ORIGINAL RAPPORT D'ETUDE. Agence de Bordeaux Le Rubis 10 Rue Gutenberg B.P MERIGNAC Cedex Tel. : Fax :

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1 Élaboration d'une cartographie de l'aléa inondation et recensement des enjeux de la rivière la Glane entre Saint-Junien et Oradour-sur-Glane É T U D E H Y D R A U L IQ U E ORIGINAL ARTELIA Eau & Environnement Agence de Bordeaux Le Rubis 10 Rue Gutenberg B.P MERIGNAC Cedex Tel. : Fax : DIRECTION DEPARTEMENTALE DES TERRITOIRES DE LA HAUTE-VIENNE Service Eau-Environnement-Forêt-Risques DATE : JUIN 2013 REF : MDG/ / V1 ARTELIA, L union de Coteba et Sogreah

2 MODIFICATIONS ET MISES A JOUR Affaire n Agence de Bordeaux Le Rubis 10 rue Gutenberg B.P MERIGNAC Cedex Tél : Fax : Indice Date Établi par Vérifié par Commentaires / Modifications v M. DEGUETTE DLU / SEE Création du document Rapport d étude v M. DEGUETTE DLU / MDG/ / V1 / JUIN 2013 A

3 SOMMAIRE Section 1 Connaissance de l aléa inondation 1 1. INTRODUCTION 1 2. ÉTAT DES LIEUX DU BASSIN VERSANT DE LA GLANE PRESENTATION GENERALE DU BASSIN VERSANT PRINCIPAUX OUVRAGES HYDRAULIQUES DU BASSIN 4 3. ENQUETE DE TERRAIN RECONNAISSANCE DU SECTEUR D ETUDE ENQUETE DE TERRAIN 7 4. ANALYSE HYDROLOGIQUE DU BASSIN PREAMBULE SYNTHESE DES ETUDES ET DOCUMENTS DISPONIBLES Caractéristiques climatiques Stations hydrométriques Rappel des études antérieures DETERMINATION DES DEBITS CARACTERISTIQUES Méthodes statistiques classiques Ajustements réalisés sur des bassins versants voisins analogues Ajustements par méthode statistique SYNTHESE DES DEBITS RETENUS ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES HISTORIQUES SYNTHESE TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES CARACTERISATION DES LEVES REALISES PRESENTATION ET EXPLOITATION DES LEVES MODELISATION HYDRAULIQUE DE LA GLANE PRESENTATION DU LOGICIEL CARACTERISTIQUES DU MODELE Construction du modèle Emprise du modèle Imposition des conditions limites EXPLOITATION DU MODELE Calage Validation Calage Crue de janvier Calage Crue de Calage Crue de Conclusion MODELISATION DE L EVENEMENT DE REFERENCE EXPLOITATION DU MODELE ET DES RESULTATS Carte des hauteurs d eau Carte des vitesses d écoulement Cartes des aléas pour la crue de référence 36 / MDG/ / V1 / JUIN 2013 B

4 TABLEAUX TABL. 1 - TABLEAU 1 - CARACTERISTIQUES PLUVIOMETRIQUES 9 TABL. 2 - STATION HYDROMETRIQUE DE LA GLANE 10 TABL. 3 - DEBITS RETENUS DANS L ATLAS DES ZONES INONDABLES 10 TABL. 4 - DEBITS CALCULES PAR APPLICATION DE METHODE STATISTIQUE CLASSIQUE 12 TABL. 5 - DEBITS CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS ANALOGUES (DONNEES BANQUE HYDRO) 12 TABL. 6 - DEBITS CALCULES PAR COMPARAISON AVEC DES BASSINS VERSANTS VOISINS JAUGES 13 TABL. 7 - DEBITS RETENUS PAR AJUSTEMENT STATISTIQUE 14 TABL. 8 - SYNTHESE DES DEBITS SUR LA GLANE AU PONT DU DEROT (BV = 288 KM²) 14 TABL. 9 - CRUES HISTORIQUES DE LA GLANE AU PONT DU DEROT (BV = 288 KM²) 15 TABL DEBITS DES CRUES DE 1961/1962 ET 1944 SUR LES BASSINS VERSANTS VOISINS 16 TABL LOCALISATION NON EXHAUSTIVE DES OUVRAGES 22 TABL COMPARAISON DES RESULTATS DE MODELISATION ET DES NIVEAUX RELEVES 28 TABL COMPARAISON DES RESULTATS DE MODELISATION ET DES NIVEAUX RELEVES 29 TABL COMPARAISON DES RESULTATS DE MODELISATION ET DES NIVEAUX RELEVES 31 TABL TABLEAU DE CROISEMENT DEFINITION DE L ALEA 36 FIGURES FIG. 1. PERIMETRE D ETUDE 1 FIG. 2. LOCALISATION DES OUVRAGES PRESENTS SUR LE LINEAIRE D ETUDE 5 FIG. 3. BARRAGE DU GUE GIRAUD 6 FIG. 4. AJUSTEMENT STATISTIQUE DE LA GLANE A SAINT-JUNIEN 13 FIG. 5. PROFIL EN TRAVERS N FIG. 6. PROFIL EN TRAVERS ET CARACTERISTIQUES DU PONT DE LA PLANCHE (OH 10) 18 FIG. 7. EXEMPLES DE PROFILS EN TRAVERS EXTRAITS DU MODELE HEC RAS (PT 15 / OH11) 20 FIG. 8. PLAN DU MODELE 22 FIG. 9. RESULTATS DE CALAGE DU MODELE GLANE SUR LA CRUE DE FIG. 10. RESULTATS DE CALAGE DU MODELE GLANE SUR LA CRUE DE FIG. 11. RESULTATS DE CALAGE DU MODELE GLANE SUR LA CRUE DE FIG. 12. EXEMPLE DE CARTOGRAPHIE DES HAUTEURS D'EAU 34 FIG. 13. EXEMPLE DE CARTOGRAPHIE DES VITESSES 35 FIG. 14. EXEMPLE DE CARTOGRAPHIE DES ALEAS 36 CARTE CARTE N 1 CARTE N 2 CARTE N 3 CARTE N 4 CARTE N 5 CARTE N 6 LOCALISATION DU BASSIN VERSANT DE LA GLAN E LOCALISATION DES INFORMATIONS DE CRUE PLAN DE SITUATION DES LEVES TOPOGRAPHIQU ES CARTOGRAPHIE GENERALE DES HAUTEURS D EAU CARTOGRAPHIE GENERALE DES VITESSES D ECOU LEMENT CARTOGRAPHIE GENERALE DES ALEAS ANNEXES ANNEXE N 1 CATALOGUE D INFORMATIONS DE CRUE ANNEXE N 2 CATALOGUE DE LA TOPOGRAPHIE REALISEE ANNEXE N 3 PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE 1982 ANNEXE N 4 PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE 2004 ANNEXE N 5 ESTIMATION DES NIVEAUX DE LA CRUE A LA C ONFLUENCE DE LA GLANE ANN 5A INFORMATIONS DE CRUE REPERTORIEES ANN 5B PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE 1960 ANN 5C PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE REFERENCE CENTENNALE ANNEXE N 6 PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE 1944 ANNEXE N 7 PROFIL EN LONG DE LA CRUE DE REFERENCE / MDG/ / V1 / JUIN 2013 C

5 SECTION 1 CONNAISSANCE DE L ALEA INONDATION / MDG/ / V1 / JUIN

6 1. INTRODUCTION Dans le cadre de la prise en compte du risque inondation dans la gestion du territoire et notamment dans les documents d urbanisme, la Direction Départementale des Territoires de la Haute-Vienne, Service Eau, Environnement, Forêt et Risques, souhaite compléter sa connaissance des zones inondables en engageant une étude de définition des zones inondables de la rivière la Glane, entre la commune d Oradour-sur-Glane en amont et la confluence avec la Vienne sur la commune de Saint-Junien. En effet, à ce jour, l actuel Atlas des Zones Inondables (AZI) de la Glane ne permet pas de connaître avec précision la limite de la zone inondable ainsi que les hauteurs et vitesses d écoulement lors de la survenue d une crue. Ce sont ainsi quatre communes qui sont concernées par la définition d'un aléa de référence sur ce secteur : Fig. 1. Périmètre d étude Précisons que ces quatre communes sont concernées par le risque lié au débordement de la Glane et de la remontée des niveaux maximaux de celle-ci dans les vallées confluentes. Ainsi dans ces vallées, notre intervention a porté jusqu'à la limite d'influence de la rivière principale. Après avoir défini, par une étude d'ensemble cohérente et homogène, les hauteurs et les vitesses d'une crue de référence à retenir dans le cadre d'un tel document, la prestation envisagée permettra, sur ces communes du secteur d'étude, de cartographier l aléa de référence et d identifier les enjeux du territoire concernés par l inondation. / MDG/ / V1 / JUIN

7 Cette mission, confiée à ARTELIA (anciennement SOGREAH), sera menée en 6 étapes : 1) Analyse hydrologique ; 2) Visite de terrain ; 3) Collecte de données et recherche des événements historiques ; 4) Travaux topographiques ; 5) Modélisation hydraulique et cartographie de l aléa ; 6) Évaluation des enjeux existants. / MDG/ / V1 / JUIN

8 2. ÉTAT DES LIEUX DU BASSIN VERSANT DE LA GLANE 2.1. PRESENTATION GENERALE DU BASSIN VERSANT Le bassin versant de la Glane se situe au nord-ouest de la ville de Limoges. La Glane est une rivière qui prend sa source dans le département de la Haute-Vienne sur la commune de Saint-Jouvent, à environ 390 m d altitude. Elle s oriente d est en ouest et conflue avec la Vienne sur la commune de Saint-Junien, à une altitude de 163 m, après avoir parcouru 43 km. Son bassin versant global est de 314 km². La localisation du bassin versant de la Glane fait l objet de la carte n 1 annexée. L analyse du bassin versant de la Glane fait apparaître, sur le secteur d étude, les caractéristiques suivantes : un tronçon amont de la Glane peu pentu, avec une pente moyenne de 0,2 %, qui présente une vallée inondable relativement large, un tronçon aval de la Glane dans la vallée de Saint-Junien, à partir du Pont du Dérot, qui présente des rives abruptes boisées et une pente moyenne d écoulement de 0,8 %. Dans ce secteur, le lit de la Glane est encombré de rochers et de seuils naturels. Notons également que de nombreux ouvrages sont présents sur le secteur d étude. Entre sa source et la commune de Saint-Junien, le bassin versant de la Glane augmente fortement en raison de l apport des principaux affluents suivants situés sur le secteur d étude : le Glanet, affluent rive gauche, qui se rejette dans la Glane au lieu-dit «Repaire» sur la commune d Oradour-sur-Glane, la Vergogne (ou ruisseau de Pranaux), affluent rive droite, qui conflue avec la Glane sur la commune d Oradour au droit du lieu-dit «Moulin des Grattes», les ruisseaux de l Oncre (ou de Brudoux) et de Gravelas, affluents rive droite, qui confluent avec la Glane respectivement sur les communes de Javerdat et Saint-Bricesur-Vienne, la Boulonnie, affluent rive droite, qui se rejette dans la Glane sur la commune de Saint- Junien, en amont du lieu-dit «Pont du Dérot». / MDG/ / V1 / JUIN

9 2.2. PRINCIPAUX OUVRAGES HYDRAULIQUES DU BASSIN De nombreux ouvrages sont présents sur le linéaire de la Glane. Ceux-ci avaient pour vocation initiale l alimentation de nombreux moulins et l irrigation de parcelles agricoles. En moyenne, on recense un barrage tous les deux kilomètres de rivière sur le cours de la Glane. Ce sont ainsi 25 ouvrages qui sont recensés tout au long du cours d eau dont 19 sur le secteur d étude. La localisation de ces ouvrages est présentée sur la figure page suivante. / MDG/ / V1 / JUIN

10 Fig. 2. Localisation des ouvrages présents sur le linéaire d étude / MDG/ / V1 / JUIN

11 Notons qu une étude d aménagement des barrages est actuellement menée par le Syndicat d Aménagement du Bassin de Vienne Moyenne (SABVM) afin d améliorer la continuité écologique de la rivière. À noter également la présence du barrage du Gué Giraud sur la commune de Saint-Junien qui présente une chute d environ 6 m et qui est l ouvrage le plus important sur la rivière. Ce barrage était jusqu en 2010 le siège de la prise d eau brute destinée à la consommation d eau potable de la ville de Saint-Junien. À ce jour, le plan d eau est fortement eutrophisé, et le volume de stockage est fortement réduit par l envasement. Il est estimé que près de 80 % des m 3 du plan d eau initial sont remplis par des sédiments apportés par la Glane au cours du temps. Cette prise d eau est actuellement abandonnée et l ensemble du secteur ouest du département de la Haute Vienne a été raccordé à la capacité de production de la ville de Limoges. Précisons que des études sur le devenir de cet ouvrage sont actuellement en cours. Précisons également que ce barrage ne peut servir à la protection contre les crues car il est plein toute l année, notamment en raison du volume de stockage réduit de l ouvrage dû à son envasement conséquent. Fig. 3. Barrage du Gué Giraud / MDG/ / V1 / JUIN

12 3. ENQUETE DE TERRAIN 3.1. RECONNAISSANCE DU SECTEUR D ETUDE Une reconnaissance de terrain a été réalisée dès le début de la prestation afin de : visualiser l ensemble du réseau hydrographique, visualiser l ensemble de la zone d étude et l occupation du sol, identifier les éléments structurants des lits mineur et majeur de la Glane : ponts, seuils, ouvrages dans le lit mineur, routes en remblai, digues, etc dans le lit majeur, réaliser une reconnaissance des caractéristiques géomorphologiques naturelles permettant de comprendre le fonctionnement hydraulique des cours d eau. Cette enquête de terrain a permis d autre part de définir l ensemble des besoins topographiques nécessaires à la réalisation de l étude ENQUETE DE TERRAIN Afin d intégrer la manière dont ont été vécues les inondations et de réaliser dans la suite de l étude un modèle le plus représentatif de la réalité, une recherche d informations sur les crues historiques a été réalisée. La recherche de renseignements sur les crues historiques revêt en effet une importance considérable pour l évaluation du risque inondation sur le secteur d étude. La recherche des informations historiques a été notamment réalisée à partir : d une visite de terrain pour recueillir des informations précises auprès des riverains sur le déroulement des dernières crues et sur les hauteurs maximales atteintes, d une collecte de données auprès de la station hydrométrique de la Glane à Saint-Junien, des études antérieures. Les informations ainsi recueillies dans le cadre de cette étude lors de la visite de terrain font l objet de fiches de laisses de crues (cf. annexe n 1) sur lesquelles sont précisées : la localisation précise de l information : commune, lieu-dit, rue, la source de l information ou la personne rencontrée, la fiabilité de la laisse (bonne, moyenne ou mauvaise) appréciée sur place par le chargé d étude ARTELIA, la consistance de l information (hauteur donnée par rapport à un repère réel et précis), une photographie permettant de repérer la localisation de l information et/ou le niveau atteint par les inondations, l altimétrie de l information relevée par un cabinet de géomètre-expert. Ces informations sont localisées sur la carte n 2. / MDG/ / V1 / JUIN

13 La visite de terrain réalisée au début de la prestation a ainsi permis de répertorier les principales crues : janvier 1982 : cet événement est l événement le plus important connu sur la partie amont du cours d eau, les événements de 2004 et 2007, la crue de 1944 de la Vienne qui a notamment touché le secteur aval de la Glane sur la commune de Saint-Junien ; cet événement n a pas été recensé sur le secteur amont du cours d eau, une crue dans les années 1960/1961 qui semble avoir été plus importante que la crue de L analyse des documents existants fournis par la Direction Départementale des Territoires de la Haute Vienne a également permis de définir des informations de crues complémentaires. Celles-ci, collectées après la visite de terrain et les levés topographiques réalisés, ont été estimées à partir du semis de point réalisées par le géomètre expert (cf. chapitre 5). Ces informations complémentaires, issues d enquêtes de terrain réalisées en septembre 1996, mars 2001 et novembre 2002 dans le cadre d instruction de demande de permis de construire, ont été répertoriées dans des fiches d informations et sont reportées sur la carte n 2. Elles portent sur les crues de 1944 et Au total, 19 informations ont été répertoriées sur l ensemble du linéaire d étude dans le cadre de cette étude faisant l objet de 17 fiches d informations (cf. annexe n 1). / MDG/ / V1 / JUIN

14 4. ANALYSE HYDROLOGIQUE DU BASSIN 4.1. PREAMBULE Ce chapitre a pour objet de déterminer les débits caractéristiques des crues de la Glane et de ses affluents pour des périodes de retour décennale et centennale. Ces débits permettront de définir la ligne d eau à retenir dans le cadre de la définition et de la cartographie des zones inondables et des aléas de la Glane. Rappelons que d un point de vue réglementaire, la crue de référence doit être la plus forte crue connue si celle-ci a une période de retour au moins centennale. Si la plus haute crue historique connue a une période de retour inférieure à centennale, alors c est la crue d occurrence centennale qui sera retenue comme crue de référence. Ainsi, la définition des débits théoriques de période de retour donnée permettra, dans un premier temps, de caractériser les crues anciennes en termes de période de retour, en ayant connaissance de leurs débits maximaux, et ainsi de définir la crue de référence à retenir SYNTHESE DES ETUDES ET DOCUMENTS DISPONIBLES Pour mener à bien cette analyse, toutes les données nous renseignant sur l hydrologie de la zone d étude ont été collectées auprès des organismes compétents. Elles intègrent des données pluviométriques répertoriées auprès des stations pluviométriques proches de la zone d étude, et des données débitmétriques recueillies auprès de la DREAL Caractéristiques climatiques Les données de Météo-France, relatives aux quantités de pluies, ont été recueillies. Elles correspondent à des précipitations d occurrence rare et à des données de pluies journalières pour les postes de la zone d étude. La station pluviométrique la plus représentative est la station de Limoges-Bellegarde, située à 402 m d altitude (code ). Le tableau suivant reprend les principales caractéristiques pluviométriques de la zone d étude. Tabl. 1 - Tableau 1 - Caractéristiques pluviométriques Limoges Pluviométrie moyenne annuelle (en mm) Pluie journalière de fréquence décennale (mm) 1047,6 mm 59,3 mm La carte des températures annuelles moyennes, réduites au niveau de la mer, de l Atlas climatique de la France, fournit la valeur T a = 12 C sur le bassin versant de la Glane. / MDG/ / V1 / JUIN

15 Stations hydrométriques La rivière la Glane est équipée par une station hydrométrique gérée par la DREAL dont les données sont disponibles sur la Banque Hydro. Le tableau suivant recense l ensemble des informations recensées par interrogation directe de la Banque Hydro : Tabl. 2 - Station hydrométrique de la Glane La Glane à Saint-Junien (Le Dérot) Code Station BV (km ²) Période de mesures disponibles L km² (46 ans) Q 5 (m 3 /s) 48 [44 ; 54] Q 10 (m 3 /s) 57 [52 ; 65] Q 20 (m 3 /s) 65 [59 ; 75] Q 50 (m 3 /s) 76 [68 ; 89] Les données issues de la Banque Hydro permettent également d approcher le débit observé lors des dernières crues connues (cf. chapitre 4.5) Rappel des études antérieures Les valeurs des débits de la Glane ont été analysées en 2005 au cours de l étude de définition des zones inondables de la Glane par analyse hydro-géomorphologique, réalisée par le bureau d études BCEOM pour la DIREN Limousin. Les résultats indiqués dans cette étude correspondent aux données issues de la Banque Hydro en 2005 et calculées sur une période de 37 années de mesures : Tabl. 3 - Débits retenus dans l Atlas des zones inondables Q 10 (m 3 /s) Q 50 (m 3 /s) Q 100 (m 3 /s) La Glane à Saint-Junien (Le Dérot) / MDG/ / V1 / JUIN

16 4.3. DETERMINATION DES DEBITS CARACTERISTIQUES Afin de conforter l analyse des débits réalisés à la station hydrométrique et de déterminer le débit caractéristique de période de retour décennale de la Glane, nous avons appliqué des méthodes statistiques classiques : méthodes empiriques classique : ces méthodes permettent l estimation de débits décennaux sur un bassin versant selon ses principales caractéristiques (surface, pluie décennale). Elles ont été mises en place à partir d expérimentations et d observations de débits décennaux sur de nombreux bassins versants ; méthode des bassins versants analogues : elle repose sur la connaissance des valeurs des débits caractéristiques sur des bassins versants semblables bassin versant concerné, c'est-à-dire des bassins versants subissant les mêmes conditions climatiques et ayant des caractéristiques morphologiques (pente, surface) et géologiques similaires ainsi qu une occupation du sol semblable. Lorsque les bassins versants sont analogues dans une région homogène, on peut supposer que leur comportement hydrologique est similaire ; ajustements par méthodes statistiques : elles se basent sur des séries de données débitmétriques longues afin d extrapoler une valeur du débit centennal. Ces méthodes sont les plus fiables car elles proviennent directement de données réelles du phénomène Méthodes statistiques classiques Compte-tenu de la taille du bassin versant de la Glane (BV = 288 km² au pont du Dérot à Saint- Junien), les méthodes Socose et Sogreah ne peuvent être utilisées. Le débit de période de retour centennal est ensuite déduit par application d un coefficient multiplicateur régional : Méthode CRUPEDIX Q 100 = 1,6 Q 10 Cette méthode, proposée par le Ministère de l Agriculture en 1980, a été établie grâce à une analyse statistique répartie sur 630 bassins versants de moins de km². Elle vise à estimer le débit décennal, dans le cas d un petit bassin versant non jaugé, uniquement en fonction de la superficie S du bassin, de la pluie journalière de fréquence décennale et d un coefficient régional R. Ce dernier est pris ici égal à 1,1. Méthode DELTAQIX Il s agit de la méthode la plus récente proposée par le Ministère de l Agriculture, élaborée en 1989 par le CEMAGREF. Cette méthode fait intervenir la superficie S du bassin versant, la pluie journalière P10, la pluviométrie moyenne annuelle et un indice d écoulement qui exprime le rapport entre le volume annuel sous le débit de base et le volume annuel total ; cet indice traduit la capacité du bassin au ruissellement. Notons que cette méthode a été élaborée en s appuyant sur des échantillons de bassins versants tous inférieurs à 300 km² et ne peut donc être utilisée pour des bassins versants supérieurs. / MDG/ / V1 / JUIN

17 Les résultats obtenus sont les suivants : Tabl. 4 - Débits calculés par application de méthode statistique classique La Glane à Saint-Junien (Le Dérot) (288 km²) Q 10 (m 3 /s) Q 100 (m 3 /s) Méthode CRUPEDIX Méthode DELTAQIX Ajustements réalisés sur des bassins versants voisins analogues Sur la base des données issues de la banque Hydro, nous avons recherché les cours d eau voisins et analogues au bassin versant de la Glane. La recherche des données a mis en évidence la présence de deux cours d eau jaugés présentant les mêmes caractéristiques géologiques à proximité de la Glane et réagissant de manière similaire aux événements pluviométriques importantes. En effet pour ces bassins, la plus grande crue connue est la même que pour la Glane : la crue de janvier Il s agit des bassins de la Gartempe et de la Semme. Notons également le bassin versant du Taurion qui présente les mêmes caractéristiques géologiques que le bassin versant de la Glane. Tabl. 5 - Débits caractéristiques des bassins versants analogues (données Banque Hydro) Nom du BV Superficie (km²) Période de mesure Q 10 (m 3 /s) Q 50 (m 3 /s) Gartempe à Folles L Semme à Droux L Taurion à Pontarion L À partir des débits déterminés à ces stations issues de la Banque Hydro, l estimation du débit caractéristique sur le bassin de la Glane sera effectuée à l aide de la formule de Meyer : Q = Q bv Avec : Q : Débit du bassin versant de la Glane S : Superficie du bassin versant de la Glane Qbv : Débit du bassin versant connu Sbv : Superficie du bassin dont le débit est connu / MDG/ / V1 / JUIN

18 Les résultats sont détaillés dans le tableau suivant : Tabl. 6 - Débits calculés par comparaison avec des bassins versants voisins jaugés La Glane à Saint-Junien (Le Dérot) (288 km²) Q 10 (m 3 /s) Q 50 (m 3 /s) Meyer / BV Gartempe à Folles (BV=570 km²) Meyer / BV Semme à Droux (BV=177 km²) Meyer / BV Taurion à Pontarion (BV=388 km²) Ajustements par méthode statistique Dans le cadre de cette analyse, nous avons réalisé un ajustement statistique, par ajustement de Gumbel, sur la chronique des débits maximaux relevés à la station du Pont du Dérot à Saint- Junien sur la Glane. Fig. 4. Ajustement statistique de la Glane à Saint-Junien / MDG/ / V1 / JUIN

19 L analyse de l ajustement statistique réalisé sur la station de la Glane par ajustement de Gumbel fournit des résultats similaires à ceux issus de la Banque Hydro : Tabl. 7 - Débits retenus par ajustement statistique Q 5 (m 3 /s) [intervalle] Q 10 (m 3 /s) [intervalle] Q 20 (m 3 /s) [intervalle] Q 50 (m 3 /s) [intervalle] Q 100 (m 3 /s) [intervalle] La Glane à Saint-Junien (Le Dérot) : 288 km² 48 [45 ; 51] 57 [52 ; 61] 65 [60 ; 70] 76 [69 ; 82] 84 [77 ;91] 4.4. SYNTHESE DES DEBITS RETENUS Le tableau suivant regroupe les informations recensées et/ou retenues au niveau de la Glane au Pont du Dérot à Saint-Junien. Tabl. 8 - Synthèse des débits sur la Glane au Pont du Dérot (BV = 288 km²) Q 10 (m 3 /s) Q 50 (m 3 /s) Q 100 (m 3 /s) Banque Hydro Méthode Crupedix Méthode Delatqix Meyer / BV Gartempe à Folles (BV=570 km²) Meyer / BV Semme à Droux (BV=177 km²) Meyer / BV Taurion à Pontarion (BV=388 km²) Ajustement statistique 52 < 57 < < 76 < < 84< 91 Débit retenu L analyse de ces résultats montre une grande homogénéité des valeurs de débits obtenus par application des différentes méthodes et confirme la validité de la station de mesure située sur la Glane au Pont du Dérot. Au vu de ce constat et de l objectif de l étude (délimitation des zones inondables), nous proposons donc de retenir les valeurs hautes issues de l ajustement statistique réalisé dans le cadre de cette étude. L application de la formule de Meyer (α =0.75), permet de définir en chaque point spécifique du bassin de la Glane les débits des crues pour chaque période de retour. / MDG/ / V1 / JUIN

20 4.5. ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES HISTORIQUES Les données issues de la Banque Hydro à la station de la Glane à Saint-Junien (Pont du Dérot) permettent de caractériser les événements survenus depuis 1968 en termes de débit maximal. Le tableau suivant recense les événements les plus importants recensés au droit de cette station : Tabl. 9 - Crues historiques de la Glane au Pont du Dérot (BV = 288 km²) Crues historiques Débit max instantané mesuré (m 3 /s) 6 janvier ,3 13 janvier ,8 17 décembre ,7 2 mars ,2 Parmi ces crues historiques, la crue de janvier 1982 est considérée comme la plus grande crue connue et documentée sur le secteur amont du bassin versant de la Glane. Si l on se réfère aux analyses statistiques et aux valeurs caractéristiques retenues, la crue de 1982, ainsi mesurée à la station du Pont du Dérot, aurait donc une période de retour d environ 30 ans. L enquête de terrain et la recherche de données ont également mis en évidence l importance des événements suivants : événement d octobre 1960 : événement recensé dans le cadre de l Atlas des zones inondables ; il s agit d une crue généralisée à l ensemble de la région mais peu importante sur le secteur d étude (hormis dans le secteur aval lors de la confluence avec la Vienne). Aucune information concernant cette crue n a été recensée sur le secteur d étude ; événement de 1961/1962 (date inconnue) sur l ensemble du secteur d étude ; notons qu une crue en janvier 1962 est recensée sur l ensemble des bassins versants voisins analogues au bassin versant de la Glane et cet événement semble avoir été plus important que celui de 1960 en termes de débit sur les stations en service lors de cet événement ; événement de décembre 1944 recensé sur le secteur aval de la Glane ; cet événement et les niveaux importants atteints dans le secteur sont liés à la crue importante de la Vienne (secteur de confluence). Aucune donnée de débit n est disponible sur le bassin versant de la Glane afin de quantifier les événements de 1961/1962 et de 1944 répertoriés lors des campagnes de terrain. L analyse des données hydrométriques aux stations sur les bassins versants voisins analogues de la Glane permet toutefois d approcher le débit associé aux événements de 1962 et / MDG/ / V1 / JUIN

21 Tabl Débits des crues de 1961/1962 et 1944 sur les bassins versants voisins Nom du BV Superficie (km²) Janvier 1962 Décembre 1944 Gartempe à Folles ,4 / Taurion à Pontarion ,7 65,7 Vienne à Saint Priest Taurion En appliquant la formule de Meyer entre ces bassins versants et notre secteur d étude, les débits des crues de 1962 et 1944 peuvent être estimés au droit de la station du Pont du Dérot : Q 1962 / Pont du Dérot = [52 62] m 3 /s Q 1944 / Pont du Dérot = [52,5 79,7] m 3 /s D après l analyse de ces données, les périodes de retour associées à ces deux crues seraient respectivement de l ordre de 5 à 10 ans pour la crue de 1962 et comprise entre 5 et 50 ans pour la crue de SYNTHESE La crue de référence à prendre en compte dans les documents réglementaires est une crue de période de retour au moins centennale et, si on a la connaissance d une crue historique de période de retour supérieure à 100 ans, cette dernière prévaut. En fonction des données recueillies, des analyses réalisées, et des prescriptions de l État sur la définition de l aléa, nous retiendrons au final pour événement de référence la crue de période de retour centennale ; la crue de 1982 est en effet estimée comme ayant une période de retour d environ 30 ans. De nombreuses informations de crues historiques ont été relevées sur l ensemble du secteur d étude. Celles-ci concernent principalement les crues de 1982 et 1944, mais également les événements de 1962, 2004 et Le calage du modèle sera réalisé sur la crue de 1982 (8 informations recensées). Une validation du calage ainsi mis en œuvre sera réalisée sur la crue de 2004 (2 informations) pour laquelle le débit instantané maximal de crue est connu, ainsi que sur la crue de 1944 (6 informations), pour vérifier notamment le calage sur la partie aval du modèle (secteur urbanisé de Saint-Junien). En l absence de données débitmétriques précises sur la Glane pour l événement de 1962 et au vu du faible nombre d informations, cette crue ne sera pas retenue pour réaliser le calage du modèle. / MDG/ / V1 / JUIN

22 5. TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES 5.1. CARACTERISATION DES LEVES REALISES Afin d engager le travail de définition de l aléa décrit dans les chapitres suivants, un important travail de levé topographique a été réalisé afin de : caractériser le lit mineur et le lit majeur de la Glane, relever les caractéristiques des ouvrages hydrauliques présents sur le linéaire de la Glane, réaliser un modèle le plus représentatif possible, préciser par la suite les limites de l aléa inondation. Ces levés ont été réalisés en février 2013 par la société S.G.E.A, basée à Aire-sur-Adour (40), qui intervient régulièrement pour ARTELIA depuis plus de 15 ans pour ce type de prestation. Ils font l'objet d'un rattachement au système altimétrique en vigueur (NGF système IGN69), et sont également positionnés en X et Y en coordonnées Lambert 93. La précision des points mesurés est une précision centimétrique. La carte n 3 présente l ensemble des données topogr aphiques réalisées dans le cadre de cette étude, à savoir : le relevé de 42 profils en travers de la vallée ; ces profils intègrent donc le lit mineur de la rivière et les lits majeurs rive droite et rive gauche, le levé de la section hydraulique de 16 ouvrages de franchissement, le levé des 21 seuils pris de façon succincte (dénivelé amont/aval), ceci afin de juger de façon précise des dénivelés générés par ces ouvrages sur l écoulement (mesure du niveau des fils d eau), le levé d un semis de points sur les secteurs à enjeux (sur une superficie totale de 33,5 ha), le levé des informations de crues recensées. Le positionnement des levés à prendre par le géomètre a été déterminé après la visite de terrain, avec pour objectif de disposer d une connaissance altimétrique globale, apte à alimenter le modèle mathématique pour la connaissance de l aléa. Les plans ou figures fournis également en annexe 2 montrent le détail de la topographie réalisée ; précisons que le rendu du semis de points est fait sur cadastre à l'échelle du 1 / 2500 ème avec des points qui peuvent parfois se chevaucher; le rendu sous format informatique de ce travail permet également une précision plus importante si nécessaire. / MDG/ / V1 / JUIN

23 5.2. PRESENTATION ET EXPLOITATION DES LEVES L ensemble de la topographie, réalisée par la société SGEA, fait l objet du rendu présenté sur les illustrations suivantes. Ces dernières présentent le rendu et les éléments recueillis : précision centimétrique, pour chaque profil bathymétrique, nivellement du fond, sommet des berges, niveau d eau lors du levé (niveau daté), profil en travers topographique de la vallée, pour chaque ouvrage et point singulier, nivellement du radier, nivellement du tablier, schéma présentant les caractéristiques de l ouvrage, niveau d eau lors du levé (niveau daté), levé de la route au-dessus de l ouvrage. Ci-dessous sont présentés un exemple de profil en travers type identifiant le lit mineur et le lit majeur de la vallée, ainsi qu un exemple de profil en travers type présentant le lit mineur et la section des ouvrages hydrauliques. Ces profils mettent en avant la densité et la précision des relevés réalisés. Fig. 5. Profil en travers n 34 Fig. 6. Profil en travers et caractéristiques du pont de la Planche (OH 10) / MDG/ / V1 / JUIN

24 6. MODELISATION HYDRAULIQUE DE LA GLANE Afin de définir précisément l aléa se produisant pour l événement de référence déterminé précédemment lors de l analyse hydrologique (cf. chapitre 4), une modélisation mathématique unidimensionnelle des écoulements de la Glane a été mise en œuvre à l aide du logiciel HEC-RAS. Ce chapitre a pour objectif de présenter la modélisation hydraulique mise en œuvre, ainsi que les principaux résultats obtenus PRESENTATION DU LOGICIEL La simulation hydraulique a été réalisée avec le logiciel HEC-RAS, développé par l US ARMY CORPS OF INGINEERS. Ce logiciel permet de simuler des écoulements monodirectionnels. On considère en effet que l eau s écoule principalement parallèlement au lit mineur. Ce dernier peut être ramifié (prise en compte des affluents dans la simulation) ou non, et maillé (simulation de plusieurs bras du cours d eau (parallèles entre eux) ou non. Dans le modèle, le lit mineur est décrit sous forme de profil en travers, tout comme le lit majeur. Ce logiciel permet également la prise en compte d éléments singuliers dans le modèle tels que les ponts, les seuils, les vannes, les déversoirs latéraux, les passages busés, ou encore les barrages. Chaque élément est décrit géométriquement (à partir des levés topographiques réalisés présentés en partie 5), et est intégré dans le modèle afin de prendre en compte son influence sur les écoulements. Il permet ainsi de représenter en régime permanent (l ensemble des paramètres sont invariables dans le temps) ou transitoire (une variation des paramètres, tel que le débit, est observée dans le temps), l ensemble des éléments structurants de la vallée, et notamment : les zones d expansion identifiées, les écoulements différenciés (débits cotes), entre le cours principal et le lit majeur, les restrictions d écoulement dues à des passages dans des ouvrages, les mises en charge éventuelles dans les ouvrages, les interconnexions entre le lit mineur et lit majeur. Le logiciel utilisé permettra de tracer et d'extraire en tout point de la zone : une visualisation du profil en travers de la vallée, avec identification des limites d'inondation pour chaque calcul réalisé, des profils en long reprenant, outre la cote du fond du lit mineur, les cotes des berges et les différentes lignes d'eau calculées, en regard des laisses de crues identifiées, les coefficients de Strickler utilisés (pouvant être différents à l'intérieur d'un même profil), les vitesses moyennes par profil et par élément de section sur le profil en travers de la vallée, les niveaux d'eau sur la section d'ouvrage modélisée. Dans le cadre de la mission qui nous a été confiée, un unique modèle a donc été réalisé pour représenter l ensemble de la vallée de la Glane sur le secteur d étude. / MDG/ / V1 / JUIN

25 6.2. CARACTERISTIQUES DU MODELE Construction du modèle Le modèle réalisé a été construit sur la base des levés topographiques et bathymétriques réalisés dans le cadre de cette étude ; l ensemble de ces données ont été présentées dans le chapitre 5. La construction du modèle a été précédée d une reconnaissance précise du secteur d étude de manière à identifier l ensemble des éléments structurants pouvant avoir un rôle sur le comportement hydraulique des écoulements, tels que : des ouvrages de section limitante, des digues, des routes en remblai, des seuils, des bâtiments jouant un rôle d obstacle aux écoulements Une fois identifiés, ces éléments sont intégrés dans le modèle mis en œuvre. Cette phase préliminaire à la construction du modèle est primordiale. Précisons que dans le cadre de cette modélisation, les lits mineur et majeur des cours d eau sont décrits sous forme de profils en travers de calcul afin de représenter correctement la section hydraulique offerte aux écoulements. Les rétrécissements et élargissements du lit mineur sont ainsi parfaitement intégrés dans le modèle mis en œuvre. Les illustrations suivantes représentent des profils en travers extraits des modèles afin de représenter le lit mineur et le lit majeur du cours d eau ou les sections hydrauliques d ouvrages particuliers (ponts). Fig. 7. Exemples de profils en travers extraits du modèle HEC RAS (PT 15 / OH11) / MDG/ / V1 / JUIN

26 La définition des profils en travers des différentes vallées a fait l objet d une attention particulière : définition des profils en travers de la vallée perpendiculaire à l axe d écoulement, représentation de l ensemble des éléments structurants du lit mineur (ouvrages de franchissement, seuils), et du lit majeur (routes en remblai, perpendiculaires aux écoulements, ouvrages de décharges associés), densification des profils dans les secteurs urbanisés. Afin de définir de manière précise la ligne d eau, la zone inondable, ainsi que les aléas correspondants, l ensemble de la zone potentiellement inondable est intégré dans la géométrie des modèles (profils en travers suffisamment larges). Ces profils ont ensuite été interpolés pour affiner et lisser les résultats. L interpolation consiste à réduire la distance séparant deux profils réels en en générant des nouveaux. Ces derniers sont créés, par le logiciel HEC-RAS, de façon linéaire entre deux «vrais» profils. Une distance maximale de 100 m a été prise en compte entre deux profils interpolés. Précisons que ces profils n apportent pas de données supplémentaires au modèle Emprise du modèle Afin de définir de manière précise la ligne d eau, la zone inondable ainsi que les aléas correspondants sur la Glane, ARTELIA a mis en œuvre un modèle hydrodynamique intégrant l ensemble de la zone potentiellement inondable. La modélisation de la vallée de la Glane a été engagée sur l ensemble de son linéaire depuis l amont de la commune d Oradour-sur-Glane (lieu-dit Moulin du Puy Embard) jusqu à sa confluence avec la Vienne sur la commune de Saint-Junien. L emprise du modèle couvre ainsi environ m de lit mineur de la Glane. Précisons que le modèle élaboré a été construit pour prendre en compte l état actuel de la vallée de la Glane; il permet donc de représenter la configuration actuelle de l état des sols du secteur d étude. Le modèle mis en œuvre a été élaboré à partir de 107 profils en travers établis selon les données topographiques. Ces profils ont ensuite été interpolés pour affiner les résultats. Il prend notamment en compte l ensemble des ouvrages singuliers présents le long de son linéaire, à savoir environ 16 ponts et 21 seuils dont le barrage du Gué Giraud. Notons que l ensemble des éléments structurants du lit majeur a été pris en compte et inclus dans le modèle. Il s agit notamment des routes en remblai, perpendiculaires aux écoulements, et des ouvrages de décharges qui y sont associés. L illustration ci-après représente le plan du modèle ainsi élaboré. / MDG/ / V1 / JUIN

27 Fig. 8. Plan du modèle Afin de faciliter dans la suite de l étude le repérage spatial, un référencement linéaire est proposé. Il est basé sur le linéaire du lit mineur de la Glane et est exprimé en kilomètres (PK : point kilométrique). L origine retenue pour ce référencement est la limite aval du modèle mis en œuvre, soit à la confluence de la Glane avec la Vienne. Le tableau suivant propose la localisation des principaux éléments structurants inclus dans le secteur d étude : Tabl Localisation non exhaustive des ouvrages PK (km) Lieu PK (km) Lieu 0 Aval du modèle 11,6 OH 8 Le Moulin des Grattes 0,04 OH 16 RD ,7 OH 7 Moulin de Dieulidou 0,34 OH 15-15,9 OH 5 Les Cros 0,89 OH 14 16,9 Seuil 3 Salle des Fêtes Oradour 1,68 OH 13 Fab. Pénicaud 18,4 OH 4 D3 2,86 OH 12 18,6 OH 3 Ancien Pont Oradour 3,50 Barrage Gué Giraud Seuil 14 18,9 OH2 4,98 OH 11 Pont du dérot 20,7 OH 1 Les Journadas 7,36 OH 10 Le Pont à la Planche 22,1 Amont Moulin du Puy Embard / MDG/ / V1 / JUIN

28 Le repérage sera repris sur les principales cartographies et sur les graphiques fournis dans ce rapport. Il précisera d autre part la localisation des principaux ouvrages et des profils levés par le géomètre Imposition des conditions limites Les hypothèses sur les conditions aux limites des modèles nécessaires à leur exploitation sont les suivantes : l introduction du débit sur la limite amont du modèle, le niveau d eau est imposé sur la limite aval du modèle comme un niveau d eau horizontal sur toute la section de la rivière et du lit majeur inondé, les conditions aux limites amont sont placées au droit de sections suffisamment loin de la zone d intérêt de l étude pour que les résultats ne soient pas influencés par les approximations éventuellement introduites aux frontières. Rappelons que la modélisation retenue est une modélisation en régime permanent, ce qui signifie que les conditions aux limites restent constantes dans le temps. Les débits caractéristiques de la Glane ont été évalués dans le cadre de l analyse hydrologique [cf. chapitre.4.]. Précisons que pour le modèle élaboré, les conditions hydrologiques retenues prennent en compte les débits du cours d eau en amont du domaine d étude, mais également ceux des bassins versants principaux confluant au niveau de l emprise du modèle mis en œuvre. Ainsi, par exemple pour la Glane, les apports considérés sont notamment les suivants : ruisseau des Trois Arbres, apport des débits du Glanet, affluent rive gauche, apport des débits de la Vergogne (ou ruisseau de Pranaux), affluent rive droite, apport des vallées des ruisseaux de l Oncre (ou de Brudoux) et de Gravelas, affluents rives droites, ruisseau du Pont à la Planche, apport de la vallée de la Boulonnie, affluent rive droite. La prise en compte de ces apports et leur introduction dans le modèle mathématique permettent de représenter le plus finement possible les débits transitant dans la Glane en tout point du modèle pour la crue considérée et ainsi de représenter correctement les niveaux d eau associés à la crue. Le niveau d eau est imposé sur la limite aval du modèle comme un niveau d eau horizontal sur toute la section de la rivière et du lit majeur. Les conditions aval retenues sont les niveaux caractéristiques de la Vienne en crue au droit de la confluence avec la Glane. Lorsque ce niveau n est pas connu (pas de crue spécifique de la Vienne concomitante avec la crue de la Glane), la condition aval de la Glane a été déterminée par l application d une loi de tarage (hauteur/débit) au niveau de la frontière aval du modèle. / MDG/ / V1 / JUIN

29 6.3. EXPLOITATION DU MODELE Calage Validation A. Principe La phase de calage du modèle consiste en un réglage des différents paramètres du modèle, et plus spécialement les coefficients de rugosité des sols (coefficient de Strickler), les coefficients de débits au niveau des ouvrages hydrauliques et les zones soumises à des vitesses d écoulement. Le calage du modèle hydraulique constitue une étape essentielle de la modélisation car il conditionne la qualité et la validité des résultats ultérieurs du modèle. En fonction de l occupation des sols déterminée à partir de l enquête de terrain et de l analyse des photographies aériennes, un coefficient de rugosité a été affecté sur chaque profil par secteur homogène (lit majeur, lit mineur, ripisylve, secteur urbanisé, secteur rural ). La rugosité exprime en effet l état de surface d un terrain. Ainsi, un secteur fortement végétalisé présente une rugosité importante et les écoulements y sont freinés. A contrario, le lit d un cours d eau constitué de sédiments fins présente une rugosité plus faible, ce qui favorise les écoulements. Pour le cas présent, on peut distinguer les zones de frottement suivantes : lit mineur des cours d eau, zone boisée dense, ripisylve importante, zone de prairie, champ cultivé, zone urbanisée plus ou moins dense. Le modèle permet ensuite de représenter un événement hydrologique passé. Les coefficients de rugosité sont alors ajustés afin de représenter correctement, à l aide du modèle, les laisses de crues les plus fiables recensées sur le cours d eau par cet événement. De même, les zones soumises à des champs d écoulement ou, au contraire, n étant pas sous influence de vitesses d écoulement, sont ajustées, par essais successifs, afin de représenter au mieux la réalité des écoulements au droit de chaque profil. La phase de validation consiste alors à valider les paramètres retenus lors de la phase de calage du modèle. Pour cela, lorsque cela est possible, un second (ou plusieurs) événement(s) hydrologique(s) connu(s) est (sont) modélisé(s). La bonne représentation des laisses de crues correspondantes par le modèle permet de valider la représentativité du modèle et des paramètres de calcul qui y sont associés. Une mauvaise représentation de l événement signifie généralement qu un élément structurant jouant un rôle majeur sur le comportement hydraulique est mal représenté dans le modèle. Une analyse particulière est alors réalisée sur ce secteur. La validation du modèle permet de s assurer de la bonne représentation des comportements hydrauliques observés par le modèle mathématique mis en œuvre. / MDG/ / V1 / JUIN

30 Dans le cas présent, l enquête de terrain et l analyse des documents existants ont permis de répertorier les principales crues qui sont survenus sur le secteur d étude [cf. chapitre 3.2]. Au vu du nombre d informations répertoriées et de leur importance, les événements retenus pour le calage et la validation du modèle sont : crue de calage : crue de janvier 1982 (8 informations) : cet événement est l événement le plus important connu sur la partie amont du cours d eau, crue de validation : crue de 2004 (2 informations), crue de 1944 (4 informations) ; la crue de 1944 est une crue majeure de la Vienne, qui a notamment touché le secteur aval de la Glane sur la commune de Saint-Junien (événement le plus important connu sur le secteur aval). Les paragraphes suivants présentent les résultats obtenus par la modélisation en régime permanent (c'est-à-dire à débit constant) et la comparaison entre ceux-ci et les données de terrain (laisses de crues). B. Remarques La quantification de la bonne représentativité des conditions d écoulement et des niveaux observés par le modèle pour ces événements s effectue par comparaison des résultats obtenus avec les informations disponibles et recueillies. Il est important de noter que les informations relevées correspondent essentiellement à des laisses de crues situées dans le lit majeur, qui indiquent le niveau maximal atteint ponctuellement par la crue. Il convient de rappeler que les niveaux obtenus en lit majeur peuvent être légèrement différents de ceux observés en lit mineur au droit de ceux-ci (présence d éléments structurants dans le lit majeur ). De plus, comme précisé dans l article 3.2., les informations relevées au cours de cette étude sont définies par un degré de fiabilité de l information. La fiabilité des informations pour une même crue peut donc varier (laisses «bonnes», «incertaines»), ce qui peut expliquer en partie des différences observées entre la ligne d eau et l information répertoriée. Enfin, certaines laisses correspondent à un niveau maximal atteint au cours de la crue sous influence directe d un élément structurant (mur créant un point d arrêt, exutoire de réseau pluvial, infiltration ). Le niveau d eau associé, bien qu observé au cours de la crue, n est pas représentatif du niveau d eau de la crue elle-même. / MDG/ / V1 / JUIN

31 Calage Crue de janvier 1982 A. Conditions hydrologiques Le calage du modèle de la vallée de la Glane a été réalisé en se basant sur les données de la crue de 1982, soit la plus grande crue connue sur le secteur d étude, encore présente dans les mémoires, et pour laquelle nous disposons de nombreuses laisses de crues. Pour cette crue de période de retour estimée de 30 ans, il a été imposé les conditions hydrologiques suivantes, obtenues à l issue de l étude hydrologique présentée au chapitre 4 : Q 1982 (pont du Dérot 288 km²) : 74,3 m³/s, Cote aval : 163,7 m NGF. Les débits en tout point du modèle ont été déterminés à partir du débit estimé et mesuré de cette crue au pont du Dérot et par application de la formule de Meyer. B. Comparaison des résultats du modèle et des observations Le calage a consisté en l ajustement des coefficients de frottement et des coefficients de débit des ouvrages permettant la meilleure représentation des niveaux maximaux modélisés au cours de la représentation de cette crue de la Glane. Comme explicité précédemment, la rugosité exprime l état de surface d un terrain. Dans le modèle hydraulique, celui-ci est représenté par une loi de frottement de Strickler. Le coefficient de rugosité est imposé par zones homogènes de végétation ou d urbanisation. Ce coefficient a été ajusté, soit globalement, soit sur un secteur géographique donné, au cours des différents calculs de calage. À toutes les étapes, les résultats de calcul ont été comparés avec les valeurs observées sur site. Le coefficient de Strickler est alors ajusté par zones et par essais itératifs, afin de reproduire au mieux l événement de calage, soit la crue de À la fin du calage, nous avons adopté les coefficients moyens de rugosité de Strickler qui permettent de représenter au mieux des écoulements, conformément à ceux qui se produisent en nature. Les coefficients retenus sont les suivants : Lit majeur : zones dégagées/prairies : 8, zones boisées/forêts/lit majeur restreint et pentu : 3-5, zones urbaines denses : entre 4 et 7. Lit mineur : secteur amont : 15-18, secteur aval : / MDG/ / V1 / JUIN

32 Le résultat du calage réalisé est présenté ci-dessous, ainsi que sur la figure de l annexe n 3, sous forme de profil en long de la Glane. Cette figure représente, sur la même ligne de PK, la ligne d eau maximale modélisée en lit mineur et la projection des laisses de crues recensées sur le secteur d étude. Fig. 9. Résultats de calage du modèle Glane sur la crue de 1982 La comparaison des résultats avec les laisses de crues de la crue de 1982 montre une bonne cohérence globale entre les données «terrain» et celles obtenues par la modélisation hydraulique. Le tableau suivant présente le récapitulatif des comparaisons réalisées entre les résultats de la modélisation et le nivellement des 8 laisses de crues recensées pour cet évènement. Ce tableau présente le numéro de la laisse de crue, le PK correspondant à la projection de la laisse de crue sur le lit mineur de la Glane, la cote maximale de l eau modélisée au niveau de la localisation, la cote de la laisse et l écart entre les deux informations (observation résultat de modélisation). Les écarts supérieurs à +/-20 cm sont présentés en gras. / MDG/ / V1 / JUIN

33 Tabl Comparaison des résultats de modélisation et des niveaux relevés Numéro de la laisse PK (km) Laisses 1982 (m NGF) Laisses calculées (m NGF) Delta (m) L L L L C C L L Remarques Information jugée moyennement fiable Inondation liée à la crue du ruisseau des Trois Arbres La comparaison des résultats avec les laisses de la crue de 1982 montre une bonne cohérence globale entre les données «terrain» et celles obtenues par la modélisation hydraulique. On remarque cependant deux informations qui ne semblent pas exploitables (en gras dans le tableau). En effet, celles-ci engendrent des écarts supérieurs à 0,20 m. Il s agit des informations : L1 : information mauvaise correspondant à un souvenir niveau peu précis sur le pont ; de plus, cette information se situe en limite amont du modèle, L3 : cette information correspond à une cote d inondation d une crue du ruisseau des Trois Arbres concomitante avec la crue de la Glane. Au vu de ce constat, il a été décidé de ne pas tenir compte de ces informations. En dehors de ces deux informations, la précision du modèle obtenue pour la crue de janvier 1982 est de 1 cm en moyenne, avec des écarts maximaux de +8 cm et -8 cm. En valeur absolue, les écarts sont en moyenne de 4 cm. Les résultats du modèle sont cohérents avec les niveaux d eau maximaux observés : le modèle est représentatif du comportement observé lors des relevés bathymétriques. Compte tenu des remarques précédentes et au vu des résultats, les écarts obtenus entre les laisses observées et les résultats du modèle sur l ensemble de l emprise du modèle sont très bons. Les paramètres du modèle sont donc arrêtés sur cette base Calage Crue de 2004 A. Conditions hydrologiques Les conditions hydrologiques associées à cet évènement ont été déterminées dans l étude hydrologique. Rappelons d autre part que le débit associé à cette crue a été mesuré à la station du pont du Dérot : Q 2004 (pont du Dérot 288 km²) : 64,8 m³/s, Cote aval : 163,2 m NGF. Les débits en tout point du modèle ont été déterminés à partir du débit estimé et mesuré de cette crue au pont du Dérot par application de la formule de Meyer. / MDG/ / V1 / JUIN

34 Le niveau d eau est imposé sur la limite aval du modèle comme un niveau d eau horizontal sur toute la section de la rivière et du lit majeur inondé. Il a été estimé par application d une loi de Manning/Strickler (loi de tarage hauteur/section/débit). B. Comparaison des résultats du modèle et des observations La représentation du comportement hydraulique de la crue récente de 2004 de la Glane par le modèle est quantifiée par la comparaison des résultats obtenus avec les observations. L illustration suivante, ainsi que la figure de l annexe n 4, présentent la ligne d eau maximale modélisée en lit mineur et la projection des laisses de crues recensées sur le secteur d étude sur la ligne des PK. Fig. 10. Résultats de calage du modèle Glane sur la crue de 2004 Le tableau suivant présente la comparaison entre les résultats de la modélisation et les laisses de crues recueillies pour la crue de Le mode de représentation est identique à celui détaillé et utilisé pour la phase de calage du modèle. Tabl Comparaison des résultats de modélisation et des niveaux relevés Numéro de la laisse PK (km) Laisses 2004 (m NGF) Laisses calculées (m NGF) Delta (m) L L Remarques Information jugée moyennement fiable «niveau de la route en face de la fenêtre verte» / MDG/ / V1 / JUIN

35 Pour cette première validation, on remarque que la ligne d eau modélisée représente correctement les niveaux observés lors de cette crue (bonne cohérence globale entre les deux informations de crue répertoriée et la ligne d eau). Sur la partie aval du modèle, on remarque un écart de 20 cm entre l information relevée et le niveau obtenu par le modèle. Rappelons que cette information avait été jugée moyennement fiable lors de la visite de terrain en raison de la nature de l information (niveau de la route en face d une fenêtre). Précisons que sur ce secteur, le chemin est en pente assez forte et qu une erreur de quelques décimètres sur la localisation de la marque peut sensiblement modifier l altimétrie de cette information. Malgré cette différence, la ligne d eau représente de manière cohérente les niveaux observés lors de cette crue Calage Crue de 1944 A. Conditions hydrologiques Les conditions hydrologiques associées à cet évènement sur la Glane ne sont pas connues précisément. Rappelons en effet que la crue de 1944 a été une crue relativement importante sur la Vienne, engendrant des niveaux d eau importants sur le secteur aval de la commune de Saint- Junien. Le débit de la crue de 1944 a été approché (cf. chapitre 4.5) en appliquant la formule de Meyer à partir des débits de cette crue mesurés sur les bassins versants de la Glane. D après l analyse de ces données, la période de retour associée à cette crue serait comprise entre 5 et 50 ans. La crue de 1944 n étant pas une crue de référence et importante sur la partie amont du cours d eau, nous considérons donc en premier lieu une période de retour de ans pour cet événement, soit un débit de : Q 1944 (pont du Dérot 288 km²) : 70 m³/s. La cote aval du modèle a été déterminée à partir des données fournies par la Direction Départementale des Territoires de la Haute Vienne et notamment le rapport d étude hydraulique de «La cartographie de l aléa inondation de la Vallée de la Vienne entre les ponts d Aixe sur Vienne et de Saillat sur Vienne». L analyse des laisses de crues relevées dans le cadre de cette étude pour la crue de 1944 montre des niveaux globalement équivalents à la crue de 1960 de la Vienne, pour laquelle de nombreuses informations ont été relevées (cf. annexe 5). L estimation de la cote aval du modèle de la Glane a donc été réalisée à partir des résultats de cette étude et notamment à partir des résultats de modélisation de la crue de 1960 sur l ensemble de la Vienne (cf. annexe n 5). La cote maximale d inondation de la Vienne au droit de la confluence avec la Glane est donc estimée à : cote aval : 165,8 m NGF. / MDG/ / V1 / JUIN

36 B. Comparaison des résultats du modèle et des observations La représentation du comportement hydraulique de la crue de 1944 de la Glane par le modèle est quantifiée par la comparaison des résultats obtenus avec les observations. L illustration suivante, ainsi que la figure de l annexe n 6, présentent la ligne d eau maximale modélisée en lit mineur et la projection des laisses de crues recensées sur la partie aval du secteur d étude (zone d influence des crues de la Vienne sur la commune de Saint-Junien) sur la ligne des PK. Fig. 11. Résultats de calage du modèle Glane sur la crue de 1944 Le tableau suivant présente la comparaison entre les résultats de la modélisation et les laisses de crue recueillies pour la crue de Le mode de représentation est identique à celui détaillé et utilisé pour la phase de calage du modèle. Tabl Comparaison des résultats de modélisation et des niveaux relevés Numéro de la laisse PK (km) Laisses 1944 (m NGF) Laisses calculées (m NGF) Delta (m) C L C L L Remarques Information incohérente avec les informations L9 et C2 / MDG/ / V1 / JUIN

37 L analyse du profil en long met tout d abord en évidence une information de crue incohérente ; (information L 12) au regard des informations situées à proximité mais également à plus de 500 m à l amont. Cette information ne sera pas retenue dans la suite de l analyse. La comparaison des résultats avec les laisses de crues de la crue de 1944 montre d autre part une bonne cohérence globale entre les données «terrain» et celles obtenues par la modélisation hydraulique sur la partie aval du modèle. La ligne d eau passe en effet correctement sur l ensemble des informations de crues (hors L12). La précision du modèle (sur la partie aval) obtenue pour la crue de 1944 est de 1,5 cm en moyenne, avec des écarts maximaux de +8 cm et -16 cm. En valeur absolue, les écarts sont en moyenne de 6 cm. Cette simulation confirme donc la validité du modèle représentatif des crues de la Glane Conclusion Au vu des résultats obtenus lors de la représentation des crues de 1982, 2004 et 1944, présentant des périodes de retour différentes, le modèle est considéré comme validé et représentatif des conditions d écoulement de la Glane en crue. Les paramètres de calculs définis précédemment sont donc bloqués pour la suite de l étude. / MDG/ / V1 / JUIN

38 6.4. MODELISATION DE L EVENEMENT DE REFERENCE Le modèle ainsi mis en œuvre, calé et validé dans la phase précédente, peut être maintenant utilisé pour calculer la ligne d eau et les cotes d inondation pour un évènement centennal, évènement de référence sur le bassin de la Glane. Rappelons que d un point de vue réglementaire, la crue de référence doit être la plus forte crue connue si celle-ci a une période de retour au moins centennale. Si la plus haute crue historique connue a une période de retour inférieure à centennale, alors c est la crue d occurrence centennale qui sera retenue comme crue de référence. L analyse hydrologique réalisée en chapitre 4 du présent rapport a permis de définir le débit de référence centennal de la Glane, à savoir au pont du Dérot (BV = 288 km²) : Q 100 ans = 91 m 3 /s L application de la formule de Meyer (α =0.75), permet de définir en chaque point spécifique du bassin de la Glane les débits des crues pour chaque période de retour. Le niveau aval retenu est cohérent avec le niveau de référence réglementaire de la Vienne sur la commune de Saint-Junien au droit de la confluence avec la Vienne : Cote aval Vienne 100 ans = 166,01 m NGF Cette valeur est issue de l étude hydraulique de «la cartographie de l aléa inondation de la Vallée de la Vienne entre les Ponts d Aixe sur Vienne et de Saillat sur Vienne». La simulation de l événement de référence à partir du modèle calé, mis en œuvre pour l état actuel des sols (soit avec l ensemble des seuils existants et avant les travaux réalisés par le syndicat de la Vienne dans le cadre du rétablissement de la continuité écologique du bassin versant de la Glane), nous permet de définir les conditions hydrauliques en termes de cotes du plan d eau pendant le déroulement de la crue de référence et nous permettra de définir les hauteurs et vitesses associées. Le profil en long obtenu est présenté sur la figure de l annexe n 7. / MDG/ / V1 / JUIN

39 6.5. EXPLOITATION DU MODELE ET DES RESULTATS Le modèle ainsi mis en œuvre a permis d établir les conditions d écoulement (ligne d eau et cote d inondation) pour les événements historiques connus (crues de calage et de validation) et pour l événement de référence retenu sur la Glane. À partir des résultats de la simulation présentée précédemment, il est possible de définir les zones inondables et les hauteurs d eau associées à chaque événement sur le secteur d étude. Pour cela, la méthodologie employée a consisté à projeter les niveaux d eau maximaux issus de la modélisation sur la topographie terrestre réalisée dans le cadre de cette étude (précision altimétrique et planimétrique de +/-1 cm). Cette méthodologie permet alors de cartographier l emprise des zones inondables et les hauteurs d eau associées Carte des hauteurs d eau À partir des résultats du calcul pour la crue de référence retenue, nous avons élaboré la carte générale des zones inondables. Sur ces cartes, apparaissent : la limite des zones inondables pour l événement de référence, la limite des zones de hauteurs d eau supérieures à 1 m, la limite des zones de hauteurs d eau supérieures à 0.5 m, la zone où les hauteurs d eau sont supérieures à 1 m, la zone où les hauteurs d eau sont comprises entre 0,5 et 1 m, la zone où les hauteurs d eau sont inférieures à 0,5 m, les isocotes et cotes maximales de la crue de référence en différents points de la zone d étude (en m NGF). Fig. 12. Exemple de cartographie des hauteurs d'eau / MDG/ / V1 / JUIN

40 Cette cartographie fait l objet de la carte générale n 4 sur l ensemble de la zone d étude sur support scan 25 annexé à ce rapport, ainsi que d une cartographie cadastrale par commune à l échelle 1/5 000 e Carte des vitesses d écoulement À partir des résultats de la modélisation, nous avons également élaboré les cartographies présentant les vitesses d écoulement, pour ce même événement de référence. Sur ces cartes, apparaissent : la limite des zones de vitesses nulles, la limite des zones de vitesses supérieures à 0,5 m/s, la limite des zones de vitesses supérieures à 1 m/s, les zones où les vitesses d écoulement sont comprises entre 0 et 0,5 m/s, les zones où les vitesses d écoulement sont comprises entre 0,5 et 1 m/s, les zones où les vitesses d écoulement sont supérieures à 1 m/s. Fig. 13. Exemple de cartographie des vitesses Cette cartographie fait l objet de la carte générale n 5 sur l ensemble de la zone d étude sur support scan 25 annexé à ce rapport, ainsi que d une cartographie cadastrale par commune à l échelle 1/5 000 e. / MDG/ / V1 / JUIN

41 Cartes des aléas pour la crue de référence À partir des informations présentées dans les cartes précédentes (cartes des hauteurs d eau et vitesses), nous avons élaboré un croisement de ces deux paramètres physiques, permettant d aboutir à la carte des aléas sur ces secteurs modélisés. Le croisement adopté pour réaliser cette cartographie est présenté dans le tableau suivant, définissant au final 3 classes d aléas retenus et cartographiés. Tabl Tableau de croisement définition de l aléa Vitesses d écoulement (m/s) Hauteurs d eau (m) V < 0,5 m/s 0,5 m/s < V < 1 m/s V > 1 m/s H < 0,5 m Faible Moyen Fort 0,5 m < H < 1 m Moyen Moyen Fort H > 1 m Fort Fort Fort Ces différentes classes d aléas ont été représentées sur les cartes où sont donc situées, comme le montre l illustration suivante : les limites de la zone inondable, les isocotes et cotes maximales de la crue de référence (en m NGF), les zones soumises à un aléa faible, les zones soumises à un aléa moyen, les zones soumises à un aléa fort. Fig. 14. Exemple de cartographie des aléas / MDG/ / V1 / JUIN