Un simulateur de crues unique en Europe, pour mieux se protéger des inondations

 Les données de la recherche viennent en appui aux politiques de prévention du risque de crue, qui sont indispensables pour mieux gérer ce risque. Dans cette optique, le simulateur de crues d’IRSTEA (Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture) apporte des informations précieuses, en particulier sur des événements qui n’ont pas encore pu être observés sur le terrain. 

Reproduire une catastrophe en laboratoire pour mieux la prévenir : c’est l’objectif du simulateur de crues d’IRSTEA à Villeurbanne. Cet outil, qui évoque un aquarium géant, reproduit au centième le milieu d'un cours d'eau, avec son lit, son environnement, les forêts et les constructions qui le bordent… Sept chercheurs hydrauliciens se relaient afin de suivre en continu des expérimentations - qui durent entre quelques minutes et une journée – et d’étudier à plein temps des simulations de crues.

 

 

 Crédit Irstea

 

Tester différents scénarios

Le risque d’inondation est l’un des risques majeurs en France et près de 3.000 communes sont menacées par l’inondation sur le territoire national. Or les mécanismes conduisant aux débordements des cours d’eau restent parfois inexpliqués. Ce cours d’eau miniature,  long de 18 mètres et large de trois, a été créé par des chercheurs en hydrologie et hydraulique pour mieux comprendre ces phénomènes afin de mieux les prévenir.


Dès qu’il est mis en fonctionnement, le simulateur se remplit d’eau et déborde en quelques secondes seulement, afin d’analyser comment les inondations se propagent. Les phénomènes sont étudiés à l’échelle d’1/centième - deux centimètres de différence de niveau d'eau dans le simulateur équivalent à deux mètres sur le terrain. Différentes configurations sont testées : la confluence de deux rivières, la migration des méandres d'un fleuve, des débordements en plaine d'inondation, une rupture de barrages…La hauteur d'eau est mesurée notamment par des capteurs à ultrason et sa vitesse par une sonde Pitot. Les variations sont étudiées en fonction de différents paramètres : l’intensité de la pente du cours d’eau (simulée jusqu'à 5%), la rapidité du débit, les différents types d'occupation des rives : selon qu'il y a des arbres ou des maisons, des prairies…Un second canal d’un mètre de large est utilisé pour étudier plus spécifiquement les rivières de piedmonts et torrents de montagne : des sédiments (sable ou gravier)  y sont ajoutés afin de mieux étudier les phénomènes d’érosion torrentielle. L'ensemble des données récoltées par le simulateur fera l'objet d'un rapport en 2018 à l’issue du projet européen Flowres, coordonné par IRSTEA.

 

  Copyright Irstea

Comprendre afin de mieux prévenir…

Il est extrêmement difficile d’empêcher les inondations de se produire, mais il est possible de se préparer à l’aléa. La connaissance des phénomènes de crues et d’inondations est le point de départ logique d’une meilleure gestion de ce risque. Il est en particulier important de comprendre comment les crues se transforment en inondations qui se répandent sur les territoires en occasionnant parfois des dégâts considérables. Cependant, les débordements de cours d’eau sont des mécanismes extraordinairement complexes ; il n’est pas possible d’en comprendre le déroulement uniquement à l’aide de simulations faites sur ordinateur. Il faut créer de vraies crues en modèle réduit, en laboratoire en quelque sorte, afin d’en étudier le processus. L’étude de ces aléas est d‘autant plus important que le réchauffement climatique risque d’augmenter la fréquence et l’amplitude de ces risques. Par ailleurs, les sociétés modernes  ont  de plus en plus de sites stratégiques sensibles (par exemples les centrales thermiques et nucléaires), de zones habitées, d’activités économiques et de réseaux qui sont situés dans des zones inondables.

Prédire les crues extrêmes

L’un des grands intérêts de ce simulateur d'un coût de 800.000 Euros est de permettre l’étude des crues extrêmes – des phénomènes d’une violence telle qu’ils ne se produisent qu’une fois tous les 100 ans, voire tous les 1.000 ou 10.000 ans, car leur survenue requiert une conjonction de circonstances qui ne se produit que très rarement. De ce fait, certains phénomènes n’ont pas encore pu être observés car ils ne se sont jamais produits. Le simulateur permet de se faire une idée plus précise de ce qui se passerait lorsque ces aléas surviendront.


Le Projet Flowres (2015-2018)

Le simulateur de Villeurbanne est actuellement utilisé dans le cadre d’un projet d'études européen, « Flowres ». Ce projet multipartenaires, coordonné par IRSTEA vise à prédire avec précisions les crues extrêmes dans les zones à haut risque. Ces crues très rares n’ont pas encore pu être observées sur le terrain et nécessitent un travail d’anticipation de leur survenue et de leur déroulement. Les processus physiques sont complexes, encore largement inexplorés, et les hypothèses liées à la modélisation numérique ne peuvent être validées sans l’analyse de données de terrain.

 


Le saviez-vous ?

 

122 zones prioritaires… 2.900 communes sont menacées par une inondation selon l’IRSTEA. Cette estimation a été réalisée à la suite d’études portant sur les inondations survenues depuis un millénaire.

Un Français sur quatre est exposé au risque d'inondation par un cours d'eau ou la mer, selon les experts en hydrologie.

1 milliard d’Euros de dégâts, c’est le coût des dégâts occasionnés en décembre 2003 par la crue du bas Rhône en aval de Viviers (Ardèche), selon le bilan de la Direction régionale de l'Environnement  Les territoires inondés n’avaient pas connu une crue de cette ampleur  depuis 1856.

IRSTEA

Créé en 1981, IRSTEA, anciennement CEMAGREF, compte neuf centres dans l'Hexagone et emploie quelques 1.600 personnes. Son budget était de 116 millions d'euros en 2013. En appui aux politiques publiques de gestion du risque d’inondation, IRSTEA accompagne le Ministère de l’Ecologie ainsi que les pouvoirs publics sur la connaissance des phénomènes, la prévision des crues (outils, modèles), la gestion des ouvrages hydrauliques et la sécurité des digues de protection. A cette fin, les scientifiques d’IRSTEA ont développé une réelle expertise de la connaissance des crues et des inondations. De la collecte des données terrain à l’aide de réseaux de stations de mesure, à la mise en place de bases de données, ils travaillent à comprendre le comportement et les trajectoires de ces phénomènes grâce à des simulations et modélisations.

Le projet RHYTMME

Depuis 2008, IRSTEA est associé à Météo-France dans un autre projet, RHYTMME (Risques Hydrométéorologiques en Territoires de Montagne et Méditerranéens) qui a pour objectifs d’installer des radars hydrométéorologiques de nouvelle génération dans les Alpes du Sud –territoires à haut risque au regard du risque de crue - et de développer une plateforme Internet d'avertissement en temps réel à disposition des gestionnaires des risques des communes et des services de l’Etat

 

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