Quel rôle possible du
développement périurbain face aux inondations urbaines ?
Par P. Breil, C. Poulard, I. Braud (Cemagref Lyon) B. Chocat (INSA Lyon), L. Schmitt (Lyon 2),
B. Radojevic (UNESCO)
Inondations Urbaines - CNFSH - 11 & 12 /06/2009
Démographie Mondiale
Tiré de “World Urbanization Prospects. The 2007 Revision. Highlights. UNEP”
Population urbaine
86% dans pays développés en 2050 67% dans les PED
82% en France en 2006 (INSEE)
Tiré de “l’INSEE etalement_urbain_cle1114f1.pdf”
% : population en 2006
Le périurbain pour l’INSEE?
60%
22%
(D’après Berland & Juery, OIE-SNIDE-2003)
250 000 km de réseau d’assainissement 10% > 60 ans
44% en unitaire
Décennie 70: Pose “défectueuse” dans zone d’extension urbaine 7 M d’euros pour remise à niveau puis 1 M/an de maintenance
1962 1996
Doit on continuer le “End to Pipe”?
Périurbanisation et VRD
• La liaison Aléa / Vulnérabilité
– L’imperméabilisation augmente le ruissellement
– L’urbanisation augmente la vulnérabilité
Pérurbanisation et risque d’inondation
Cas de l’ouest lyonnais…
L y o n o n 1 9 7 5 L y o n o n 2 0 0 0
2 0 k m
L y o n o n 1 9 7 5 L y o n o n 2 0 0 0
L y o n o n 1 9 7 5 L y o n o n 2 0 0 0
2 0 k m
2 0 k m
(withcourtesyof Lyon city council, 2005)
Croissance Connexion intégration
Source INSEE
Aire urbaine Pôle urbain
Couronne périurbaine Projection de la population de l’aire urbaine de Lyon
Exemple de la ville de Lyon
Simuler l’aléa présent
0 5 10 15 20 25
0.1 1 10 100
T (years)
QCX (m3/s)
1hour QCX-flow frequency distribution
observations
model
Modèle Canoe (INSA –Sogreah) Composantes
-Urbaine
-Rurale (calage saisonnier) -Mixte
-Simulation événementielle mais…
-Validation en régime de crues (méthode QdF –Cemagref)
Simuler l’aléa futur
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0.1 1 10 100
Période moy. de retour (années)
rapports des débits
53% - 2030
24% - 2004 19% - 1996
Repris de G.E. Hollis, 1975, WRR Rapport des débits max. :
Après urbanisation Avant urbanisation
1 5 10 15 20
0.1 1 10 100 200
Intervalle d’occurrence des crues (années)
20 % de surface imperméabilisée 50 %
2 4
2 25 50
x 4 x 2
Repris de G.E. Hollis, 1975, WRR Rapport des débits max. :
Après urbanisation Avant urbanisation
1 5 10 15 20
0.1 1 10 100 200
Intervalle d’occurrence des crues (années)
20 % de surface imperméabilisée 50 %
2 4
2 25 50
Repris de G.E. Hollis, 1975, WRR Rapport des débits max. :
Après urbanisation Avant urbanisation
1 5 10 15 20
0.1 1 10 100 200
Intervalle d’occurrence des crues (années)
20 % de surface imperméabilisée 50 %
2 4
2 25 50
x 4 x 2
Rapports sur les quantiles de la décennie 69-88
Des ordres de grandeur confirmées
Effet des autres mutations…
Hollis, 1975 * Galéa et al., 1993
1 10 100
0.1 1 10 100
Période moyenne de retour (ans) Rapport des pics de crue après sur avant changement 20% impervious
50% impervious
70% vineyard / 90%
forest
urbanisation
Dé ou re forestation
Les opportunités de la périurbanisation
Ralentir les écoulements pluviaux, mais aussi
(d’après C. Poulard)
….désynchroniser les concomitances
Désynchroniser les affluents majeurs…
Q
t 1h (théorique)
0 20 40 60 80 100 120
01:00 02:00 03:00 04:00
Dt
Réponse urbaine Q aval
Peut s’avérer économiquement efficace
1 barrage 2 barrages
Dans la configuration à 2 barrages secs, l’hypothèse de crues synchrones est défavorable mais de fait les ouvrages renforceraient la synchronisation
Etendre l’aire de protection
Rétention à la parcelle
• Cas du périurbain ouest lyonnais
• Hypothèse d’un taux moyen d’imperméabilisation de 50%
• (zone pavillonnaire détachée, données Grand Lyon)
• + 18 km2 de surface imperméable en 2050
• Rétention de la pluie T=30 ans avec débit de
fuite de 5l/s par hectare
Estimation de l’effet
Sur 24h
Pluie 100 ans = 110 mm sur 15 % du bv
rétention 60 mm mais
restitution de 43 mm soit 17 mm stockés
Pluie 100, 24 = 0.85*110 - 0.15*17 = 91 mm
Soit dans l’absolu une pluie 30 ans sur 24h.
60 mm, soit 6m3 pour 100 m2 imperméable
Calcul d'une "retenue urbaine"
Méthode des pluie
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00
selon durée (heure) de précipitation
Hauteur précipitée (mm)
100 ans 30 ans débit de fuite
Trois philosophies …
“Saint-Simonien”
Centralité urbaine dédiée “Entreprises, Recherche & Culture”
Horaires des activités maintenus
Priorité aux axes de communication rapide
“Rhénan”
Densification urbaine mais…
Priorité à l’environnment Taille limitée & transports doux, techniques altenatives pour le pluvial Protection des inter-espaces ruraux
“Califorinen”
Disparition du centre urbain Mixité spatiale des activités
Horaires des activités non contraintes Priorité au télé travail & nv tech.
Une logique Espace/Temps liée aux rythmes
Conclusion
• Pour accroître la résilience ou “viabilité” vis à vis des crues urbaines
• Sur le court terme, gérer la protection des zones exposées par des barrages secs
• Sur le long terme, introduction de solutions “alternatives”
de rétention à la parcelle
• L’organisation spatiale du développement urbain : quel
modèle d’urbanisation privilégier
Approche du bilan hydrologique périurbain
AEP (importation)
Friches / connexion fossé-réseau Cultures et Forêts
Exportation (Step) RU ou RS
1. Connexion inter-bassins 2. Multiplication des do + rd 3. Mutation des sols
4. Drainage de nappe, source 5. Le + souvent en RU
2 1
3 4
5
Un modèle à trois temps!
Pluies faibles (fréquentes)
Pluies fortes (peu fréquentes) Temps sec
Définir les bassins périurbains par leurs exutoires artificiels (do) pour faire des bilans
(projet ANR-Avupur)
(d’après Ostrowski, 1998, modèle distribué WBMTud)
Tests sur les rapports des débits de pointe T >1 an
Forme du bassin (7 formes ) / moyenne des pointes +- 20%
Pente (1 à 10%) / 5% +- 15%
Humidité initiale (50 à 100%) / 50%) + 40%
Position de 10% imperméable (amont,médiane,aval) / médiane +- 50%
De la position de l’urbain…
Mieux représenter les interconnexions urbain-rural
Projet ANR Avupur (2008-2011)
Evaluer la vulnérabilité
Type OS Niveau de protection
An 79 An 96 exprimé en années 79 96
Forêt 0.7 1.3 0.5 0.4 0.7
Prairie 2.7 0.5 0.5 1.4 0.2
Périurbain 0.3 1.3 5.0 1.7 6.3
Urbain 0.8 1.4 10.0 7.7 14.3
total 4.5 4.5 11.1 21.6
km2 Quantité de vulnérabilité
Passée, présente et future..
0 20 40 60 80 100 120
0.1 1 10 100
T (ans) mm simulation OS 2050
via Canoe
Modèle QdF Extrapolation
tiré de J.P. Traisnel, CNRS, PIRVE 23 oct 2007
