Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion digues de classe A

(1)

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digues de classe A

J. Maurin, A. Boulay, R. Tourment, B. Beullac

To cite this version:

J. Maurin, A. Boulay, R. Tourment, B. Beullac. Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion digues de classe A. irstea. 2014, pp.378. �hal-02599778�

(2)

DREAL Centre

SLBLB

Département Etudes et Travaux Loire

Étude

de dangers des

levées de Loire du

val d’Authion

digues

de classe A

Février 2014

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Historique des versions du document

Version Date Commentaire

1 10/12/2012 Premier envoi aux gestionnaires 2 01/08/2013 Relectures internes DREAL

2.1 16/09/2013 Deuxième envoi aux gestionnaires

2.2 Janvier 2014 Modification suite aux remarques des gestionnaires 2.3 Février 2014 Intégration des dernières remarques

3.0 Février 2014 Version définitive transmise aux gestionnaires pour remise aux préfets d’Indre-et-Loire et de Maine-et-Loire

Étude dirigée par

Jean MAURIN – DREAL Centre / SLBLB / DETL

Tel. : 02-36-17-41-81 / fax : 02-36-41-01

Mél. : jean.maurin@developpement-durable.gouv.fr

Agrément « digues et petits barrages » N° 21d arrê té du 7 avril 2011 publié au JORF le 13 mai 2011

Rédacteurs

Jean Maurin (DREAL Centre), Arnaud Boulay (DREAL Centre), Rémy Tourment (Irstea), Bruno Beullac (Irstea).

Relecteurs principaux

Emmanuel Didon (DREAL Centre), Sébastien Patouillard (DREAL Centre), Alain Migault (DDT 37), Denis Balcon (DDT 49), Kristel Allée (Entente Authion)

(4)

SOMMAIRE

Information au lecteur et mise en garde... 19

0. Résumé non-technique de l’Étude de dangers ... 23

0.1. Contexte et objectifs de l’Étude de dangers ... 23

0.2. Systèmes de protection contre les inondations et composition des levées de Loire du val d’Authion ... 25

0.3. Dangers liés aux levées de Loire du val d’Authion ... 28

0.4. Niveaux de protection apparents et niveaux de sûreté des levées de Loire du val d’Authion 28 0.4.1. Niveaux de protection apparents ... 29

0.4.2. Défaillance du système de protection et niveaux de sûreté ... 32

0.4.3. Description du fonctionnement probable du système de protection dans son état actuel 34 0.5. Caractérisation de la gravité du risque associé à la défaillance du système de protection . 35 0.5.1. A l’échelle du val ... 35

0.5.2. A l’arrière immédiat des digues ... 36

0.6. Mesures de réduction des risques ... 38

0.6.1. Mesures de gestion de l’ouvrage ... 39

0.6.2. Mesures de gestion du risque ... 39

0.6.3. Améliorations structurelles et fonctionnelles de la digue ... 39

0.6.4. Améliorations des connaissances ... 41

1. Renseignements administratifs ... 42

1.1. Propriétaires des ouvrages ... 42

1.2. Gestionnaires des ouvrages ... 44

1.3. Rédacteurs de l’Étude de dangers ... 45

1.4. Classement de la levée de l’Authion ... 46

2. Objet de l’étude ... 47

2.1. Les levées de Loire du val d’Authion ... 47

2.2. La zone protégée : le val d’Authion ... 51

2.3. Les vals dans la zone d’influence du val d’Authion ... 54

2.4. La Loire moyenne ... 54

2.5. La Loire ... 57

3. Analyse fonctionnelle de l’ouvrage et de son environnement ... 58

3.1. Description de l’ouvrage ... 58

3.1.1. Principe de discrétisation du système de protection contre les crues de la Loire ... 58

3.1.2. Définition du système de protection étudié ... 60

3.1.2.1. Ligne de défense principale ... 60

3.1.2.2. Ouvrages secondaires ... 61

3.1.2.3. Définition du système de protection contre les inondations de la Loire et comparaison avec l’arrêté de classement ... 69

3.1.3. Description de l’objectif de protection ... 71

3.1.3.1. Définition du niveau de protection et du niveau de sûreté d’un système d’endiguement... 71

3.1.3.2. Objectif de protection historique des levées de Loire du val d’Authion ... 73

3.1.3.3. Niveaux de protection apparents des levées de Loire du val d’Authion ... 74

3.1.4. Principaux résultats de l’analyse fonctionnelle hydraulique ... 86

3.1.5. Composition des levées de Loire du val d’Authion et désordres constatés ... 90

3.1.5.1. Bref historique des principales phases de travaux ... 90

3.1.5.2. Principales caractéristiques externes des levées de Loire du val d’Authion ... 99

3.1.5.3. Profils en travers types des levées et fondation ... 105

(5)

3.2. Description de l’environnement de l’ouvrage ... 120

3.2.1. La Loire... 120

3.2.2. Systèmes d’endiguement en rive opposé ... 121

3.2.3. Raccordements amont et aval ... 123

3.2.4. La zone protégée par les levées ... 124

3.2.4.1. Carte des Plus Hautes Eaux Connues (P.H.E.C.) ... 124

3.2.4.2. Exploitation des données topographiques ... 125

3.2.4.3. Simulations hydrauliques ... 127

3.2.4.4. Comparaison des différentes approches ... 127

3.2.4.5. Inondation de la zone protégée par remontée d’eau à l’aval ... 128

3.2.5. Affluents et fossés de drainage ... 130

3.2.6. Digues et remblais dans la zone protégée ... 130

3.2.7. Estimation de la population présente dans la zone protégée ... 131

3.2.7.1. Analyse de l’occupation du sol ... 131

3.2.7.2. Recensement de la population résidente ... 134

3.2.7.3. Enjeux sensibles et de gestion de crise ... 135

3.2.7.4. Enjeux économiques ... 136

3.2.7.5. Axes routiers ... 136

4. Présentation de la politique de prévention des accidents majeurs et du système de gestion de la sécurité ... 138

4.1. Organisation des gestionnaires de digue ... 138

4.1.1. Gestionnaire des levées domaniales dans le département d’Indre-et-Loire ... 138

4.1.2. Gestionnaire des levées domaniales dans le département de Maine-et-Loire ... 138

4.1.3. Gestionnaire du tronçon « voie ferré » ... 139

4.1.4. Gestionnaire de la levée de Belle Poule... 139

4.2. Consignes écrites ... 139

4.2.1. Consignes écrites des levées domaniales dans le département d’Indre-et-Loire ... 139

4.2.2. Consignes écrites des levées domaniales dans le département de Maine-et-Loire .. 140

4.2.3. Consignes écrites de la levée de Belle Poule ... 141

4.3. Surveillance ... 141

4.3.1. Surveillance des levées domaniales dans le département d’Indre-et-Loire ... 141

4.3.1.1. Reconnaissance et diagnostic initial ... 141

4.3.1.2. Surveillance continue ... 141

4.3.1.3. Surveillance périodique ... 142

4.3.1.4. Surveillance en crue ... 142

4.3.1.5. Surveillance post-crue ... 143

4.3.1.6. Surveillance exceptionnelle ... 144

4.3.2. Surveillance des levées domaniales dans le département de Maine-et-Loire ... 144

4.3.2.1. Reconnaissance initiale ... 144

4.3.2.2. Surveillance continue ... 144

4.3.2.3. Surveillance périodique ... 145

4.3.2.4. Surveillance en début de crue ... 145

4.3.2.5. Surveillance en crue ... 145

4.3.2.6. Surveillance post-crue ... 147

4.3.2.7. Surveillance exceptionnelle ... 147

4.3.3. Surveillance de la levée de Belle Poule ... 147

4.3.4. Perspectives à moyen terme ... 148

4.4. Actions en cas d’urgence en Indre-et-Loire... 148

4.4.1. Travaux d’urgence ... 148

4.4.2. Fermeture des bouchures en crue ... 148

(6)

4.6. Procédures d’évaluation du risque ... 149

4.6.1. Études de dangers ... 149

4.6.2. Revue de sûreté ... 149

4.7. Organisation de la mise en sécurité des populations ... 149

4.8. Dossier d’ouvrage... 150

4.9. Avis du responsable de l’Étude de dangers sur la politique de prévention des risques liés aux levées de Loire du val d’Authion ... 151

5. Identification et caractérisation des potentiels de dangers ... 152

5.1. Ouverture d’une brèche totale ou partielle sur un tronçon de la levée... 152

5.2. Ouverture d’une brèche en partie aval ... 153

5.3. Surverse sans brèche au-dessus de la crête d’un tronçon de levée ... 154

5.4. Dysfonctionnement des clapets anti-retour des canalisations traversant les levées ... 155

5.5. Remontée de nappe dans le val en arrière des levées ... 156

5.6. Inondation par remous ... 157

5.7. Inondation par les affluents et ruissellement urbain ... 157

6. Caractérisation des aléas naturels ... 159

6.1. Hydrologie : crues de la Loire et de ses affluents ... 159

6.1.1. Présentation des cours d’eau ... 160

6.1.1.1. Les crues « cévenoles » ... 161

6.1.1.2. Les crues océaniques ... 161

6.1.1.3. Les crues mixtes ... 161

6.1.1.4. Les crues du Cher et la concomitance avec une crue de la Loire ... 161

6.1.1.5. Les crues de l’Indre ... 162

6.1.1.6. Les crues de la Vienne et la concomitance avec une crue de la Loire ... 163

6.1.1.7. Les crues du Thouet ... 164

6.1.1.8. Les crues de la Maine ... 164

6.1.2. Détermination des débits de pointe et des hydrogrammes de la Loire au Bec d’Allier 164 6.1.4. Influence de la rupture des barrages ... 169

6.2. Embâcles et débâcles de glace ... 172

6.2.1. Conséquences hydrauliques ... 172

6.2.2. Conséquences morphodynamiques ... 172

6.2.3. Conséquences mécaniques ... 173

6.3. Impact du changement climatique ... 173

6.4. Géologie et morphodynamique de la Loire ... 174

6.4.1. Géologie et morphodynamique de Roanne au Bec de Maine ... 174

6.4.2. Influences anthropiques et transit sédimentaire ... 174

6.4.3. Géologie et morphodynamique de la Loire dans le val d’Authion ... 175

6.4.4. Conséquences directes sur les levées ... 181

6.4.5. Conséquences indirectes de la végétalisation du lit ... 182

6.5. Aléa sismique ... 183

6.6. Aléa karstique ... 184

7. Étude accidentologique et retour d’expérience ... 190

7.1. Incidents récents ... 190

7.1.1. Les conséquences des crues récentes (1982 et 1994) sur la levée de l’Authion ... 190

7.1.2. Les conséquences de la crue de 2003 sur d’autres levées de la Loire ... 191

7.1.3. Les incidents hors crue sur les levées de Loire du val d’Authion ... 193

7.1.4. Les incidents hors crue sur les autres levées de la Loire ... 194

7.2. Crues historiques de la Loire au niveau de Saumur ... 196

7.3. Étude des brèches historiques... 197

7.3.1. Étude des brèches des levées de Loire du val d’Authion ... 197

7.3.2. Analyse de certaines brèches des levées de Loire du val d’Authion ... 198

7.3.3. Enseignements des autres brèches sur les levées de la Loire ... 202

(7)

8. Identification et caractérisation des risques ... 209

8.1. Description et principes de la méthodologie... 210

8.1.1. Principe général ... 210

8.1.2. La caractérisation du potentiel de rupture des tronçons de digues ... 211

8.1.2.1. Identification des scénarios de rupture envisageables ... 211

8.1.2.2. Estimation de la probabilité de rupture des tronçons de digues ... 212

8.1.3. L’estimation du risque d’inondation par défaillance du système d’endiguement ... 214

8.1.3.1. L’identification et le choix des scénarios d’inondation caractérisés en termes de probabilités d’occurrence ... 214

8.1.3.2. La caractérisation des scénarios d’inondation en termes d’intensité et de cinétique des phénomènes dangereux... 216

8.1.3.3. L’estimation de la vulnérabilité des enjeux et de la gravité des scénarios d’inondation ... 217

8.1.3.4. L’évaluation de la criticité des scénarios d’inondation ... 220

8.2. Détermination des scénarios de défaillance... 222

8.2.1. Mode ou circonstances de défaillance ... 222

8.2.1.1. Rupture par défaut de stabilité de la digue ou de sa fondation ... 222

8.2.1.2. Rupture par érosion interne ... 232

8.2.1.3. Rupture par surverse ... 242

8.2.1.4. Rupture par érosion externe ... 247

8.2.1.5. Rupture des levées du val d’Authion tous modes confondus ... 248

8.2.2. Principales causes des défaillances ... 258

8.2.3. Niveaux de sûreté des levées de Loire du val d’Authion ... 269

8.3. L’estimation du risque d’inondation par défaillance du système d’endiguement du val d’Authion ... 270

8.3.1. Identification et choix des scénarios d’inondation caractérisés en termes de probabilités d’occurrence ... 270

8.3.2. Intensité et cinétique des scénarios ... 293

8.3.2.1. Construction du modèle hydraulique ... 293

8.3.2.2. Résultats des modélisations hydrauliques 2D ... 293

8.3.2.2.1. Scénario d’inondation n°1 – brèche de juin 1856 à La Chapelle-sur-Loire ... 294

8.3.2.2.2. Scénario d’inondation n°1 bis – brèche de juin 1856 couplée à une rupture du remblai ferroviaire à La Bohalle ... 299

8.3.2.2.3. Scénario d’inondation n°2 – ruptures de digues à Saint-Michel-sur-Loire et La Bohalle 304 8.3.2.2.4. Scénario d’inondation n°3 – rupture de la levée de Belle Poule ... 309

8.3.2.2.5. Scénario d’inondation n°4 – rupture de digue à Saint-Patrice ... 312

8.3.2.2.6. Scénario d’inondation n°5 – ruptures de digues à Saint-Patrice et aux Rosiers-sur-Loire 317 8.3.2.2.7. Scénario d’inondation n°6 – rupture de la digue-voie ferrée à l’aval de Saumur couplée à une rupture de l’ancienne levée ... 322

8.3.2.3. Zone de dissipation d’énergie derrière une brèche ... 327

8.3.3. Gravité et criticité des scénarios d’inondation ... 329

8.3.3.1. Exploitation des résultats de l’étude d’enjeux ... 329

8.3.3.2. L’aléa d’inondation ... 329

8.3.3.3. Vulnérabilité des enjeux contenant des populations – indicateur de danger ... 333

8.3.3.5. Évaluation de la criticité des scénarios d’inondation ... 340

9. Étude de réduction des risques ... 342

9.1. Caractéristiques du système d’endiguement actuel ... 342

(8)

9.2.3. Entretien de l’ouvrage ... 345

9.2.4. Entretien et restauration du lit de la Loire ... 346

9.2.5. Gestion de l’usage des digues ... 346

9.2.6. Actions d’urgence en crue ... 347

9.2.7. Gestion du dossier d’ouvrage ... 347

9.2.8. Exercices ... 348

9.3. Mesures à mettre en œuvre sur le territoire ... 348

9.3.1. Mise en sécurité des populations du val de l’Authion ... 348

9.3.2. Plans communaux de sauvegarde ... 349

9.3.3. Plans de prévention des risques inondations ... 349

9.3.4. Prévision des crues ... 350

9.3.5. Ouvrages secondaires ... 350

9.4. Réduction du risque par des mesures sur le système d’endiguement... 351

9.4.1. Mesures structurelles ... 351

9.4.2. Mesures fonctionnelles ... 354

9.4.3. Travaux à réaliser sur la levée de l’Authion ... 354

9.5. Réduction du risque en améliorant la connaissance ... 359

9.5.1. Connaissance des ouvrages ... 359

9.5.1.1. Connaissance historique des digues ... 359

9.5.1.2. Connaissance géotechnique des digues ... 359

9.5.1.3. Connaissance des phénomènes d’érosion interne liés aux rideaux de palplanches 359 9.5.1.4. Connaissance des ouvrages traversant la levée ... 359

9.5.1.5. Connaissance des formations sous-jacentes ... 360

9.5.1.6. Connaissance fine de la topographie de la levée ... 360

9.5.2. Connaissance des phénomènes ... 360

9.5.2.1. Connaissance de l’hydrologie de la Loire et de ses affluents ... 360

9.5.2.2. Connaissance du phénomène d’embâcles de glace ... 360

9.5.2.3. Connaissance sur le risque de défluviation de la Loire ... 361

9.5.2.4. Connaissance du secteur des Ponts-de-Cé et de la station hydrométrique du pont Dumnacus 361 9.5.2.5. Connaissance des phénomènes induits par le changement climatique ... 361

9.5.2.6. Connaissance de la formation des brèches ... 361

9.5.2.7. Connaissance du phénomène d’érosion interne dans les levées ... 361

9.5.2.8. Connaissance des phénomènes karstiques, des fontis et de leur traitement ... 362

9.6. Synthèse des mesures à engager par type de mesure ... 363

9.6.1. Gestion du risque au niveau de la levée ... 363

9.6.2. Gestion du risque sur le territoire ... 364

9.6.3. Améliorations structurelles et fonctionnelles du système d’endiguement ... 365

9.6.4. Améliorations des connaissances ... 371

9.7. Conclusions sur l’étude de réduction du risque ... 372

Annexes ... 375

(9)

TABLE DES CARTES

Carte 1 : situation et propriété des levées de Loire du val d’Authion ... 24

Carte 2 : digues à l’aval du système d’endiguement des levées de Loire du val d’Authion (IGN - Scan 25 / DREAL Centre MNT 2002 - 2003. Rouge : TN > 213 m NGF, Bleu : TN < 15 m NGF) ... 25

Carte 3 : ligne de défense principale et ouvrages secondaires du val d’Authion (Irstea) ... 26

Carte 4 : niveaux de protection apparents des levées de Loire du val d’Authion ... 32

Carte 5 : niveaux de sûreté des levées de Loire du val d’Authion ... 33

Carte 6 : scénarios d’inondation étudiés dans l’Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion ... 35

Carte 7 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur amont – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 37

Carte 8 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur central – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 37

Carte 9 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur aval – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 38

Carte 10 : mesures structurelles et fonctionnelles du tronçon « levée du val d’Authion amont » ... 40

Carte 11 : mesures structurelles et fonctionnelles des tronçons situés dans le département de Maine-et-Loire ... 40

Carte 12 : mesures structurelles et fonctionnelles du tronçon « levée de Belle Poule » ... 41

Carte 13 : digues domaniales et non domaniales de la Loire et de ses principaux affluents ... 43

Carte 14 : situation et propriété des levées de Loire du val d’Authion ... 44

Carte 15 : communes d’emprise des levées de Loire du val d’Authion ... 48

Carte 16 : les grands tronçons des levées de Loire du val d’Authion identifiés dans l’Étude de dangers ... 50

Carte 17 : digues à l’aval du système d’endiguement des levées de Loire du val d’Authion (IGN - Scan 25 / DREAL Centre MNT 2002 - 2003. Rouge : TN > 213 m NGF, Bleu : TN < 15 m NGF) ... 50

Carte 18 : communes du val d’Authion (IGN - Scan 25) ... 52

Carte 19 : communes du val d’Authion – zoom sur la partie aval du val (IGN - Scan 25) ... 53

Carte 20 : systèmes d’endiguement dans la zone d’influence du val d’Authion ... 54

Carte 21 : bassin hydrographique de la Loire et Loire moyenne... 55

Carte 22 : les systèmes endigués de la Loire moyenne ... 56

Carte 23 : discrétisation en profil de 50 m des levées de Loire du val d’Authion ... 59

Carte 24 : ligne de défense principale du val d’Authion (source Irstea – fond de plan IGN-Scan25) . 61 Carte 25 : ouvrages secondaires du val d’Authion (Irstea) ... 62

Carte 26 : remblai ferroviaire à Brain-sur-l’Authion (Irstea) ... 62

Carte 27 : situation de l’A85 ... 63

Carte 28 : situation topographique de l’A87 dans le secteur des Ponts-de-Cé ... 63

Carte 29 : remblai routier – commune de La Chapelle-sur-Loire ... 64

Carte 30 : remblai routier commune de Villebernier ... 64

Carte 31 : remblai routier à Saint-Martin-de-la-Place (Irstea) ... 65

Carte 32 : remblai routier à La Daguenière (Irstea) ... 65

Carte 33 : situation de la levée Napoléon ... 66

Carte 34 : ancienne levée du val d’Authion ... 68

Carte 35 : réseau de digues de l’Authion ... 68

Carte 36 : les grands tronçons des levées de Loire du val d’Authion identifiés dans l’Étude de dangers ... 70

Carte 37 : localisation des échelles R.I.C. de la Loire ... 77

Carte 38 : niveaux de protection apparents des levées de Loire du val d’Authion ... 86

Carte 39 : analyse fonctionnelle hydraulique – secteur amont (Irstea) ... 88

Carte 40 : analyse fonctionnelle hydraulique – secteur central 1 (Irstea) ... 88

(10)

Carte 43 : travaux de renforcements réalisés entre 2006 et 2012 dans le département de

Maine-et-Loire ... 96

Carte 44 : travaux de renforcements de la levée de Belle Poule réalisés entre 1921 et 1994 (source diagnostic initial de sûreté – ISL – 2010) ... 99

Carte 45 : carte géologique du secteur d’Angers – schistes d’Angers (BRGM – Infoterre) ... 114

Carte 46 : canalisations incluses dans les levées de Loire du val d’Authion et position par rapport au talus de digue ... 116

Carte 47 : position estimée des canalisations sur le profil en long du système d’endiguement ... 116

Carte 48 : bâtiments encastrés dans les levées de Loire du val d’Authion ... 117

Carte 49 : végétation ligneuse sur et aux abords des levées de Loire du val d’Authion ... 118

Carte 50 : terriers d’animaux fouisseurs dans les levées de Loire du val d’Authion ... 119

Carte 51 : synthèse des constats sur la morphologie de la Loire dans le secteur n°4 (CETE Ouest - Laboratoire Régional d’Angers)... 120

Carte 52 : raccordement amont de la ligne de défense principale du val d’Authion – commune de Langeais (IGN – Scan 25 / DREAL Centre – MNT 2002-2003) ... 123

Carte 53 : raccordement aval de la ligne de défense principale du val d’Authion – commune des Ponts-de-Cé (IGN - Scan 25 / DREAL Centre MNT 2002 - 2003) ... 123

Carte 54 : emprise de la zone inondable d’après l’Atlas des Zones Inondables – version antérieure à 2012 ... 125

Carte 55 : topographie du val d’Authion relative à la pente moyenne du val ... 126

Carte 56 : emprise de la zone inondable d’après l’exploitation du modèle numérique de terrain et la hauteur moyenne des levées ... 126

Carte 57 : emprise de la zone inondable d’après le scénario d’inondation n°5 de l’ Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion (le plus pénalisant) ... 127

Carte 58 : superposition des trois emprises ... 128

Carte 59 : zone dont la cote du terrain naturel est en-dessous de la cote de première surverse du tronçon « levée de Belle Poule » (crue T70 - 22,32 m NGF au PK 76,300) ... 129

Carte 60 : zone dont la cote du terrain naturel est en-dessous de la cote de première surverse du tronçon « levée du val d’Authion aval » (crue T100 - 23,70 m NGF au PK 71,750) ... 129

Carte 61 : hydrographie du val d’Authion (principaux cours d’eau) ... 130

Carte 62 : carte d’occupation du sol selon la nomenclature COVADIS – secteur de Trélazé ... 133

Carte 63 : carte d’occupation du sol selon la nomenclature Corine Land Cover – secteur de Trélazé ... 134

Carte 64 : trafics routiers en véhicule / jour (données Conseils Généraux 37 et 49) ... 137

Carte 65 : localisation des secteurs de surveillance en Maine-et-Loire ... 146

Carte 66 : localisation des canalisations (probabilités de rupture >15% pour T100) en Indre-et-Loire ... 156

Carte 67 : localisation des canalisations (probabilités de rupture >15% pour T100) en Maine-et-Loire ... 156

Carte 68 : localisation du barrage des Mousseaux sur la commune de Breil (49) ... 158

Carte 69 : position des principaux barrages de la Loire et de ses affluents ... 171

Carte 70 : carte morphologique du secteur n°1 ... ... 176

Carte 78 : carte morphologique du secteur n°9 – 1ère partie ... 180

Carte 79 : carte morphologique du secteur n°9 – 2ème partie ... 180

Carte 80 : carte morphologique du secteur n°10 .... ... 181

Carte 81 : carte de la sismicité en France ... 183

Carte 82 : sensibilité à l’aléa karstique des levées de la Loire (source BRGM) ... 185

(11)

Carte 84 : zones inondées lors de la crue de 1856 (LRA) ... 199

Carte 85 : zones inondées lors de la crue de 1866 (LRA) ... 199

Carte 86 : comparaison de la zone inondée en 1856 et de la zone inondée par la simulation de la brèche de La Chapelle-sur-Loire avec un débit de pointe de 2400 m3/s ... 202

Carte 87 : développement de la fosse d’érosion de la brèche de Jargeau 1856 et 1866 – MNT Lidar 2002 ... 204

Carte 88 : brèche du château de l’Isle 1866 – MNT Lidar 2002 ... 204

Carte 89 : carte de la densité de population du val d’Authion ... 218

Carte 90 : carte de l’occupation du sol du val d’Authion ... 218

Carte 91 : carte des probabilités de rupture annuelle par glissement côté val ... 228

Carte 92 : carte des probabilités de rupture annuelle par érosion interne ... 241

Carte 93 : carte des probabilités de rupture annuelle par surverse ... 246

Carte 94 : carte des probabilités de rupture annuelle tous modes de rupture confondus ... 257

Carte 95 : niveaux de sûreté des levées de Loire du val d’Authion ... 269

Carte 96 : scénario d’inondation n°1 – ancienne brè che de La Chapelle-sur-Loire – carte de localisation de la brèche principale (ISL) ... 272

Carte 97 : scénario d’inondation n°1 – ancienne brè che de La Chapelle-sur-Loire – carte de localisation de la brèche en retour (ISL) ... 273

Carte 98 : synthèse des hypothèses de construction du scénario d’inondation n°1 ... ... 274

Carte 99 : scénario d’inondation n°1 bis – ancienne brèche de La Chapelle-sur-Loire – carte de localisation de la rupture du remblai ferroviaire (ISL) ... 275

Carte 100 : synthèse des hypothèses de construction du scénario d’inondation n°1bis ... 276

Carte 101 : scénario d’inondation n°2 – carte de lo calisation de la brèche de Saint-Michel-sur-Loire (ISL) ... 277

Carte 102 : scénario d’inondation n°2 – carte de lo calisation de la brèche de La Bohalle (ISL) ... 278

Carte 103 : synthèse des hypothèses de construction du scénario d’inondation n°2 ... .. 279

Carte 104 : scénario d’inondation n°3 – carte de lo calisation de la brèche de Belle Poule (ISL) ... 280

Carte 105 : scénario d’inondation n°4 – carte de lo calisation de la brèche de Saint-Patrice (ISL) ... 282

Carte 107 : scénario d’inondation n°5 – carte de lo calisation de la brèche de Saint-Patrice (ISL) ... 284

Carte 108 : scénario d’inondation n°5 – carte de lo calisation de la brèche des Rosiers-sur-Loire (ISL) ... 285

Carte 110 : scénario d’inondation n°6 – carte de lo calisation de la brèche de la voie-ferrée à Saumur (ISL) ... 288

Carte 112 : scénarios d’inondation étudiés dans l’Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion ... 292

Carte 113 : scénario d’inondation n°1 – carte des h auteurs d’eau maximales – secteur amont (ISL) ... 294

Carte 114 : scénario d’inondation n°1 – carte des h auteurs d’eau maximales – secteur central (ISL) ... 294

Carte 115 : scénario d’inondation n°1 – carte des h auteurs d’eau maximales – secteur aval (ISL) . 295 Carte 116 : scénario d’inondation n°1 – carte des v itesses maximales – secteur amont (ISL) ... 295

Carte 117 : scénario d’inondation n°1 – carte des v itesses maximales – secteur central (ISL) ... 296

Carte 118 : scénario d’inondation n°1 – carte des v itesses maximales – secteur aval (ISL) ... 296

Carte 119 : scénario d’inondation n°1 – carte des t emps de propagation – secteur amont (ISL) ... 297

Carte 120 : scénario d’inondation n°1 – carte des t emps de propagation – secteur central (ISL) .... 297

Carte 121 : scénario d’inondation n°1 – carte des t emps de propagation – secteur aval (ISL) ... 298

Carte 122 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s hauteurs d’eau maximales – secteur amont (ISL) ... 299

Carte 123 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s hauteurs d’eau maximales – secteur central (ISL) ... 299

(12)

Carte 125 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s vitesses maximales – secteur amont (ISL) .... 300

Carte 126 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s vitesses maximales – secteur central (ISL) ... 301

Carte 127 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s vitesses maximales – secteur aval (ISL) ... 301

Carte 128 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s temps de propagation – secteur amont (ISL) 302 Carte 129 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s temps de propagation – secteur central (ISL) 302 Carte 130 : scénario d’inondation n°1bis – carte de s temps de propagation – secteur aval (ISL) .... 303

Carte 141 : scénario d’inondation n°3 – carte des h auteurs d’eau maximales – secteur aval (ISL) . 309 Carte 142 : scénario d’inondation n°3 – carte des v itesses maximales – secteur central (ISL) ... 310

(13)

Carte 173 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur amont – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 327

Carte 174 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur central – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 328

Carte 175 : ébauche de la Zone de Dissipation d’Énergie à l’arrière des levées – secteur aval – IGN – Scan100 (DREAL Centre) ... 328

Carte 176 : carte d’aléa hydraulique du scénario d’inondation n°1 (Irstea) ... ... 330

Carte 177 : carte d’aléa hydraulique du scénario d’inondation n°1 bis (Irstea) ... ... 330

Carte 183 : mesures structurelles et fonctionnelles du tronçon « levée du val d’Authion amont » ... 369

Carte 184 : mesures structurelles et fonctionnelles des tronçons situés dans le département de Maine-et-Loire ... 369

(14)

TABLE DES TABLEAUX

Tableau 1 : valeurs des incertitudes pour certaines données et résultats produits dans l’Étude de

dangers ... 21

Tableau 2 : cotes et débits à l’échelle de Langeais pour les crues modélisées de la Loire ... 29

Tableau 3 : cotes et débits à l’échelle de Saumur pour les crues modélisées de la Loire ... 30

Tableau 4 : liste des grands tronçons constituant la levée de l’Authion ... 49

Tableau 5 : débits en Loire modélisés et écrêtement des vals en amont du val de Tours ... 57

Tableau 6 : découpage en grands tronçons des levées de Loire du val d’Authion ... 69

Tableau 7 : comparaison des tronçons de l’Étude de dangers et de l’arrêté interpréfectoral de classement des digues du 24 juillet 2009 ... 70

Tableau 8 : plages d’occurrences représentatives des crues modélisées ... 76

Tableau 9 : cotes et débits à l’échelle de Langeais pour les crues modélisées de la Loire ... 77

Tableau 10 : cotes et débits à l’échelle de Saumur pour les crues modélisées de la Loire ... 79

Tableau 11 : fonctions hydrauliques génériques des sous-systèmes de digues (source Irstea) ... 87

Tableau 12 : sectorisation de la levée en Indre-et-Loire par type de renforcement ou non renforcée 92 Tableau 13 : sectorisation de la levée en Indre-et-Loire en contact avec le lit mineur non renforcée en pied de levée ... 92

Tableau 14 : travaux de renforcement des pieds de levée ... 93

Tableau 15 : travaux de renforcement par épaississement côté val avec filtre drainant ... 94

Tableau 16 : travaux de renforcement des levées de Loire par écran étanche ... 95

Tableau 17 : travaux de renforcement des levées de Loire par d’autres techniques ... 95

Tableau 18 : travaux de renforcement des levées de Loire prévus au projet et non réalisés ... 96

Tableau 19 : hauteur d’influence des différents types de réhausses ... 104

Tableau 20 : familles de fonctions géotechniques des composants d’un profil en travers type de digue (source Irstea) ... 105

Tableau 21 : tableau des composants et des fonctions géotechniques du profil en travers type T1 (source Irstea) ... 109

Tableau 22: analyse fonctionnelle du profil type T1 avec écran étanche (source Irstea) ... 110

Tableau 23 : tableau des composants et des fonctions géotechniques du profil en travers type T2 adapté aux levées du val d’Authion (source Irstea) ... 112

Tableau 24 : tableau des composants et des fonctions géotechniques du profil en travers type T3 (source Irstea) ... 113

Tableau 25 : liste des systèmes d’endiguement en rive gauche de la Loire ... 121

Tableau 26 : nomenclatures utilisées dans l’étude d’enjeux (EGEOSolutions) ... 132

Tableau 27 : estimation de la population résidente dans la zone protégée (données INSEE des Recensements de la Population des années 1999 et 2007 à 2011– EGEOSolutions) ... 135

Tableau 28 : nombre d’enjeux liés à la gestion dans le val d’Authion ... 136

Tableau 29 : liste des postes de surveillance du PSL 49 ... 142

Tableau 30 : liste des postes de surveillance du PSL 49 ... 146

Tableau 31 : débits de pointe caractéristiques du Cher ... 162

Tableau 32 : débits de pointe caractéristiques de la Vienne ... 163

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) ... 163

Tableau 34 : débits de pointe caractéristiques du Thouet ... 164

Tableau 35 : caractéristiques des crues de la Loire au Bec d’Allier ... 166

Tableau 36 : débits de pointe et décalage caractéristiques des affluents de la Loire ... 167

Tableau 37 : estimation des périodes de retour des débits maximaux simulés à Montsoreau ... 168

Tableau 38 : tableau de synthèse de la prise en compte des aléas naturels dans l’Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion ... 189

Tableau 39 : recensement des crues mesurées à l’échelle de Saumur ... 196

Tableau 40 : brèches caractéristiques des levées de Loire du val d’Authion ... 200

(15)

Tableau 42 : qualification des probabilités annuelles utilisées pour caractériser les scénarios de défaillance ... 215 Tableau 43 : qualification des probabilités événementielles utilisées pour caractériser la probabilité de défaillance pour un événement de crue donné ... 216 Tableau 44 : échelle de danger pour chaque type d’occupation du sol regroupant des personnes . 219 Tableau 45 : classes de gravité des scénarios d'inondation ... 219 Tableau 46 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au glissement côté val (T170 > 15%) du PK 0,450 au PK 69,400 ... 226 Tableau 47 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au glissement côté val (T100 > 15%) du PK 69,400 au PK 73,400 ... 227 Tableau 48 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au glissement côté val (T70 > 15%) pour la levée de Belle Poule ... 228 Tableau 49 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au soulèvement hydraulique (T170 > 15%) du PK 0,450 au PK 69,400 ... 229 Tableau 50 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au soulèvement hydraulique (T100 > 15%) du PK 69,400 au PK 73,400 ... 230 Tableau 51 : probabilités de rupture des profils en travers soumis au soulèvement hydraulique (T70 > 15%) pour la levée de Belle Poule ... 231 Tableau 52 : probabilités de rupture des profils en travers soumis à érosion interne (T170 > 15%) du PK 0,450 au PK 69,400 ... 237 Tableau 53 : probabilités de rupture des profils en travers soumis à érosion interne (T100 > 15%) du PK 69,400 au PK 73,400... 239 Tableau 54 : probabilités de rupture des profils en travers soumis à érosion interne (T70 > 15%) pour la levée de Belle Poule ... 240 Tableau 55 : hauteurs de surverse au niveau des profils en travers du PK 0,000 au PK 69,400 dont la surverse existe pour T200 (les valeurs négatives correspondent à des revanches) ... 243 Tableau 56 : hauteurs de surverse au niveau des profils en travers du PK 69,400 au PK 73,400 - filtre sur la crue T170 (les valeurs négatives correspondent à des revanches) ... 244 Tableau 57 : hauteurs de surverse au niveau des profils en travers de la levée de Belle Poule – filtre sur la crue T100 (les valeurs négatives correspondent à des revanches) ... 245 Tableau 58 : probabilités de rupture des profils en travers, tous modes de rupture confondus,

(probabilité T170 > 15%) du PK 0,450 au PK 69,400 ... 253 Tableau 59 : probabilités de rupture des profils en travers, tous modes de rupture confondus,

(probabilité T100 > 15%) du PK 69,400 au PK 73,400 ... 255 Tableau 60 : probabilités de rupture des profils en travers, tous modes de rupture confondus,

(probabilité T70 > 15%) pour la levée de Belle Poule ... 257 Tableau 61 : causes principales des risques de rupture des profils en travers du PK 0,450 au PK 69,400, pour tous modes de rupture confondus, (probabilité T170 > 15%) ... 264 Tableau 62 : causes principales des risques de rupture des profils en travers du PK 69,400 au PK 73,400 pour tous les modes de rupture confondus (probabilité T100 > 15%) ... 266 Tableau 63 : causes principales des risques de rupture des profils en travers tous modes confondus de la levée de Belle Poule (probabilité T70 > 15%) ... 268 Tableau 64 : liste des scénarios d’inondation étudiés et probabilités de rupture annuelle associées ... 271 Tableau 65 : principales hypothèses des scénarios d’inondation étudiés ... 292 Tableau 66 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°1 (Irstea) ... 334 Tableau 67 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°1bis (Irstea) ... 334 Tableau 68 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°2 (Irstea) ... 335 Tableau 69 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°3

(16)

Tableau 70 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°4

(Irstea) ... 336

Tableau 71 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°5 (Irstea) ... 337

Tableau 72 : estimation de la population impactée par l’inondation du scénario d’inondation n°6 (Irstea) ... 338

Tableau 73 (rappel) : classe de gravité des scénarios d’inondation ... 338

Tableau 74 : gravité des scénarios d’inondation étudiés ... 339

Tableau 75 : criticité des scénarios d’inondation étudiés ... 340

Tableau 76 : synthèse des mesures de gestion des ouvrages ... 364

Tableau 77 : synthèse des mesures de gestion du territoire ... 364

Tableau 78 : synthèse des mesures structurelles de priorité 1 en Indre-et-Loire ... 366

Tableau 79 : synthèse des mesures structurelles de priorité 1 en Maine-et-Loire ... 366

Tableau 80 : synthèse des mesures structurelles de priorité 2 en Indre-et-Loire ... 367

Tableau 81 : synthèse des mesures structurelles de priorité 2 pour la levée de Belle Poule ... 368

(17)

TABLE DES FIGURES

Figure 1 : profils en travers types des levées de Loire du val d’Authion ... 27

Figure 2 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire ... 30

Figure 3 : cartes des hauteurs d’eau maximales du scénario d’inondation n°1 relatif à la brèche de La Chapelle-sur-Loire de 1856 ... 36

Figure 4 : Charte de 1260 d’Henry II Plantagenêt ... 48

Figure 5 : les 7 points caractéristiques d’un profil en travers de digue ... 60

Figure 6 : courbe théorique de probabilité de rupture d’une digue en fonction de la période de retour des évènements de crue ... 73

Figure 7 : évolution du profil de la levée de Loire depuis le XVIe siècle jusqu’au début du XXe siècle (source R. Dion – Le Val de Loire 1934) ... 74

Figure 8 : modification du profil décrivant le lit de la Loire au niveau du pont de Langeais dans le modèle LM10 ... 75

Figure 9 : construction de casiers supplémentaires au sud du CNPE de Chinon dans le modèle LM10 ... 75

Figure 10 : hauteurs d’eau à l’échelle R.I.C. de Langeais en fonction des périodes de retour des crues modélisées et incertitudes associées ... 78

Figure 11 : débits à l’échelle R.I.C. de Langeais en fonction des périodes de retour des crues modélisées et incertitudes associées ... 78

Figure 12 : hauteurs d’eau à l’échelle R.I.C. de Saumur en fonction des périodes de retour des crues modélisées et incertitudes associées ... 79

Figure 13 : Figure 14 : débits à l’échelle R.I.C. de Saumur en fonction des périodes de retour des crues modélisées et incertitudes associées ... 80

Figure 15 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire ... 81

Figure 16 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire – tronçon « levée du val d’Authion amont » ... 82

Figure 17 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire – tronçon « levée du val d’Authion – amont de Saumur » ... 83

Figure 18 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire – tronçon « levée du val d’Authion – voie ferrée »... 83

Figure 19 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire – tronçon « levée du val d’Authion – aval de Saumur »... 84

Figure 20 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire – tronçons « levée du val d’Authion aval » et « levée de Belle Poule » ... 84

Figure 21 : principe de confortement adopté côté Loire dans le département 37 – source : Notice descriptive et explicative – DDE37 – 1979 ... 90

Figure 22 : illustration des travaux de talutage côté val de la levée de Belle Poule réalisés entre 1921 et 1924 (source : diagnostic initial de sûreté – ISL) ... 97

Figure 23 : illustration des travaux de renforcement côté val et côté Loire de la levée de Belle Poule réalisés entre 1978 et 1979 (source : diagnostic initial de sûreté – ISL) ... 98

Figure 24 : profil en travers type T1 des levées de Loire non renforcées ... 108

Figure 25 : profil en travers T1 renforcé par écran étanche ... 109

Figure 26 : profil en travers type T2 des levées de Loire renforcées côté cours d’eau ... 111

Figure 27 : profil en travers type T3 des levées de Loire renforcées côté val ... 112

Figure 28 : profil en travers de la topographie du val d’Authion (IGN - Scan 25 / DREAL Centre MNT 2002 – 2003) ... 121

Figure 29 : répartition des classes d’occupation du sol selon la nomenclature COVADIS (EGEOsolutions) ... 132

(18)

Figure 31 : distribution des décalages des pointes de crues du Cher et de la Loire (Etude Loire

moyenne) ... 162

Figure 32 : hydrogrammes des apports entre Tours et Saumur lors de la crue de 1856 (SOGREAH, 1982) ... 167 Figure 33 : hydrogrammes des apports entre Saumur et Montjean-sur-Loire lors de la crue de 1856 (SOGREAH, 1982) ... 167 Figure 34 : schémas de propagation d’un fontis de taille limitée ... 186 Figure 35 : schémas d’un effondrement karstique ... 187 Figure 36 : brèche de la voie ferrée en 1866 - gravure d’après une photo de Joseph Le Roch (source J-H. Denecheau, http://saumur-jadis.pagesperso-orange.fr) ... 201 Figure 37 : reconstitution de l’hydrogramme de la brèche de Jargeau (volume total 270 Mm3) ... 203 Figure 38 : profil en travers de la topographie entre la levée et le château de l’Isle ... 205 Figure 39 : diagramme simplifié de la démarche menée pour construire le chapitre 8 de l’Étude de

dangers ... 209

Figure 40 : démarche de l'analyse du risque d'inondation par défaillance du système d'endiguement (diagramme Irstea) ... 211 Figure 41 : courbe théorique de probabilité de rupture d’une digue en fonction de la période de retour des évènements de crue ... 216 Figure 42 : grille d'intensité de l’aléa d'inondation ... 217 Figure 43 : grille de criticité des scénarios ... 220 Figure 44 : profils en long de la crête de digue, des rehausses, du pied de digue côté val et des lignes d’eau des crues modélisées de la Loire ... 242 Figure 45 : hydrogramme injecté au niveau de la brèche de La Chapelle-sur-Loire ... 273 Figure 46 : hydrogramme sortant, calculé par le modèle, au niveau de la brèche en retour sur la digue de Belle Poule ... 274 Figure 47 : paramétrage de l’ouverture du remblai ferroviaire (ISL) ... 276 Figure 48 : hydrogrammes injectés au niveau des brèches de Saint-Michel-sur-Loire et La Bohalle279 Figure 49 : hydrogramme injecté au niveau de la brèche de Belle Poule ... 281 Figure 50 : hydrogramme injecté au niveau de la brèche de Saint-Patrice ... 283 Figure 51 : hydrogrammes injectés au niveau des brèches de Saint-Patrice et Les Rosiers-sur-Loire ... 286 Figure 52 : hydrogramme sortant, calculé par le modèle, au niveau de la brèche en retour sur la digue de Belle Poule ... 286 Figure 53 : paramétrage de l’ouverture de la digue de second rang (ISL) ... 289 Figure 54 : hydrogramme injecté au niveau de la brèche de la voie-ferrée et hydrogramme calculée par le modèle pour la brèche dans la digue de second rang ... 290 Figure 55 (rappel) : grille d’intensité de l’aléa inondation ... 329

(19)

TABLE DES PHOTOS

Photo 1 : digue rive droite de l’Authion à l’aval du système d’endiguement du val d’Authion (DREAL

Centre - 2011) ... 51

Photo 2 : végétation de la levée Napoléon (DREAL Centre) ... 67

Photo 3 : ouvrage de transparence obstrué de la levée Napoléon (DREAL Centre)... 67

Photo 4 : banquette côté Loire au niveau du profil n°20 (h : 1,40m - base : 4,00m) ... ... 100

Photo 5 : banquette côté Loire en terre avec un perré maçonné au niveau du profil n°1020 ... 1 00 Photo 6 : réhausse côté Loire en parapet au niveau du profil n°570 à Gaure, commune de Varennes-sur-Loire ... 101

Photo 7 : parapet aux Rosiers-sur-Loire ... 101

Photo 8 : bouchure aux Rosiers-sur-Loire ... 102

Photo 9 : détail de la rehausse côté Loire – les deux dernières marches ont été construites suite au relèvement de la chaussée ... 102

Photo 10 : stockage des batardeaux au dépôt de la DDT49 à Saint-Clément-des-Levées ... 103

Photo 11 : banquette côté Loire en parapet prolongeant un mur de soutènement. Plus loin on distingue une banquette en terre, au niveau du profil n°630, au lieu-dit « la Brèche » commune de Villebernier ... 103

Photo 12 : banquette côté Loire en muret de la levée de Belle Poule au niveau du profil n°1498 (au droit de la station de traitement d’eau potable d’Angers Loire Métropole) ... 104

Photo 13 : Perrés maçonnés côté Loire. ... 106

Photo 14 : Perrés dégradés et réparés côté Loire ... 107

Photo 15 : portes de garde du pont Bourguignon (DREAL Centre) ... 124

Photo 16 : Clapet anti-retour du réseau d’évacuation des eaux pluviales des Rosiers-sur-Loire – (photo : DREAL Centre) ... 155

Photo 17 : crue de la Loire de janvier 2004 à l’échelle des Ponts-de-Cé ... 159

Photo 18 : levée de Beffes-Herry – réparations d’urgence lors de la crue de 2003 (crédit photo DREAL Centre) ... 191

Photo 19 : infiltration au travers de la levée de Tours Loire amont lors de la crue de décembre 2003 (crédit photo DREAL Centre) ... 192

Photo 20 : brèche dans la digue de Mauboux à Livry (58) - Crue de 2003 (crédit photo DREAL Centre) ... 192

Photo 21 : déversoir de Saint-Martin-sur-Ocre aujourd’hui et lors de la crue de décembre 2003 (image Google Earth – crédit photo DREAL Centre) ... 193

Photo 22 : effondrement karstique sur la digue à Jargeau en 2009 et proche de la digue à Saint-Pryvé-Saint-Mesmin en 2010 (crédit photo DREAL Centre) ... 194

Photo 23 : glissement de la levée de Villandry en octobre 2012... 195

Photo 24 : brèche de Pia sur l’Agly – crue du 6 mars 2013 – (photo : protection civile des Pyrénées-Orientales) ... 206

Photo 25 : Coupe d’un sand Boil derrière les digues de l’Agly – crue du 6 mars 2013 – (photo : DDT des Pyrénées-Orientales) ... 207

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Information au lecteur et mise en garde

Sur la structure de la présente étude de dangers

L’Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion est constituée du présent rapport et de ses annexes.

Le chapitre 1 apporte des renseignements d’ordre administratif sur les ouvrages et la présente étude. Le chapitre 2 précise les éléments de contexte.

Le chapitre 3 décrit les digues et leur environnement.

Le chapitre 4 présente les éléments de gestion de la sécurité des ouvrages.

Le chapitre 5 identifie et caractérise les potentiels de dangers liés à la présence des digues.

Le chapitre 6 détaille les aléas naturels auxquels sont soumis les ouvrages de protection contre les inondations.

Le chapitre 7 propose une description et une analyse des accidents passés.

Le chapitre 8, cœur de l’Étude de dangers, présente l’analyse des risques liés à la rupture ou à la surverse des ouvrages.

Le chapitre 9 propose des mesures pour réduire les risques.

Le chapitre 10 constitue l’atlas des cartes et des figures auquel le lecteur est invité à se référer pour faciliter sa compréhension du texte. Dans le rapport, les renvois à cet atlas sont faits sous la forme d’une image représentant la carte en format réduit.

La bibliographie se trouve en fin de rapport. Les renvois bibliographiques dans le texte sont indiqués entre parenthèses par l’auteur et l’année du document.

Un glossaire est disponible en annexe n°0 . Il vise à éclairer le lecteur sur la compréhension des termes techniques utilisés.

Sur la dénomination des différents tronçons de digue

Si l’Étude de dangers a vocation à définir le système d’endiguement étudié, l’attention du lecteur est toutefois attirée sur les différentes appellations des tronçons de digues du val d’Authion qui peuvent prêter à confusion. L’étude fait la distinction entre les levées qui constituent la ligne de défense principale contre les inondations de Loire et les ouvrages de protection de second rang.

Aussi, on entend par « levées de Loire du val d’Authion », les ouvrages tels que définis dans l’arrêté de classement du 24 juillet 2011 : « La levée de l’Authion » et « La levée de Belle Poule ». Ces digues protègent le val d’Authion des inondations de la Loire.

A noter qu’en certains secteurs, il existe des levées contre les inondations du cours d’eau Authion qui peuvent communément être appelées « levées de l’Authion ». Ces ouvrages sont considérés comme des ouvrages de second rang dans la présente étude et ne font pas l’objet d’une analyse approfondie.

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Sur la qualité des données utilisées et les incertitudes associées

Une grande quantité de données ont été récoltées et analysées pour alimenter la présente étude de dangers. On peut citer :

- Référentiels IGN livrés en 2010 :

- Scan 1000 ® - Scan 100 ® - Scan 25 ® - BD ORTHO ® - BD TOPO ® - BD PARCELLAIRE ® - BD ADRESSE ® - BD CARTHAGE ®

- Autres référentiels externes :

- Bases de données de l’INSEE (recensement de population : données infracommunales (RGP de 1999 et RP de 2007 à 2011 suivant les commune), données carroyées 2011, base de données SIRENE 2011)

- CORINE LAND COVER 2006

- Banque de données du Sous-Sol (http://infoterre.brgm.fr/)

- Documents historiques des archives départementales

- Fonds Guillon disponibles à la médiathèque d’Orléans

- Données de la DREAL Centre disponibles via le site Internet SIEL (Système d’information sur l’Evolution du Lit de la Loire http://www2.centre.ecologie.gouv.fr/SIEL/index-0.htm)

- Mosaïques aériennes de la Loire de 1955 à 2009

- Levé Lidar 2002-2003 haute résolution des zones inondables de la Loire moyenne

- Cartes de 1850 surchargées

- Cartes de végétation

- Cartes de morphologie

- Cartes d’évolution de la végétation

- Autres données de la DREAL Centre

- Modèle hydraulique unidimensionnel à casier LM10

- Données des propriétaires / gestionnaires de digue

- Dossier d’ouvrage comprenant notamment :

- Descriptifs, sondages et essais géotechniques liés aux travaux de renforcements récents des digues

- Organisation et description de la gestion et de la surveillance des ouvrages de protection contre les inondations

- Rapports de Visite Technique Approfondie et base de données associée (SIRSDigues)

Concernant les résultats de modélisation hydraulique sous HydraRiv via le modèle unidimensionnel à casier LM10, il convient d’être extrêmement prudent quant à l’utilisation de ces résultats. Les sorties du modèle aux abords de l’échelle du Règlement d’Information sur les Crues (R.I.C.) des Ponts-de-Cé sont entachées d’une très forte incertitude (au minimum +/- 50 cm). Ceci amène l’équipe de rédaction de l’étude de dangers à ne pas afficher les différents niveaux présentés dans cette étude à cette échelle de référence. Des préconisations sont avancées dans le chapitre 9 de l’étude de dangers pour améliorer la représentativité du modèle dans ce secteur, soumis notamment à l’influence de la Maine.

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L’équipe de rédaction tient également à mettre en garde le lecteur sur les incertitudes associées aux autres données et résultats affichés dans la présente Étude de dangers. Elles sont de plusieurs ordres et concernent divers domaines. On retiendra en particulier celles liées à la topographie, à l’hydrologie, à l’hydraulique et aux enjeux qui ont pu être quantifiées (cf. tableau ci-dessous) et celles liées aux probabilités de rupture mais aussi au recensement des désordres dans les digues qui restent indéterminées.

Domaine Donnée utilisée ou résultat produit dans l’Étude de dangers

Incertitudes

Topographie Levé Lidar aéroporté – MNT 2002-2003 +/- 15 cm en altimétrie +/- 30 cm en planimétrie Hydrologie Débit de pointe de l’hydrogramme de

crue pour une période de retour donnée +/- 10 % Courbes de tarage aux

échelles de référence des R.I.C.1

Débit associé à une hauteur d’eau estimée à une échelle de référence.

+/- 7 % pour les valeurs proches du débit maximum jaugé

+/- 15 % au-delà Hydraulique

unidimensionnelle

Cotes d’eau maximales calculées par le modèle hydraulique unidimensionnel à casier LM10 pour un hydrogramme donné, injecté au Bec d’Allier.

+/- 30 cm

Hydraulique bidimensionnelle

Hauteurs d’eau et vitesses d’écoulement maximales dans la zone protégée en cas d’entrée d’eau.2

Incertitudes de l’ordre de 35 cm à 60 cm sur les hauteurs d’eau maximales en fonction des secteurs.

Incertitudes de l’ordre de +/- 0,1 m/s sur les vitesses maximales.

Enjeux Nombre d’habitants dans la zone protégée du val d’Authion

+/- 1 % à l’échelle du val De - 33% à + 6% à l’échelle communale

Tableau 1 : valeurs des incertitudes pour certaines données et résultats produits dans l’Étude de dangers

1

R.I.C. : Règlement d’Information sur les Crues.

2

A noter que le modèle hydraulique bidimensionnel construit sur le val d’Authion n’a pu faire l’objet d’un véritable calage compte tenu de l’évolution de l’occupation du sol depuis les grandes crues dimensionnantes de la fin du XIXe siècle. Les incertitudes données dans ce tableau sont issues de tests de sensibilités réalisés sur les coefficients de rugosité (cf. annexe 25).

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Sur l’utilisation des pourcentages dans le calcul des probabilités de rupture des ouvrages

Une probabilité est toujours comprise entre zéro (0) et un (1). Pour un événement donné, une probabilité de zéro correspond à l’impossibilité de se produire et une probabilité de un, à la certitude qu’il survienne.

Pour présenter des probabilités, différents formats de nombre ou de notion peuvent être utilisés :

Format de la probabilité Exemple 1 Exemple 2

Notation décimale 0.01 0.2

Notation en puissance de 10 10-2 2 10-1

Notation scientifique 1 E-02 2 E-01

Notation en pourcentage 1% 20%

Notation fractionnaire 1/100 1/5

Temps de retours ** temps de retour 100 ans temps de retour 5 ans

** le temps de retour ne s’utilise que pour une probabilité annuelle.

Dans chacun des deux exemples présentés ci-dessus la probabilité est toujours la même.

La notion de temps de retour, souvent utilisée en hydrologie, est très difficile à manier. Un évènement de temps de retour 100 ans, dit « centennal », a une probabilité de survenir chaque année de 1% (1/100, 0.01, 10-2, 1 E-02). Il ne faut pas confondre cette notion avec la probabilité d’avoir l’événement considéré sur 100 ans puisque cette probabilité devient égale à 63%, soit 63 pour cent de chances d’avoir l’événement en 100 ans.

Ce dernier résultat est issu de l’application de la formule de Poincaré utilisée pour la combinaison d’événements indépendants qui permet de combiner les non-événements. En effet, l’événement peut se produire une ou plusieurs fois en 100 ans. Il est donc plus facile de calculer la probabilité qu’il ne se produise pas en 100 ans, soit jamais tous les ans. On suppose que chaque année l’événement a 1 chance sur 100 de se produire et donc 99 chances sur 100 de ne pas se produire. La probabilité qu’il ne se produise pas en 100 ans, est le produit des probabilités annuelles : (99%)100. Aussi, la probabilité que l’évènement survienne en 100 ans est de 1-(99%)100, soit 0,63 (63%, 6,3 10-1, 1/1,59 ou 6.3 E-01). Attention ! Dans ce cas, on ne parlera pas de temps de retour puisque la probabilité n’est plus annuelle.

Les mathématiciens, statisticiens n’utilisent généralement pas les pourcentages mais plutôt la notation décimale, en puissance de dix ou en notation scientifique. Pour une raison de lisibilité et de facilité de compréhension pour les non initiés aux probabilités, nous utilisons le plus souvent, dans le corps du rapport d’étude de dangers, la notation des pourcentages. En revanche, dans les annexes, les probabilités sont le plus souvent sous forme décimale, puissance de dix ou notation scientifique.

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0. Résumé non-technique de l’Étude de dangers

0.1. Contexte et objectifs de l’Étude de dangers

L’Étude de dangers des levées de Loire du val d’Authion a été réalisée par la DREAL Centre, Département Étude et Travaux Loire. Elle répond à une obligation réglementaire (art. R. 214-115 du code de l’environnement) et fait suite à l’arrêté interpréfectoral de classement des levées en date du 24 juillet 2009.

Elle répond également aux objectifs suivants :

- déterminer les niveaux de sûreté et de protection des ouvrages constituant les levées de Loire du val d’Authion ;

- définir et préciser la surveillance des ouvrages et équipements qui composent les levées, notamment en période de crue ;

- définir et hiérarchiser les travaux de renforcement et de réparation à programmer ;

- alimenter les portés à connaissance des Plans de Prévention du Risque Inondation et les réflexions liées à la gestion de crise ;

L’analyse menée dans la présente étude porte sur le système de protection contre les inondations, constitué des éléments suivants :

Levée du val d’Authion amont, de son extrémité amont sur la commune de Langeais à la limite interdépartementale Indre-et-Loire / Maine-et-Loire (25,15 km)

Levée du val d’Authion - amont de Saumur, de la limite interdépartementale à l’extrémité amont du tronçon « voie ferrée » (12,05 km)

Levée du val d’Authion « voie ferrée »3 (5,9 km)

Levée du val d’Authion - aval de Saumur, de l’extrémité aval du tronçon « voie ferrée » au lieu-dit « Le Vieux-Bourg », commune de La Bohalle (25,85 km)

Levée du val d’Authion aval, du lieu-dit « Le Vieux-Bourg », commune de La Bohalle à l’extrémité amont de la Levée de Belle-Poule (4 km) Levée de Belle Poule (6,2 km)

Les cinq premiers tronçons sont communément associés pour définir ce qui est souvent appelé La Grande Levée de l’Authion.

Les levées de Loire du val d’Authion s’étendent sur près de 80 km, en rive droite de la Loire, du lieu-dit « Planchoury » à l’extrême ouest de la commune de Langeais jusqu’au quartier « Saint-Aubin », commune des Ponts-de-Cé.

Les digues, et leurs terrains d’assiette, des tronçons « Levée du val d’Authion amont », « Levée du val d’Authion – amont de Saumur », « Levée du val d’Authion – aval de Saumur » et « Levée du val d’Authion aval » sont propriété de l’Etat au titre du Domaine Public. Elles sont gérées, par délégation des préfets d’Indre-et-Loire et de Maine-et-Loire, par la Direction Départementale des Territoires d’Indre-et-Loire pour ce qui concerne le

3

A noter que le remblai routier de la RD 952 vient s’adosser, côté Loire, à ce tronçon de digue. Ce remblai a été pris en compte pour déterminer la géométrie de l’ouvrage.

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tronçon « Levée du val d’Authion amont » et par la Direction Départementale de Maine-et-Loire pour ce qui concerne les autres tronçons.

Le tronçon « Levée du val d’Authion – voie ferrée » est propriété de Réseau Ferré de France. Ce remblai a été identifié comme une digue dans l’arrêté préfectoral de classement et confirmé par la présente étude.

Le tronçon « Levée de Belle Poule » est propriété de l’Entente Interdépartementale pour l’Aménagement du bassin de l’Authion et la mise en valeur de la vallée de l’Authion (communément appelée Entente Authion) qui en assure également la gestion.

Les préfets d’Indre-et-Loire et de Maine-et-Loire ainsi que la présidente de l’Entente Authion ont conventionné pour une réalisation commune de la présente Étude de

dangers. Réseau Ferré de France n’est pas partie prenante dans l’étude.

Carte 1 : situation et propriété des levées de Loire du val d’Authion

Les digues situées à l’aval des Ponts-de-Cé (Pont Bourguignon) et notamment la digue rive droite de l’Authion forment un système d’endiguement distinct de celui défini précédemment. Si certaines études alimentant l’Etude de dangers des levées de Loire du

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Carte 2 : digues à l’aval du système d’endiguement des levées de Loire du val d’Authion (IGN - Scan 25 / DREAL Centre MNT 2002 - 2003. Rouge : TN > 213 m NGF, Bleu : TN < 15 m NGF)

0.2. Systèmes de protection contre les inondations et

composition des levées de Loire du val d’Authion

Le terme « levée » s’utilise pour désigner une digue construite en terre par élévation successive. À l’exception de quelques tronçons, la majeure partie des digues du val d’Authion sont des levées.

En incluant les portes de garde du pont Bourguignon sur la commune des Ponts-de-Cé, les éléments du système de protection contre les inondations cartographiés ci-avant constituent une ligne de défense fermée qui a pour fonction de protéger, jusqu’à un certain niveau de crue de la Loire, la zone constituée par l’ensemble du val d’Authion. Cette ligne présente les caractéristiques suivantes : hauteur moyenne de plus de 4,60 m (élévation par rapport au terrain contigu côté val) et hauteur maximale de plus de 7,40 m identifiée sur la commune de Saint-Patrice (37).

Cette ligne de défense n’a pas vocation à protéger le val des crues de la rivière Authion et de ses affluents. Aussi, elle est à distinguer d’un ensemble de digues et de remblais, dits de second rang, qui peuvent participer à la protection contre les crues de ce cours d’eau et qui peuvent influer sur les écoulements en cas de défaillance des levées de Loire du val d’Authion.

Ces ouvrages de second rang peuvent être des digues, des remblais routiers ou encore des remblais ferroviaires.

La zone protégée par les levées de Loire définies ci-avant, appelée communément val d’Authion, rassemble près de 62 000 habitants et environ 16 500 salariés. Le classement en digue de classe A de la levée est donc confirmé.