Nord du Massif central. L’hétérogénéité des pluies et de son bassin versant se traduit par des hydrogrammes à caractéristiques variables. Par ailleurs, la qualité et la durée des observations invitent à rester prudent sur les résultats suivants issus des analyses statistiques. L’hydrologie du Cher demande à être mieux connue. Une proposition en ce sens est faite au chapitre 9 « étude de réduction du risque » au paragraphe 9.5.2.1.
Période de retour Débit de pointe de la crue à Bléré Remarque
10 ans 880 m3/s
50 ans 1 070 m3/s
100 ans 1 140 m3/s
Très rare35 1 725 m3/s Crue de 1856
Tableau 31 : débits de pointe caractéristiques du Cher
La crue de juin 1856 dont le débit maximal a été estimé à 1 725 m3/s, est considérée comme un événement exceptionnel dont le débit est très supérieur à celui de la crue centennale.
L’analyse de la concomitance des crues du Cher et de la Loire, réalisée dans le cadre de l’Étude Loire moyenne (Equipe Pluridisciplinaire d'assistance aux maîtres d'ouvrage Plan
Loire Grandeur Nature, 2001), s’est basée sur les observations réalisées aux stations du Pont Wilson à Tours ou de Langeais sur la Loire et des stations du Pont Sanitas (Tours) ou de Savonnières sur le Cher. Le décalage est estimé à partir des pointes de crues (hauteurs maximales) pour 38 évènements.
Le décalage médian entre la pointe de crue de la Loire et du Cher est de 10 heures.
Figure 31 : distribution des décalages des pointes de crues du Cher et de la Loire (Etude Loire moyenne)
6.1.1.5. Les crues de l’Indre
Les crues de l’Indre sont essentiellement océaniques. Grâce à l’échelle de Cormery, le débit de pointe et l’hydrogramme de l’Indre a pu être reconstitué pour l’évènement de 185636. Ce débit maximum a été estimé à 336 m3/s et associé à une période de retour de
20 à 25 ans. De par la taille de son bassin versant, l’Indre influence peu l’hydrologie de la Loire en crue.
6.1.1.6. Les crues de la Vienne et la concomitance avec une crue de la Loire
Les crues de la Vienne sont essentiellement océaniques. L’expertise hydrologique, menée par Z. Gasowski, s’est appuyée sur deux études, l’une conduite en 1979 par SOGREAH (Étude hydrologique des crues de la Vienne), l’autre réalisée en 1982 par le
Laboratoire d’Hydrologie Mathématique de Montpellier (Estimation du risque de simultanéité des crues de la Loire et de la Vienne au niveau de leur confluence), l’Étude Loire moyenne venant également compléter les connaissances.
Les observations à la station de Nouâtre sur la Vienne, pour différentes périodes, ont permis d’établir les résultats suivants :
Débits de pointe Période de retour SOGREAH (échantillonnage de 1889 à 1979) BANQUE HYDRO (échantillonnage de 1962 à 2010) Equipe Pluridisciplinaire (échantillonnage de 1982 à 1997) 2 ans 1350 m3/s 1300 m3/s 1444 m3/s 10 ans 2330 m3/s 2200 m3/s 2140 m3/s 50 ans 2800 m3/s 2600 m3/s 2583 m3/s 100 ans 2950 m3/s 3000 m3/s 2740 m3/s
Tableau 32 : débits de pointe caractéristiques de la Vienne
L’équipe de rédaction ne dispose pas d’éléments de connaissance de la crue de 1982 pour la Vienne. Ce point est abordé dans le chapitre 9 « étude de réduction du risque » au § 9.5.2.
Concernant la concomitance des crues de la Loire et de la Vienne, les études, citées ci- dessus, montrent que sur 60 événements répartis sur 90 années d’observation, la Vienne a apporté en moyenne 30% du débit de pointe de la crue à Montsoreau (mini : 3%, maxi : 67%).
L'analyse des observations sur la Loire aux stations de Langeais (ou La Chapelle-sur- Loire ou Port Boulet suivant les périodes), et à celle de Montsoreau et sur la Vienne à la station de Nouâtre, révèle que la situation la plus fréquente consiste en une avance de 4 à 5 jours du débit de pointe de la crue de la Vienne sur la crue de la Loire au niveau de la confluence (cf. tableau ci-dessous).
Nombre de jours de décalage
entre la Vienne et la Loire Pourcentage des évènements
0 à 0.5 12% 1 15% 2 3% 3 13% 4 33% 5 18% 6 6%
Tableau 33 : décalage des pointes de crues de la Vienne à Nouâtre et de la Loire à Saumur (Synthèse hydrologique de l’Étude Loire moyenne)
Cependant, si plusieurs perturbations océaniques se succèdent, il est alors possible d'observer une concomitance de la pointe d'une crue de la Loire, due à la première précipitation, avec la pointe d'une crue de la Vienne due à la seconde perturbation, notamment si les deux perturbations sont décalées d'environ 48 heures.
6.1.1.7. Les crues du Thouet
Les crues du Thouet sont essentiellement océaniques.
Les observations à la station Pont Chacé près de Saumur (fortement influencées par les nombreux barrages présents sur le cours d’eau) permettent d’établir les résultats suivants :
Période de retour Débits de pointe issus de la BANQUE HYDRO (échantillonnage de 1965 à 1991)
5 ans 350 m3/s
10 ans 430 m3/s
20 ans 510 m3/s
50 ans 610 m3/s
Tableau 34 : débits de pointe caractéristiques du Thouet
A noter que lors de l’évènement de 1856, le débit maximum du Thouet a été estimé par Sanjon à 213 m3/s.
Le Thouet a connu des crues conséquentes en 1977 et en 1994 avec, respectivement, des débits de pointe estimés à 540 m3/s et 600 m3/s.
6.1.1.8. Les crues de la Maine
L’analyse statistique des débits de la Maine sur 40 ans (1938 à 1978) n’a mis en évidence aucune concomitance significative entre les pointes de crues de la Loire et celles de la Maine. La crue de janvier 1995 est une crue significative de la Maine (période de retour estimée à 100 ans) avec une cote de 6,65 m au pont de Basse Chaîne.