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Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 1/43
211_RAP 007 Date : 05/02/2010
AGGLOMERATION DE NEVERS
Hubert Fallet
Tél. : 03 86 61 85 91
MANDATAIRE DE L’ÉTUDE : MINEA
Alain Mausset
Téléphone : 01 42 62 17 49
SECTEUR(S) D'ETUDE CONCERNÉ(S)
La Loire, l’Allier et la Nièvre
adn Rive Droite/Rive Gauche
adn Loire amont
adn Bec d’Allier
adn Loire aval
Commune concernée
AUTEUR : AG.Vigier & A.Masson
Société : Hydratec & Sogreah
Réf : 211_RAP_007_v02
VALIDATIONS
Auteur de la note
Minea
adn
Groupe Technique
Site public adn
Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D Caractéristiques des modèles, hypothèses et limites
Synthèse des mécanismes d'inondation
Atlas cartographique de l'aléa hydraulique
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 2/43
Sommaire 1. Introduction ............................................................................................................. 4 2. Caractéristiques des modèles ........................................................................................ 5 2.1. Modèle global unidimensionnel ................................................................................... 5 2.1.1. Emprise ............................................................................................................ 5 2.1.2. Constitution ....................................................................................................... 6 2.1.3. Résultats........................................................................................................... 6
2.2. Modèle local bidimensionnel ...................................................................................... 6 2.2.1. Emprise ............................................................................................................ 6 2.2.2. Constitution ....................................................................................................... 6 2.2.3. Résultats........................................................................................................... 7
2.3. Cohérence des modèles ............................................................................................ 7 2.4. Calage des modèles ................................................................................................. 8 2.5. Hypothèses & limites liées aux modélisations ................................................................. 8
3. Synthèse des mécanismes d’inondation ............................................................................ 9 3.1. Evénements hydrologiques ........................................................................................ 9 3.1.1. Rappels de l’étude Loire Moyenne............................................................................ 9 3.1.2. Adaptation pour l’étude EGRIAN .............................................................................. 9 3.1.3. Rôle du barrage de Villerest .................................................................................. 13 3.1.4. Echelle de la Jonction.......................................................................................... 14
3.2. Scénarii testés ...................................................................................................... 15 3.2.1. Scénarii sans rupture avant surverse ........................................................................ 15 3.2.2. Scénarii avec rupture avant surverse........................................................................ 15
3.3. Vals de Nevers ...................................................................................................... 17 3.3.1. Mécanismes d’inondation sans rupture avant surverse................................................... 17 3.3.2. Mécanismes d’inondation en cas de brèches accidentelles ............................................. 22 3.3.3. Comparaison avec le PPRI ..................................................................................... 25
3.4. Vallée de la Nièvre et canal de dérivation .................................................................... 27 3.5. Val du Bec d’Allier ................................................................................................. 27 3.6. Val de Cours-les-Barres............................................................................................ 28 3.7. Fourchambault et Marseille-lès-Aubigny ....................................................................... 29 3.8. Remarques sur les ponts .......................................................................................... 29
4. Atlas cartographique de l’aléa hydraulique....................................................................... 30 4.1. Rappels préalables ................................................................................................. 30 4.2. Paramètres caractéristiques de l’aléa.......................................................................... 30 4.3. Cartes de l’aléa hydraulique ..................................................................................... 32 4.4. Remarques........................................................................................................... 32
5. Conclusion .............................................................................................................. 33 6. Annexe : atlas cartographique de l’aléa hydraulique (cartes hors texte) ................................... 34 6.1. Scénario 50 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse .................................. 34 6.2. Scénario 70 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse .................................. 35 6.3. Scénario 100 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse ................................. 36 6.4. Scénario 170 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse ................................. 37 6.5. Scénario 200 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse ................................. 38 6.6. Scénario 500 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse ................................. 39 6.7. Scénario A 500 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse .............................. 40 6.8. Scénario C 170 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse .............................. 41 6.9. Scénario B 170 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse .............................. 42 6.10. Scénario D 500 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse.............................. 43
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 3/43
Liste des figures Figure 1 - Cours d’eau, canaux, bassins et étangs sur les trois secteurs : Loire Moyenne, Allier, Loire amont . 4 Figure 2 – Levées de protection et infrastructures en remblais sur les vals de Nevers .............................. 4 Figure 3 – Architecture du modèle global 1D à casiers..................................................................... 5 Figure 4 – Topographie du modèle local 2D .................................................................................. 7 Figure 5 – Schéma hydrologique du modèle global ADN08 ............................................................... 10 Figure 6 – Hydrogrammes de la Loire à Nevers dans l’étude Loire Moyenne (LM98) et EGRIAN (ADN08) ........ 11 Figure 7 – Hydrogrammes de l’Allier au pont SNCF d’Apremont dans l’étude Loire Moyenne et EGRIAN........ 12 Figure 8 - Echelle de la Jonction à Nevers .................................................................................. 14 Figure 9 – Localisation des brèches considérées ........................................................................... 16 Figure 10 – Fonctionnement hydraulique des vals de Nevers sans rupture des endiguements..................... 20 Figure 11 – Profil en long des lignes d’eau calculées par les 2 modèles et des crêtes des levées RG et RD .... 21 Figure 12 – Fonctionnement hydraulique des vals de Nevers avec rupture des endiguements .................... 24 Figure 13 – Classes d’aléa en fonction du croisement hauteur / vitesse .............................................. 25 Figure 14 – Comparaison avec le zonage du PPRI .......................................................................... 26 Figure 15 – Fonctionnement hydraulique du val du Bec d’Allier ........................................................ 27 Figure 16 – Fonctionnement hydraulique du val de Cours-les-Barres .................................................. 28 Figure 17 - Eléments de sécurité des personnes en fonction des seuils de hauteurs et de vitesses .............. 31
Liste des tableaux Tableau 1 – Débits de pointe des événements considérés................................................................ 10 Tableau 2 – Caractéristiques des scénarii de brèches..................................................................... 17 Tableau 3 – Seuils de vigilance, crues récentes observées et crues calculées à l’échelle de la Jonction ....... 17
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 4/43
1. Introduction L’Agglomération De Nevers (ADN), regroupant 10 communes de la Nièvre (58), est en partie protégée contre les crues fortes de la Loire par un système d’endiguement ancien qui n’a pas résisté lors du passage des crues du XIXème siècle. En rive droite de la Loire, dans la traversée de Nevers, une première série de levées protège les quartiers de la Baratte et des Courlis en longeant la Loire rive droite et le canal de la Nièvre rive gauche. Une seconde série protège le faubourg de Mouësse et le centre-ville de Nevers en longeant la Nièvre rive droite et la Loire rive droite jusqu’au pont de la RD907 (EX-RN7). En rive gauche de la Loire, la levée de Sermoise protège le quartier Saint-Antoine des venues directes depuis la Loire. Elle se prolonge par la levée du canal de Jonction, la levée de la Blanchisserie, la levée du plateau de Bonne Dame et la levée de Gimouille. A l’aval de Nevers, au niveau du Bec d’Allier, une levée protège le val du Guétin. Et plus en aval, face à la commune de Fourchambault, se situe le val de Cours-les-Barres, également protégé par une levée. L’Etude Globale du Risque Inondation sur l’Agglomération de Nevers (EGRIAN) a pour objectif de proposer une stratégie globale et cohérente de réduction du risque d’inondation. L’élaboration de cette stratégie repose sur une première phase de diagnostic du risque d’inondation sur l’agglomération, et une seconde phase de propositions et d’études d’actions visant à réduire ce risque. La modélisation hydraulique mise en œuvre dans ce cadre doit permettre :
� En phase I : de fournir un diagnostic global de l’aléa inondation dans la disposition actuelle du système d’endiguement, ainsi qu’en cas de submersion des vals à la suite de rupture des digues ;
� En phase II : de proposer et d’étudier des aménagements visant à réduire cet aléa inondation. Pour répondre à ces objectifs, une double approche est proposée :
� Un modèle global unidimensionnel maillé à casiers, qui place l’Agglomération de Nevers dans un contexte hydraulique étendu, de Decize et Moulins en amont jusqu’à Saint-Satur en aval. Le modèle global est utilisé pour l’analyse exploratoire des différentes simulations à réaliser, tant en phase de diagnostic que de propositions et études d’actions, et pour les analyses de sensibilité associées ;
� Un modèle local bidimensionnel, sur la zone des vals endigués de Nevers, secteurs hydrauliquement complexes et à forts enjeux. Le modèle local est utilisé pour une analyse fine des conditions d’écoulement dans la traversée de Nevers, essentiellement à l’intérieur des vals de l’Agglomération de Nevers, pour un nombre plus restreint de simulations.
Le modèle global et le modèle local sont utilisés conjointement pour l’étude de différents scénarii, de manière à tirer le meilleur profit de leurs capacités respectives. Le présent document a pour objet de présenter une synthèse du diagnostic des mécanismes d’inondation mis en évidence par les 2 modèles dans l’agglomération de Nevers. Il contient ainsi :
� Un rappel des caractéristiques des modélisations mises en œuvre, ainsi que les hypothèses et les limites induites ;
� Une présentation succincte des simulations menées et des résultats obtenus avec le modèle global et le modèle local pour les 10 scénarii considérés ;
� Un atlas cartographique de l’aléa hydraulique résultant. Pour faciliter la compréhension du rapport, les figures suivantes (hors texte) présentent le territoire de l’agglomération de Nevers et les différents éléments topographiques importants vis-à-vis de la problématique hydraulique : Figure 1 - Cours d’eau, canaux, bassins et étangs sur les trois secteurs : Loire Moyenne, Allier, Loire amont Figure 2 – Levées de protection et infrastructures en remblais sur les vals de Nevers
Rau du Champ des Portes
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Cours d'eau, Canaux, Bassins et Etangs
Echelle 1 cm = 500 m
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Secteur Loire Moyenne
Secteur Allier
Figure 1.a
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Bassin du port de la Jonction
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Cours d'eau, Canaux, Bassins et EtangsSecteur Loire Amont
Echelle 1 cm = 300 m
Figure 1.b
Quartierdu Stand
Jonction
Champ de FoireFbg de Mouësse
La BaratteLes Courlis
Saint-Antoine
La BagatelleLes Brouères
La Bonne Femme
Pète à l'Ane
La BriqueteriePeuilly
La BriqueteriePlagny
La Maison Rouge
ZI de TaupièresLes Champs Pacaud
Plateau de la Bonne Dame
Plateau de la Bonne Dame
Plateau de la Bonne Dame
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Saint-Eloi 1e partie
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Ancienne ligne américaine
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Canal d'embranchement de Nevers RG
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Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
Saint-Eloi 2e partie
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Levées de protection et infrastructures en remblaiVals de Nevers
Echelle 1 cm = 300 m
Figure 2
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 5/43
2. Caractéristiques des modèles
2.1. Modèle global unidimensionnel Nous rappelons succinctement ici les caractéristiques principales du modèle unidimensionnel mis en œuvre avec le logiciel HYDRARIV développé par HYDRATEC. Pour plus de détails sur la construction et le calage du modèle, le lecteur se reportera au rapport EGR_360_RAP_001.
2.1.1. Emprise La modélisation hydraulique unidimensionnelle place la Communauté d’Agglomération de Nevers au cœur d’un réseau hydrographique étendu en amont et en aval, tant sur la Loire que sur l’Allier :
� depuis Decize sur la Loire, soit 38 km
� depuis Moulins sur l’Allier, soit 60 km
� depuis Pont-Saint-Ours sur la Nièvre, soit 10 km
� et jusqu’à Saint-Satur à l’aval, soit 55 km
� plus 39 km de ruisseaux dans les vals ou la plaine inondable Le périmètre d’étude modélisé comprend environ 200 km de cours d’eau.
Figure 3 – Architecture du modèle global 1D à casiers
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 6/43
2.1.2. Constitution Le modèle unidimensionnel est basé sur un schéma mixte de modélisation comprenant :
� la schématisation « filaire » des lits mineurs ainsi que des lits majeurs de la Loire, de l’Allier et de la Nièvre à l’exception de leur zone de confluence au niveau d’Agglomération de Nevers.
� une schématisation « casiers » de l’Agglomération de Nevers et des vals de Loire situés en aval du Bec d’Allier, correspondant à des zones d’expansion dans le lit majeur avec des vitesses faibles à moyennes.
� des singularités multiples représentant des ouvrages hydrauliques particuliers, que ce soit dans le lit mineur (pont, seuil) ou entre deux casiers.
La connexion des différents domaines est assurée par des liaisons hydrauliques, de natures différentes selon la topographie ou le type d’ouvrage.
2.1.3. Résultats Les calculs étant menés en régime transitoire, le logiciel HYDRARIV restitue, pour chaque profil en travers des biefs filaires et à chaque instant de la crue simulée, les évolutions au cours du temps de la hauteur d’eau, de la vitesse moyenne de l’écoulement et du débit. Pour chaque casier, le logiciel restitue la hauteur d’eau et la cote d’eau au cours du temps, ainsi que le volume d’eau stocké.
2.2. Modèle local bidimensionnel Nous rappelons succinctement ici les caractéristiques principales du modèle bidimensionnel mis en œuvre avec le système TELEMAC (© EDF-LNHE) pour répondre aux objectifs de la présente étude. Pour plus de détails sur la construction et le calage du modèle, le lecteur se reportera au rapport EGR_360_RAP_002.
2.2.1. Emprise Le modèle bidimensionnel couvre une emprise plus large que son strict domaine d’intérêt, limité aux vals endigués de Nevers :
� A l’amont sur la Loire, la limite est fixée au droit des lieux-dits Le Crot de Savigny / Le Domaine d’Eau, soit environ 1,4 km en amont du pont de l’A77 ;
� A l'aval sur la Loire, la limite est fixée au droit des lieux-dits La Coquillerie / Le Saulay, soit environ à 2,6 km environ en aval du pont de la voie ferrée ;
� Les limites latérales sont définies de manière à englober la limite des plus hautes eaux connues pour la Loire (crues historiques du XIXe siècle), et donc l’intégralité des vals sur les deux rives.
2.2.2. Constitution Toutes les données collectées sur le secteur d’étude ont été exploitées et intégrées dans le modèle, de façon à reproduire aussi fidèlement que possible la géométrie du site. Le modèle bidimensionnel résultant est constitué par un maillage aux éléments finis comportant environ 46000 nœuds. La Figure 4 ci-après présente la topographie du modèle TELEMAC réalisé dans le cadre de la présente étude.
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Figure 4 – Topographie du modèle local 2D
2.2.3. Résultats Les calculs étant menés en régime transitoire, le module hydraulique TELEMAC-2D restitue, en chacun de ces points de calcul et à chaque instant de la crue simulée, les évolutions au cours du temps de la hauteur d’eau et de la vitesse de l’écoulement (intensité et direction). Les résultats attendus de la modélisation bidimensionnelle se traduisent ainsi par une plus grande précision dans la caractérisation de l’aléa dans les secteurs particuliers à fort enjeu humain que constituent les vals endigués de Nevers, en termes de hauteur d’eau maximale, vitesse d’écoulement maximale et durée de submersion.
2.3. Cohérence des modèles Des données de toute nature (topographie, bathymétrie, ouvrages, bâti, végétation, etc.) ont été collectées au démarrage de l’étude. Les mêmes données ont été exploitées et intégrées dans le modèle global et dans le modèle local, de façon à reproduire aussi fidèlement que possible la géométrie du site, et notamment les éléments structurants pour les écoulements que sont par exemple les levées (obstacle) et les lits des cours d’eau (drain). Les conditions aux limites du modèle local 2D sont directement déterminées à partir des simulations avec le modèle global 1D à casiers afin de garantir la meilleure cohérence possible des résultats issus des deux types de modélisation sur la traversée de Nevers.
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2.4. Calage des modèles Le calage est une étape essentielle pour vérifier la représentativité des modèles. Le modèle global et le modèle local ont été paramétrés et ajustés de façon à reproduire aussi fidèlement que possible les trois événements de crue récents choisis pour le calage. Il s’agit, par ordre d’intensité décroissante, des crues de décembre 2003, de mai 2001 et d’avril 2005. La reproduction de ces trois crues s’est montrée très satisfaisante, les niveaux d’eau calculés par les deux modèles étant dans l’ensemble à +/- 10 cm des niveaux observés. L’estimation de la précision des calculs hydrauliques est au final comprise entre +/-15cm pour un débit de Loire de 2 000 m3/s à Nevers et +/-25cm pour un débit de 4 500 m3/s ; toutes les valeurs de hauteurs d’eau doivent donc être lues en prenant en compte ce niveau d’incertitude.
2.5. Hypothèses & limites liées aux modélisations Préalablement à l’évaluation des résultats de simulations, il convient de garder à l’esprit que la modélisation est une représentation de la réalité, reposant donc sur plusieurs hypothèses et induisant certaines limitations. Nous détaillons ci-dessous les principales :
� Dans la réalité, les courants fluviaux, mêmes modérés, occasionnent sur les fonds des rivières un transport de matériaux. Les modifications morphologiques qui en résultent sont plus ou moins rapides, et résultent de l’adaptation mutuelle, au cours du temps, de l’écoulement et de la topographie des fonds : érosion des sédiments depuis le fond, charriage par les courants et dépôt lorsque la force tractrice de l’écoulement devient trop faible. Dans le cas présent, le type de modélisation mis en œuvre (que ce soit pour le modèle global ou le modèle local) suppose intrinsèquement que le fond du lit est fixe, c’est-à-dire qu’il ne peut pas évoluer sous l’action de l’écoulement.
� Les modélisations mises en œuvre ne tiennent pas compte des différents facteurs qui pourront localement aggraver les cotes, comme le risque local d'encombre végétal (accrochés aux piles des ponts, dans la végétation poussant sur une levée ou présents en tête d'île) et le batillage (vagues) dû au vent.
� Les modélisations mises en œuvre ne simulent pas un type d'inondation très présent au XIXe siècle et fort possible encore de nos jours, à savoir la remontée de la nappe alluviale au-dessus du terrain naturel d'un val situé derrière une levée.
� Pour la modélisation 1D, chaque section de la rivière est représentée par un point de calcul du domaine filaire : il n’est donc pas tenu compte du dévers du plan d’eau dans les méandres (l'eau est plus haute à l'extérieur de la courbe d'un virage qu'à l'intérieur), qui peut être un facteur localement aggravant. De plus, la cote de l’eau dans chaque casier en lit majeur est assimilée à un plan d’eau horizontal.
� La modélisation 2D résout les équations régissant la dynamique des écoulements à surface libre : elle ne prend donc pas en compte le phénomène, comme observé dans la réalité, de mise en charge locale au droit d’un ouvrage particulier, soit parce que la voûte de l’ouvrage est basse, soit du fait de la formation d’un embâcle de bois ou de glace.
� Dans les modèles global et local, alors que les biefs des affluents principaux de la Loire sont maillés, les affluents secondaires de la Loire ne sont pas représentés explicitement mais sont pris en compte sous forme d’apports de débit latéral.
� Enfin, plusieurs sources d’imprécisions influencent la précision du calage des modèles, et principalement celles liées aux données physiques (topographie, bathymétrie, couverture végétale, conditions aux limites, etc.) qui sont la base même des modèles mis en œuvre.
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3. Synthèse des mécanismes d’inondation
3.1. Evénements hydrologiques Pour plus de détails sur les hypothèses hydrologiques, le lecteur se reportera aux rapports EGR_340_RAP_001 & EGR_340_RAP_002.
3.1.1. Rappels de l’étude Loire Moyenne Plusieurs études pilotées par l’Equipe Pluridisciplinaire Plan Loire Grandeur Nature sur l’hydrologie du bassin de la Loire ont été réalisées et ont servi à fournir les données nécessaires au modèle hydraulique de la Loire moyenne. Les principales conclusions des études hydrologiques menées précédemment sont les suivantes :
� Les bassins de l’Allier et de la Loire en amont du Bec d’Allier ayant des caractéristiques proches, leur réponse à un évènement pluvieux généralisé produit de ce fait deux hydrogrammes quasiment concomitants au Bec d’Allier.
� L’analyse pluviométrique a vérifié que les hypothèses de la méthode dite du « Gradex » sont respectées : L’estimation des débits rares repose sur l’observation qu’à partir d’une période de retour de 20 ans, il y a saturation et que tout volume d’eau supplémentaire apporté par une précipitation, ruisselle et se retrouve dans le cours d’eau.
� Les hydrogrammes de crue de la Loire, de l’Allier, et des deux réunis à l’aval de la confluence, sont décrits par une loi dite de « Pearson III ».
Ainsi, les hydrogrammes naturels de crue de la Loire et de l’Allier ont été construits. Il s’agit de 6 crues de référence de période de retour 50, 70, 100, 170, 200 et 500 ans. L'hydrogramme de l'Allier au Veurdre est naturel, tandis que celui de la Loire à Nevers est aujourd'hui influencé par le barrage de Villerest.
3.1.2. Adaptation pour l’étude EGRIAN Les points d’injection de débit dans le modèle hydraulique global ADN08 construit et calé pour la présente étude sont Decize sur la Loire, Moulins sur l’Allier et Pont Saint-Ours sur la Nièvre Or les 6 crues de référence de l’étude Loire moyenne sont déterminées par un hydrogramme sur la Loire à Nevers (pont RD907 [ex-RN7]) et un autre au Pont SNCF d’Apremont sur l’Allier.
Il s’agit pour alimenter le modèle hydraulique de transposer d’une part les 6 hydrogrammes de référence de Nevers à Decize, et d’autre part les 6 hydrogrammes du pont SNCF sur l’Allier à Moulins. Pour la Nièvre, il a été considéré la crue centennale déterminée dans l’étude hydrologique.
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Figure 5 – Schéma hydrologique du modèle global ADN08 Les hydrogrammes d’entrée des six crues de référence du modèle ADN08 pour l’étude EGRIAN sont donc en phase avec les six crues de référence injectées dans le modèle LM98 pour l’étude Loire Moyenne. Le tableau ci-dessous présente les débits de pointe retenus (en m3/s) pour les scénarios hydrologiques :
Q Loire à Decize Q Loire à Nevers Q au Bec d’Allier Période
de retour naturel avec
Villerest
Q Nièvre à Pont St-Ours naturel
avec Villerest
Q Allier à Moulins naturel
avec Villerest
50 ans 3 200 2 200 103 3 300 2 300 2 130 5 200 4 200
70 ans 3 550 2 550 103 3 620 2 620 2 550 6 000 5 000
100 ans 4 200 3 200 103 4 280 3 280 2 850 7 000 6 000
170 ans 4 450 3 450 103 4 500 3 500 3 150 7 500 6 500
200 ans 4 800 3 800 103 4 870 3 870 3 350 8 000 7 000
500 ans 5 450 4 450 103 5 500 4 500 4 170 9 500 8 500
Tableau 1 – Débits de pointe des événements considérés
Hy Nièvre
Nevers
Decize
Moulins
Pont SNCF d’Appremont du
Guétin
Bec d’Allier
Hy Loire "Loire moyenne"
décalé dans le temps
Hy Allier "Loire moyenne"
décalé dans le temps
Loire
Allier
Nièvre
Transposition 56.660 km
Transposition 31.115 km
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0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
5 000
Débits (en m3/s)
Temps (en heures)
Comparaison des hydrogrammes à Nevers
T 500 ans LM98
T 500 ans ADN08
T 200 ans LM98
T 200 ans ADN08
T 170 ans LM98
T 170 ans ADN08
T 100 ans LM98
T 100 ans ADN08
T 70 ans LM98
T 70 ans ADN08
T 50 ans LM98
T 50 ans ADN08
Figure 6 – Hydrogrammes de la Loire à Nevers dans l’étude Loire Moyenne (LM98) et EGRIAN (ADN08)
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0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
Débits (en m3/s)
Temps (en heures)
Comparaison des hydrogrammes au pont SNCF d'Apremont
T 500 ans LM98
T 500 ans ADN08
T 200 ans LM98
T 200 ans ADN08
T 170 ans LM98
T 170 ans ADN08
T 100 ans LM98
T 100 ans ADN08
T 70 ans LM98
T 70 ans ADN08
T 50 ans LM98
T 50 ans ADN08
Figure 7 – Hydrogrammes de l’Allier au pont SNCF d’Apremont dans l’étude Loire Moyenne et EGRIAN
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3.1.3. Rôle du barrage de Villerest Le barrage de Villerest est un barrage-poids construit sur la Loire à l’amont de Roanne. Mis en service en 1985, ses fonctions principales sont l'écrêtement des crues et le soutien d'étiage. La production d'électricité constitue une fonction secondaire. On constate par ailleurs une utilisation du plan d’eau de la retenue à des fins touristiques. Le principe de gestion du barrage est de contrôler le débit qui en sort en ouvrant plus ou moins ses vannes en fonction des débits prévus et observés à l’entrée de la retenue. Son action d’écrêtement est volontairement limitée aux crues importantes de la Loire dont le débit est supérieur à 1 000 m3/s à l’entrée du barrage (correspondant à une période de retour de 3 ans environ). Son effet théorique sur les crues d’automne supérieures à 4 000 m3/s (du type de 1856) est une réduction de 2 000 m3/s du débit maximum à Roanne, et une réduction de moitié des débits des crues d’automne inférieures à 4 000 m3/s. Selon les résultats de l’étude Loire Moyenne, cet effet théorique permet de réduire d’environ 1 000 m3/s le débit des fortes crues de la Loire au Bec d’Allier. Cet écrêtement théorique pourrait être moins important au printemps, la cote de retenue normale du plan d’eau du barrage étant plus haute durant cette période, ce qui laisse un volume disponible plus faible pour stocker les crues. Ainsi, le barrage de Villerest a permis de réduire le débit en Loire de 2 900 m3/s en entrée à 1 600 m3/s en sortie lors de la crue de décembre 2003, ce qui s’est traduit par un gain de 940 m3/s à Nevers. Lors de la crue de novembre 2008, l’effet de l’écrêtement de crue par le barrage a permis de réduire les débits de 1 500 m3/s à l’aval. Il apparait que le barrage de Villerest protège de manière significative la Ville de Nevers : l’écrêtement théorique de débit de 1 000 m3/s correspond à une diminution du débit de pointe de la Loire à Nevers de l’ordre de 18 à 30% pour les 6 crues de référence, tandis que cette diminution ne représente plus que 11 à 19% du débit de pointe à l’aval du Bec d’Allier. Par ailleurs, les crues historiques du XIXème siècle, dont le débit naturel à Nevers était d’environ 4 000 à 4 500 m3/s, sont réputées de période de retour 170 à 200 ans. Compte tenu des hypothèses théoriques liées au comportement du barrage de Villerest, il faudrait une crue cinq-centennale pour obtenir des niveaux d’eau équivalents, en supposant des conditions d’écoulement similaires.
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3.1.4. Echelle de la Jonction Le schéma suivant illustre les niveaux atteints à l’échelle de la Jonction pour les 6 crues de référence testées et permet de comparer ces niveaux à ceux atteints lors des crues historiques :
Figure 8 - Echelle de la Jonction à Nevers
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3.2. Scénarii testés Dans le cadre de l’étude EGRIAN, dix scénarii sont considérés pour le diagnostic de l’aléa inondation. En particulier dans le périmètre de la modélisation 2D centrée sur Nevers, chaque scénario a été défini par un événement hydrologique et une hypothèse concernant la tenue des levées de protection contre les crues : avec ou sans rupture de la digue avant surverse. Effectivement, les modélisations réalisées montrent que, suite aux exhaussements réalisés au XIXème siècle sur ces ouvrages, les levées de protection contre les crues de la Loire dans les vals de Nevers, rive droite et rive gauche, ne sont pas submergées pour les débits retenus, même pour l’occurrence la plus forte étudiée.
3.2.1. Scénarii sans rupture avant surverse Dans un premier temps, l’hypothèse est faite que toutes les levées de protection contre les crues de la Loire sur les communes de Nevers, Challuy et Sermoise ne se rompent pas tant qu’elles ne sont pas submergées par l’écoulement, et cela quelque soit l’événement hydrologique considéré. Les six scénarii sans rupture des digues avant surverse correspondent donc aux six crues de référence de période de retour 50 ans, 70 ans, 100 ans, 170 ans, 200 ans et 500 ans au Bec d’Allier.
3.2.2. Scénarii avec rupture avant surverse Dans un second temps, l’hypothèse est donc faite que certaines levées de protection contre les crues de la Loire sur les communes de Nevers, Challuy et Sermoise se rompent accidentellement en des points précis avant d’être submergées par l’écoulement, du fait d’une déstabilisation structurelle de la digue (instabilité d’ensemble de la digue, renard hydraulique, érosion de talus ou affouillement, embâcle, etc.). Quatre scénarii de brèches ont finalement été élaborés en collaboration avec le Groupe Technique de l’étude, sur la base d’hypothèses en partie arbitraires mais avec l’idée sous-jacente qu’elles soient représentatives (cf. rapport EGR_350_RAP_001) :
� Scénario A : deux brèches en rive droite dans la levée de Saint Eloi, l’une juste en aval de l’A77 et l’autre à l’angle de la levée de Saint-Eloi et de la levée du canal de dérivation de la Nièvre, pour la crue d’occurrence 500 ans au Bec d’Allier. Au-delà du diagnostic, ce scénario permet de disposer d’une situation de référence pour l’analyse des conséquences de potentiels aménagements sur un val dont les digues sont réputées fiables.
� Scénario B : deux brèches historiques en rive gauche dans la levée de Sermoise, l’une située au droit du chemin du Peuplier Seul et l’autre située en amont de la station de production d’eau potable, pour la crue d’occurrence 170 ans au Bec d’Allier. Au-delà du diagnostic, ce scénario permet de disposer, pour l’analyse des conséquences de potentiels aménagements sur le val de Sermoise, d’une situation de référence similaire à la crue historique de 1866, qui solliciterait les digues excessivement encore aujourd’hui.
� Scénario C : deux brèches en rive gauche, l’une dans la levée de la Bonne Femme au droit du lieudit du même nom et l’autre dans la levée de la Blanchisserie, au niveau de l’étranglement, pour une crue d’occurrence 170 ans au Bec d’Allier. Cette situation permet de disposer des éléments pour juger d’une inondation du val de Sermoise, certes pour une crue proche de la crue historique, mais par des brèches sur des sites originaux.
� Scénario D : localisation des brèches identique au scénario B, pour une crue d’occurrence 500 ans au Bec d’Allier. Cette situation permet de disposer d’une situation de référence pour l’analyse des conséquences de potentiels aménagements sur le val de Sermoise, dans le cas extrême d’une crue de période de retour 500 ans, toujours possible, et que les dits aménagements doivent pouvoir supporter.
Remarque : Des brèches suite à des surverses sur les levées se produisent dans le val de Cours-les-Barres à partir de la crue de période de retour 170 ans.
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Figure 9 – Localisation des brèches considérées Plusieurs paramètres doivent être fixés pour la prise en compte des brèches dans les modèles local et global. Les hypothèses suivantes ont été retenues pour effectuer les modélisations (cf. rapport EGR_350_RAP_001) :
� La localisation et la largeur de la brèche (cf. Figure 9) : toutes les brèches modélisées ont une largeur de 100m en suivant le linéaire de la levée ;
� Le facteur déclenchant l’ouverture de la brèche : dans le cas présent, ce critère correspond au dépassement, pour le niveau d’eau à l’amont immédiat de la brèche considérée, d’une cote altimétrique prédéfinie, correspondant à la cote de déstabilisation hydraulique probable de la digue (cf. Tableau 2) ;
� La durée d’ouverture de la brèche : toutes les brèches modélisées s’ouvrent en 1 heure ;
� La géométrie finale de la brèche : les brèches modélisées s’ouvrent depuis la cote de la crête de la levée jusqu’à une cote finale prédéfinie de seuil horizontal, fixée approximativement à la cote du terrain naturel à l’arrière de la levée ;
� La façon dont est représentée la cinétique d’ouverture de la brèche dépend de l’outil de modélisation utilisé :
o Dans le logiciel HYDRARIV, la brèche est représentée par une liaison de type LDVF, qui permet une ouverture par élargissement progressif sur toute la hauteur finale de la brèche.
o Dans le logiciel TELEMAC, la brèche est représentée par un ensemble de points du maillage dont la cote altimétrique est amenée à varier, de manière continue d’un pas de temps sur l’autre, depuis la cote de la crête de la levée jusqu’à la cote de seuil finale. La cinétique d’ouverture combine simultanément un abaissement progressif de la cote de la digue et un élargissement progressif de la brèche.
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Scn
Evénement Occurrence
au Bec d’Allier
Brèche Levée Val Cote de crête (NGF IGN69)
Critère de déclenchement
(NGF IGN69)
Cote de seuil final
(NGF IGN69)
A1 Saint-Eloi La Baratte 179.0 m 177.9 m 176.0 m
A 500 ans
A2 Saint-Eloi Fbg de
Mouësse 179.0 m 177.5 m 176.0 m
B1 Sermoise Pète à l’Ane 179.5 m 177.0 m 174.0 m
B 170 ans
B2 Sermoise Pète à l’Ane 179.1 m 176.8 m 175.0 m
C1 Bonne
Femme
Bonne
Femme 179.6 m 177.0 m 175.0 m
C 170 ans
C2 Blanchisserie La Jonction 178.8 m 176.0 m 175.5 m
D1 Sermoise Pète à l’Ane 179.5 m 177.0 m 174.0 m
D 500 ans
D2 Sermoise Pète à l’Ane 179.1 m 176.8 m 175.0 m
Tableau 2 – Caractéristiques des scénarii de brèches
3.3. Vals de Nevers
3.3.1. Mécanismes d’inondation sans rupture avant surverse Les mécanismes d’inondation sur les communes de Sermoise-sur-Loire, Challuy et Nevers en cas de crue très forte de la Loire ont été mis en évidence par les deux modélisations (globale et locale) du val de Nevers. Le détail des atteintes en termes de hauteurs d’eau, vitesses d’écoulement, durées de submersion et répartitions des débits, pour chacun des six événements hydrologiques testés, figure dans le rapport EGR_360_RAP_003 pour le modèle 1D et EGR_360_RAP_005 pour le modèle 2D. La suite de ce paragraphe présente des cartes de la hauteur d’eau maximale atteinte pour certains événements étudiés. La hauteur d’eau indiquée à l’échelle de la Jonction, station réglementaire de prévision des crues, est soit observée (obs.) lors des crues réelles, soit calculée (calc.) par le modèle 2D. Les trois seuils de vigilance à l’échelle de la Jonction sont également indiqués à titre de comparaison.
Z Jonction (en m NGF)
H Jonction (en m)
Zéro Echelle 171.44 0.00
Vigilance jaune 172.94 1.50
Avril 2005 173.93 2.49
Mai 2001 174.31 2.87
Vigilance orange 174.79 3.35
Nov. 2008 174.96 3.52
Déc. 2003 175.30 3.86
50 ans 175.67 4.23
Vigilance rouge 175.69 4.25
70 ans 176.04 4.60
100 ans 176.68 5.24
170 ans 176.90 5.46
200 ans 177.21 5.77
500 ans 177.73 6.29
Tableau 3 – Seuils de vigilance, crues récentes observées et crues calculées à l’échelle de la Jonction
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Seuil de vigilance jaune à partir de 1.50m à l’échelle de la Jonction Crue d’avril 2005 Crue d’occurrence environ 3 ans à Nevers Q Loire à Nevers #1 245 m3/s H Jonction #2.45m (calc.) / 2.49m (obs.) Les écoulements sont en grande partie contenus dans les lits mineur et moyen de la Loire. Les premiers débordements significatifs sont observés dans la plaine du Crot de Savigny et de la Gonière principalement, c’est-à-dire dans les chenaux classiques d’écoulement de la Loire en crue, ainsi que sur les rives de la Loire à Maison Rouge, au droit de la confluence du canal de dérivation, en aval du pont de la voie ferrée et au Champ de Tir.
Crue de mai 2001 Crue d’occurrence environ 5 ans à Nevers Q Loire à Nevers #1 505 m3/s H Jonction #2.92m (calc.) / 2.87m (obs.) Les zones inondées s’élargissent et les hauteurs d’eau augmentent, en particulier dans la plaine du Crot de Savigny et de la Gonière en amont de la Jonction. De nouvelles zones de débordement sont aussi observées dans la plaine en aval de Nevers, autour de la station d’épuration et surtout dans la plaine à l’aval des Brouères par remous dans la Vieille Loire.
Seuil de vigilance orange à partir de 3.35m à l’échelle de la Jonction Crue de décembre 2003 Crue d’occurrence environ 35 ans à Nevers Q Loire à Nevers #2 175 m3/s H Jonction #3.86m (calc. et obs.) Pour cet événement, la plaine du Crot de Savigny et de la Gonière est entièrement inondée, avec en moyenne 1.0m d’eau. En aval de la voie ferrée Nevers / Saincaize, le remous de la Loire s’étend et se propage vers l’amont via les ruisseaux de Peuilly et des Brouères. Les premiers débordements significatifs à l’intérieur des vals de rive gauche (Brouères et Saint-Antoine) sont observés, du fait du remous au travers des ouvrages sous le remblai de la voie ferrée et sous la RD907 (ex-RN7). L’extension inondée reste cependant très limitée, avec moins de 0.75m d’eau et pas de vitesse significative. De plus, l’inondation est lente, la vitesse de montée des eaux étant de 5cm par heure environ. La comparaison du résultat du modèle pour cette crue avec les photos aériennes prises pendant l’événement montre enfin une très bonne concordance.
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Seuil de vigilance rouge à partir de 4.25m à l’échelle de la Jonction Crue d’occurrence 70 ans au Bec d’Allier Q Loire à Nevers #2 640 m3/s H Jonction #4.45m (calc.) Dans les plaines non endiguées, la hauteur d’eau augmente sensiblement, avec 1.5m d’eau environ en amont et de l’ordre de 1.0m d’eau en aval de Nevers. Dans les vals de rive gauche, la zone inondée s’étend vers le nord jusqu’aux digues de Sermoise et de Gimouille. Les hauteurs d’eau restent inférieures à 1.25m, il n’y a pas de vitesse significative et la vitesse de montée des eaux est relativement lente (5 à 10cm par heure). De plus, la durée de submersion du val est comprise entre 1 et 5 jours.
Crue d’occurrence 100 ans au Bec d’Allier Q Loire à Nevers #3 295 m3/s H Jonction #5.10m (calc.) Avec l’intensité de la crue, la hauteur d’eau continue d’augmenter dans les plaines non endiguées : environ 2.0m d’eau en amont et de l’ordre de 1.5m d’eau en aval de Nevers. Dans les vals de rive gauche, la zone inondée vient buter au nord sur les digues de Sermoise et de Gimouille, à l’est sur la digue du canal et s’étend au sud jusqu’au champ de course. Les hauteurs d’eau atteignent jusqu’à 1.75m, toujours sans vitesse significative, et la vitesse de montée des eaux est relativement lente (10cm par heure). De plus, la durée de submersion du val est comprise entre 1 et 5.5 jours.
Crue d’occurrence 170 ans au Bec d’Allier Q Loire à Nevers #3 510 m3/s H Jonction #5.30m (calc.) Dans les plaines non endiguées, la hauteur d’eau continue d’augmenter : 2.5m d’eau environ en amont et de l’ordre de 2.0m d’eau en aval de Nevers. Dans les vals de rive gauche, l’extension de la zone inondée progresse vers le sud sur le champ de course. Les hauteurs d’eau atteignent jusqu’à 2.0m, toujours sans vitesse significative, et la vitesse de montée des eaux est relativement lente (10 à 15cm par heure). De plus, la durée de submersion du val est comprise entre 1 et 5.5 jours.
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Crue d’occurrence 200 ans au Bec d’Allier Q Loire à Nevers #3 875 m3/s H Jonction #5.60m (calc.) Dans les plaines non endiguées, la hauteur d’eau augmente toujours, avec environ 2.5m d’eau. Dans les vals de rive gauche, la zone inondée continue de s’étendre vers le sud, au-delà de la RD976 (ancienne route de Bourges). La RD907 (ex-RN7) commence à être submergée à proximité de l’ouvrage du ruisseau de la Riolle et la digue ouest du canal est à la limite d’être submergée. Les hauteurs d’eau atteignent jusqu’à 2.25m, toujours sans vitesse significative, et la vitesse de montée des eaux est relativement lente (10 à 15cm par heure). De plus, la durée de submersion du val est comprise entre 1 et 5.5 jours.
Crue d’occurrence 500 ans au Bec d’Allier Q Loire à Nevers #4 500 m3/s H Jonction #6.15m (calc.) Pour la plus forte crue étudiée, la hauteur d’eau atteint 3.0m d’eau environ en amont et de l’ordre de 2.5m d’eau en aval de Nevers dans les plaines non endiguées. Dans les vals de rive gauche, la zone inondée continue de s’étendre vers le sud. De plus, l’inondation est telle que les talus longeant le canal de l’embranchement sont submergés, provoquant le remplissage du val de Pète à l’Ane et quelques débordements à proximité du bassin de la Jonction via le canal. Les hauteurs d’eau atteignent jusqu’à 2.5m, toujours sans vitesse significative, et la vitesse de montée des eaux est relativement lente (10 à 15cm par heure). De plus, la durée de submersion des vals est comprise entre 1 et 6 jours.
Figure 10 – Fonctionnement hydraulique des vals de Nevers sans rupture des endiguements Remarques sur la vitesse des écoulements et la durée de submersion des terrains non endigués Pour les crues d’occurrence 100 ans ou inférieures, la vitesse des écoulements en lit majeur est généralement faible à moyenne sur la plaine, en deçà de 0.5m/s. Des vitesses supérieures sont observées dans le lit mineur des cours d’eau ou au passage des ouvrages du lit majeur (voie ferrée et déviation), ou encore sur la plaine pour les crues les plus fortes. Les crues de la Loire étant des crues plutôt lentes, la durée de submersion des terrains en lit majeur dépasse assez fréquemment 4 jours pour les secteurs non endigués. Quelques différences dans les résultats de modélisation globale et locale sont observées pour les événements d’occurrence 200 ans et 500 ans. Ainsi, les niveaux d’eau, et par là, l’extension de l’inondation dans les vals de rive gauche, ne sont pas tout à fait identiques. Ces écarts s’expliquent par les façons très dissemblables dont sont prises en compte les digues dans les deux types de modélisation. Ainsi, le modèle global 1D considère des liaisons simplifiées entre les casiers constituant la plaine, alors que le modèle local 2D tient compte d’un niveau de détail plus important dans la représentation de la digue séparative, et en particulier de la spatialisation de cette information. Malgré ces différences, les différences de maxima de niveau d’eau dans le val de Saint-Antoine sont réduites, en général inférieures à 15 cm. Sur la Figure 11 ci-après, les profils en long des lignes d’eau calculées dans le lit de la Loire permettent de vérifier que les niveaux d’eau maxima restent bien en deçà de la crête des levées, en rive gauche et en rive droite, même pour le scénario hydrologique le plus fort considéré. Par ailleurs, la superposition des lignes d’eau calculées par le modèle global 1D à casiers et le modèle local 2D permet de contrôler la bonne cohérence dans les résultats de simulation entre les deux types de modélisation.
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Figure 11 – Profil en long des lignes d’eau calculées par les 2 modèles et des crêtes des levées RG et RD
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Sur cette même figure, quelques différences sont aussi constatées entre les lignes d’eau calculées par les deux modèles en Loire, en général inférieures à 10cm et localement jusqu’à 25cm environ au droit de l’écluse de la Jonction. Ces écarts ne sont pas surprenants car le tronçon de Loire compris entre l’amont de la Jonction et le pont de la RD907 (ex-RN7) induit une très forte courbure de l’écoulement, et les hypothèses implicites de la modélisation 1D n’y sont donc vraisemblablement pas vérifiées. Les tendances sont donc respectées ; les différences constatées relèvent du détail, et ne remettent pas en cause les conclusions générales qui pourront être tirées des simulations. Conclusions Au vu des résultats des différentes simulations menées, il apparait que l’agglomération de Nevers en rive droite est protégée de l’inondation, même pour une crue de période de retour 500 ans, par un système de digues, supposé certes sans brèche, mais rénové et renforcé récemment. Quant à la rive gauche de l’agglomération, qui est protégée par un système de digues et de banquettes en mauvais état, elle apparaît d’une part inondable par remous de la Loire au travers du remblai de la ligne SNCF, et d’autre part non à l’abri d’une brèche accidentelle dans les levées, en particulier celle de Sermoise fortement sollicitée en cas de crue de la Loire et s’étant déjà rompue par le passé.
3.3.2. Mécanismes d’inondation en cas de brèches accidentelles
Les mécanismes d’inondation en cas de brèches ont été mis en évidence par les deux modélisations (globale et locale). Le détail des atteintes en termes de hauteurs d’eau, vitesses d’écoulement, durées de submersion et répartitions des débits, pour chacun des quatre scénarii de brèches testés, figure dans le rapport EGR_360_RAP_006 pour le modèle global 1D et EGR_360_RAP_007 pour le modèle local 2D. La suite de ce paragraphe présente des cartes de la hauteur d’eau maximale atteinte pour chaque scénario étudié, et compare les atteintes par rapport aux événements hydrologiques sans rupture des endiguements vus ci-avant en termes de hauteur d’eau, vitesse d’écoulement, durée de submersion, rapidité de montée des eaux, répartition des débits, etc. Scénario A : deux brèches en RD sur la levée de Saint-Eloi amont et aval - Crue d’occurrence 500 ans Q Loire à Nevers #4 500 m3/s H Jonction #6.15m (calc.) Les deux brèches s’ouvrent successivement, moins de 20h avant l’arrivée du maximum de la crue en Loire. L’extension de l’inondation dans les vals de la Baratte et de Mouësse dépend directement du niveau d’eau en Loire devant les deux brèches : dans ces vals auparavant non inondés, la hauteur d’eau est maintenant comprise entre 1.5m et 3.5m en général, et la vitesse du courant est moyenne (jusqu’à 1.25m/s). Le remplissage des vals est très rapide : la montée des eaux est comprise entre 2.0 et 3.0m par heure et la durée de submersion est longue, entre 2 et 6 jours, corrélée à la durée de la crue en Loire. Le val des Taupières est quant à lui inondé par le remous hydraulique au travers des ouvrages présents sous la voie ferrée Nevers/Imphy en remblai : les hauteurs d’eau restent inférieures à 3.0m, la vitesse du courant est inférieure à 0.5m/s, la montée des eaux reste inférieure à 1.0m par heure et la durée de submersion est comprise entre 1 et 5 jours. Pour finir, l’incidence de l’ouverture de ces brèches sur la propagation de la crue et sur les niveaux d’eau maximaux de la Loire est négligeable.
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Scénario C : deux brèches en RG sur la levée de la Bonne Femme et la levée de la Blanchisserie - Crue d’occurrence 170 ans Q Loire à Nevers #3 505 m3/s H Jonction #5.30m (calc.) Les deux brèches s’ouvrent plus d’un jour avant le maximum de la crue en Loire, et à 12h d’intervalle. L’inondation provoque un remplissage complet du val de La Bonne Femme et du val de Pète à l’Ane, via l’ouvrage de la RD13 sous l’A77, et partiel du val de la Jonction. Dans ces vals auparavant non inondés, la hauteur d’eau est en général inférieure à 2.0m et la vitesse du courant est moyenne (jusqu’à 1.0m/s). La rapidité de montée des eaux est de l’ordre de 0.5 à 1.0m par heure et la durée de submersion maximale est comprise entre 4 et 5 jours. L’inondation dans ces vals est telle qu’une surverse par-dessus les talus bordant le canal de l’Embranchement est observée, induisant un très léger exhaussement du niveau d’eau dans les vals de Saint-Antoine (+10cm) et des Brouères (+5cm) par rapport à la situation sans rupture accidentelle. En revanche, l’incidence de l’ouverture de ces brèches sur la propagation de la crue et sur les niveaux d’eau maximaux de la Loire est négligeable.
Scénario B : deux brèches en RG dans la levée de Sermoise - Crue d’occurrence 170 ans Q Loire à Nevers #3 270 m3/s H Jonction #5.15m (calc.) L’ouverture successive des deux brèches, à environ 1h d’intervalle, induit une submersion totale des vals de Pète à l’Ane et de la Jonction (jusqu’à 3.0m d’eau), et une inondation partielle du val de La Briqueterie par l’ouvrage du ruisseau de Peuilly sous l’A77 (avec moins de 0.5m d’eau). Ces trois vals étaient auparavant non inondés. Dans les vals de Saint-Antoine et des Brouères déjà partiellement inondés par le remous, l’ouverture des brèches induit un exhaussement du niveau d’eau maximal de plus de 2.0m par rapport à la situation sans brèches, soit jusqu’à 4.0m d’eau, ce qui conduit à une surverse par-dessus la RD907 (ex-RN7) entre le carrefour avec la RD13 et le champ de course, ainsi que sur la RD907a au sud. La vitesse du courant est rarement supérieure à 0.75m/s dans la plaine, sauf sur les zones à l’aval des brèches et de surverse sur la RD907 où elle peut atteindre 2.25m/s. La montée des eaux est maintenant de l’ordre de 0.5 à 1.0m par heure ; la durée de submersion est allongée, rarement inférieure à 3 jours dans les vals. La répartition des débits est profondément modifiée par rapport à la situation sans brèches : jusqu’à 240 m3/s sont dérivés du lit principal de la Loire et transitent via les vals de rive gauche, ce qui représente un volume total de 45 Mm3. Cela induit de plus un abaissement significatif du niveau d’eau dans la Loire : -15cm à l’échelle de la Jonction et jusqu’à -20cm dans la plaine non endiguée en amont de la levée de Sermoise. Enfin, les vals de la Bonne Femme et du Quartier du Stand restent épargnés par l’inondation.
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Scénario D : deux brèches en RG dans la levée de Sermoise - Crue d’occurrence 500 ans Q Loire à Nevers #4 170 m3/s H Jonction #5.95m (calc.) Après une ouverture quasi concomitante des brèches, le déroulement de ce scénario est très similaire à celui du scénario B, mais l’ampleur des atteintes est bien plus forte du fait de l’intensité de la crue. Le val du Quartier du Stand est ainsi maintenant totalement inondé par submersion de la levée de Gimouille et celui de la Bonne Femme l’est partiellement par l’ouvrage de la RD13 sous l’A77. Au sud des vals rive gauche, l’inondation s’étend presque jusqu’au pied du talus du canal Latéral à la Loire. La hauteur d’eau atteint jusqu’à 4.5m, soit environ 2.25m d’eau de plus que dans la situation sans brèches. La vitesse du courant est rarement supérieure à 0.75m/s dans la plaine, sauf sur les zones à l’aval des brèches et de surverse sur la RD907 où elle peut atteindre 2.25m/s. La montée des eaux est de l’ordre de 0.5 à 1.0m par heure ; la durée de submersion est allongée, rarement inférieure à 4 jours dans les vals. La répartition des débits est aussi profondément modifiée par rapport à la situation sans brèches : jusqu’à 330 m3/s sont dérivés du lit principal de la Loire et transitent via les vals de rive gauche, ce qui représente un volume total de 75 Mm3. Cela induit de plus un abaissement significatif du niveau d’eau dans la Loire : -20cm à l’échelle de la Jonction et jusqu’à -25cm dans la plaine non endiguée en amont de la levée de Sermoise.
Figure 12 – Fonctionnement hydraulique des vals de Nevers avec rupture des endiguements Remarques sur les débits transités au travers des brèches et les volumes stockés dans les vals Les types de modélisation étant différents, les débits maxima transitant au travers des brèches, au moment de la rupture de la levée, diffèrent sensiblement entre le modèle global 1D et le modèle local 2D. Toutefois, les mécanismes d’inondation et les atteintes résultantes sont cohérents entre les deux modélisations. Concernant les scénarios de brèches B et D, on observe :
� Pour une crue 170 ans, le val Saint-Antoine stocke au maximum un volume de 1.3 Mm3, le volume total de la crue à Nevers étant de 1 400 Mm3. Les deux brèches dans la levée de Sermoise augmentent ce volume à 7.4 Mm3.
� Pour une crue 500 ans, le volume stocké dans le val de Saint-Antoine est de 2.6 Mm3 sans rupture de digue et de 10.2 Mm3 dans le cas avec des brèches. Le volume total de la crue à Nevers est de 1 700 Mm3.
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3.3.3. Comparaison avec le PPRI Les images de la Figure 14 ci-après permettent de comparer le zonage du PPRI actuellement en vigueur sur les vals de Nevers (communes de Nevers, Challuy, Sermoise, Saint-Eloi, Coulanges-lès-Nevers) avec les emprises maximales calculées pour l’événement d’occurrence 500 ans et pour 3 scénarii différents :
� sans rupture des endiguements avant surverse,
� avec deux brèches en rive droite dans les levées de Saint-Eloi (scénario A),
� avec deux brèches en rive gauche dans la levée de Sermoise (scénario D). Concernant le zonage du PPRI, rappelons que la démarche qui a été adoptée pour l’élaboration de la carte des aléas consiste à évaluer les conditions que produirait une crue exceptionnelle de type 1866, reportée sur la topographie actuelle des terrains. Cette carte distingue, en fonction de la hauteur et de la vitesse de l’eau, quatre classes de risques définies comme suit :
Vitesse du courant
Aléa inondation Nulle à Faible Moyenne à Forte
H < 1m Aléa faible Aléa moyen
1m < H < 2m Aléa moyen Aléa fort
Hauteur d’eau
H > 2m Aléa fort Aléa très fort
Figure 13 – Classes d’aléa en fonction du croisement hauteur / vitesse
Deux zones de dangers particuliers sont également définies au PPRI :
� La bande de sécurité de 300m en arrière les levées (brèche, surverse, infiltration) est en zone d’aléa fort,
� L’aval immédiat des déversoirs et le débouché des ouvrages sous remblai est en zone d’aléa très fort. Même si ces deux types de cartes ont été obtenus par des méthodes distinctes, tiennent compte d’hypothèses très différentes, et ont chacune une finalité particulière, il est intéressant d’analyser les limites de leurs emprises respectives :
� Dans les vals de rive droite (La Baratte, Faubourg de Mouësse et Taupières), l’emprise inondée calculée dans le scénario A montre combien ce secteur très urbanisé est en réalité vulnérable aux inondations en cas de brèches dans les levées de Saint-Eloi, alors que la simulation sans rupture accidentelle des endiguements donnait l’impression d’une sécurité trompeuse. Même si aucune brèche n’y a été simulée, le val de la Maison Rouge en amont de l’A77 est donc tout autant vulnérable aux inondations ; il présente cependant moins d’enjeux humains. Ces éléments sont assez bien retranscrits dans le PPRI.
� De même, dans les vals de rive gauche (Saint-Antoine, les Brouères, le Pète à l’Ane, la Jonction, le Quartier du Stand, la Bonne Femme et la Briquèterie-Peuilly), alors que la simulation sans rupture accidentelle des endiguements montre qu’une inondation importante est possible par remous au travers des ouvrages sous la voie ferrée, cela est sans commune mesure avec la gravité des scénarios B et D avec deux brèches dans la levée de Sermoise, inondant le val sous des hauteurs dépassant fréquemment voire systématiquement les 2 mètres. Ces éléments sont bien retranscrits dans le PPRI, qui place la quasi-totalité du val de Sermoise en zone d’aléa fort.
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Zonage du PPRI de Nevers, Challuy, Sermoise, Saint-Eloi, Coulanges-lès-Nevers
Crue 500 ans avec scénario de brèches A dans les levées de Saint-Eloi
Crue 500 ans sans rupture des endiguements
Crue 500 ans avec scénario de brèches D dans la levée de Sermoise
Figure 14 – Comparaison avec le zonage du PPRI
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3.4. Vallée de la Nièvre et canal de dérivation Les mécanismes d’inondation de la vallée de la Nièvre naturelle en amont de l’ouvrage de répartition du canal de dérivation de Coulanges-lès-Nevers ont été mis en évidence par la modélisation globale unidimensionnelle (cf. rapport EGR_360_RAP_003). Seule la crue centennale de la Nièvre a été testée, de manière à pouvoir apprécier l’influence du remous de la Loire dans le canal de dérivation de la Nièvre. L’analyse des profils en long des lignes d’eau de la Nièvre permet de mettre en évidence l’influence de la Loire jusqu’aux vannages de Coulanges. Ceux-ci forment ainsi une véritable coupure hydraulique. La capacité des vannages de Coulanges est limitée à 20 m3/s environ. Or, le débit centennal de la Nièvre est de 100 m3/s. L’ouvrage se met alors en charge et la Nièvre déborde en amont, dans son lit naturel. En revanche, il n’y a pas de risque de surverse par-dessus les levées du canal de dérivation de la Nièvre, même avec une condition aval élevée imposée par la Loire.
3.5. Val du Bec d’Allier Les mécanismes d’inondation des vals situés en aval de Nevers ont été mis en évidence par la modélisation globale unidimensionnelle. Le détail des atteintes en termes de hauteurs d’eau, vitesses d’écoulement et durées de submersion, pour les 6 crues de différentes périodes de retour, figure dans le rapport EGR_360_RAP_003. Le val du Bec d’Allier est d'abord inondé par remous de la Loire pour un débit faible. Le déversoir entre ensuite rapidement en fonctionnement pour une crue de 2 200 m3/s sur l'Allier correspondant dans les crues types simulées à une crue tout juste inférieure à la crue cinquantennale au Bec d'Allier. L'inondation dépasse 1.0m de hauteur moyenne dans le val pour ce niveau de crue et augmentera régulièrement avec le niveau de crue au Bec d'Allier pour atteindre au maximum 5.0m de hauteur pour la crue cinq-centennale.
Figure 15 – Fonctionnement hydraulique du val du Bec d’Allier
Entrée par remous dans le val dès que le niveau de
la Loire le permet
Fonctionnement du déversoir
Evacuation des eaux du val dès que le déversoir
fonctionne
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3.6. Val de Cours-les-Barres Pour plus de détails, le lecteur se reportera au rapport EGR_360_RAP_003. La levée du val de Cours-les-Barres n'est pas équipée d’un déversoir de sécurité. Elle laisse s'écouler la Canche à travers un ouvrage anti-retour partiel en deux parties : un déversoir dont la cote est à un niveau qui devrait empêcher les crues inférieures à la crue décennale de pénétrer dans le val, et le cours calibré de la Canche qui peut être obturé par une porte jusqu'à ce même niveau. Les inondations par remous dans la Canche par-dessus le déversoir de l'ouvrage anti-retour ont lieu pour toutes les crues simulées. Elles vont en s'amplifiant avec le niveau de crue. Ainsi le val de Cours-les-Barres est partiellement inondé par plus de 1.5m d’eau pour la crue cinquantennale, et il est complètement inondé par plus de 2.0m d’eau pour la crue centennale. Pour la crue centennale, la Loire atteint le sommet de la levée en plusieurs points entre Givry et Le Poids de Fer. La levée n'étant pas munie de banquette dans cette zone, on se trouve alors à la limite de la surverse sur une centaine de mètres. La revanche moyenne disponible sur l'ensemble du val est de 50cm.
Figure 16 – Fonctionnement hydraulique du val de Cours-les-Barres
Ouverture de brèches suite à des surverses par-
dessus la levée
Brèche en retour
Evacuation des eaux en provenance des brèches
Remous dès que le niveau en Loire dépasse le seuil de l’ouvrage anti-retour
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Pour les crues de périodes de retour supérieures à 100 ans, le modèle simule des ouvertures de brèches suite à des surverses par-dessus le sommet de la levée entre Givry et Le Poids de Fer, ce qui a pour conséquence l'inondation généralisée du val avec des hauteurs maximales de l'ordre de 4.0m. Le niveau à l'aval amènera vraisemblablement l'eau contenue dans le val à passer par-dessus la levée pour retourner en Loire et rompre la levée « en retour ». La situation s'aggrave pour la crue cinq-centennale : L'inondation dans le val atteint des hauteurs maximales de l'ordre de 5.0m et malgré l'ouverture de plusieurs brèches, la crue s'appuie sur la banquette pendant environ 1.5 jours tout le long de la levée en amont du pont et passe par-dessus la levée depuis le pont de Fourchambault jusqu'aux Grévelins, soit sur plus de 6 kilomètres. La levée risque d'être endommagée sur une grande partie de cette longueur où plusieurs ouvertures de brèches ont été simulées.
3.7. Fourchambault et Marseille-lès-Aubigny Pour plus de détails, le lecteur se reportera au rapport EGR_360_RAP_003. Les quais de Fourchambault sont inondés par débordement latéral dès les premières crues simulées. L'inondation s'étend par remous dans le ruisseau du Riot, inondant des quartiers de la ville, des deux côtés de la voie ferrée. La situation pourrait être aggravée en cas de crue concomitante du Riot (non prise en compte ici), du fait de la difficulté qu’aurait cet affluent à s’évacuer si le niveau en Loire est haut. Le tablier du pont de Fourchambault est atteint par la crue centennale, même sans embâcle végétal. Toutes les crues plus fortes submergeront le pont et risquent de déstabiliser le tablier. Hormis ses berges, la commune de Garchizy n’est pas concernée par des inondations pour les 6 crues simulées. Le hameau de Soulangy commence à être inondé pour la crue cinq-centennale. La ligne de maisons située entre la Loire et le canal latéral à Marseille-les-Aubigny est inondée dès les premières crues simulées. Elle est soumise à de fortes vitesses d'écoulement. L'inondation s'étendra par remous de la Loire dans l'Aubois, qui pourrait aggraver localement l'inondation s'il était aussi en crue et n'arrivait pas à s’évacuer correctement en Loire. Les berges de Germigny sont inondées dès la crue cinquantennale et la Loire remonte par remous dans le ruisseau du Moulin, sans toutefois atteindre d’enjeux.
3.8. Remarques sur les ponts Sept ponts sont situés dans le périmètre de l’agglomération de Nevers, et subissent des atteintes différentes suivant les scénarios hydrologiques considérés. Sur la Loire, quatre ponts existent, d’amont en aval :
� Le pont de l’autoroute A77 n’est mis en charge pour aucune des crues simulées, mais ses ouvrages de décharge situés dans le lit majeur rive gauche entrent en fonctionnement dès la crue de période de retour 50 ans.
� Le pont de pierres de Nevers (ex-RN7) crée une perte de charge importante, du fait de son radier et de ses nombreuses piles imposantes, pour toutes les crues considérées. Il ne subit cependant qu’une mise en charge partielle des voûtes, le tirant d’air résiduel étant d’environ 1.0m pour le scénario de crue le plus pénalisant considéré (crue de période de retour 500 ans sans rupture des endiguements de Nevers). Ce tirant d’air reste théorique, aucun embâcle végétal n’étant pris en compte.
� Le pont de la voie ferrée Nevers / Saincaize ne subit pas de mise en charge, pour aucune des crues simulées.
� Le pont de Fourchambault voit son tablier mis en charge dès la crue d’occurrence centennale, même sans embâcle végétal. Toutes les crues plus fortes simulées submergent le pont, conduisant dans la réalité à un risque probable de déstabilisation du tablier.
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 30/43
Sur l’Allier, trois ponts existent, d’amont en aval :
� Le pont SNCF
� Le pont canal
� Le pont suspendu du Guétin (D976) Aucun de ces ponts n’est mis en charge, pour aucune des crues simulées.
4. Atlas cartographique de l’aléa hydraulique
4.1. Rappels préalables Pour plus de détails sur la méthodologie relative à la constitution des atlas cartographiques des aléas, des enjeux et des vulnérabilités, le lecteur se reportera au rapport EGR_211_RAP_002. Découpage cartographique L’atlas cartographique de l’aléa hydraulique est composé de planches couvrant le territoire de l’ADN concerné par le volet hydraulique et le volet socio-économique. Par atlas, on entend un ensemble de planches à la même échelle et utilisant le même fond de plan. L’atlas cartographique est réalisé au 1/10 000e sur l’ensemble du territoire, ce qui représente 12 planches au format papier standard A3, orientation portrait. La répartition des planches a été établie pour permettre de couvrir l’intégralité du secteur d’étude en tenant compte des cartouches de légende présents au bas de chaque planche. Fond de plan Le fond de plan utilisé pour travailler à cette échelle est le cadastre fourni par l’ADN. Néanmoins, la densité des informations de ce document ne nous permet pas de le faire apparaître dans son intégralité. Sa représentation est donc dégradée avec une sélection de l’information variable selon deux types de secteurs, l’un urbain (bâti dense) et l’autre rural :
� Pour les secteurs urbains : les limites communales, le réseau hydrographique (lit mineur), le réseau routier, l’intégralité du bâti.
� Pour les secteurs ruraux : les limites communales, le réseau hydrographique (lit mineur), le réseau routier, l’intégralité du bâti et les limites de parcelles.
En outre, les ouvrages structurant l’écoulement (comme les digues, les voies en remblai, les levées de protection contre les inondations, etc.) sont mises en valeur en surimpression sur la cartographie, sous forme linéique, les types d’ouvrages étant identifiables par des lignes de caractéristiques différenciées (couleur, épaisseur, et type de trait).
4.2. Paramètres caractéristiques de l’aléa La cartographie de l’aléa hydraulique est issue de l’interprétation des résultats de simulation des modèles hydrauliques mis en œuvre pour les différents scénarios étudiés (définis par les périodes de retour des évènements et la survenue ou non de brèches dans les endiguements). Concernant les paramètres de l’aléa important pour la qualification du risque, les paramètres hauteur d’eau, vitesse d’écoulement et durée de submersion ont été retenus aux conditions suivantes.
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 31/43
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Vitesses fortes0.75 m/s 1.00 m/s
2.00 m
0.25 m
Intervention obligatoired’un bateau motoriséet d’un pilote exercé
0.50 m/s
Possibilité pour un jeuneadulte sachant nager de sedéplacer en sécurité quelle que soit la hauteur d’eau
Intervention avec unbateau à rames
sans pilote exercé
Vitesses faibles
0.50 m
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1.00 m
Vitesses moyennes0.25 m/s
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1.50 m
1.85 m
Vitesse du courant en m/s
Hauteur d’eau en m
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Figure 17 - Eléments de sécurité des personnes en fonction des seuils de hauteurs et de vitesses Hauteur d’eau On a distingué les classes de hauteur d’eau suivantes : inférieure à 0.5m, comprise entre 0.5m et 1.0m, comprise entre 1.0m et 2.5m, et supérieure à 2.5m. En effet, ces valeurs représentent des seuils en termes de vulnérabilité, par exemple :
� pour des hauteurs inférieures à 0.5m : il est possible de surélever les équipements, un enfant peut se déplacer debout (sans vitesse), de nombreux véhicules peuvent intervenir, etc. ;
� pour des hauteurs inférieures à 1.0m : c’est le seuil généralement retenu pour l’installation de batardeaux (au-delà, la résistance des structures à la pression hydrostatique est généralement considérée comme insuffisante), un adulte (sportif) peut se déplacer debout (sans vitesse) ;
� pour des hauteurs inférieures à 2.5m : le 1er étage (s’il existe) peut servir d’étage refuge pour les biens / les personnes ;
� pour des hauteurs supérieures à 2.5m : le 1er étage n’est plus un étage refuge, un 2ème étage (plus rare) représente alors l’étage refuge.
Les hauteurs sont représentées par des polygones d’iso-hauteur (aplat de couleur bleue claire à bleue foncée selon les hauteurs). Vitesse d’écoulement On a distingué les classes de vitesse d’écoulement suivantes : inférieure à 0.25m/s, comprise entre 0.25 et 0.5m/s, comprise entre 0.5 et 1.0m/s, et supérieure à 1.0m/s. En effet, ces valeurs représentent des seuils en termes de vulnérabilité, par exemple :
� pour des vitesses inférieures à 0.25m/s : il n’y a pas de difficultés particulières d’intervention ;
� pour des vitesses comprises entre 0.25 et 0.5m/s : une intervention avec un bateau à rames et sans pilote exercé est possible ;
� pour des vitesses comprises entre 0.5 et 1.0m/s : un adulte en bonne santé et sachant nager peut encore se déplacer en sécurité ;
� pour des vitesses supérieures à 1.0m/s : la limite d’entraînement d’un bateau sans moteur est dépassée, l’utilisation d’un bateau motorisé par un pilote exercé devient obligatoire pour les interventions, des dégâts matériels importants peuvent se produire par entraînement et érosion.
Les vitesses sont représentées par des vecteurs (flèches) indiquant la direction (sens de la flèche), la vitesse (4 classes de taille et couleur rouge pour les vitesses supérieures à 1.0m/s). Pour les zones non couvertes par le modèle bidimensionnel, les vitesses indiquées sont les vitesses moyennes en lit majeur et en lit mineur (seules données accessibles).
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 32/43
Durée de submersion La durée de submersion n’est pas représentée sur la cartographie des aléas. Il s’agit d’un paramètre important en termes de vulnérabilité et il est pris en compte pour l’évaluation du risque. Cependant, il n’est pas pertinent de le faire figurer sur la cartographie des aléas :
� hétérogénéité de la donnée : les vitesses et les hauteurs sont les paramètres du maximum de la crue alors que la durée de submersion est un paramètre qui n’est pas du même ordre ;
� surcharge des cartes qui comportent déjà la vitesse et la hauteur, et seraient devenues illisibles.
4.3. Cartes de l’aléa hydraulique Pour faciliter la compréhension du rapport, les cartes d’aléa hydraulique pour chacun des 10 scénarii étudiés est présenté hors texte en annexe du présent document (cf. § 6) :
� Scénario 50 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario 70 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario 100 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario 170 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario 200 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario 500 ans - sans rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario A 500 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario C 170 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario B 170 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse
� Scénario D 500 ans - avec rupture accidentelle des levées avant surverse
4.4. Remarques La grille d’aléa utilisée dans le cadre des PPRI n’a pas été appliquée car cela n’est pas apparu pertinent dans le cadre d’EGRIAN, la finalité n’étant pas de refaire une cartographie réglementaire. De plus, au-delà d’un aléa fort, moyen ou faible, il est important de conserver l’information sur la hauteur d’eau et la vitesse d’écoulement pour l’évaluation du risque (les enjeux présentant une vulnérabilité différente selon ces paramètres) et la définition de mesures de réduction de la vulnérabilité adaptées. La comparaison des cartographies de l’aléa hydraulique réalisées ici pour EGRIAN avec celles issues de l’étude Loire Moyenne (Extension Prévisible des inondations pour les crues fortes en Loire Moyenne - Août 2002) laisse apparaître quelques différences, dues pour l’essentiel aux données topographiques différentes utilisées pour le MNT et dans une moindre mesure au nouveau calage de la portion du modèle global couvrant la Loire Moyenne à l’aval du Bec d’Allier qui a été réalisé au cours de l’étude EGRIAN. Pour ce qui concerne les données topographiques :
� Rappelons que les données utilisées pour constituer le MNT lors de la cartographie de l’étude Loire Moyenne sont issues de la BD ALTI de l'IGN, constituée de fichiers vecteurs structurés issus de la numérisation de l'ensemble des courbes de niveau du territoire français à partir d'une restitution issue de prises de vue aériennes. La densité des points est de 1 point tous les 50m, avec une précision planimétrique de 25m et une précision altimétrique de l’ordre de 3 à 10m.
� Pour la présente étude EGRIAN, les données utilisées pour constituer le MNT sont issues de plusieurs sources :
o Dans la zone couverte par le modèle local 2D, le maillage du modèle forme le MNT utilisé pour la cartographie, celui-ci étant issu du MNT Laser de la DIREN Centre, dont la densité de point est d’environ 1pt/4m2, la précision planimétrique inférieure à 50cm et la précision altimétrique de l’ordre de 15cm.
o Dans la zone couverte par le modèle global 1D, le MNT est constitué par le Grid ASCII (Produit 14 du MNT Laser) allégé à 1 point tous les 20m et complété par la BD ALTI de l'IGN pour les secteurs non couverts par les données précédentes.
Etude EGRIAN - Synthèse du diagnostic hydraulique - Modélisations 1D et 2 D 211_RAP_007_v02 - 05/02/2010 AG.Vigier & A.Masson - Hydratec & Sogreah Page 33/43
5. Conclusion Les deux modèles, global 1D et local 2D, mis en œuvre pour l’étude des crues de la Loire dans le secteur de Nevers ont été construits et calés et sont aujourd’hui des outils pouvant être considérés comme représentatifs. Les mécanismes d’inondation ont été identifiés et les atteintes quantifiées pour six événements de plus ou moins grande importance (dont la période de retour associée intègre le rôle écrêteur du barrage de Villerest) sous la forte hypothèse, dans un premier temps, de non rupture accidentelle des levées. Au vu des résultats obtenus, le système de protection par endiguement de l’agglomération de Nevers semble jouer amplement son rôle :
� En rive droite, les levées de Saint-Eloi et du canal de dérivation de la Nièvre assurent la protection des vals à forts enjeux humains contre les inondations de la Loire, d’autant plus que ces levées sont en bon état, et ont même été renforcées récemment pour certaines. Seule la levée de Maison Rouge est en mauvais état, mais elle ne protège aucun enjeu majeur.
� En rive gauche, où les levées ont été exhaussées au fil des crues historiques, la situation est légèrement différente. Certes, les vals s’avèrent protégés des inondations directes de la Loire par le système de levées. Le remous de la Loire est cependant possible au travers du remblai de la voie SNCF, mais celui-ci pourrait être contenu avec la mise en place de batardeaux. En revanche, ces levées, et en particulier celle de Sermoise, sont fortement sollicitées en cas de crue très forte et compte tenu de leur mauvais état général, le risque de brèche accidentelle s’avère très élevé.
C’est pourquoi quatre scénarii de brèches accidentelles ont aussi été étudiés dans les levées de Nevers, afin de mettre en évidence les mécanismes d’inondation en cas de rupture des levées et quantifier les atteintes. Les brèches accidentelles considérées induisent des inondations subites et très importantes de zones à plus ou moins forts enjeux, mettant en péril la sécurité des biens et des personnes. La vitesse de montée des eaux dans certains vals peut ainsi atteindre 1m, voire 2m en 1 heure. La vitesse d’écoulement est quant à elle de l’ordre de 1m/s. les hauteurs d’inondation sont souvent de l’ordre de plusieurs mètres. Le présent rapport conclut donc, pour la phase I de l’étude EGRIAN, l’étape du diagnostic global de l’aléa inondation sur l’agglomération dans la disposition actuelle du système d’endiguement, ainsi qu’en cas de submersion des vals à la suite de rupture des digues. Dans la continuité, la phase II de l’étude EGRIAN a pour objectif de proposer et d’étudier des mesures structurelles et non structurelles afin de réduire ce risque. La modélisation hydraulique mise en œuvre dans ce cadre devra permettre d’aboutir à une combinaison d’aménagements hydrauliques répondant à un double objectif :
� minimiser les atteintes en cas d’inondation,
� mais aussi et surtout, sécuriser le système de protection. Six pistes d’actions individuelles seront étudiées dans un premier temps :
� Entretien et restauration du lit
� Fermeture des ouvrages dans le remblai SNCF Nevers / Saincaize
� Amélioration du débouché hydraulique au droit de la RN7
� Implantation de déversoirs de sécurité
� Création d’un chenal de décharge en rive gauche
� Ralentissement dynamique en amont de la ligne américaine
