Prévention des risques

Impact de l’imperméabilisation des sols sur l’intensité des crues

 
 
L’imperméabilisation des sols a un réel impact sur le fonctionnement d’un vallon. Plus un bassin versant est naturel, plus grand sera son potentiel d’infiltration. Mais physiquement, comment se traduit cette affirmation ? Y a-t-il des limites à l’infiltration des eaux de pluie dans le sol ? Ce sont ici les questions auxquelles cet article essaiera de répondre en passant par l’analyse d’un cas concret, en comparant deux vidéos.

                                                                                                                                                                          

Objectif des vidéos

Les deux vidéos réalisées ont pour but de montrer l’impact de l’imperméabilisation des sols et de son effet sur un cas concret. Ainsi, le vallon de la Roquebillière à Cannes a été retenu pour cette démonstration. L’objectif est d’identifier pour une crue courante, c’est-à-dire qui survient fréquemment, et une crue rare, le comportement du vallon avec d’une part l’occupation des sols actuelle, en 2022, et d’autre part une configuration naturelle théorique, avec l’amont traité comme une forêt et l’aval comme une plaine agricole.

Pour la crue courante, une crue de période de retour 10 ans, dite décennale, qui a une chance sur dix d’être dépassée chaque année est retenue.

Pour la crue rare, une crue de période de retour 100 ans, dite centennale, qui a une chance sur cent d’être dépassée chaque année est analysée.

                                                                                                                                                            

Analyse des résultats

Pour la crue décennale (période de retour 10 ans), la différence entre les deux configurations est importante : les débordements pour la configuration naturelle théorique surviennent plus tard et la surface de la zone inondée est bien plus faible.

Ces différences s’expliquent physiquement par trois facteurs principaux :

– Une diminution du débit maximal, appelé débit de pointe. Par comparaison, pour la crue décennale, le débit de pointe du vallon, à l’état actuel est de 5,3 m³/s contre 3,6 m³/s pour la configuration naturelle théorique, soit une diminution du débit d’environ 30 %. Pour la crue centennale (période de retour 100 ans), la réduction du débit de pointe est d’environ 50 %.

– Également, un phénomène étroitement lié au débit maximal est le volume ruisselé. Une part plus importante de l’eau de pluie sera absorbée par les sols. Ces volumes d’eau ne ruisselleront pas et n’alimenteront pas le vallon. Pour cette étude, la réduction du volume ruisselé est de l’ordre de 30 % pour les deux crues étudiées.

– Enfin, le dernier facteur est le temps de concentration. Il s’agit du temps que met l’eau à arriver à l’exutoire (point le plus à l’aval) du bassin versant en partant du point le plus éloigné. Une configuration naturelle participe à l’augmentation du temps de concentration contrairement à une configuration urbanisée, toujours parce que le sol absorbe une plus grande quantité d’eau. L’augmentation du temps de concentration est un point clé : plus grand sera ce temps, plus longtemps mettra le vallon à réagir et donc la durée laissée aux personnes se situant dans la zone inondable pour se mettre à l’abri sera plus grande.

Un deuxième phénomène participe à la diminution du débit de pointe, lié à la rugosité des sols. Il dépend de l’occupation des sols. Un sol en terrain urbanisé, bétonné sera plus lisse qu’un sol naturel. L’eau ruissellera donc plus facilement sur un terrain anthropisé que végétalisé.

Mais alors pourquoi ces différences importantes ne se retrouvent pas de manière aussi marquée pour la crue centennale ? Tout simplement parce que la capacité maximale du sol à infiltrer les eaux de pluie est atteinte beaucoup plus rapidement en raison d’une quantité d’eau de pluie arrivant sur le bassin versant bien plus importante.

Finalement, les gains pour la crue centennale, donc pour une crue rare, sont bien moins importants que pour une crue courante (crue décennale dans cet exemple).

Conclusion

Un bassin versant naturel aura une plus grande tendance à infiltrer les eaux de pluie. De même, en ayant une rugosité plus élevée, il permet d’atténuer le débit de pointe.Pour la crue décennale, cela se traduit, dans ce cas d’étude, par une réduction de la surface inondée de 60 % avec un sol naturel et une diminution de la hauteur d’eau moyenne de l’ordre de 15 cm. Pour la crue centennale, la réduction de la surface inondée s’élève à 30 % et la diminution de la hauteur d’eau moyenne est de l’ordre de 10 cm.

Les gains d’un bassin versant naturel se retrouvent donc principalement pour les crues courantes, qui apparaissent plus fréquemment, que pour les crues rares. Cela est lié à la capacité d’infiltration des sols, qui est atteinte beaucoup plus rapidement lors des pluies les plus fortes, donc moins fréquentes. Un sol naturel permettra également de diminuer la soudaineté de la crue, en abaissant le débit de pointe et en répartissant le volume ruisselé dans le temps.

Les travaux portant sur la désimperméabilisation ou la non imperméabilisation des sols sont donc importants dans la dynamique d’une crue. Les effets de ces actions seront bénéfiques majoritairement sur les crues courantes car les résultats seront plus visibles. Les crues avec débordements seront plus espacées dans le temps et seuls les évènements les plus rares causeront des dégâts importants.