Sectorisation de la Loire moyenne

Plus long fleuve de France, la Loire est souvent considérée comme le dernier fleuve sauvage d’Europe. Le caractère sauvage que l’on lui prête semble fragile. Au cours des siècles, les populations ligérienne ont domestiqué ce fleuve à leur besoin. Dès le Moyen Age, la première action fut de se défendre et de protéger les terres contre les crues. Inondation après inondation, l’endiguement s’est généralisé pour atteindre près de 700km. Parallèlement, la Loire a servi de voie de communication et des aménagements pour faciliter la navigation ont été construits, ces ouvrages ont façonnés le lit. Contrainte, la Loire commence à se chenaliser. Si l’extraction de matériau du lit de la Loire est pratiquée depuis longtemps (par les « tireurs de sable» en particulier), après la seconde guerre mondiale cette exploitation augmente considérablement. En 50 ans, soit de 1945 à 1995, le lit a été dépossédé d’une partie non négligeable de son sédiment, représentant plusieurs siècles d’apport naturel et entraînant un enfoncement massif du lit et un déséquilibre de l’hydrodynamique.

La volonté de traiter de façon globale et partenariale la problématique de la protection contre les inondations, la restauration et la préservation du patrimoine naturel, paysager et culturel ainsi que l’amélioration de la gestion de la ressource en eau, a donné naissance en 1994 au Plan Loire Grandeur Nature (PLGN), programme interrégional pluriannuel, établi entre l’Etat et les collectivités. A travers 3 Plan Loire depuis 1994 (1994-2000, 2000-2006, 2007-2013), la politique de restauration de la dynamique fluviale du fleuve vise à la fois à l’amélioration de l’écoulement en crue mais également une restauration des milieux en terme hydraulique, écologique et paysager. Pour intervenir le plus efficacement possible là où cela est le plus nécessaire, la connaissance du lit du fleuve et son évolution est impérative. Ainsi un système d’information sur l’évolution du lit de la Loire et de ses affluents a été mis en place depuis 1995 à la DIREN Centre, qui collecte, valorise et diffuse des données sur la morphologie du fleuve : lignes d’eau, profils bathymétriques, prises de vue aérienne, cartes de végétation et de morphologie. Parallèlement depuis 1997, plusieurs travaux de sectorisation morphologique ont été entamés ([Malavoi, 1997], [Ginestet, 1999]) pour la définition de tronçons sur lesquels l’évolution est homogène. Depuis les travaux de P.Ginestet, d’autres données ont été acquises dans le cadre du SIEL, en particulier la délimitation numérique des formes alluviales qui laissent envisager, en plus d’une actualisation, une automatisation des traitements, absente dans les précédents travaux. Après une présentation du contexte général de l’étude, des phénomènes en jeu et des précédents travaux, ce mémoire présentera la méthodologie employée pour le traitement des données disponibles et les résultats obtenus en terme de sectorisation et de prévision des tendances d’évolution.

La Loire : un hydrosystème dégradé 

La Loire prend sa source dans le Massif Central, en Ardèche, au Mont Gerbier de Jonc. C’est le plus long fleuve de France avec un linéaire de près de 1020km et son bassin versant, le plus vaste également, recouvre près d’un cinquième du territoire français soit approximativement 117 000 km². Ce travail porte uniquement sur la Loire moyenne. Cette section s’étend du bec d’Allier à l’aval du bec du Maine pour une longueur totale de 440km. La Loire borde dans ce secteur les départements de la Nièvre et du Cher puis traverse le Loiret, le Loir-et-Cher, l’Indre-et-Loire et le Maine-et-Loire. La Loire s’y écoule sur les couches sédimentaires du Bassin parisien avec une pente de 0.043%.

Le régime hydraulique de la Loire est très varié. Crues importantes voire extrêmes et étiages sévères se succèdent. Peu influencée par la fonte des neiges, la Loire est par contre soumise aux précipitations océaniques et méditerranéennes (ou cévenoles). L’association des deux peut provoquer ces crues extrêmes. Ces crues «mixtes » ont lieu en mai/juin et en octobre/novembre. A Gien, le débit lors des trois grandes crues majeures du XIXème siècle, 1846, 1856, 1866, a dépassé les 7000m3/s alors qu’à l’étiage de 1949, le débit fût de seulement 11m3/s.

Ce régime météorologique variable et la présence notable d’enjeux importants (les vals de Blois, Tours, Orléans et les centrales nucléaires en particulier) ont conduit à la création d’un barrage sur la Loire amont et d’une retenue d’eau sur l’Allier pour atténuer ces variations. Construit en 1985 le barrage de Villerest, aidé de la retenue de Naussac, a pour objectif de soutenir le débit d’étiage à 60m3/s à Gien afin de permettre le refroidissement des 4 centrales nucléaires présentes sur la Loire. Le barrage de Villerest a comme autre objectif d’écrêter, dans la mesure du possible, les crues importantes. Dont le dernier exemple fut la crue de 2003 (3310m3/s à Gien). L’effet sur la hauteur d’eau fut de l’ordre de 40cm à l’échelle de Jargeau (dans le Loiret, en amont d’Orléans). Mais bien avant la mise en place de ces retenues d’eau, la Loire a été contrainte et a subit l’anthropisation de son lit. Dès le Moyen-Age, l’augmentation des enjeux agricoles et humains le long des vals s’est accompagnée d’un besoin de protection contre le risque inondation. Ce besoin s’est traduit par l’édification de digues de plus en plus hautes et de plus en plus longues au fil des siècles et des crues qui les dépassaient. Les premières digues datent du Moyen-Age et dès le XIIème siècle, avec la charte d’Henry II Plantagenêt, comte d’Anjou et roi d’Angleterre, des « hôtes » sont installées sur les digues chargés de leur entretien. Le pouvoir intervient dans la gestion du système d’endiguement. Aujourd’hui encore, particularité de la France, les digues de la Loire sont gérées par l’Etat. De nos jours, l’endiguement de la Loire moyenne est de l’ordre de 600km pour un linéaire de 440km, l’endiguement pouvant être sur les deux rives. La hauteur de ces digues n’a fait que s’accroître. En effet, à chaque crue qui débordait des levées, celles-ci ont été surélevées de quelques dizaines de centimètre dans l’espoir de contenir la suivante. Cette élévation successive a eu l’effet escompté inverse. Chaque kilomètre endigué supplémentaire et chaque centimètre en hauteur ajouté ont permis une aggravation des dégâts en crue. L’eau n’ayant plus de zone où se déverser en amont, fut accélérée en aval. Sans écrêtement de crue, le pic fut de plus en plus haut et continua de se déverser par-dessus les digues.

Pour remédier à ce problème, des déversoirs sont créés afin d’écrêter les crues par inondation contrôlée de vals peu habités. Leur rôle est nécessaire mais l’hydrologie modérée du XXème siècle, en comparaison aux grandes crues du siècle précédent, n’a pas permis de vérifier leur efficacité et la mémoire collective du risque inondation se perd. Dans le même temps, des ouvrages de navigation (chevrettes, épis, duits) ont été construits. Leur but était de permettre la navigation en étiage et l’auto-curage du chenal navigable. La contre-partie de ces ouvrages est la déconnexion de certains bras pour les faibles débits. Le sédiment de ces chenaux secondaires n’étant plus assez souvent mobilisé, une végétation pérenne a pu se développer comme par exemple derrière les atterrissements d’Orléans ou de Givry. Autre exemple frappant, le cas de l’île Meslet en aval d’Ingrandes où la construction d’épis a inversé l’écoulement naturel de la Loire autour de l’île. Cette modification du régime hydraulique a eu pour conséquence un ensablement du bras initialement principal. Pour des débits inférieurs à 500m3/s, ce bras n’était plus en eau (avant la mise en place expérimentale de seuils) et le nouveau chenal principal se creusait .

Les moyens mis en place 

• le Plan Loire Grandeur Nature (PLGN)
Face aux bouleversements que subissent les milieux naturels de la Loire, il était nécessaire d’initier des actions de sauvegarde et de préservation du lit, de la ressource en eau et des espèces naturelles qui la composent. Ces actions s’inscrivent dans un programme plus vaste, le Plan Loire Grandeur Nature. Le premier Plan Loire Grandeur Nature date de 1994, pour une durée initiale de 10 ans, et fut financé par l’Etat, l’Agence de l’eau et l’Epala (Etablissement Public d’Aménagement de la Loire et de ses Affluents aujourd’hui Etablissement Public Loire, EPL). Après un bilan à miparcours, des fonds seront débloqués pour mettre en place un programme pour la période 2000-2006. Actuellement nous sommes dans la troisième phase du Plan Loire 2007-2013.

L’objectif de ce Plan Loire est multiple :
– la sécurité des personnes face au risque inondation
– l’amélioration de la gestion de la ressource en eau et des espaces naturels et ruraux des vallées
– la mise en valeur du patrimoine nature

L’objectif de ce travail était d’actualiser et de vérifier une méthode de suivi du lit de la Loire dans l’optique de disposer d’un outil de gestion efficace et simple d’utilisation. Comme on a pu le constater, la Loire est un fleuve possédant une grande variété de morphologie et de dynamique. De la confluence avec l’Allier jusqu’à Montjean-sur Loire, la Loire profite de la liberté qui lui est offerte pour revêtir différentes facettes. Large fleuve avec de nombreuses îles et bancs de sable, elle change et se mue en un fleuve rectiligne, homogène et quelque peu monotone avant de profiter de l’apport sédimentaire et hydraulique de nombreuses rivières pour se transformer à nouveau en un remarquable fleuve avec une forte dynamique hydro-sédimentaire. Ce fleuve, dernier cours d’eau semi-naturel mérite l’ensemble des actions entreprises pour préserver son lit, mais aussi la faune, la flore et le patrimoine des vals qu’il traverse. Les données utilisées ne remettent pas en cause la sectorisation générale de la Loire définie par P.Ginestet. La sectorisation initiale s’appuie sur des critères bien établis. Par contre, nos résultats vont globalement à l’encontre des prévisions de Ginestet. Pour les périodes sur lesquelles il a travaillé, l’évolution du fleuve poursuivait une direction continue. Seulement depuis, certaines tendances se sont inversées. Rattachement d’îles, travaux ponctuels, végétalisation de bras, les causes de cette évolution sont nombreuses. Du fait, peut-être, d’une hydrologie modérée, la végétation s’est fortement ancrée sur des bancs de sable peu mis en eau. Profitant de l’ensablement de certains bras peu actif, la végétation s’est pérennisée à de nombreux endroits permettant la formation et l’agrandissement d’îles. Quoiqu’il en soit, deux tendances se dégagent. La première est la chenalisation avec la réduction de la bande de remaniement du bec d’Allier à la confluence du Beuvron puis en aval, l’élargissement de celle-ci. La seconde est l’apparition d’un certains nombres de nouvelles îles résultants de la végétalisation de bancs de sable quelque soit le secteur étudié.

Table des matières

Sommaire
Résumé
Abstract
Introduction
Contexte de l’étude
La Loire : un hydrosystème dégradé
Les moyens mis en place
Le contexte de la sectorisation
Méthodologie
Le travail de P.Ginestet
Les données disponibles
Adaptation et complément de la méthode de P.Ginestet
Sectorisation
Résultats des différents traitements
Paramètres de la sectorisation
Résultats
Synthèse de la sectorisation
Evolution du lit entre 1993 et 2002
Rapport d’aspect et épaisseur d’alluvions
Conclusion
Bibliographie
Liste des figures
Annexes
Table des matières détaillée

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