PHASE 2 : DÉFINITION DU

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1 09MEN002_IndD Septembre 2011 Zonage du risque inondation sur la commune d Arpaillargues et Aureilhac PHASE 2 : DÉFINITION DU RISQUE STATISTIQUE SIÈGE SOCIAL PARC DE L'ILE - 15/27 RUE DU PORT NANTERRE CEDEX Agence d Aix en Provence, 30, Av. Malacrida, Aix en Provence

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3 TABLE DES MATIÈRES 1 Préambule Objectif de l étude Méthodologie utilisée Données sources Contexte hydrographique Contexte général Contexte local Les Seynes Le ruisseau de Font de Clarette Étude hydrologique Caractéristiques des bassins versants Estimation du coefficient de ruissellement des bassins versants Estimation des temps caractéristiques des bassins versants Temps de concentration Temps de réponse Durées caractéristiques de crue Durée de SOCOSE (D Socose) Durée caractéristique de crue proposée par le SPC Grand Delta (D spc_gd) Résultats Pluviométrie de référence Pluviométrie statistique Stations pluviométriques Données SHYREG Choix de la pluviométrie de référence Construction des pluies de projet Pluviométrie de l événement des 8 et 9 septembre Estimation des débits de crue Crue historique du 9 septembre Crues statistiques MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 3 sur 97

4 Estimation du débit de pointe décennal QIX Estimation du débit de pointe centennal QIX Comparaison des résultats obtenus avec les études hydrologiques existantes Choix du débit de référence Construction du modèle hydraulique Données topographiques Levers topographiques réalisés dans le cadre de l étude SIEE Campagne topographique réalisée dans le cadre de cette étude Construction du modèle hydraulique Architecture du modèle Débits injectés Conditions aval Choix des coefficients de rugosité Calage du modèle sur la crue de septembre Données des Plus Hautes Eaux atteintes en septembre Comparaison avec les cotes calculées du modèle Détermination de l aléa inondation pour la crue de référence Cote des plus hautes eaux estimées pour la crue centennale Les Seynes Le ruisseau de Font de Clarette Délimitation de l emprise de la zone inondable MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 4 sur 97

5 TABLE DES ILLUSTRATIONS Figures Figure 1 : Contexte hydrographique Figure 2 : Bassins versants des Seynes et affluents Figure 3 : Localisation des stations pluviométriques Météofrance et SPC Figure 4 : Localisation des stations pluviométriques retenues et des points de calcul SHYREG Figure 5 : Pluies de période de retour 10 ans calculées à Nîmes et Belvezet Figure 6 : Pluies de période de retour 100 ans calculées à Nîmes et Belvezet Figure 7 : Coefficients de Montana de Nîmes Courbessac Figure 8 : Pluies de projet 10 et 100 ans Figure 9 : Pluviométrie enregistrée lors de l événement des 8 et 9 septembre Figure 10 : Implantation des profils en travers et levers d ouvrages Figure 11 : Architecture du modèle Figure 12 : Localisation des PHE relevées après la crue de septembre Figure 13 : Carte des zones inondées lors de la crue de septembre 2002 résultats du modèle hydraulique Figure 14 : Ligne d eau calculée sur les Seynes Figure 15 : Lignes d eau au droit du rétablissement des Seynes sous la RD Figure 16 : Lignes d eau au droit du rétablissement des Seynes sous la RD Figure 17 : Ligne d eau calculée sur le ruisseau de Font de Clarette Figure 18 : Lignes d eau sur le ruisseau de Font de Clarette, au droit du camping (paff_3) Figure 19 : Lignes d eau sur le ruisseau de Font de Clarette, au droit du fi1000 à l aval du camping (p-aff_2) MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 5 sur 97

6 Figure 20 : Fonctionnement hydraulique du ruisseau du Font de Clarette à son extrémité aval Figure 21 : Carte de l aléa inondation pour la crue centennale sur la commune de Arpaillargues et Aureilhac Figure 22 : Comparaison de l aléa inondation obtenue par modélisation hydraulique pour la crue 100 ans avec l emprise des zones inondables obtenue par la méthode hydrogéomorphologique (ATLAS AZI DIREN Languedoc Roussillon) MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 6 sur 97

7 Tableaux Tableau 1 : Caractéristiques des bassins versants Tableau 2 : Estimation de la rétention initiale des bassins versants pour une pluie centennale Tableau 3 : Estimation du coefficient de ruissellement 100 ans des bassins versants25 Tableau 4 : Méthodes utilisées pour le calcul du temps de concentration Tableau 5 : Estimations des temps de concentration des bassins versants Tableau 6 : Méthodes utilisées pour le calcul du temps de réponse Tableau 7 : Estimation des durées caractéristiques de crue Tableau 8 : Données pluviométriques statistiques calculées à Nîmes et Belvezet Tableau 9 : Estimation des débits de pointe de la crue de septembre Tableau 10 : Estimation des débits de pointe décennaux Tableau 11 : Estimation des débits de pointe centennaux Tableau 12 : Comparaison avec l étude de l hydrologie des Gardons, ISL, Tableau 13 : Débits de calage et de référence retenus Tableau 14 : Débits injectés aux branches du modèle hydraulique Tableau 15 : Choix des coefficients de rugosité Tableau 16 : Description des CPHE relevées en septembre Tableau 17 : Résultats du calage sur la crue de septembre Tableau 18 : Cotes des plus hautes calculées par profil sur les Seynes Tableau 19 : Cotes des plus hautes calculées par profil sur le ruisseau de Font de Clarette MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 7 sur 97

8 TABLE DES ANNEXES Annexe 1 Méthode Crupedix Annexe 2 Méthode SOCOSE Annexe 3 Méthode du double reservoir linéaire Annexe 4 Méthode rationnelle Annexe 5 Méthode des experts Annexe 6 Méthode de Bressand Golossov Annexe 7 Méthode du Gradex Annexe 8 Méthode du Gradex SPC Annexe 9 REcueil des données des plus hautes eaux 09/09/02 Annexe 10 Résultats par profils de la modélisation de la crue 100 ans 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 8 sur 97

9 1 Préambule 1.1 Objectif de l étude La commune d Arpaillargues et Aureilhac, qui est inscrite dans le bassin versant du Gardon, est comprise dans le périmètre du plan de prévention des Risques naturels ALZON-SEYNES; prescrit le 17 septembre Ce PPR n a pas encore été approuvé. La commune d Arpaillargues et Aureilhac doit néanmoins mentionner le risque inondation dans le cadre de l élaboration de son Plan d Urbanisme Local, et définir dans le règlement des zones concernées des mesures appropriées pour ne pas augmenter la population soumises aux aléas les plus forts, et sauvegarder l écoulement et l expansion des crues. Toutes les emprises inondables des cours d eau doivent donc être reportées sur les documents graphiques du PLU. Une attention particulière doit être portée aux zones urbanisées et urbanisables traversées par les Seynes et affluents. Différents éléments existent pour préciser l aléa inondation sur le territoire communal : Étude hydraulique «détermination des zones inondables des Seynes» réalisée par SIEE en novembre 1999, ne couvrant que le centre de la commune ; Relevés des plus hautes eaux de la crue du 9 septembre 2002 ; Études hydrogéomorphologiques de février 2003, réalisées par CAREX Environnement Cette dernière approche avait initialement été proposée pour la connaissance de l aléa inondation sur la commune et son intégration dans le PLU en cours d élaboration. Toutefois, la commune d Arpaillargues et Aureilhac a souhaité affiner la connaissance de l aléa inondation par une autre approche, en raison : 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 9 sur 97

10 d une part, de l extension des zones inondables définies par l approche hydrogéomorphologique, bien plus étendues que la zone inondée lors de la crue exceptionnelle de septembre 2002 d autre part, de l apparente fiabilité de l étude par modélisation hydraulique menée en 1999, qui a restitué assez fidèlement a priori la zone inondée par la crue de septembre 2002 Au vu de ces éléments, la commune a décidé d engager une étude de définition de l aléa inondation par modélisation hydraulique, sur la base de la campagne topographique (profils en travers et ouvrages) réalisée en 1999, et de compléments topographiques dans les secteurs à enjeux non modélisés : lotissement en rive gauche des Seynes en amont du pont de la RD982, habitats isolés en limite Nord de la commune, en rive gauche des Seynes ; camping en rive gauche de l affluent des Seynes, le ruisseau de Font de Clarette L étude de définition de l aléa devra permettre, à terme, de procéder à la réalisation du PPRI. 1.2 Méthodologie utilisée La méthodologie utilisée pour la définition de l aléa est conforme «Cahier des charges type du Zonage du Risque Inondation à l échelle communale et intégration dans les documents d urbanisme», rédigé par le groupe d échange risque inondation (Conseil Général du Gard, région Languedoc Roussillon, DISE du Gard). La caractérisation de l aléa par modélisation hydraulique est basée sur la méthodologie décrit aux points à du document précédemment mentionné. Les étapes ont été les suivantes : 1. Synthèse bibliographique : collecte de l ensemble des données et études existantes relatives à l hydrologie et l hydraulique de la zone d étude (voir chapitre 1.3 Données sources) 2. Visite de terrain et observation de la morphologie du réseau hydrographique et de la plaine inondable 3. Analyse hydrologique : détermination des débits de la crue historique et des crues statistiques, choix du débit de la crue de référence 4. Réalisation d une campagne topographique complémentaire aux données existantes : levé de profils en travers et d ouvrage 5. Modélisation hydraulique 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 10 sur 97

11 Le présent document présente les phases 1 à 3 de l étude hydraulique : synthèse bibliographique, description du fonctionnement du bassin versant,, étude hydrologique. 1.3 Données sources L étude s est appuyée sur les données suivantes : Nom du document Source Auteur Date Commentai res Détermination des zones inondables des Seynes Commune d Arpaillargueset-Aureilhac SIEE Nov Profils en travers des Seynes DDE30 Service d Annonce des Crues Recueil des données des plus hautes eaux 09/09/2002 Stratégis SCP Richer SAGR_AME 2002 DIREN Languedoc Roussillon Inventaire cartographique des dégâts de crue du Gard et du Vaucluse des 8 et 9 septembre 2002, bassin versant des Gardons DIREN Languedoc Roussillon Juin MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 11 sur 97

12 DIREN Languedoc Roussillon Atlas des zones inondables du bassin versant des Gardons, méthode hydrogéomorphologique Carex Environnement Févr 2003 SMAGE des Gardons Hydrologie du bassin versant des Gardons ISL Aout 2005 Conseil Général du Gard, Région Languedoc Roussillon, DISE du Gard Cahier des charges type du Zonage du Risque Inondation à l échelle communale et intégration dans les documents d urbanisme Groupe d échange Risque inondation Janv 2007 Version V7 SCP Danis - Repellin Relevé des profils en travers et d ouvrages sur les Seynes et affluents SCP Danis - Repellin Févr 2009 Réalisé dans le cadre de cette étude 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 12 sur 97

13 2 Contexte hydrographique 2.1 Contexte général La rivière des Seynes est un affluent rive droite de l Alzon, lui-même affluent rive gauche du Gardon d Anduze. À hauteur d Arpaillargues et Aureilhac, au droit de la RD22, les Seynes drainent un bassin versant de l ordre de 78 km 2. Les Seynes prennent leur source à une altitude de 330 m, à l est du bourg des Seynes, et s écoulent en direction de l Ouest puis du Sud, en traversant les communes de Belvézet, de Serviers et Labaume, d Arpaillargues et Aureilhac, et enfin de Sagriès, où a lieu la confluence avec l Alzon, à une altitude de 44 m. Le linéaire total de cours d eau est de l ordre de 24 km. La pente moyenne du lit est assez élevée, supérieure à 1%. 2.2 Contexte local Les Seynes Sur le territoire communal d Arpaillargues, les Seynes s écoulent vers le sud, à l est du centre bourg. Dans la partie nord-est de la commune (à l amont), le cours d eau est inscrit dans une vallée assez serrée, boisée et dépourvue d habitations. La rivière est rétablie sous la voie ferrée par un viaduc. La vallée s élargit ensuite progressivement vers le sud. Quelques habitations sont présentes en rive droite. Les Seynes traversent ensuite les quartiers de Fontèze. Au droit du moulin (musée), à l amont de la RD 982, on recense des habitations de chaque coté de la rivière. Celle-ci est rétablie sous la RD 982 par un pont à une arche principale et deux arches de décharge, aménagées en rive gauche À l aval de la RD 982, on ne note la présence que d une habitation en rive droite, au droit du Mas Pradier. La vallée est ensuite occupée par des parcelles agricoles, dépourvues de bâtiments Les habitations les plus proches sont le Mas de Jonqueirolles et le Mas Théophile, en rive gauche des Seynes. À l extrémité aval de notre zone d étude, le cours d eau est rétabli sous la RD 22 par un pont à 3 arches. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 13 sur 97

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15 Figure 1 : Contexte hydrographique 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 14 sur 97

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17 Viaduc SNCF, vallée des Seynes à l amont de Fontèze Viaduc SNCF, vallée des Seynes à l amont de Fontèze Zones d habitations en rive gauche des Seynes à l aval du viaduc SNCF 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 15 sur 97

18 Moulin, rive droite des Seynes, amont immédiat du pont de la RD 982 Moulin, rive droite des Seynes, amont immédiat du pont de la RD 982 Bâti en rive gauche des Seynes, amont immédiat du pont de la RD MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 16 sur 97

19 Les Seynes à l amont du hameau de Fontèze Les Seynes à l amont du hameau de Fontèze Les Seynes à l amont du hameau de Fontèze 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 17 sur 97

20 Arche principale du pont sous la RD 982, vue depuis l amont Arches de décharge du pont sous la RD 982, vue depuis l amont, rive gauche Arche principale du pont sous la RD 982, vue depuis l amont 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 18 sur 97

21 Vallée des Seynes au droit de la RD 22, vue vers rive droite Pont sous la RD22 Les Seynes au droit de la RD22 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 19 sur 97

22 Vallée des Seynes à l aval d Arpaillargues, vue depuis le versant droit Au loin, Uzès Vallée des Seynes à l aval immédiat de la RD22, rive gauche Mas Théophile, aval RD22, rive gauche des Seynes 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 20 sur 97

23 2.2.2 Le ruisseau de Font de Clarette Le ruisseau de Font de Clarette est un petit affluent rive droite des Seynes, qu il rejoint à l amont immédiat de la RD22. Ce ruisseau draine un bassin versant de l ordre de 3 km 2, entièrement inscrit dans le territoire communal d Arpaillargues et Aureilhac. On ne note aucun enjeu à proximité du cours d eau, à l exception de la station d épuration, et du camping à proximité du Mas de Rey, en rive gauche. Ruisseau de Font de Clarette au niveau du camping, vue vers l amont Ruisseau de Font de Clarette au niveau du camping, vue vers l aval 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 21 sur 97

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25 3 Étude hydrologique L étude hydrologique a consisté à déterminer, aux différents points de calcul du modèle, les débits instantanés maximaux des crues suivantes : Crue des 8 et 9 septembre 2002 pour le calage du modèle et éventuellement la définition de la crue de référence, Crue statistique de période de retour 100 ans Les débits de pointe période de retour 100 ans ont été estimés à l aide des méthodes rationnelle, des Experts, de Bressand Golossov et du Gradex (voir paragraphes suivants) 3.1 Caractéristiques des bassins versants Le calcul des débits de pointe injectés dans le modèle hydraulique a été fait en trois points du secteur étudié (voir tableau et carte en pages suivantes) : Débit des Seynes au droit du pont rétablissant les Seynes sous la RD 982, au droit du moulin, à l amont de la confluence avec le ruisseau de Font de Clarette Débit des Seynes au droit du pont rétablissant les Seynes sous la RD 22, à l aval de la confluence avec le ruisseau de Font de Clarette Débit du ruisseau de Font de Clarette au droit de sa confluence avec les Seynes, à l aval du camping Les caractéristiques des bassins versants correspondants sont présentées dans le tableau suivant : 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 22 sur 97

26 Cours d'eau Point de calcul Superficie (km²) Périmètre (km) Longueur hydraulique (km) Point haut (mngf) Point bas (mngf) Pente du profil en long Pente moyenne des versants Seynes Pont RD982 - Le Musée (OH2) Seynes Pont RD 22 - le Mazet (OH3) Ruisseau de Font de Clarette Aval du camping % 1.27% 2.06% 3.79% 3.68% 2.54% Tableau 1 : Caractéristiques des bassins versants 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 23 sur 97

27 Figure 2 : Bassins versants des Seynes et affluents 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 24 sur 97

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29 3.2 Estimation du coefficient de ruissellement des bassins versants Le coefficient de ruissellement des bassins versants est nécessaire à l estimation des débits de pointe par les méthodes déterministes (méthode rationnelle et dérivées). Le coefficient de ruissellement des bassins versants pour une pluie centennale a été calculé selon la méthode des experts : Avec : C(T=100 ans) = 0,8 * (1 - Po /Pj100) Pj100 : pluie journalière 100 ans. Nous avons retenu pour cette valeur la pluie P (24h)100 ans calculée à Nîmes Courbessac, soit 296 mm Po = rétention initiale La rétention initiale est fonction de la perméabilité et de l occupation du sol des bassins versants. Elle est calculée comme suit : Sous-bassin Perméabilité (%) Sols Rétention initiale Perméable en grand Peu Perméable Imperméable terres agricoles zones boisées Pente (%) Po (mm) Seynes RD 982 (OH2) % 69 Seynes RD 22 (OH1) % 66 Ruisseau de Clarette % 67 zones boisées terres agricoles valeurs de référence Méthode des Experts Tableau 2 : Estimation de la rétention initiale des bassins versants pour une pluie centennale Bassin versant Coefficient de ruissellement pour une pluie de période de retour 100 ans (Cr100) Les Seynes, RD982 Le Musée (OH2) 61 % Les Seynes, RD 22 - le Mazet (OH3) 61 % Ruisseau de Font de Clarette, Aval du camping 62 % Tableau 3 : Estimation du coefficient de ruissellement 100 ans des bassins versants 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 25 sur 97

30 3.3 Estimation des temps caractéristiques des bassins versants Temps de concentration Le temps de concentration correspond à la durée que met la goutte d eau tombée au point le plus éloigné du bassin versant pour parvenir à l exutoire où l on cherche à calculer le débit. La connaissance de ce temps de concentration est nécessaire à l estimation des débits de pointe par les méthodes déterministes, du type méthode rationnelle et leurs déclinaisons régionales. Les temps de concentration aux différents points de calcul ont été estimés à partir des caractéristiques des bassins versants et de plusieurs méthodes classiquement utilisées en hydrologie rurale : Méthode Formule Données d entrée Giandotti Tc temps de concentration en heures Passini Ventura T c 4 A. + 1,5 L = 0,8 H H max 3 A. L T c = 0,108. P T c = 0,1272. A P min Lefort 0,6 0,33 0, 23 BRESSAND GOLOSSOV T c = 1,8. L Pa. Rm L T c = V 3600 Si P<1% : V= 1 Si 1%<P<10%, V= 1+ (P-1)/9 Si P>10% : V= 2 A surface du bassin versant en km² L longueur du plus long cheminement hydraulique en km H max H min dénivelé du bassin versant Tc temps de concentration en heures A surface du bassin versant en km² L longueur du plus long cheminement hydraulique en km P pente moyenne sur le plus long cheminement en m/m Tc temps de concentration en heures A surface du bassin versant en km² P pente moyenne sur le plus long cheminement en m/m Tc : temps de concentration en heures : L : longueur du bassin versant en km Pa : pente moyenne des versants en m/m Rm : ruissellement = 0,8 (Pj-P0) en mm Pj : pluie journalière décennale (mm) P0 : rétention initiale= seuil de ruissellement (mm) Tc temps de concentration en heures L longueur du plus long cheminement hydraulique en km V vitesse moyenne des écoulements en m/s 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 26 sur 97

31 Tableau 4 : Méthodes utilisées pour le calcul du temps de concentration Les résultats sont présentés dans le tableau suivant : Cours d'eau Les Seynes Les Seynes Ruisseau de Font de Clarette Point de calcul RD982 Le Musée (OH2) RD22 Le Mazet (OH3) Aval du camping Formule Giandotti Formule Passini Formule Ventura Formule Kirpich Formule LEFORT Formule BRESSAND GOLOSSOV 4.98 H H 9.54 H 3.56 H 9.71 H 5.41 H 5.12 H H 9.97 H 3.72 H H 5.67 H 1.74 H 1.77 H 1.48 H 0.97 H 4.63 H 1.17 H Tableau 5 : Estimations des temps de concentration des bassins versants On observe une dispersion assez grande des résultats, avec un facteur de plus de 2,5 entre les valeurs extrêmes.le choix du temps de concentration sera par la suite adapté à chaque méthode mise en œuvre pour l estimation des débits de pointe Temps de réponse Le temps de réponse à la pluie d un bassin versant, utilisé pour la mise en œuvre des modèles pluie-débit, a été estimé par les formules de Desbordes et Chocat : Si Cr <0,2 T : temps de réponse en minutes Cr: coefficient de ruissellement (<=1) DESBORDES T 0,18 1,9 0,36 0,15 0,21 = 5,07..(1 + ).... H S C P L D S : superficie du bassin versant en ha P pente du chemin hydraulique en % Si Cr>=0,2 L : longueur du chemin hydraulique en m T 0,3175. S = 0,0076. C 2 0,512. P 0,401. L 0,608 D = durée de la pluie intense (min) H = Cumul de la pluie intense (mm) CHOCAT Si Cr <0,2 T = 0,0076 0,512 0,401 0,608 0,3175. S. C. P. L Si Cr>=0,2 T : temps de réponse en minutes Cr: coefficient de ruissellement (<=1) S : superficie du bassin versant en ha P pente du chemin hydraulique en % T 0,3175. S = 0,0076. C 2 0,512. P 0,401. L 0,608 L : longueur du chemin hydraulique en m Tableau 6 : Méthodes utilisées pour le calcul du temps de réponse 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 27 sur 97

32 3.3.3 Durées caractéristiques de crue Durée de SOCOSE (D Socose) La durée de SOCOSE (D) est une estimation de la durée d étalement d une crue, soit la durée pendant laquelle le débit du cours d eau est supérieur à la moitié de son débit de pointe. La connaissance de cette durée D est nécessaire à l utilisation de la méthode du Gradex, qui permet d estimer le débit de pointe 100 ans. La durée D se calcule comme suit : In (D) = -0,69 + 0,32 In (S) + 2,2 (Pa/(P 10 x Ta)) Avec : S = superficie du bassin versant en km 2, Pa = précipitation moyenne annuelle = 744 mm P 10 = précipitation journalière décennale = 148 mm (valeur Météo France pour Nîmes Courbessac) Ta = température moyenne annuelle au niveau de la mer = 14,5 C 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 28 sur 97

33 Durée caractéristique de crue proposée par le SPC Grand Delta (D spc_gd) Le Service de Prévision des Crues Grand Delta (SPC) propose l utilisation d une autre formule d estimation de la durée caractéristique de crue, ayant reproduit assez fidèlement la dynamique d écoulement rapide de surface dans les modèles pluiedébit de bassins versants gardois. La formule proposée est la suivante : 0,75 D r = L. Tc = P + 0, 08 Avec Tc temps de concentration en heures L longueur du plus long cheminement hydraulique en km P pente moyenne sur le plus long cheminement en m/m Résultats Les résultats des deux méthodes sont présentés dans le tableau suivant : Cours d'eau Point de calcul Durée de SOCOSE Durée SPC GD Les Seynes Les Seynes RD982 Le Musée (OH2) RD22 Le Mazet (OH3) 7.22 H 5.11 H 7.37 H 5.30 H Ruisseau de Clarette Aval du camping 2.54 H 1.59 H Tableau 7 : Estimation des durées caractéristiques de crue 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 29 sur 97

34 3.4 Pluviométrie de référence Pluviométrie statistique Stations pluviométriques Les stations pluviométriques Météofrance et SPC situées dans le périmètre d étude sont présentées dans la carte suivante : Figure 3 : Localisation des stations pluviométriques Météofrance et SPC 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 30 sur 97

35 Leurs caractéristiques sont les suivantes : Code station Nom station Lieu Lambert X Lambert Y Altitude (mngf) Type Date de mise en service CRUVIERS-LASCOU DISTILLERIE sep DEAUX AERODROME jul LUSSAN MAS D AZOR aug MEYNES MAS-DE-CAUVIN aug NIMES NIMES-COURBESSA jan NIMES MAS-DE-PONGE may REMOULINS DIGUE BAUDRAN sep LA ROUVIERE CHEMIN DES VIGN jan SALINDRES USINE-PECHINEY jun UZES LE GRAND MAS jan LA BRUGUIERE SPC LA BRUGUIERE aou SAINTE ANASTASIE SPC RUSSAN aou-2004 RG30083 NERS SPC NERS ?? Selon Méteofrance, la seule station représentative du site d étude et disposant d une chronique assez longue, à un pas de temps horaire, pour l estimation des pluies centennales est celle de Nîmes-Courbessac, installée depuis 1921 et modernisée en La station de Uzès, qui n a été équipée pour un enregistrement à pas de temps horaire qu en 2002, a été écartée. De la même façon, nous n avons pas retenu la station de Salindres, qui ne dispose pas de données horaires sur des chroniques suffisamment longues pour l estimation de pluies statistiques centennales Données SHYREG SHYREG est une méthode développée par le CEMAGREF pour la régionalisation des quantiles de pluies. Nous disposons dans le cadre de cette étude des quantiles de pluie SHYREG calculées sur les pixels centrés à ; Nîmes Belvezet, soit au centre du bassin versant des Seynes. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 31 sur 97

36 Belvezet Station pluviométrique Point de calcul SHYREG Nîmes Courbessac Nîmes Figure 4 : Localisation des stations pluviométriques retenues et des points de calcul SHYREG Choix de la pluviométrie de référence Nous disposons des données pluviométriques suivantes : Traitements statistiques effectués par Météo France sur la chronique de Nîmes Courbessac (période ), par la méthode statistique du renouvellement ; Pluies SHYPRE régionalisées (SHYREG) calculées à Nîmes par le Cemagref Pluies SHYPRE régionalisées (SHYREG) calculées à Belvezet par le Cemagref Nous avons également analysé la pluviométrie enregistrée à Uzès lors de l événement des 8 et 9 septembre 2002 (voir chapitre dédié Pluviométrie de l événement des 8 et 9 septembre 2002) Les cumuls maximaux par pas de temps sont figurés pour information. La comparaison des données est présentée en page suivante. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 32 sur 97

37 Méthode renouvellement Nimes Courbessac Durée de la pluie (h) P100 ans (mm) P10 ans (mm) Estimation SHYREG Nîmes Durée de la pluie (h) P100 ans (mm) P10 ans (mm) Estimation SHYREG Belvezet Durée de la pluie (h) P100 ans (mm) P10 ans (mm) Cumuls maximaux de pluie enregistrés à Uzès les 8 et 9 septembre 2002 Durée de la pluie (h) Cumuls maximaux (mm) Tableau 8 : Données pluviométriques statistiques calculées à Nîmes et Belvezet Pluviométrie statistique 10 ans P10 Nîmes Courbessac Renouvellement (mm) P10 Nîmes SHYREG (mm) P10 Belvezet SHYREG (mm) Cumuls de pluie enregistrés à Uzès les 8 et 9 septembre Pluviométrie statistique 10 ans P10 Nîmes Courbessac Renouvellement (mm) P10 Nîmes SHYREG (mm) P10 Belvezet SHYREG (mm) Cumuls maximaux de pluie enregistrés à Uzès les 8 et 9 septembre Figure 5 : Pluies de période de retour 10 ans calculées à Nîmes et Belvezet 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 33 sur 97

38 On observe que, pour cette période de retour 10 ans, il y a une incohérence entre le cumul 6h et le cumul 12h (ce dernier étant le moins élevé). Cette observation a été transmise pour demande d explication au centre de calcul de Méteo France. Pluviométrie statistique 100 ans P100 Nîmes Courbessac Renouvellement (mm) P100 Nîmes SHYREG (mm) P100 Belvezet SHYREG (mm) Cumuls de pluie enregistrés à Uzès les 8 et 9 septembre Pluviométrie statistique 100 ans P100 Nîmes Courbessac Renouvellement (mm) P100 Nîmes SHYREG (mm) P100 Belvezet SHYREG (mm) Cumuls de pluie enregistrés à Uzès les 8 et 9 septembre Figure 6 : Pluies de période de retour 100 ans calculées à Nîmes et Belvezet 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 34 sur 97

39 On remarque que : pour les longues durées de pluie (supérieures à 12h) : o les cumuls maximaux enregistrés à Uzès es 8 et 9 septembre sont supérieurs aux cumuls statistiques 100 ans o les quantiles estimés par SHYREG au droit de Belvezet sont supérieurs à ceux de Nîmes (Shyreg et méthode du renouvellement sur Courbessac). pour les durées de pluie assez courtes, correspondant aux temps de concentration des bassins versants étudiés (inférieures à 12 heures), o les estimations des cumuls décennaux et centennaux réalisées par Météo France à Nîmes Courbessac sont plus élevées que les cumuls SHYREG. o les estimations des cumuls centennaux à Nîmes Courbessac sont supérieures aux cumuls maximaux à Uzès des 8 et 9 septembre Par souci de sécurité, nous avons retenu les estimations les plus fortes pour les durées de pluie utilisées dans les calculs ultérieurs (de l ordre de 6h), soit les cumuls calculés par météo France à partir des enregistrements à Nîmes Courbessac Construction des pluies de projet L estimation des débits de pointe par un modèle simple pluie-débit (voir Estimation du débit de pointe décennal QIX10) nécessite au préalable la construction de pluies de projet. Celles-ci ont été construites par la méthode du double triangle, avec pour données d entrée : Durée de pluie totale de 8 h, correspondant à l ordre de grandeur du temps de concentration du bassin versant des Seynes au droit de la zone d étude Durée de pluie intense de 1 h, correspondant à l ordre de grandeur du temps de concentration du bassin versant de Font de Clarette au droit de la zone d étude ; Cumuls calculés à partir des données statistiques 10 an et 100 ans de Nîmes Courbessac. Les coefficients de Montana sont les suivants : Coefficients de Montana calculés à Nîmes Courbessac par la méthode du renouvellement 30 min < d < 180 min 180 min < d < 5760 min T a b a b 100 ans ans Figure 7 : Coefficients de Montana de Nîmes Courbessac 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 35 sur 97

40 Les pluies de projet sont les suivantes : pluie 10 ans pluie 100 ans intense totale intense totale durée pluie (min) durée pluie (min) durée pluie (h) 1 8 durée pluie (h) 1 8 I (mm/h) I (mm/h) P (mm) P (mm) P10ans P100ans Pluie (mm) :00 02:00 04:00 06:00 08:00 Durée (h) Figure 8 : Pluies de projet 10 et 100 ans 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 36 sur 97

41 3.4.2 Pluviométrie de l événement des 8 et 9 septembre 2002 La station installée à Uzès en janvier 2002 a pu enregistrer l épisode pluviométrique exceptionnel survenu les 8 et 9 septembre, qui a touché l ensemble du département du Gard. Nous disposons également des données de Nîmes Courbessac. Les cumuls enregistrés sont les suivants : 70 Pluviométrie enregistrée les 8 et 9 septembre Précipitation horaire (mm) Uzes Nimes Courbessac Temps (h) Figure 9 : Pluviométrie enregistrée lors de l événement des 8 et 9 septembre 2002 À Uzès, l événement pluvieux a été plus intense qu à Nîmes. Il s est étalé sur plus de 24 h, du dimanche 8 septembre à 10h au lundi 9 septembre à 12h, et a été caractérisé par trois pics pluviométriques intenses. Le cumul total enregistré à Uzès a été de 405 mm. Selon l étude «Hydrologie du bassin versant des Gardons», réalisée par ISL en aout 2005 pour le compte du SMAGE des Gardons, le cumul pluviométrique moyen estimé à partir des images radar recalées sur les données enregistrées au sol lors de l événement de septembre 2002 est de 409 mm, pour le bassin versant des Seynes à Sanilhac Sagries (taille du bassin versant : 89 km 2 ).. Cette estimation est très proche de la valeur enregistrée à la station d Uzès, qui, dans le cas de l événement de septembre 2002, donne une bonne représentation de la pluviométrie totale sur l ensemble du bassin versant. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 37 sur 97

42 Les caractéristiques de l événement pluvieux enregistrés à Uzès sont les suivantes : Durée considérée Durée totale de l épisode = 24h Cumul maximal sur la durée Cumul total sur l épisode= 400 mm Durée de 6h 177 mm T entre 10 et 100 ans Durée de 1h Intensité max horaire = 60 mm Période de retour estimée / Nîmes T> 100 ans P 100 ans Nîmes = de l ordre de 300 mm T = 10 ans P 100 ans SHYREG = 270 mm P 100 ans Nîmes Courbessac = 180 mm < P 100 ans = 90 mm L événement pluvieux qui s est abattu sur le Gard en septembre 2002 apparaît surtout remarquable par sa durée (24h) et le cumul total précipité, qui dépasse les valeurs estimées pour une fréquence centennale. En revanche, si l on considère une durée plus courte, de 6h, correspondant à l ordre de grandeur du temps de concentration du bassin versant des Seynes à hauteur de Arpaillargues, le cumul maximal de pluie n est que légèrement supérieur à la valeur décennale, sans atteindre la centennale. On peut donc théoriquement supposer que pour un bassin versant de taille moyenne comme celui des Seynes, la pluie de septembre 2002 n aurait pas engendré de débits de pointe supérieurs aux valeurs centennales, à l inverse des bassins versants de plus grande superficie. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 38 sur 97

43 3.5 Estimation des débits de crue Crue historique du 9 septembre 2002 La comparaison avec les données radar a montré que la station d Uzès représentait plutôt bien la pluviométrie estimée sur l ensemble du bassin versant des Seynes lors de l événement de septembre 2002,. Nous avons donc choisi de calculer le débit de pointe de la crue du 9 septembre 2002 par la méthode de transformation pluie-débit dite du double réservoir linéaire, méthode simple, adaptée aux bassins versants ruraux, à partir : des données pluviométriques horaires enregistrées à Uzès, station la plus proche ayant enregistré l événement ; du temps de réponse estimé par la méthode de Desbordes et du coefficient de ruissellement centennal obtenu par la méthode des experts Les résultats sont les suivants : Le ruisseau de Font de Clarette, aval du camping Les Seynes au droit de la RD 982 (OH2, Moulin) Les Seynes au droit du CD 22 (OH3, Mazet) (aval confluence Clarette) Q max modèle du double réservoir linéaire (m 3 /s) Débit pseudo spécifique (m3/s/km1,6) Tableau 9 : Estimation des débits de pointe de la crue de septembre 2002 Le débit des Seynes à l aval de la confluence avec le ruisseau de Clarette n a pas été calculé par la somme des débits amont, au vu de la différence de taille des bassins versants (73 km 2 et 2,8 km 2 ), mais par l application de la méthode sur le bassin versant total. Autrement dit, l hypothèse de concomitance des crues n a pas été retenue. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 39 sur 97

44 3.5.2 Crues statistiques Estimation du débit de pointe décennal QIX 10 Le débit de pointe décennal sera utilisé comme valeur pivot dans la méthode du Gradex, visant à estimer le débit de pointe centennal. Les méthodes suivantes ont été utilisées et comparées pour le calcul du débit de pointe de retour 10 ans, à partir des pluies statistiques de Nîmes Courbessac : Méthode SOCOSE, avec une valeur de pluie annuelle de 744 mm (Vistre), de pluie journalière décennale de 148,4 mm (Nîmes Courbessac), une température au niveau de la mer de 14,5 C Méthode CRUPEDIX, avec un coefficient régional R de 1,5 et une valeur de pluie annuelle de 744 mm (Vistre) Méthode rationnelle, avec le temps de concentration calculé par la moyenne des formules de Giandotti, Passini, Ventura, Kirpich, Lefort, et un coefficient de ruissellement moyen de 30% correspondant à l occupation du sol sur des bassins versants ruraux Méthode du double réservoir linéaire, avec : o une pluie de projet double-triangle de durées totale 8 h et intense 1h ; construite à partir des coefficients décennaux de Montana de Nîmes Courbessac. La station d Uzès n a pu être utilisée, car, selon Météofrance, trop récente pour autoriser le calcul d une pluie centennale, o un temps de réponse calculé par la formule de Desbordes ; o un coefficient de ruissellement décennal calculé par la méthode des experts Méthode des experts, avec le coefficient de ruissellement calculé par la formule des experts et le temps de concentration selon la formule de Lefort 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 40 sur 97

45 Les résultats sont les suivants : ESTIMATION du DEBIT DECENNAL en m 3 /s Point de calcul Les Seynes au droit de la RD 982 (OH2) Les Seynes au droit de la RD 22 (OH3) Ruisseau de Font de Clarette, aval du camping Méthode utilisée SOCOSE 81 m 3 /s 85 m 3 /s 9 m 3 /s méthode rationnelle sur Tc moyen et Cr10 occ_sol méthode des Experts sur Tc Lefort et Cr10 experts 94 m 3 /s 97 m 3 /s 10 m 3 /s 83 m 3 /s 89 m 3 /s 6 m 3 /s Double réservoir linéaire 191 m 3 /s 208 m 3 /s 13 m 3 /s CRUPEDIX 160 m 3 /s 172 m 3 /s 13 m 3 /s Q10 retenu Double réservoir linéaire 191 m 3 /s Double réservoir linéaire 208 m 3 /s Double réservoir linéaire 13 m 3 /s Débit pseudo spécifique 6.2 m 3 /s/km 1,6 6.4 m 3 /s/km 1,6 5.6 m 3 /s/km 1,6 Tableau 10 : Estimation des débits de pointe décennaux 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 41 sur 97

46 Dans une optique «sécuritaire», nous avons retenu la valeur la plus forte pour le Q10, donnée par la méthode du double réservoir linéaire. On note que les valeurs ainsi calculées sont supérieures de 20% aux résultats obtenus par Crupedix Le débit de pointe des Seynes à l aval de la confluence n a pas été calculé comme la somme des débits amont. L hypothèse de concomitance des crues sur des bassins versants de tailles différentes a en effet été écartée Estimation du débit de pointe centennal QIX 100 Les méthodes suivantes ont été utilisées et comparées pour le calcul du débit de pointe de retour 100 ans, à partir des pluies statistiques centennales de Nîmes Courbessac : Méthode rationnelle, avec le temps de concentration calculé par la moyenne des formules de Giandotti, Passini, Ventura, Kirpich, Lefort, et le coefficient de ruissellement calculé par la formule des experts Méthode des experts, avec le coefficient de ruissellement calculé par la formule des experts et le temps de concentration selon la formule de Lefort Méthode du double réservoir linéaire, avec : o une pluie de projet double-triangle de durées totale 8 h et intense 1h ; construite à partir des coefficients centennaux de Montana de Nîmes Courbessac ; o un temps de réponse calculé par la formule de Desbordes ; o un coefficient de ruissellement centennal calculé par la méthode des experts Méthode de Bressand Golossov, avec le coefficient de ruissellement calculé par la formule des experts et le temps de concentration selon la formule de Bressand Golossov Méthode du Gradex, sur la durée D (Durée de Socose), 2D, et Dr (SPC) avec le coefficient de ruissellement calculé par la formule des experts, un gradex des pluies calculé sur Nîmes Courbessac et le débit décennal double réservoir linéaire comme pivot 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 42 sur 97

47 Les résultats sont les suivants : ESTIMATION du DEBIT CENTENNAL en m 3 /s Point de calcul Les Seynes au droit de la RD 982 (OH2) Les Seynes au droit de la RD 22 (OH3) Ruisseau de Font de Clarette, aval du camping Méthode utilisée méthode rationnelle sur Tc moyen et cr100 méthode des Experts sur cr100 experts et Tc Lefort Méthode du double réservoir linéaire (Desbordes) 403 m 3 /s 420 m 3 /s 49 m 3 /s 328 m 3 /s 343 m 3 /s 25 m 3 /s 747 m 3 /s 801 m 3 /s 40 m 3 /s BRESSAN GOLOSSOF 749 m 3 /s 787 m 3 /s 41 m 3 /s méthode du Gradex sur D 647 m 3 /s 690 m 3 /s 42 m 3 /s méthode du Gradex sur 2D méthode du Gradex sur Dr SPC 513 m 3 /s 549 m 3 /s 34 m 3 /s m 3 /s m 3 /s 88 m 3 /s Q100 retenu Bressand Golossov Bressand Golossov Bressand Golossov 749 m 3 /s 787 m 3 /s 41 m 3 /s Pour rappel Débit pseudo spécifique (m3/s/km1,6) Q sept 2002 double réservoir linéaire 24.2 m 3 /s/km 1, m 3 /s/km 1, m 3 /s/km 1,6 514 m 3 /s 552 m 3 /s 25 m 3 /s Tableau 11 : Estimation des débits de pointe centennaux Les débits évalués par la méthode du Gradex selon la durée Dr SPC semblent surestimés. Selon les préconisations de la note du SPC (Proposition d une méthodologie de calcul des crues de référence pour les petits bassins versants (<400 km 2 )), nous avons retenu la valeur la plus faible entre la méthode Bressand Golossov, et la méthode Gradex SPC. Le débit centennal retenu est donc le débit calculé par la méthode de Bressand Golossov, du même ordre de grandeur que le débit centennal calculé par la méthode du double réservoir linéaire. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 43 sur 97

48 Comparaison des résultats obtenus avec les études hydrologiques existantes Les résultats obtenus pour le Q100 par la méthode Bressand Golossov sont cohérents avec les estimations des études hydrauliques réalisées précédemment, soit l étude d estimation de l aléa inondation sur la commune de Arpaillargues et Aureilhac menée par SIEE en 1999, et l étude de l hydrologie des Gardons menée en 2005 par ISL pour le Smage des Gardons : L étude SIEE réalisée en 1999 proposait une valeur de 741 m 3 /s pour le débit centennal des Seynes à hauteur du pont de la RD 982 à Arpaillargues. Cette valeur, calculée par la méthode de Bressand Golossov, est très proche de notre estimation de 749 m 3 /s pour le Q100. La comparaison de nos estimations avec celles de l étude de l hydrologie des Gardons (ISL 2005), pour les crues de septembre 2002 et la crue centennale, est présentée ci-après : point de calcul nœud ecret étude des Gardons ISL étude SAFEGE 2009 les Seynes, Arpaillargues, les Seynes, Arpaillargues, RD 982 Viaduc SNCF 8 (SY4) surface bassin drainé 68 km 2 73 km 2 Q max septembre m 3 /s 584 m 3 /s Q spec sept m 3 /s/km 2^ m 3 /s/km 2^0.8 Q m 3 /s 749 m 3 /s Q spec m 3 /s/km 2^ m 3 /s/km 2^0.8 Tableau 12 : Comparaison avec l étude de l hydrologie des Gardons, ISL, 2005 Rappelons que les débits de l étude ISL ont été obtenus par le modèle ECRET : modèle pluie-débit de type hydrogramme unitaire couplé à un modèle de propagation et de sommation des hydrogrammes de type Muskingum, et un modèle d écrêtement par laminage. Concernant les données pluviométriques utilisées en entrée du modèle, ISL a élaboré pour l estimation du débit centennal une pluie de projet unique, en double triangle, sur la base d un cumul 24 h de 400 mm. (à comparer avec notre cumul 8 h de 270 mm). Concernant le débit de la crue centennale sur les Seynes, nos estimations (en débits pseudo-spécifiques) sont supérieures de 20 % aux résultats du modèle pluie-débit ECRET de ISL. Dans un but «sécuritaire», nous avons toutefois fait le choix de retenir la méthode Bressand Golossov pour l estimation des débits de pointe centennaux. En ce qui concerne le débit estimé pour la crue de septembre 2002, la valeur (en débit pseudo spécifique) que nous obtenons est identique à la valeur calculée par le modèle ECRET de ISL. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 44 sur 97

49 3.6 Choix du débit de référence Les débits de pointe de la crue centennale étant plus élevés que les débits atteints lors de la crue historique en septembre 2002 (selon nos estimations), la crue centennale sera retenue comme crue de référence pour la détermination de l aléa inondation sur la commune d Arpaillargues et Aureilhac. Au final, les débits suivants ont été retenus : Point de calcul Crue de calage du modèle 8 et 9 septembre 2002 Les Seynes au droit de la RD 982 (OH2) Les Seynes au droit de la RD 22 (OH3) Ruisseau de Font de Clarette, aval du camping Q 2002 = 514 m 3 /s Q 2002 = 552 m 3 /s Q 2002 = 25 m 3 /s Crue référence de Crue centennale Q 100 = 749 m 3 /s Méthode Bressand Golossov Q 100 = 787 m 3 /s Méthode Bressand Golossov Q 100 = 41 m 3 /s Méthode Bressand Golossov Tableau 13 : Débits de calage et de référence retenus 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 45 sur 97

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51 4 Construction du modèle hydraulique Un modèle hydraulique filaire (1 dimension) a été construit sur les Seynes et le ruisseau de Font de Clarette dans leur traversée du territoire communal de Arpaillargues et Aureilhac : Sur les Seynes, le modèle couvre un linéaire de 2 km, de l amont du viaduc SNCF (limite communale Nord) jusqu au lieu dit le Mazet, à l aval de la RD 22 (limite communale Sud) ; Le ruisseau de Font de Clarette a été modélisé depuis l amont immédiat de la station d épuration jusqu à la confluence avec les Seynes, soit un linéaire d un peu moins de 1 km. 4.1 Données topographiques Les données topographiques injectées dans le modèle sont issues de deux campagnes de levé réalisées sur le territoire communal Levers topographiques réalisés dans le cadre de l étude SIEE 1999 L occupation du sol aux abords du cours d eau, la morphologie du lit et les ouvrages n ayant pas changé de manière significative depuis 1999, nous avons utilisé les données topographiques acquises en 1999 par SIEE dans le cadre de l étude de l aléa inondation des Seynes, soit : 10 profils en travers des Seynes, sur un linéaire d environ 1 km, depuis l aval du viaduc SNCF jusqu à l amont de la confluence avec le ruisseau de Font de Clarette ; Le relevé du pont sous la RD MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 46 sur 97

52 4.1.2 Campagne topographique réalisée dans le cadre de cette étude Des compléments ont été réalisés dans le cadre de cette étude, afin de couvrir les extrémités communales amont et aval des Seynes ainsi que le ruisseau de Font de Clarette. Les relevés ont été réalisés par le cabinet Repellin en février 2009 : Lever de 4 profils en travers des Seynes (lit mineur et lit majeur) à l amont et à l aval immédiat du viaduc SNCF ; Lever de 4 profils en travers des Seynes à l amont immédiat et à l aval de la confluence avec le ruisseau de Font de Clarette ; Lever de 7 profils en travers du ruisseau de Font de Clarette, de la station d épuration jusqu à la confluence Lever des ouvrages suivants : o sur les Seynes, viaduc SNCF et pont sous la RD 982 o sur le ruisseau de Font de Clarette, passerelle à l amont du camping, et busage à l extrémité aval du ruisseau. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 47 sur 97

53 Figure 10 : Implantation des profils en travers et levers d ouvrages 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 48 sur 97

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55 4.2 Construction du modèle hydraulique Le modèle a été construit sous le logiciel HEC Ras, utilisé en régime permanent et fluvial (au vu des faibles pentes des cours d eau) Architecture du modèle Un seul modèle a été construit pour les Seynes, le ruisseau de Font de Clarette et leur confluence. Le ruisseau ayant un lit légèrement en toit à l approche de la confluence, le modèle a pris en compte les possibilités de déversement par surverse de la rive gauche du ruisseau vers le lit majeur des Seynes Débits injectés La modélisation a été effectuée en régime permanent. Les débits injectés sont les suivants : Débits injectés Branche du modèle Q 2002 Q 100 Les Seynes, tronçon à l amont de la confluence avec le ruisseau Font de Clarette Les Seynes, de la confluence avec le ruisseau jusqu à la RD m 3 /s 749 m 3 /s 552 m 3 /s 787 m 3 /s Les Seynes, aval de la RD 22 (1) 581m 3 /s 836 m 3 /s Ruisseau Font de Clarette 25 m 3 /s 41 m 3 /s Tableau 14 : Débits injectés aux branches du modèle hydraulique (1) NB : sur le tronçon à l extrémité aval, ont été ajouté au débit des Seynes les apports diffus des écoulements venant des petits bassins versants latéraux du Pré des Myères (rive droite) et de Fontfroide (rive gauche), calculés à partir des débits spécifiques des Seynes. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 49 sur 97

56 Figure 11 : Architecture du modèle Conditions aval Au vu de la faible pente de Seynes, et de l absence de singularité hydraulique à l extrémité aval du tronçon modélisé, un régime uniforme (non influencé) a été pris comme condition aval du modèle Choix des coefficients de rugosité Les coefficients de rugosité initialement retenus sont les suivants : Coefficients de rugosité (Strickler) Lit mineur 30 Lit majeur 20 Tableau 15 : Choix des coefficients de rugosité 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 50 sur 97

57 4.3 Calage du modèle sur la crue de septembre 2002 Le calage du modèle se fait par ajustement des coefficients de rugosité de manière à parvenir à une différence jugée acceptable entre les résultats simulés et les cotes des plus hautes eaux relevées lors de la crue historique connue (septembre 2002) Données des Plus Hautes Eaux atteintes en septembre 2002 Nous disposons pour le calage du modèle du recueil des données des plus hautes eaux du 09/09/2002, transmises par le Service d Annonce des Crues de la DDE 30. Sur le secteur étudié, seules 5 cotes des Plus Hautes Eaux ont été relevées. Elles sont cartographiées ci-dessous : Gav272 : 78,05 m NGF Gav387 : m NGF Gav271 : 79,46 m NGF Gav387 : m NGF Gav386 : m NGF Figure 12 : Localisation des PHE relevées après la crue de septembre 2002 Numéro de CPHE Gav271 Gav272 Gav386 Gav387 Gav452 Localisation Carrosserie Angenot Porte d entrée du musée Haut du tablier du pont Terrasse Trace à l intérieur du musée Tableau 16 : Description des CPHE relevées en septembre 2002 Les cotes relevées semblent assez homogènes, à l exception de la cote Gav271 (au droit de la carrosserie), bien plus élevée que l ensemble des autres cotes. En raison 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 51 sur 97

58 de l incertitude sur la validité de cette mesure, nous l avons écartée pour le calage du modèle. L ensemble des cotes a été relevé à l amont du pont de la RD 982. La moyenne à l amont de l ouvrage (hors gav271) est de 78,07 m NGF. La cote des plus hautes eaux relevée sur l ouvrage est de 77,88 m NGF. Selon cette mesure et les témoignages, le pont a été mis en charge jusqu à débordement, et les eaux sont passées par dessus la chaussée Comparaison avec les cotes calculées du modèle Au droit du franchissement des Seynes par la RD 982, et du musée, la simulation réalisée pour les débits de pointe estimés de la crue de septembre 2002 a donné les résultats suivants : Moyenne à l amont immédiat du pont Cote au droit de l ouvrage (pont RD 982) Cote des plus hautes eaux calculée par le modèle Cote des plus hautes relevée Delta 78,24 m NGF 78,07 m NGF 0,17 m 77,91 m NGF 77,88 m NGF 0,03 m Tableau 17 : Résultats du calage sur la crue de septembre 2002 L écart maximal observé entre les cotes modélisées est de 17 cm à l amont du pont, L écart minimal est de 3 cm sur l ouvrage. Cette différence est due à une légère surestimation du remous hydraulique engendré par le franchissement. Nous avons toutefois décidé d accepter cet écart, et de conserver les paramètres initiaux de calage (coefficients de Manning de 30 en lit mineur et 20 en lit majeur), dans une optique sécuritaire. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 52 sur 97

59 Figure 13 : Carte des zones inondées lors de la crue de septembre 2002 résultats du modèle hydraulique 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 53 sur 97

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61 Détermination de l aléa inondation pour la crue de référence 5 Le modèle a permis la simulation de la pointe de la crue centennale, par injection des débits centennaux précédemment retenus. Les résultats sont présentés ci-après : 5.1 Cote des plus hautes eaux estimées pour la crue centennale Les Seynes Tableau 18 : Cotes des plus hautes calculées par profil sur les Seynes Cote des plus hautes eaux calculée pour Q100 (référence) Cote des plus hautes eaux calculée pour Q2002 Profil LES SEYNES PK P14 0 m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P12_amont_viaduc 220 m m NGF m NGF p11.9_aval_viaduc 298 m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P9 645 m m NGF m NGF P8 740 m m NGF m NGF P7 783 m m NGF m NGF P6 893 m m NGF m NGF P5_amont_Pont_RD m m NGF m NGF P4_aval_pont_RD m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P m m NGF m NGF P_av m m NGF m NGF P_av m m NGF m NGF P_amont_CD m m NGF m NGF P_aval_CD m m NGF m NGF P_av m m NGF m NGF 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 54 sur 97

62 90.00 m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF Pont RD 982 Pont CD 22 PHE Q100 PHE m NGF 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m 1250 m 1500 m 1750 m 2000 m 2250 m Figure 14 : Ligne d eau calculée sur les Seynes On note l importance des remous provoqués par les franchissements (RD 982 et CD 22), avec, pour Q100 un exhaussement amont de la ligne d eau de l ordre de 2,50 m au droit de la RD 982, et de l ordre de 2,00 m au droit de la RD MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 55 sur 97

63 Le pont sous la RD 982 est submergé pour Q100 et Q Arpaillargues Plan: Plan 10 04/10/2010 River = Seynes Reach = Seynes RS = 4.5 BR 82 Legend Profil en travers WS q100 WS 2002 Ground 80 Bank Sta 78 Ligne d eau crue 100 ans Ligne d eau crue 2002 Elevation (m) Rive gauche Rive droite Station (m) Figure 15 : Lignes d eau au droit du rétablissement des Seynes sous la RD 982. Le pont sous la RD 22 n est submergé que pour la crue centennale : Arpaillargues Plan: Plan 10 04/10/2010 Seynes Reach Seynes _aval RS =.5 BR pont River = = cd Profil en travers Legend WS q100 WS 2002 Ground Bank Sta 76 Elevation (m) Ligne d eau crue 2002 Ligne d eau crue 100 ans Rive gauche Rive droite Station (m) Figure 16 : Lignes d eau au droit du rétablissement des Seynes sous la RD MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 56 sur 97

64 5.1.2 Le ruisseau de Font de Clarette Cote des plus hautes eaux calculée pour Q100 (référence) Cote des plus hautes eaux calculée pour Q2002 Profil ruisseau de Clarette PK P7 0 m m NGF m NGF P6 231 m m NGF m NGF P5 452 m m NGF m NGF P4_amont_Pont 517 m m NGF m NGF P_aval_Pont 519 m m NGF m NGF P3 617 m m NGF m NGF P2_busage 817 m m NGF m NGF P_aval_busage 832 m m NGF m NGF P1 967 m m NGF m NGF Tableau 19 : Cotes des plus hautes calculées par profil sur le ruisseau de Font de Clarette m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF m NGF PHE Q100 PHE m NGF 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m Figure 17 : Ligne d eau calculée sur le ruisseau de Font de Clarette On note qu à partir du profil Paff2, soit le profil à l aval immédiat du camping (en bas de parcelle), le ruisseau a un profil en lit perché et une section insuffisante : les eaux débordent donc par surverse au-dessus du muret en rive gauche, pour rejoindre le lit majeur des Seynes. À partir de ce point, l ensemble de la zone sous la rive gauche du ruisseau, avant confluence, est soumise à un risque de ruissellement superficiel. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 57 sur 97

65 Arpaillargues Plan: Plan 10 04/10/2010 River = Clarette Reach = Clarette RS = 3 p_aff_3 94 Legend WS q100 WS 2002 Ground Bank Sta Elevation (m) Station (m) Figure 18 : Lignes d eau sur le ruisseau de Font de Clarette, au droit du camping (p-aff_3) Arpaillargues Plan: Plan 10 04/10/2010 River = Clarette Reach = Clarette RS = 1.95 Culv buse Legend WS q100 WS 2002 Ground 92 Levee Ineff Bank Sta 90 Elevation (m) Station (m) Figure 19 : Lignes d eau sur le ruisseau de Font de Clarette, au droit du fi1000 à l aval du camping (p-aff_2) Les photos suivantes décrivent le fonctionnement hydraulique de l extrémité aval du ruisseau de Font de Clarette pour les crues largement débordantes de 2002 et d occurrence 100 ans. NB : les zones inondables dessinées sur ces photographies sont purement indicatives. Leur délimitation exacte est présentée dans la carte «Figure 21 : Carte de l aléa inondation pour la crue centennale sur la commune de Arpaillargues et Aureilhac» 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 58 sur 97

66 Débordements en rive gauche Écoulement principal Zone potentiellement inondée, indicative Débordements en rive gauche Vers les Seynes Écoulement principal Zone potentiellement inondée, indicative Figure 20 : Fonctionnement hydraulique du ruisseau du Font de Clarette à son extrémité aval 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 59 sur 97

67 5.2 Délimitation de l emprise de la zone inondable La carte suivante présente, sur fond cadastral, l étendue de la zone inondable par la crue centennale, les cotes des plus hautes eaux calculées aux profils, ainsi que les profondeurs d eau au sein de la zone inondée, pour les Seynes et le ruisseau de Font de Clarette sur le territoire communal d Arpaillargues et Aureilhac. À titre d information, les cartes dans les pages qui suivent présentent la comparaison de notre estimation de l aléa avec l emprise des zones inondables obtenue par la méthode hydrogéomorphologique. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 60 sur 97

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69 Figure 21 : Carte de l aléa inondation pour la crue centennale sur la commune de Arpaillargues et Aureilhac 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 61 sur 97

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71 Figure 22 : Comparaison de l aléa inondation obtenue par modélisation hydraulique pour la crue 100 ans avec l emprise des zones inondables obtenue par la méthode hydrogéomorphologique (ATLAS AZI DIREN Languedoc Roussillon) 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 62 sur 97

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73 ANNEXE 1 MÉTHODE CRUPEDIX Objectif : Estimation du débit de pointe de la crue de fréquence décennale sur un bassin versant non jaugé. Source bibliographique Synthèse nationale sur les crues des petits bassins versants. Fascicule 3. La méthode CRUPEDIX. Ministère de l Agriculture. Juillet Cette formule a été calculée par le Service de l Hydraulique du Ministère de l Agriculture en 1980 par une approche statistique à partir d observations de crues sur 630 bassins versants de superficie comprise entre 10 et km². Elle se présente sous la forme suivante : Q d = S 0.8. (P 10 /80)².R avec : Q d : S : P 10 : débit instantané de crue de fréquence décennale, en m 3 /s. Superficie du bassin versant, en km². Précipitation journalière de fréquence décennale, en mm. R : Coefficient régional. La valeur de ce coefficient est 2 pour l arc méditerranéen. L intervalle de confiance qui a une probabilité de plus de 90 % d encadrer la valeur vraie est l intervalle (Q d /2, 2Q d ). L intervalle (2Q d /3, 3Q d /2) correspond à une probabilité d environ 70 %. Application : Bassin Versant Seynes Moulin Seynes CD22 Clarette OH2 -RD982 OH3 -CD22 Clarette Superficie (ha) R Crupedix P10 (mm) QIX 10 CRUPEDIX (m3/s) MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 63 sur 97

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75 ANNEXE 2 MÉTHODE SOCOSE Objectif : Estimation du débit de pointe de la crue de fréquence décennale sur un bassin versant non jaugé. Source bibliographique : Synthèse nationale sur les crues des petits bassins versants. Fascicule 2. La méthode SOCOSE. Ministère de l Agriculture. Juillet Cette formule a été calculée par le Service de l Hydraulique du Ministère de l Agriculture en 1980 à partir d observations sur 187 bassins versants retenus, de superficie variant entre 2 et 200 km². Les variables explicatives utilisées par cette méthode sont : S : L : Pa : P 10 : Surface du bassin versant, en km². Longueur du plus long talweg, en km. Pluviométrie moyenne interannuelle, en mm. Précipitation journalière décennale, en mm. Ta :Température moyenne interannuelle réduite au niveau de la mer, en C. b : Exposant de la loi de MONTANA de fréquence décennale. Elles permettent d atteindre les valeurs intermédiaires suivantes indispensables au calcul du débit de crue décennale : 1 Calcul de la durée caractéristique de crue D : In (D) = -0,69 + 0,32 In (S) + 2,2 (Pa/(P 10 x Ta)) D en heures, S en km, Pa et P 10 en mm, Ta en C 2 Calcul de l interception potentielle J : J = In (S/L) - 54 (Pa/P10) J en mm, S en km, L en km, Pa et P10 en mm. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 64 sur 97

76 3 Calcul de l indice pluviométrique k : k = 24b x P10 / [21 (1 + S/ (30 x 3 D))] 4 Calcul du nombre intermédiaire ρ : ρ = 1-J / (5 x k x (1,25 x D) 1-b ) 5 Détermination du coefficient ε à partir de b et ρ, par le graphique ci-après : 6 Calcul du débit de pointe de crue décennale Q d en m 3 /s Qd = ε x k x S x ρ 2 ((1,25D) b x (15-12p)) si ρ >0 Qd = 0 si ρ 0 Application Bassin Versant Seynes Moulin Seynes CD22 Clarette OH2 -RD982 OH3 -CD22 Clarette Superficie (km2) longueur du plus long chemin hydraulique en km Pa (mm) P10 (mm) Ta ( C) b QIX 10 SOCOSE (m3/s) MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 65 sur 97

77 ANNEXE 3 MÉTHODE DU DOUBLE RESERVOIR LINÉAIRE 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 66 sur 97

78 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 67 sur 97

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81 La formule ici utilisée est la formule de Desbordes : K ' = K( Desbordes) 2 Récapitulatif des données d entrée du modèle C double réservoir linéaire Surface du bassin versant (km2); Imperméabilisation (%) ; Longueur hydraulique (km) ; Pente (m/m) ; Pertes initiales = 0,77*(pente)^(0,79) Paramètres de Horton permettant de décrire les infiltrations continues; Coefficient de réduction = 0,9 Temps de réponse (min) (Desbordes) 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 70 sur 97

82 Application : Bassin Versant Seynes Moulin Seynes CD22 Clarette OH2 -RD982 OH3 -CD22 Clarette Superficie (km2) Cr10 32% 33% 33% Cr100 61% 62% 62% longueur du plus long chemin hydraulique en km pente moyenne % pertes initiales (mm) Temps de réponse (Desbordes) 10 ans (min) Temps de réponse (Desbordes) 100 ans (min) QIX 10 double reservoir linéaire (m3/s) QIX 100 double reservoir linéaire (m3/s) MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 71 sur 97

83 ANNEXE 4 MÉTHODE RATIONNELLE Objectif : Estimation du débit de pointe de crues diverses sur un bassin versant non jaugé. Source bibliographique Recommandation pour l Assainissement Routier.LCPC - SETRA - Ministère des Transports - Direction des Routes Le débit de pointe est donné par la relation suivante : Q(F) = 2,78.C.i(F,t).A avec C : Coefficient de ruissellement instantané (sans unité), i(f,t) : Intensité moyenne de la pluie en fonction de la durée t et de la fréquence F de cette pluie (en mm/h) A : Surface du bassin (en ha). Q(F) : Débit de pointe de fréquence F (l/s). Pour un versant donné, le débit de pointe est obtenu pour une intensité pluviométrique calculée pour une durée de pluie égale au temps de concentration du bassin. Le calcul de cette intensité a été effectué à partie de la formule de Montana : i(f) = a(f).tc b(f) avec a (F) et b (F) : coefficients dépendant de la fréquence F. tc : temps de concentration en mn. Le temps de concentration peut être obtenu par la relation L/V, rapport de la longueur du chemin hydraulique le plus long sur la vitesse d écoulement moyenne. La vitesse d écoulement moyenne V et le coefficient de ruissellement instantané C ne peuvent être approchés qu en première approximation. V dépend de la pente, de l état d encombrement de la section d écoulement pour les fossés, et cours d eau, et de l état du terrain en surface (surfaces imperméabilisées, boisements, prairies, cultures, labours, saturation) pour les écoulements non marqués. Les facteurs influençant C sont la pente, l occupation du sol et le comportement hydraulique des sols. Compte tenu de la difficulté d estimer la vitesse d écoulement moyenne V, et par conséquent tc, il a été utilisé les formules suivantes : Formule de VENTURA : tc = 0,1272.S 1/2 / p 1/2 Formule de PASSINI : tc = 0,108.(S.L) 1/3 / p 1/2 Formule de KIRPICH : tc = (1x1000) 1,15 / 3085 / (h x 1000) 0,38 Formule de GIANDOTTI tc = (4(A) 1/2 +1,5L)/(0,8(H 1/2 ) avec tc : temps de concentration en h, S : surface du bassin versant en km², L : longueur du chemin hydraulique le plus long, en km, H : dénivelé du bassin versant en m, P : pente moyenne du bassin versant (H/L) en m/m, l : longueur du cours d eau principal en km, h : dénivelé du cours d eau principal entre la source et l exutoire en km. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 72 sur 97

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85 ANNEXE 5 MÉTHODE DES EXPERTS Cette formule est une adaptation de la formule rationnelle au contexte gardois. La formule rationnelle s'écrit Q = C I A / 3,6 avec A : surface du bassin versant en km² C : coefficient d'écoulement I : intensité de la pluie (mm/h) pendant le temps caractéristique du bassin versant Q : débit de même fréquence que I Expression du coefficient d'écoulement "centennal" C est donné par C = 0,8 (I - Po / PJ100 ) Po est tabulé et varie entre 0 et 90 selon les sols, la morphologie et la couverture végétale (tableau 2.1). Soit 0,56 C 0,8 avec PJ 100 = valeur de la pluie journalière de fréquence centennale Expression du temps de concentration Tc = 1,8. L 0,6. Pa -0,33. Rm -0,23 avec Tc : temps de concentration en heures L : longueur du bassin versant en km Pa : pente moyenne des versants en m/m Rm : ruissellement = 0,8 (Pj-P 0 ) en mm Pj : pluie journalière (mm) P 0 : seuil de ruissellement (mm) 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 73 sur 97

86 Couverture végétale Morphologie Pente % Terrain sable grossier Terrain limoneux Terrain argileux compact presque plat Bois ondulé montagneux presque plat Pâturage ondulé montagneux presque plat Culture ondulé montagneux Valeurs de P 0 Application : Pente des versants(%) Rétention initiale Po (mm) Sous-bassin Perméabilité (%) Sols Perméable en grand Peu Perméable Imperméable terres agricoles zones boisées BV2_OH % 69 BV3_OH % 66 Bva_Clarette % 67 zones boisées valeurs de référence Méthode des Experts terres agricoles MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 74 sur 97

87 ANNEXE 6 MÉTHODE DE BRESSAND GOLOSSOV La formule de Bressand Golossov permet d évaluer le débit de pointe de crues exceptionnelles (contexte cévenol). Sa formulation dépend de la superficie des bassins versants (A) : 1. Si A <=20 km 2 Elle est inspirée de la méthode rationnelle : QIX = C.I.A, avec QIX = débit de pointe en m 3 /s, C = coefficient de ruissellement I = intensité pluviométrique en mm/h, calculée à partir des coefficients de Montana de Nîmes Courbessac, pour le temps de concentration tc du bassin versant ; A = superficie du bassin versant en km 2 La méthode de Bressand Golossov prend en compte un coefficient de ruissellement C variable selon l événement (supérieur pour des pluies plus intenses, et calculé comme suit : C100 = 0,8*(1-Po)/Pj C10= 0,6* C100 Avec Po : rétention initiale ou seuil de ruissellement (mm) : Couverture végétale Morphologie Pente % Terrain sable grossier Bois Pâturage Culture presque plat ondulé montagneux presque plat ondulé montagneux presque plat ondulé montagneux Valeurs de P Terrain limoneux Terrain argileux compact Pj = pluie journalière centennale 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 75 sur 97

88 Le temps de concentration est estimé à partir de l estimation de la vitesse moyenne d écoulement sur les versants et dans le réseau. Cette vitesse est calculée en fonction de la pente des versants P : o Pour P<1% : V=1 m/s o Pour 1% <P<10% : V= 1 + (P-1)/9 avec P exprimée en % o Pour 10% <P : V=2m/s 2. Si A >20 km 2 : le débit de pointe est calculé par la formule de Myer Q = 30. A 0,75 APPLICATION DES MÉTHODES RATIONNELLES, DES EXPERTS ET DE BRESSAND GOLOSSOV Bassin Versant Seynes Moulin Seynes CD22 Clarette OH2 -RD982 OH3 -CD22 Clarette Superficie (km2) Périmètre (m) longueur hydraulique (m) point haut (mngf) point bas (mngf) pente du profil en long 1.3% 1.3% 2.1% Pente moyenne des versants 3.8% 3.7% 2.5% Tc Passini en heures Tc moyen en heures Tc lefort en heures tc selon Bressan Golossof en heures Pj10 (mm) Pj100 (mm) P0 (rétention) (mm) Cr10_Oc_Sol 30% 30% 30% Cr10 experts 32% 33% 33% Cr100 experts 61% 62% 62% méthode rationnelle sur Tc moyen et Cr10 occ_sol méthode des Experts sur Tc Lefort et Cr10 experts méthode rationnelle sur Tc moyen et cr méthode des Experts sur cr100 experts et Tc Lefort méthode de Bressand Golossov MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 76 sur 97

89 ANNEXE 7 MÉTHODE DU GRADEX OBJECTIF : Estimation du débit de pointe de crues de fréquences rares. Source bibliographique : GUILLOT P. et DUBAND D. (1967). La méthode du Gradex pour le calcul de la probabilité des crues à partir des pluies. AISH Publications n 84. CTGREF - Informations Techniques - Cahier n 7, feuillet n 4, septembre 1972 : l application de la méthode du Gradex à l estimation des crues de faible fréquence. MICHEL C. et OBERLIN G. (1987). Seuil d application de la méthode du Gradex - La Houille Blanche n 3. Très souvent, le nombre d années d observation des débits aux stations de jaugeage ne permet pas de déterminer les débits de pointe de crues de fréquences rares (au-delà de la fréquence décennale). Ces débits peuvent être estimés par la méthode du GRADEX, développée à l origine par GUILLOT et DUBAND, ingénieurs à la Direction technique Générale d EDF, en Cette méthode, qui tire profit du nombre d années d observation des pluies plus important que celui des débits, est la plus utilisée en France pour la détermination des crues de probabilité très faible. On suppose que pour un bassin versant donné, on dispose d une durée caractéristique de crue D ou temps de base des hydrogrammes (souvent celle de la crue décennale obtenue par la méthode SOCOSE). Soient P, la pluie décennale de l année et Q, le débit maximal de la même année. Les réalisations de P et Q n appartiennent pas forcément au même événement averse - crue. par ailleurs, les volumes de pluie et de débit se rapportent à la durée caractéristique du bassin versant. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 77 sur 97

90 La méthode du GRADEX repose sur les hypothèses suivantes : La variable aléatoire P suit la loi de Gumbel : F p = exp (- exp (-(P-P o ) / a p )) ou P = P o - a p In (-In F p ) avec F p : fréquence au non-dépassement de la variable aléatoire P ou encore probabilité qu une année donnée, la pluie maximale soit inférieure ou égale à l avaleur P, a p : P o : gradex de la distribution (abréviation de gradient exponentiel) paramètre de position de la loi. On suppose que pour un événement pluviométrique exceptionnel, tout supplément de pluie dp est efficace et entraîne un supplément d écoulement dq tel que dq = dp. En combinant la loi de probabilité des pluies et l hypothèse concernant le passage des pluies aux débits, il est démontré que la loi de probabilité des valeurs de crues extrêmes est également une loi de Gumbel avec une valeur de gradex égale à celle des pluies (dans la mesure où les débits Q et les pluies P sont exprimés dans la même unité). Q = Q o - a q In (-In F q ) avec a q = S (km²).a p (mm) / (3,6.D(h)) on a par exemple : Q 10 = Q 0 - a q In (-In 0,9) d où Q = Q 10 + a q In (In 0,9 / In F q ) Ainsi par exemple Q 100 = Q 10 + a q x 2,35 Ce résultat permet d obtenir le débit de crue correspondant à une fréquence donnée. Il s agit d un débit moyen QM sur une durée égale à la durée caractéristique de crue, à partir duquel on déduit le débit instantané de pointe QI de même fréquence à l aide d un coefficient R égal à QI / QM. Le rapport moyen R entre le débit instantané de crue et le débit moyen journalier de crue est donné par la méthode SOCOSE : QI/QM = 1+ 1,56 x exp[-0,137*(ln(d)) 2 ] Pratiquement, on procède de la façon suivante : - détermination du temps de base des hydrogrammes (pris égal à la duré caractéristique D de la crue de fréquence décennale) ; - détermination du coefficient R = QI/QM ; - détermination du débit moyen décennal sur une durée égale à D ; - détermination de la loi fréquentiel (loi de Gumbel) des pluies maximales annuelles d une durée voisine de D (estimation du gradex des pluies) ; - estimation du gradex des débits sur une durée voisine de D - estimation des débits moyens et de pointe de diverses fréquences. 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 78 sur 97

91 CALCUL DU GRADEX DES PLUIES Les données de pluie utilisées sont les pluies statistiques de Nîmes Courbessac : MF Nimes Courbessac T (heures) T retour (ans) Le calcul du gradex des pluies est le suivant : période T Fréquence F 1-F -LN(-LN(1-F)) Delta u ( ans) 2.35 D mm Gradex pluie sur Dt = 24 h sur Dt = 12 h sur Dt = 6 h sur Dt = 3 h MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 79 sur 97

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93 ANNEXE 8 MÉTHODE DU GRADEX SPC Le Service de Prévisions des Crues Grand Delta propose l adaptation suivante de la méthode du Gradex (source : note du SPC Grand Delta) : 09MEN002_Arpaillargues_Aureilhac_PHASE2_IndD.doc Page 80 sur 97

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