Etude et réalisation d'un système d'alerte d'inondation dans une parcelle "cas de la cellule de Londo"

I.3. CONTEXTE ET ENJEUX DES INONDATIONS

I.3.1 Définition des inondations

Les inondations sont des phénomènes naturels qui peuvent avoir des conséquences dévastatrices sur l'environnement, l'économie et la vie humaine.

Comprendre ce qu'est une inondation nécessite d'explorer diverses définitions et classifications qui mettent en lumière les différents aspects de ce phénomène.

Définition générale des inondations

Une inondation est définie comme une submersion temporaire d'une zone terrestre qui est normalement sèche. Cette définition englobe une variété de situations où l'eau déborde de son lit naturel ou de ses limites habituelles, rendant des terres habituellement non submergées inondées.

I.3.2. Classification des inondations

Les inondations peuvent être classées selon différents critères :

I.3.2.1. Selon leur origine

· Inondations fluviales : Causées par le débordement des rivières suite à des pluies torrentielles ou à la fonte des neiges.

· Inondations pluviales : Résultent de fortes pluies qui saturent le sol, entraînant un ruissellement excessif.

· Inondations côtières : Provoquées par des tempêtes, des ouragans ou des tsunamis qui élèvent le niveau de la mer et submergent les terres côtières.

· Inondations par débordement de lacs : Se produisent lorsque des lacs dépassent leur capacité, souvent à cause de fortes pluies ou de la fonte des neiges.

I.3.2.2. Selon leur durée

· Inondations temporaires : Durent quelques heures à quelques jours, souvent causées par des pluies soudaines.

· Inondations prolongées : Peuvent durer plusieurs semaines, souvent dues à des crues de rivières ou à des événements météorologiques persistants.

I.3.2.3. Selon leur ampleur

· Inondations locales : Affectent une zone géographique restreinte, comme un quartier ou un village.

· Inondations régionales : Touchent une région plus vaste, comme une vallée ou un bassin fluvial.

· Inondations catastrophiques : Affectent de grandes zones géographiques et causent des dégâts considérables, comme celles observées lors de grands ouragans ou de crues majeures.

I.3.3. Causes des inondations

Les grandes crues ont surtout pour origine des conditions exceptionnelles, tant par leur abondance que par leur intensité, leur durée, leur extension ou leur succession rapprochée. Plusieurs causes peuvent être répertoriées permettant une classification.

a. La débâcle des glaces fluviales

Celle-ci intervient à la suite de la rupture de barrages naturels de glace, soit en haute montagne (Alpes, Pyrénées), soit dans les pays des hautes altitudes (cas des grands fleuves sibériens ou canadiens). Dans ce dernier cas le phénomène est saisonnier : chaque hiver les températures glaciales qui sévissent dans ces régions envahissent le continent en direction du sud. Ce faisant elles gèlent les eaux des fleuves d'abord en surface, puis progressivement en profondeur, à mesure que l'écoulement ralentit. De gigantesques embâcles se produisent interdisant peu à peu tout écoulement superficiel. Cependant dans les parties amont des cours d'eau, la prise par les glaces est de moins en moins effective du fait d'une position plus méridionale (donc relativement plus chaude), si bien que l'eau restée à l'état liquide s'accumule en de gigantesques lacs temporaires. Dès le printemps venu, la conjonction du réchauffement des températures et de la poussée fantastique des eaux accumulées en arrière des barrages de glace, amène tôt ou tard la rupture de ces derniers. À ce moment là s'effectuent les vastes débâcles qui emportent tout sur leur passage : glaces flottantes, troncs d'arbres, autant de radeaux jouant le rôle de béliers à l'approche des berges et véhiculant des sédiments grossiers pris dans la glace.

L'un des grands problèmes de l'aménagement de ces régions est l'absence de maîtrise de ces phénomènes récurrents qui affectent d'immenses superficies, généralement à faible relief, de sorte que les inondations consécutives ne sont pas contrôlables. Heureusement, le fait que généralement ces crues s'étalent à la suite des ruptures des barrages et se produisent en zones peu habitées, en diminue les conséquences catastrophiques.

b. La fusion brutale des neiges

Elle est fréquente en Europe à la fin du printemps et au début de l'été en cas de redoux ou de foehn. En effet, certains bassins versants montagneux (Alpes, Pyrénées) sont parfois abondamment couverts de neige dès le début d'un automne particulièrement froid et peuvent retenir totalement l'ensemble des chutes de neige hivernales, ce qui amène un « capital » hydrique particulièrement important. Si alors un réchauffement subit de la température porte l'isotherme 0° à une altitude de 2 000 à 2 500 m, il peut en résulter une fusion rapide, voire brutale des neiges existant au-dessous de cette cote. Le déclenchement de grandes crues est alors possible. Citons à ce sujet les célèbres crues de l'Isère (1651, 1859, 1870) avant que son bassin versant ne soit harnaché pour l'hydroélectricité et aménagé. Fin janvier 1996, c'est la fonte rapide d'un important manteau neigeux qui a été à l'origine des vastes inondations, notamment dans le Maine et en Virginie, qui ont été à l'origine de l'évacuation de plus de 100 000 personnes et firent quelques victimes.

Mais le plus souvent l'alimentation d'origine neigeuse se combine à celle des averses, la part revenant strictement à la neige étant rarement supérieure à 50 %. En effet, l'influence de la fonte des neiges sur le débit des grandes crues est généralement surestimée^12(*), même si la couverture neigeuse, en imbibant le sol d'humidité, peut favoriser la saturation et le ruissellement superficiel en cas de pluies. En fait, c'est surtout l'action des vents chauds, renforcée conjointement par l'action mécanique de la pluie et du ruissellement, qui peut provoquer des crues importantes.

c. L'abondance des précipitations

C'est, et de loin, le principal facteur explicatif des crues et des inondations. Plus précisément on peut distinguer :

* Les averses brutales de type orageux ou durables, qui affectent une grande partie du domaine continental des moyennes latitudes. Les orages peuvent être à l'occasion porteuse de précipitations formidables avec des intensités de 200 à 300 mm en quelques heures (pluies cévenoles). Les inondations catastrophiques du 19 octobre 1973, qui firent plus d'une centaine de victimes dans la région d'Alméria (Espagne), furent provoquées par la chute de véritables cascades : Zurgena reçut 600 mm en trois heures dont 420 mm entre 13 et 14 heures. L'un des plus forts débits spécifique de crue répertorié en Europe, fut celui atteint par le Rio Segura (province de Murcie, Espagne) le 14 octobre 1879, où l'on estime que des intensités pluviométriques de 10 mm/minute furent atteintes^13(*). Si l'on observe qu'une intensité de 1 mm/mn représente un débit d'eau météorique de 16,6m/s/km², il n'est pas surprenant que certains petits bassins versants puissent fournir des débits spécifiques records, parfois supérieurs à 30m/s/km² pendant quelque temps, avec les conséquences catastrophiques que l'on suppose.

Le déplacement d'un front orageux bloqué localement sur le flanc d'une chaîne montagneuse, et subissant une ascendance orographique, peut engendrer de véritables déluges. Ce cas est très fréquent sur le pourtour de la Méditerranée et les précipitations supérieures à 400 mm en 24 heures ne sont pas rares dans le Midi (22 en 37 ans ; Météo-France) comme en témoignent les records enregistrés au col de Bavella, en Corse (906 mm, les 31 octobre et 1er novembre 1993) et au Mont Aigoual dans le Gard (702 mm, les 24 et 25 janvier 1964). Lors de la catastrophe de Nîmes (3 octobre 1988) il est tombé plus de 420 mm en 12 heures. Le 29 septembre 1900 il est tombé 120 mm en une heure à Valleraugue (Languedoc) et 950 mm en 24 heures. Le 18 octobre 1940, Llavanera, dans les Pyrénées-Orientales, a enregistré une précipitation de 840 mm en 24 heures. Le record de la décennie pour l'Europe semble être détenu par la station de Gandía dans la région de Valence (Espagne) en 1987, avec un total de 720 mm en 24 heures (Olcina, 1988). De véritables déluges.^14(*)

* Les averses durables, cas banal en saison des pluies tropicales, sont moins brutales car elles comportent en fait des séries d'averses successives entrecoupées de périodes d'accalmie, mais elles sont tout aussi dévastatrices. La célèbre crue de la Garonne de juin 1875 avait été alimentée par une précipitation de 160 mm en 48 heures, mais sur l'ensemble de son bassin. Lorsque les sols ont été saturés par les précipitations précédentes, les suivantes deviennent plus efficaces pour le ruissellement et d'autant plus dangereuses, car désormais presque toute l'eau est disponible pour la crue.^15(*) Ce fut le cas dans le bassin de la Têt (Pyrénées-Orientales) lors des grandes crues de 1876, 1915, et 1965. En 1965 (du 6 au 11 octobre), un premier épisode a apporté 43,6 et 38,4 mm/heure sur 2 heures 23 minutes cumulées, puis 5 heures plus tard, 80,4 mm/heure sur 8 minutes, et 1 heure 30 plus tard un long épisode de 60 mm/heure s'est déroulé au total sur 4 heures 38 minutes. Enfin, 27 heures plus tard, on enregistrait encore une moyenne de 10 mm/heure sur 17 heures. L'efficacité de cette pluie doit autant à son total (452 mm) qu'à sa répétition sur 5 jours (moyenne quotidienne : 90,5 mm).

En règle générale la puissance de la crue et les dégâts qu'elle occasionne sont d'autant plus forts que :

· Les précipitations sur le bassin versant ont été fortes, intenses et durables;

· Les quotients d'écoulement sont plus élevés ;

· La morphologie du bassin versant et la structure du réservoir permettent mieux, en abaissant le seuil d'intensité, l'établissement d'un gros rapport entre débit maximum fluvial et débit pluvial ;

· La morphologie et la nature des matériaux se prêtent à l'érosion et au charriage.

On notera également que plus le bassin s'agrandit, moins la précipitation risque d'être homogène (à la fois dans l'espace et dans le temps). Dans ces conditions le temps de concentration, depuis les parties les plus arrosées jusqu'au point que l'on considère, s'allonge. À ce moment-là, le rapport débit fluvial/ débit pluvial a tendance à baisser.

Par contre, pour de petits bassins versants ce rapport tend à augmenter si bien que l'on peut obtenir des débits records, comme par exemple la crue du Gardon, dans les Cévennes, qui a atteint jusqu'à 5 000 m/s pour un bassin versant de seulement 1 080 km².^16(*)

d) L'urbanisation

Cette urbanisation agit de deux manières différentes :

1. Elle conduit à une augmentation du coefficient de l'écoulement : des pluies de même intensité produisent plus d'eau de surface ;

2. Les routes forment des allées privilégiées pour des eaux de ruissellement. Elles augmentent la connectivité hydrologique des bassins versants et transfèrent les eaux de ruissellement vers les zones vulnérables dans un laps de temps de plus en plus court. L'apport massif d'eau dans les fonds de vallée dépasse de plus en plus la capacité d'évacuation d'eau des vallées. Il s'ensuit un débordement des cours d'eau conduisant à des inondations.^17(*)Comme c'est le cas de la cellule Londo.

* ¹² Remenieras, Les neiges eternelles, 1986.

* ¹³PARDE M., Les pluies torrentielles, 1956.

* ¹⁴ Jean-Noël SALOMON, 1997, Rappel de quelques généralités et genèse des crues, 21-22 et 23 p.

* ¹⁵ Jean-Noël SALOMON, IDEM, 25 p.

* ¹⁶ Jean-Noël SALOMON, 1997, Rappel de quelques généralités et genèse des crues, 26-27-28 et 29 p.

* ¹⁷ Muhindo S., 2011, Le contexte urbain et climatique des risques hydrologiques de la ville de Butembo (Nord-Kivu/RDC), Thèse de doctorat, Université de Liège.