Le plan de gestion des inondationsย
Dโaprรจs le rapport des Nations Unies (UN, 2013), en 2011, 52.1% de la population mondiale vivaient en ville ou en zone urbanisรฉe. Ce taux passe ร 77.7% si lโon ne considรจre que les zones les plus dรฉveloppรฉes. En Europe de lโOuest, ce taux est de 79.8% et devrait monter ร 87.7% dโici ร 2050. Pour la France, il est estimรฉ quโactuellement 85.8% de la population vit en ville et cโest 93.3% des gens qui y habiteront en 2050. Cet afflux massif dโhabitants implique donc une extension des zones urbaines, ce qui passe par une intensification de lโurbanisation des zones pรฉri urbaines via la reconversion dโanciennes zones industrielles ou lโoccupation des espaces libres (champs et friches). Cette รฉvolution se traduit donc par une augmentation importante de la portion des surfaces impermรฉabilisรฉes de ces zones, ce qui crรฉe de nouvelles problรฉmatiques de ruissellement en cas de fortes pluies. Qui plus est, le dernier rapport du GIEC (Groupe dโExperts Intergouvernemental sur lโรvolution du Climat, IPCC, 2013) indique que le changement climatique tend ร augmenter la frรฉquence des รฉvรจnements extrรชmes, dont les fortes pluies orageuses, pour les zones de latitudes moyennes.
Une consรฉquence attendue de ces deux phรฉnomรจnes est lโaugmentation des volumes dโeau impliquรฉs dans le ruissellement de surface et qui vont potentiellement grossir les flux transitant par les rรฉseaux de drainage. La gestion de ces eaux est donc progressivement devenue une prรฉoccupation majeure pour les gestionnaires des villes.
Les inondations aux abords des riviรจres et des cรดtes maritimes aussi bien que provoquรฉes par les ruissellements urbains provoquent des dommages qui peuvent sโavรฉrer dรฉsastreux tant sur le plan humain que sur le plan รฉconomique. Cependant, lโurbanisation constante dans les zones inondables est une indication claire des choix des populations concernรฉes. Les inondations et leurs dommages restent donc un problรจme majeur ร lโรฉchelle mondiale. Il est de plus estimรฉ que les effets du changement climatique pourraient aggraver la situation dans les annรฉes ร venir. Lโamรฉlioration de la prรฉvention et de la protection contre les inondations devient ainsi un enjeu de plus en plus important, tendance qui devrait se confirmer dans le futur proche.
Durant la derniรจre dรฉcennie, une stratรฉgie commune de gestion des inondations sโest mise en place ร travers lโEurope (Water Initiative, 2003). Cette stratรฉgie suit une approche ร lโรฉchelle des bassins versants des riviรจres et considรจre que les points suivants doivent รชtre impรฉrativement pris en compte lors du dรฉveloppement des programmes de gestion des risques dโinondation :
โ Prรฉvention Elle passe par la prรฉvention des dommages causรฉs par les inondations en รฉvitant la construction dโhabitations et dโindustries dans les zones inondables que ce soit dans le prรฉsent ou dans le futur, par lโadaptation des dรฉveloppements ร venir dans ces zones, et par la mise en avant de pratiques appropriรฉes en terme dโutilisation du sol, dโagricultures et de foresterie.
โ Protection Il sโagit de mettre en place des mesures ร la fois structurelles et non structurelles (ou mesures de rรฉsilience) pour rรฉduire la probabilitรฉ et/ou lโimpact des inondations pour une zone spรฉcifique.
โ Prรฉparation Elle passe par lโinformation des populations vis-ร -vis des risques dโinondation et de la conduite ร tenir en cas de survenue de celles-ci.
โ Rรฉponse en situation dโurgence Cet aspect concerne le dรฉveloppement de plans dโactions en cas dโurgence lors des inondations.
โ Restauration et Apprentissage Il sโagit de revenir ร des conditions de fonctionnement du systรจme le plus rapidement possible et dโattรฉnuer les impacts socio-รฉconomiques sur les populations affectรฉes.
โ Recherche Le dรฉveloppement de la recherche est indispensable ร une meilleure comprรฉhension des contextes climatique, hydrologique et paysager des inondations.
Les plans de gestions des inondations ont รฉtรฉ dรฉveloppรฉs au sein de la Directive Cadre sur lโEau (DCE, Parliament, 2000). Cette directive a รฉtรฉ introduite en Dรฉcembre 2000 et implรฉmentรฉe dans de nombreux pays de lโUnion Europรฉenne. Elle vise ร rรฉtablir lโรฉtat des milieux aquatiques (tels que les riviรจres, les lacs, les eaux cรดtiรจres et les eaux souterraines) ร travers toute lโEurope et ร prรฉvenir toute dรฉtรฉrioration future. Si la DCE nโadresse pas directement de recommandations en terme de protection contre les inondations, elle le fait en posant la nรฉcessitรฉ dโune non dรฉtรฉrioration future du milieu fluvial et dโun maintient dโune bonne qualitรฉ รฉcologique et chimique de celui-ci. Ainsi, un but additionnel de la Directive porte sur la rรฉduction des impacts des inondations bien que la mise en place de mesures de protection contre celles-ci ne soit pas spรฉcifiquement dรฉcrite.
LโUnion Europรฉenne progresse continuellement dans son action en terme de gestion des inondations, et une Directive Inondations a รฉtรฉ publiรฉe en 2008 (Commission et al., 2007). Lโobjectif de celle-ci est de rรฉduire et de gรฉrer les risques dโinondation pour les populations, les propriรฉtรฉs et lโenvironnement concernรฉs par le biais dโactions au niveau des bassins fluviaux et des zones cรดtiรจres. Le terme ยซinondationยป dans cette directive traduit dโun recouvrement temporaire par lโeau dโune surface normalement non recouverte par celle-ci, et le terme ยซ risque dโinondation ยป signifie une combinaison entre la probabilitรฉ de survenue dโune inondation et les consรฉquences potentielles de cet รฉvรจnement sur la santรฉ publique, lโenvironnement, le patrimoine culturel et les activitรฉs รฉconomiques de la zone.
Le problรจme de la gestion du risque dโinondation en ville a รฉtรฉ dans sa globalitรฉ le sujet dโune recherche rรฉcente et dโautres initiatives au sein de lโEurope. De nos jours, il est largement acceptรฉ que les inondations restent un risque sรฉrieux pour lโEurope et quโil ne peut รชtre que rรฉduit et non supprimรฉ (Le Quentrec et al., 2009 ; Zevenbergen et al., 2010). Les auteurs dรฉfinissent dans ce livre la ยซ gestion du risque dโinondation ยป comme un systรจme complexe et dynamique qui sโadapte aux changements dans les contraintes liรฉes ร ce risque. Cela intรจgre un Sous-systรจme Physico-Environnemental (SPE) et un Sous-systรจme Socio-Economique (SSE) avec des interactions mutuelles.
Oรน en est la rรฉsilience ?
Les dรฉbuts de la rรฉsilience aux inondations en France peuvent รชtre datรฉs au XVIIIe siรจcle. La capitale du Dauphinรฉ, Grenoble, a รฉtรฉ inondรฉe deux fois par lโIsรจre, tout dโabord en 1733 puis en 1740. La rรฉsilience aux inondations รฉtait alors principalement basรฉe sur la dynamique des territoires ร lโรฉchelle de la ville et de ses alentours. Entre la survie et la solidaritรฉ, lโarbitrage des acteurs sociaux รฉtait le point clef pour la rรฉsilience socio-รฉconomique du systรจme grenoblois (Blanchard, 2008). Les mรชmes dynamiques peuvent รชtre observรฉes dans le nord de la France sur la mรชme pรฉriode. Cโest notamment le cas de la ville dโAmiens qui a รฉtรฉ inondรฉe de nombreuses fois au cours des XVIIe et XVIIIe siรจcles, principalement du fait de la fonte de lโimportant manteau neigeux. Les deux derniรจres inondation, en 1658 et en 1784, nโont impliquรฉes que peu dโimpact sur le court des denrรฉes alimentaires et textiles. En effet, de nombreuses mesures de prรฉventions et dโentre-aide ont รฉtรฉ mises en place par les communes et ont fait lโobjet dโordonnances du Magistrat de Lille (PITEL, 2011). Ces exemples montrent que la cohรฉsion sociale et ses tensions ont supportรฉ une adaptation rapide de la sociรฉtรฉ. Cela nous donne un exemple fascinant du passage de la rรฉsilience dโun simple statut de conscience vers une construction et une intรฉgration du risque dans les opรฉrations sociales.
Approche du systรจme dynamiqueย
De nos jours, la rรฉsilience aux inondations est devenue dโutilitรฉ internationale avec lโaccroissement continuel du nombre de cas recensรฉs sur internet. La pratique de la rรฉsilience aux inondations, incluant la mise en place de mesures structurelles, est multidisciplinaire, impliquant ainsi lโintรฉgration de multiples aspects dans les processus de dรฉcisions. Lโรฉvaluation de lโefficacitรฉ des scรฉnarios de rรฉsilience aux inondations simulรฉs avec des modรจles hydrologiques distribuรฉs ne peut pas รชtre achevรฉe, tout comme avec les autres modรจles (par exemple en รฉcologie : Carpenter et al., 2001), sans dรฉfinitions opรฉrationnelles de la rรฉsilience. Malheureusement, bien que le terme ยซ rรฉsilience ยป soit devenu trรจs ร la mode, une dรฉfinition correspondante en mathรฉmatiques reste plutรดt difficile ร atteindre. Plus prรฉcisรฉment, les analyses de scรฉnarios nรฉcessitent la dรฉfinition mathรฉmatique des unitรฉs de la rรฉsilience, basรฉes quant ร elles sur des dรฉfinitions conceptuelles.
Cette dรฉfinition conceptuelle de ยซ lโhabilitรฉ ร faire face aux inondations et lโhabilitรฉ de se remettre dโune inondation ยป de Lawson (2011) est proche de celle de la ยซ rรฉsilience รฉcologique ยป proposรฉe par Holling (1973) : ยซ la capacitรฉ dโun systรจme ร absorber les perturbations et ร se rรฉorganiser pendant le changement tout en gardant essentiellement la mรชme fonction, structure, identitรฉ et rรฉtroactions ยป. La conceptualisation dynamique du systรจme de gestion des inondations sโappuie donc sur une dรฉfinition gรฉnรฉrale du systรจme dynamique. Rappelons quโun systรจme dynamique (Arrowsmith, 1990) est dรฉfinit ร lโaide de variables dโรฉtat x, qui, selon un espace dโรฉtat donnรฉ (gรฉnรฉralement un espace vectoriel rรฉel ร d dimensions) et un systรจme diffรฉrentiel qui dรฉfinit son รฉvolution depuis une condition initiale x0. De maniรจre gรฉnรฉrale, ce systรจme est supposรฉ รชtre autonome (pas de dรฉpendance explicite en temps), de premier ordre et dรฉpendre dโun jeu de paramรจtres ยต donnรฉ :
dx(t)/dt =fยต(x(t)), avec x(t0) = x0
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Table des matiรจres
1 Introduction
1.1 Le plan de gestion des inondations
1.2 Oรน en est la rรฉsilience ?
1.3 Oรน en est la modรฉlisation hydrologique ?
1.4 Le contexte de dรฉveloppement : le projet SMARTeST
2 Description de Multi-Hydro
2.1 Philosophie de dรฉveloppement
2.2 Les modรจles choisis
2.2.1 La modรฉlisation des processus de surface : le modรจle TREX
2.2.2 La modรฉlisation des รฉcoulements dans la zone non saturรฉe : le modรจle VS2DT
2.2.3 La modรฉlisation des rรฉseaux dโassainissements : le modรจle SWMM
2.2.4 La modรฉlisation de la pluie : dรฉsagrรฉgation stochastique et modรฉlisation sous-maille
2.3 Couplages des modules – au cลur de Multi-Hydro
2.3.1 Couplage gรฉnรฉral
2.3.2 La prise en compte de la pluie
2.3.3 Connexion des bรขtiments au rรฉseau de drainage / assainissement
2.3.4 Modification de la topographie en fonction de lโutilisation du sol
2.3.5 Dรฉbordement des avaloirs
2.3.6 Les rรฉsultats et leurs visualisations
2.3.7 Utilisation du modรจle par des personnes non-expertes
2.4 Donnรฉes dโentrรฉe et formatage
2.4.1 Les donnรฉes dโentrรฉes
2.4.2 Le formatage de ces donnรฉes, la nรฉcessitรฉ dโune automatisation
2.5 Pour rรฉsumer
3 Application du modรจle
3.1 Villecresnes, Val de Marne, France
3.1.1 Description
3.1.2 Rรฉsultats
3.1.3 Conclusions
3.2 Saint-Maur-des-Fossรฉs, Val de Marne, France
3.2.1 Description
3.2.2 Rรฉsultats prรฉliminaires
3.2.3 Perspectives
3.3 Heywood, Royaume-Unis
3.3.1 Description
3.3.2 Rรฉsultats
3.3.3 Conclusions
3.4 Dโautres applications de Multi-Hydro
3.4.1 Le bassin du Loup, Seine-Saint-Denis, France
3.4.2 Le cas dโรฉtude de Spaanse Polder, Rotterdam, Pays-Bas
4 Conclusion