Crue
La crue <templatestyles src="Prononciation/styles.css" />{{#invoke:Prononciation|prononciation}}<ref>Modèle:Ouvrage</ref>,<ref name="DicoHydro"/> est une forte<ref>Modèle:Ouvrage</ref> augmentation<ref>Modèle:Ouvrage</ref>,<ref>Modèle:Ouvrage</ref>, un accroissement du débit et de la hauteur d'eau en écoulement d'un fleuve, d'une rivière, d'un cours d'eau. Le mot s'utilise fréquemment quand le débordement du lit mineur du cours d'eau commence à provoquer des dommages. Ce débordement provoque une inondation de zones plus ou moins éloignées des rives, en délimitant ainsi une zone inondable. La crue est suivie par une décrue.
La crue survient souvent après de fortes pluies en amont dans le bassin versant, parfois lors d'une fonte des neiges brutale ou lors d'une concomitance de fortes pluies et de fonte des neiges, plus rarement par réamorçage d'un siphon karstique, exceptionnellement quand une fracture terrestre profonde libère des nappes phréatiques. Liées à des caractéristiques météorologiques et géomorphologiques propres à chaque site, les crues sont un phénomène naturel très suivi dans l'histoire.
On lutte contre les crues par des aménagements hydrauliques curatifs (Modèle:Ex digues) ou préventifs (Modèle:Ex zones d'expansion de crue, reboisement (forêt de protection), réintroduction du castor dans les hauteurs des bassins versants). La gestion du risque d'inondation peut s'appuyer sur un atlas des zones inondables, sur des plans de prévention, sur une réduction de la vulnérabilité, sur l'évitement de constructions nouvelles dans ces zones, sur un système de vigilance et d'alerte.
La science qui étudie le phénomène de crue est l'hydrologie.
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La Gérine lors des crues de 2005 en Suisse.
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Repère de crue de la Seine à Paris.
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À Dijon, l'Ouche débordant de son lit mineur en ville.
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Alerte sur la rivière Yuba au Nevada, en janvier 2017.
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Crue de la rivière des Prairies à Montréal (Québec) en mai 2017.
Vocabulaire et caractéristiques associées aux crues
On évoque la crue d'un cours d'eau lorsque son « niveau critique de crue »<ref>Modèle:Lien web</ref> est atteint en un point quelconque du bief amont. Ce seuil peut être indiqué par un limnimètre fixe.
Le maximum de hauteur d'eau atteint est la pointe de crue, correspondant à un débit maximum de crue ou débit de pointe. Il est temporairement marqué par une laisse de crue (boue sur les murs, déchets accrochés aux branches) et est parfois enregistré ultérieurement par un repère de crue dont le recensement peut être effectué dans une base nationale des repères de crues.
Ce maximum de hauteur d'eau se déplace vers l'aval du cours d'eau avec une onde de crue<ref name="DicoHydro" />,<ref name="Hydrologie2" />.
La décrue, est la baisse du niveau d'eau jusqu'au retour de l'écoulement dans le lit mineur du cours d'eau. Si celle-ci s'amorce très lentement (plusieurs heures au maximum de hauteur d'eau ou en grande proximité) on peut alors évoquer un plateau de crue plutôt qu'une pointe de crue.
En hydrologie, l'ensemble du phénomène crue-décrue peut se caractériser en un point caractéristique, (une section de contrôle ex : un pont) par un hydrogramme<ref name="Hydrologie2"/>,<ref name="GeoPhy"/> dont les pentes caractérisent la rapidité ou la lenteur des variations. On relie ensuite souvent la pointe de crue à une période de retour de la crue.
Le terme de crue ne s'applique pas à la submersion marine.
Causes
- Pluviométrie : l'intensité et/ou la durée de la pluie sur un même bassin versant génère par ruissellement et automatiquement une augmentation du débit du cours d'eau. La crue commence alors quand un seuil spécifique à chaque lieu est atteint, puis dépassé. L'ampleur du phénomène dépend aussi beaucoup de la perméabilité et de la saturation en eau des sols du bassin versant.
- Fonte des neiges : au printemps, la transformation de la neige en eau liquide étant un phénomène relativement lent, l'eau issue de la fonte des neiges pénètre mieux dans le sol que l'eau de pluie, elle contribue donc plus à l'alimentation des nappes phréatiques et au régime dit nival du débit du cours d'eau. Néanmoins, les quantités d'eau stockée sous forme de neige ou de glace pouvant être considérables, et en cas de radoucissement intense, rapide et accompagné de pluies, la fonte rapide des neiges peut provoquer des inondations parfois catastrophiques. En zone de montagne, la crue est un phénomène périodique annuel entraînant rarement des inondations.
- Refoulement par un fleuve en crue sur une rivière affluente : la montée des eaux provient alors de l'aval !
- Conjonction d'une crue sur un fleuve côtier et d'une marée de pleine mer (= haute) à fort coefficient de marée et/ou en situation de surcote par exemple) ; le débordement du fleuve (= la crue) est alors temporairement amplifié en amont de l'embouchure.
Typologies
Le premier critère de distinction des crues est son temps de montée lié à la taille du bassin versant concerné<ref name="GeoPhy"/> :
- une crue soudaine ou crue-éclair<ref name="HydrologieQuant"/>,<ref name="anc">Modèle:Ouvrage</ref> a un temps de montée très court, inférieur à quelques heures<ref name="anc" /> et se produit sur un petit bassin versant (jusqu'à une centaine de km2)<ref name="Risque/Inondation/Aménagement"/>, souvent assez pentu. Elle peut être torrentielle<ref name="HydrologieQuant"/>, urbaine ou périurbaine<ref name="HydrologieQuant"/>. Le torrent, le ruisseau, ou la rivière sort subitement de son lit à la suite de pluies torrentielles, généralement de durée assez limitée, souvent sous des orages. Ce phénomène est fréquent dans les régions montagneuses où le ruissellement des pentes vers les vallées est très rapide ;
- une crue rapide<ref name="HydrologieQuant"/>,<ref>Modèle:Ouvrage</ref> a un temps de montée compris entre Modèle:Unité et se produit sur un bassin versant assez grand (plusieurs centaines à quelques milliers de km2)<ref name="Risque/Inondation/Aménagement"/> ou lors d'intensité pluviométrique moins forte. Parfois la pluie est tombée assez loin de la zone inondée car la crue résulte de la concentration de l'eau tombant sur l'ensemble du bassin hydrique vers les points les plus bas ;
- une crue lente<ref name="HydrologieQuant"/> a un temps de montée supérieur à Modèle:Unité et se produit sur un grand bassin versant (supérieur à une dizaine de milliers de km2)<ref name="Risque/Inondation/Aménagement"/> en plaine sur les fleuves et les grandes rivières. Les pluies continues sur de larges zones, comme la mousson, vont ruisseler vers les cours d'eau. Dans ces cas, même si la pente est faible, la quantité importante de pluie peut les faire déborder.
Le type de crue dépend aussi<ref name="Cycle eau"/> :
- du sol (nature, état de saturation en eau, couverture (végétale, imperméable)) ;
- des précipitations : selon leur intensité - durée - extension spatiale ;
- des caractéristiques géographiques du bassin versant (pentes (des versants, du cours d'eau), forme (du bassin versant, du cours d'eau, du temps de concentration)).
On distingue aussi les crues selon :
- leur origine : crue cévenole, crue océanique<ref name="Eau-Rhône"/>,<ref name="HydrologieQuant"/>, crue méditerranéenne<ref name="HydrologieQuant"/> ;
- leur prise en compte dans un projet de barrage<ref name="Les barrages"/> / d'aménagement hydraulique<ref name="Énergie hydraulique"/>,<ref name="Déversoirs"/> (ex: évacuateur de crue) : crue de projet, crue de sécurité, crue de protection, crue de référence ;
- leur époque : crue d'automne<ref>Modèle:Ouvrage</ref>, crue estivale<ref>Modèle:Ouvrage</ref>.
L'aléa
Le niveau d'aléa<ref name="Risque/Inondation/Aménagement"/> lié à la crue est principalement lié à :
- sa fréquence / période de retour : ex crue centennale ;
- sa durée : de quelques minutes à plusieurs jours : Temps de montée<ref name="Hydrologie2"/>,<ref name="Cycle eau"/> des eaux.
- sa vitesse d'augmentation, sa soudaineté de réalisation en un lieu donné : ex : à vue d'œil ;
- son ampleur : approche / dépassement des niveaux historiquement connus ; son extension spatiale ;
- sa vitesse de propagation le long du cours d'eau : Onde de crue<ref name="Hydrologie2"/>,<ref name="Eau-Rhône"/> ;
Les zones inondées par les crues sont néanmoins très souvent considérées comme à risque en liaison avec leur occupation humaine (habitat, voie de circulation, zone industrielle/ commerciale). Elles sont maintenant assez bien répertoriées en France dans chaque plan de prévention du risque inondation communal.
Conséquences
Les grandes crues, par leur soudaineté ou par l'étendue des inondations qu'elles provoquent, sont souvent des catastrophes, avec leur lot de victimes et de dégâts matériels.
Mais dans certaines régions du globe, les crues font partie du cycle naturel des saisons. Durant plusieurs millénaires, la crue annuelle du Nil<ref>Modèle:Ouvrage</ref>, très souvent bienfaitrice en s'étendant sur une bande agricole jusqu'à environ Modèle:Unité des bords du fleuve, a fait prospérer la civilisation égyptienne. Elle était mesurée par des nilomètres comme celui d'Éléphantine. Son démarrage commençait la nouvelle année égyptienne. Parfois liés aux moussons, de nombreuses zones tropicales sont encore tributaires de ce type de crue assez régulière, qui fertilisent et irriguent les cultures, en reconstituant des réserves d’eau pour la saison sèche.
Les crues ont aussi des coûts financiers : ainsi en France les crues des affluents de la Seine et de la Loire, qui ont touché Modèle:Unité de mai à juin 2016 ont été le second évènement le plus coûteux du pays après la tempête Xynthia (février 2010) : Modèle:Unité à Modèle:Unité d’euros<ref>Stéphanie Senet (2017) Risques d’inondations: les recommandations du CGEDD, publié le 13 mars 2017 </ref>.
Grandes crues historiques
Quelques crues célèbres en France (voir aussi Principales inondations en Europe) : Modèle:Style/BlocModèle:Refnec
Prévision
Modélisation
Chaque crue résulte de la conjonction de plusieurs processus complexes et simultanés et de paramètres géo-pédologiques, d'abord théorisés par Horton en 1933 qui considère que le ruissellement est produit par dépassement de la capacité d’infiltration des sols<ref name=Beckers2011>Beckers E & Degré A (2011) Revue bibliographique : la prise en compte des transferts horizontaux dans les modèles hydrologiques. Revue de Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 15(1). (PDF, 9 pages)</ref>.
La modélisation visait autrefois à reproduire au mieux le comportement hydrologique d'un bassin ou sous-bassin versant pour prédire les évènements de crue<ref name=Beckers2011/>. Les ingénieurs ont d'abord cherché à prévoir le débit à l’exutoire et en plusieurs points du cours d'eau. Puis les modèles se sont complexifiés en essayant de reproduire au mieux la réalité globale et systémique d'un bassin via une analyse distribuée et plus fine du comportement de l’eau dans tous ses compartiments<ref name=Beckers2011/>, lors des écoulements et des échanges nappes-cours d'eau, et parfois en intégrant des paramètres plus écologiques (nature et importance du couvert végétal, présence d'embâcles naturels ou de barrages naturels tels que ceux qui sont fabriqués par les castorsModèle:, etc.). Ces modèles deviennent de ce fait aussi des outils de gestion des ressources en eau et d'aménagement du territoire<ref name=Beckers2011/>.
Les modélisateurs s'intéressent aussi aux effets des couverts végétaux agricoles intermittents ou d'hiver et aux effets de l'agriculture biologique et l'agriculture sans labour (itinéraires techniques simplifiés) qui améliorent la porosité et capillarité des sols ainsi que leurs capacités de rétention de l'eau en modifiant donc sa distribution<ref name=Malone2003/>,<ref name=Bhattacharyya2006/>,<ref name=Sasal2006/>,<ref name=Ball2007>Ball B.C., Watson C.A. & Baddeley J.A. (2007) Soil physical fertility, soil structure and rooting conditions after ploughing organically managed grass/clover swards. Soil Use Manage ., 23 , 20-27.</ref> et l'orientation de sa circulation dans le sol<ref>Ball BC & Robertson EAG (1994) Effects of soil water hysteresis and the direction of sampling on aeration and pore function in relation to soil compaction and tillage. Soil Tillage Res, 32 , 51-60</ref> (Ball et al., 1994 ; Sasal et al., 2006) ou encore la connectivité des pores<ref name=Ball2007/>,<ref name=Wahl2004/>. Divers auteurs<ref>Cameira M.R., Fernando R.M. & Pereira L.S., 2003. Soil macropore dynamics affected by tillage and irrigation for a silty loam alluvial soil in southern Portugal. Soil Tillage Res ., 70 , 131-140</ref>,<ref name=Malone2003>Malone R.W. et al., 2003. Tillage effect on macroporosity and herbicide transport in percolate. Geoderma , 116 , 191-215</ref>,<ref name=Wahl2004>Wahl N.A. et al., 2004. Effects of conventional and conservation tillage on soil hydraulic properties of a silty-loamy soil. Physics Chem. Earth , 29 , 821-829.</ref>,<ref name=Bhattacharyya2006>Bhattacharyya R., Prakash V., Kundu S. & Gupta H.S., 2006. Effect of tillage and crop rotations on pore size distribution and soil hydraulic conductivity in sandy clay loam soil of the Indian Himalayas. Soil Tillage Res ., 86 , 129-140</ref>,<ref name=Sasal2006>Sasal M.C., Andriulo A.E. & Taboada M.A., 2006. Soil porosity characteristics and water movement under zero tillage in silty soils in Argentinian pampas. Soil Tillage Res ., 87 , 9-18.</ref> ont aussi montré des changements dans les taux d’infiltration de l’eau dans le sol et par suite dans sa conductivité hydraulique verticale à saturation.
Organisation
Organisation collective
Modèle:Article détaillé Certains pays organisent la prévision des crues pour alerter la protection civile et les populations en indiquant continuellement le niveau de vigilance adapté aux principaux cours d'eau :
- en Belgique, avec Meteo-Belgique par l'intermédiaire de l'alerte aux fortes pluies<ref>Modèle:Lien web</ref>,
- au Canada, avec les centres de prévision des crues<ref>Modèle:Lien web</ref> des différentes provinces,
- en France, avec le Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations (Schapi), situé à Toulouse, et des Services de Prévision des Crues, diffusant leurs prévisions et niveaux de vigilance au travers du site Vigicrues<ref>Modèle:Lien web</ref>,
- en Suisse, avec l'office fédéral de l'environnement, OFEV<ref>Modèle:Lien web</ref> avec 5 niveaux de danger,
Préparation individuelle
Un particulier, une entreprise qui souhaite limiter les effets des crues pour lui-même, sa famille, son habitation<ref>Modèle:Lien web</ref>, son local de travail<ref>Modèle:Lien web.</ref> peut :
- bien avant la crue :
- prévoir une issue vers le haut, facile pour tous, utilisable sans éclairage ni électricité ni outillage particulier : étage supérieur, toit, constituant un espace refuge ;
- disposer bien en conséquence son Installation électrique (tableau hors d'eau, sectionnement de toutes les parties inférieures (cave, rez-de chaussée), ...) ;
- installer des clapets anti-retour sur son réseau d'eaux usées ;
- disposer d'une petite fosse de collecte des eaux ;
- n'utiliser les pièces submersibles que pour un usage secondaire ;
- amarrer les cuves et les gros objets (poubelle, tas de bois, etc.) pouvant flotter ;
- prévoir des équipements (exemple : barrages temporaires) permettant de limiter la pénétration de l'eau et de la boue à l'intérieur ;
- prévoir en étage le nécessaire survie (piles, couvertures, alimentation, sanitaires, etc.) ;
- disposer du matériel de nettoyage (bottes, pompe, raclettes, etc.) ;
- au moment de l'alerte de crue :
- s'informer de l'ampleur prévue de la crue et prévoir une marge supplémentaire (en hauteur, en vitesse, en temps de survenue) ;
- déplacer hors d'atteinte des plus hautes eaux connues les objets de valeur (véhicules, documents officiels, cartes de crédit...), les aliments, les produits polluants, le matériel de nettoyage ;
- se constituer une réserve d'eau potable ; recharger ses batteries électriques (pour radio / téléphone portable / lampe-torche) ; en cas de confinement prolongé, prévoir une solution temporaire toilettes, des couvertures sèches ;
- installer les équipements limitant la pénétration de l'eau ; obturer les bouches d'aération basses ;
- installer les balises d'emplacement de piscine ;
- au moment de la montée des eaux à proximité :
- couper les arrivées de gaz, d'eau et d'électricité ;
- monter toutes les personnes encore présentes dans les étages, avec le nécessaire de survie ; ne jamais descendre (cave, sous-sol, parking enterré...) ;
- ne pas utiliser son véhicule et ne jamais s'engager sur un parcours immergé avec un courant d'eau ;
- signaler les présences dans l'habitation.
Période de retour / fréquence
Les hydrologues classent l'importance des crues selon la période de retour de leurs débits : une crue n-ennale (exemple : crue centennale) est celle :
- dont chaque année, la probabilité que son débit soit atteint ou dépassé est de <math>1 / n</math> ,
- qui apparait donc en moyenne toutes les n ans, mais ne se produit pas nécessairement tous les n ans,
- dont la probabilité que son débit ne soit pas atteint sur la période de n ans est de <math>\textstyle(\frac{n-1}{n})^{n}</math>,
- dont la probabilité que son débit soit atteint au moins une fois sur la période de n ans est de <math>1 -</math><math>\textstyle(\frac{n-1}{n})^{n}</math> .
Tableau des caractéristiques possibles de périodicité usuelle de crue :
| Adjectif | Nombre d'années |
Probabilité que le débit de la crue n-nale soit : | ||
|---|---|---|---|---|
| ≥ chaque année | toujours < sur n ans |
≥ au moins 1 fois sur n ans | ||
| annuelle | 1 | 1 | 0 | 1 |
| biennale | 2 | 0,5 | 0,25 | 0,75 |
| triennale | 3 | 0,333 | 0,296 | 0,704 |
| quadriennale | 4 | 0,25 | 0,316 | 0,684 |
| quinquennale | 5 | 0,2 | 0,328 | 0,672 |
| décennale | 10 | 0,1 | 0,349 | 0,651 |
| quindécennale | 15 | 0,067 | 0,355 | 0,645 |
| vicennale | 20 | 0,050 | 0,358 | 0,642 |
| trentennale | 30 | 0,033 | 0,362 | 0,638 |
| quadragennale | 40 | 0,025 | 0,363 | 0,637 |
| cinquantennale | 50 | 0,02 | 0,364 | 0,636 |
| centennale | 100 | 0,01 | 0,366 | 0,634 |
| bicentennale | 200 | 0,005 | 0,367 | 0,633 |
| tricentennale | 300 | 0,0033 | 0,3673 | 0,6327 |
| 500 | 0,002 | 0,3675 | 0,6325 | |
| millenale | 1000 | 0,001 | 0,3677 | 0,6323 |
| décamillenale | 10000 | 0,0001 | 0,3679 | 0,6321 |
Tableau de la probabilité (en %) d'une crue d'un temps de retour T (en années) sur une période d'observation continue P (en années) :
| Période P pendant laquelle on attend l'événement | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T / P en % | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 500 | 1 000 | |
| Temps de retour T de l'évènement | 2 | 75% | 97% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% |
| 5 | 36% | 67% | 89% | 99% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | |
| 10 | 19% | 41% | 65% | 88% | 99% | 100% | 100% | 100% | 100% | |
| 20 | 10% | 23% | 40% | 64% | 92% | 99% | 100% | 100% | 100% | |
| 50 | 4% | 10% | 18% | 33% | 64% | 87% | 98% | 100% | 100% | |
| 100 | 2% | 5% | 10% | 18% | 39% | 63% | 87% | 99% | 100% | |
| 200 | 1% | 2% | 5% | 10% | 22% | 39% | 63% | 92% | 99% | |
| 500 | 0% | 1% | 2% | 4% | 10% | 18% | 33% | 63% | 86% | |
| 1 000 | 0% | 0% | 1% | 2% | 5% | 10% | 18% | 39% | 63% | |
Nota : Les valeurs sur la diagonale correspondent à celles de la dernière colonne du tableau précédent<ref>Modèle:Ouvrage</ref>. Exemples de lecture : une crue biennale a 97% de chance d'être observée sur une période de 5 ans ; Durant une période de 20 ans on a 18% de chance d'observer une crue centennale.
La directive européenne inondation de 2007<ref>Modèle:Lien web</ref> prévoit dans son chapitre III "Cartes des zones inondables et cartes des risques d'inondation" la prise en compte des 3 scénarios suivants :
- crue de faible probabilité ou scénarios d'évènements extrêmes ;
- crue de probabilité moyenne (période de retour probable supérieure ou égale à cent ans) ;
- crue de forte probabilité, le cas échéant.
Notes et références
Annexes
Bibliographie
Articles connexes
Liens externes
- [1], Vigicrues, ministère français de l'Écologie, du développement durable et de l'énergie
- [2], Repères de crues sur le site du ministère français de l'écologie, du développement durable et de l'énergie
- [3], Repères de crues sur le site de l'association Bouclier bleu
- Histoire de la lutte contre les crues en Suisse (209 pages), par l'ASSETS
- Crues provoquées par les drainages agricoles
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