2 - La crue torrentielle du Verdarel (Hautes-Alpes), 9 juillet 1981 Gérard COLAS RÉSUMÉ A la suite d'importantes pluies, le 9 juillet 1981, une coulée de débris s'est produite sur la commune de Saint-Chaffrey (Station de ski de Serre-Chevalier) dans les Hautes-Alpes. D'importants dégâts ont été occasionnés aux infrastructures et aux immeubles. Une étude détaillée du versant a été réalisée par le Laboratoire régional d'aix-en-provence pour définir les mesures de prévention à mettre en œuvre pour éviter, lors d'une nouvelle crue, de nouveaux dégâts. Les mesures de prévention ont été réalisées par le service de restauration des terrains en montagne (RTM) ; un plan des zones exposées (PZE) a été élaboré et intégré par le groupe de travail au plan d'occupation des sols (POS). MOTS CLÉS : 41 - France - Glissement (terrain) Boue - Pluie - Crue (eau) - Prévention - Montagne - Carte - Risque Reconnaissance (prospect.) Géologie - Géomorphologie - Bassin versant - /Coulée de débris - Hautes-Alpes. 78 Bull, liaison Labo P. et Ch. - 150/151 - juil.-août / sepî.-oct. 1987 - Réf. 3203 2
Saint-Chaffrey dans les Hautes-Alpes, à quelques kilomètres de Briançon, est un nom pratiquement inconnu ; en revanche, sa station de ski Serre-Chevalier évoque rapidement quelques souvenirs. Pour les Services de l'équipement et les géologues régionaux elle est aussi connue par ses coulées de débris dans le torrent du Sainte-Elisabeth (fig. 1 et 2). Le cours de ce torrent s'inscrit dans les formations triasiques et notamment dans des gypses. Depuis fort longtemps, les services de la restauration des terrains en montagne (RTM) ont travaillé sur ce torrent pour l'aménager avec la création de barrages, l'aménagement des berges et la mise en place d'un pont-levis sur la RN 91 dans la traversée de Saint- Chaffrey (fig. 3), 1 Fig. 3. Le torrent Sainte-Elisabeth : pont-levis sur la RN 91. Le 10 juillet 1981 nous étions avertis par l'arrondissement de Briançon qu'une importante coulée de débris s'était produite sur la commune. Contrairement à ce que nous pensions, celle-ci s'était produite sur un torrent légèrement au nord-est du Sainte-Elisabeth : le Verdarel, ou Verderel (fig. 2). De mémoire d'homme, aucune coulée de débris ne s'était produite dans ce torrent et le cône torrentiel a été, dans sa partie aval, urbanisé en totalité (fig. 4). DESCRIPTION DE LA COULÉE Cette coulée de débris s'est produite le 9 juillet 1981. Le bassin versant Le Verdarel est constitué de trois torrents qui sont, d'ouest en est, les suivants : Fig. 4. Le site après la coulée du 9 juillet 1981 : au premier plan, la partie nord-ouest du village de Saint-Chaffrey, on remarquera les nombreuses constructions apparues postérieurement à la carte présentée figure 2. Nom du torrent Surface du bassin (ha) Altitude maximale du bassin (m) Malatra 40 2100 Grand Verdarel 180 2 500 Petit Verdarel 150 2 500 370 Le Malatra se jette dans le Verdarel à l'altitude 1 750 m. Le Petit Verdarel se jette dans le Grand Verdarel à l'altitude 1 408 m ; à l'aval, le torrent est appelé Verdarel. Jusqu'à la crue du 9 juillet, seul le Malatra possédait une activité torrentielle connue. Ce torrent est d'ailleurs compris dans le périmètre de restauration des terrains en montagne (RTM) de Haute-Durance de 1903. La fréquence des crues étant extrêmement faible et n'affectant, au pire, que de médiocres terres agricoles, la série de travaux prévus a été abandonnée. Le Petit et le Grand Verdarel naissent dans des pelouses alpines avec chenal en forêt ne présentant pas de caractère torrentiel préoccupant antérieurement à la crue de 1981. 79
L'orage du 9 juillet 1981 L'évaluation par analyse statistique du débit centennal instantané donne, pour l'ensemble du bassin versant du Verdarel, 12 à 15 mètres cubes/seconde. Les services de la Météorologie nationale ont mesuré les séquences pluvieuses suivantes : les 27 et 28 juin 1981, sont tombés sur la région de Saint-Chaffrey 80 % de la hauteur d'eau moyenne du mois de juin, les premiers jours de juillet, 90 % de la hauteur d'eau moyenne du mois sont tombés. Ainsi, en l'espace d'une dizaine de jours, la région a reçu 85 % des précipitations réparties sur deux mois. C'est donc sur des terrains gorgés d'eau que s'est abattu l'orage du 9 juillet 1981, évalué par les mêmes services à 100 mm en deux heures. Les témoignages recueillis lors de la crue d'une part, les évaluations liées aux quantités de pluie tombées d'autre part, sont concordants et conduisent à un débit constaté de 30 mètres cubes/seconde. La comparaison et l'analyse des données des trois séquences précédentes permettent de classer cette crue comme une manifestation millénale du phénomène. La coulée de débris L'orage exceptionnel a connu un paroxysme entre les altitudes 2 200 et 2 500 m et dans le secteur du col du Granon et du col des Barteaux. La phase «arrachement des matériaux» a débuté très haut, vers 2 300 m d'altitude, et sur des pentes enherbées normalement résistantes à ces phénomènes (10 à 15 de pente longitudinale). Inhabituelle dans ce torrent à haute altitude, l'activité torrentielle a affouillé le haut du chenal du Grand Verdarel, creusant les matériaux sur plusieurs mètres d'épaisseur et précipitant sur le haut du cône un flot de boues avec des blocs et des rochers éboulés des berges. Cette crue donnait naissance à un véritable lit torrentiel en place d'un ancien chenal peu marqué. Sur le cône, un volume de 10 à 15 000 m 3 de matériaux s'est répandu, endommageant plusieurs bâtiments et emportant le pont sur la RN 91 (fig. 4, vue générale du site). Les photographies des figures 6, 7 et 8 montrent les dégâts aux immeubles et l'importance des blocs rocheux charriés par la crue. Les causes de la coulée de débris peuvent attribuées à deux phénomènes : être présence de terrain meuble en glissement, importante précipitation sur le bassin versant du torrent. ÉTUDE DU VERSANT Suite à cette coulée de débris, la commune de Saint- Chaffrey et la Direction départementale de l'agriculture (service de la RTM) confiaient au Laboratoire régional d'aix-en-provence une étude du versant. L'étude s'étendait sur tout le versant est de la vallée et intéressait les bassins versants du Sainte-Elisabeth, du Verdarel et du Saint-Bernard. Elle concernait essentiellement les bassins versants et non les cônes de déjection. Cette étude avait pour but de préciser la géologie et la géomorphologie des bassins des torrents, afin d'en tirer des conclusions quant aux remèdes à mettre en oeuvre sur le cours des torrents en vue de se prémunir contre de nouvelles coulées. Reconnaissance géologique Moyens mis en œuvre étude détaillée des photographies aériennes, relevé topographique du profil en long des torrents, levé géologique détaillé, campagne de sismique-réfraction permettant de mettre en évidence les masses déstabilisées. Nous ne donnerons pas les résultats des études effectuées sur les autres torrents, mais nous résumerons ce que nous avons relevé sur les trois bras du Verdarel. Géologie Géomorphologie Les terrains de couverture sont des dépôts glaciaires dont l'épaisseur peut être importante, jusqu'à 30 m, sur les rives du Malatra ; ils sont très peu stables. Le substratum est constitué d'une série renversée à pendage de l'ordre de 60 ouest (fig. 5). On trouve, de l'aval vers l'amont du bassin : conglomérats et schistes du Carbonifère Cet étage très épais (300 m environ) est constitué de conglomérats massifs à galets de quartz, de grès, de schistes noirs à nombreuses intercalations de couches d'anthracite épaisses mais irrégulières. Le faciès est très diaclasé et fracturé ; dans ce secteur le torrent est encaissé dans des gorges d'où se détachent de très gros blocs ; le Permien Cet horizon a une épaisseur d'environ 100 m ; il est constitué de grès grossiers et de conglomérats à galets de quartz et de rhyolite : faciès Verrucano ; le Trias le Werfenien, constitué de bancs de quartzites blancs, verdâtres et rosés, très sensibles au gel ; 80
H Fig. 6, 7. 8. Dégâts aux immeubles : noter l'importance des blocs charriés. le Trias gypseux, non reconnu le long du cours du Verdarel ; le Trias dolomitique et calcaire, de 300 m de puissance environ ; le glaciaire Les dépôts glaciaires sont très importants et peuvent avoir jusqu'à 35 m d'épaisseur ; ils sont hétérogènes tant en qualité qu'en granulométrie (blocs de 3 à 4 m 3 ). L'érosion de ces moraines a donné naissance à des «cheminées de fée». L'érosion torrentielle peut entraîner d'importants glissements de terrain. La géodynamique De la crête (2 500 m) jusqu'à 2 230 m environ, une pelouse alpine couvre le sol, le modelé du sol présentait des ondulations caractéristiques de glissement ancien ; d'importantes venues d'eau ou «sagnes» sont visibles dans ce secteur où prennent naissance les ruisseaux : le Petit Verdarel : ce ruisseau prend naissance dans une zone où l'érosion est faible. Les berges sont constituées d'un épais manteau morainique mais aucune trace de glissement le long du cours de ce ruisseau n'a été relevée ; le Grand Verdarel et le Malatra : dans ces deux bassins deux importantes zones de terrain en mouvement ont été mises en évidence. Dans le Grand Verdarel, au lieu-dit «Pain Grinié», plusieurs centaines de milliers de mètres cubes sont en limite de stabilité ou en glissement déclaré. A la cote 1 700, un autre important glissement de l'ordre de 400 000 m 3 est enregistré. Le Malatra présente, lui également, un important glissement de l'ordre de 600 000 m 3 (fig. 9) ; ses berges hautes étaient fortement érodées avant la coulée. 81
PARADES MISES EN ŒUVRE PLAN DES ZONES EXPOSÉES Plusieurs mesures de prévention et de correction ont été envisagées. Finalement, en accord étroit avec les services de la RTM et de la DDE, deux types de solutions ont été retenus. Fig. 9. Glissement de terrain dans le houiller: le Grand Verdarel. Travaux de terrassements et ouvrages d'art Le curage aval du torrent a été réalisé, les berges et le fond ont été bétonnés (fig. 10). La partie amont a été débarrassée de ses plus gros blocs : un barrage a été établi au premier verrou rocheux dans le Carbonifère. Plage d'atterrissement : une importante plage de retenue de la coulée a été réalisée à l'amont du cône avec des «dents» en béton armé et radier en granité pour retenir les gros blocs (fig. 11 et 12). Importance des futures coulées : ces glissements seront la source des futures coulées de débris lors des crues des torrents. Une estimation par analogie réalisée avec les services de la RTM a permis de fixer le volume de la future grande coulée entre 70 et 100 000 m 3 avec des blocs pouvant avoir de 2 à 3 mètres cubes. Il a été extrêmement difficile de prévoir quel serait l'impact d'une telle coulée sur le cône. Cependant, compte tenu des dégâts occasionnés par une coulée de l'ordre de 15 000 m 3 ; c'est pourquoi il a été rapidement décidé de mettre en œuvre des mesures de prévention pour limiter l'arrivée des blocs et cailloux. Fig. 11. La digue de la plage de retenue. mm Fig. 10. Le Verdarel aménagé à Saint-Chaffrey. Fig. 12. Les «dents» en béton et la plage de retenue. 82
La capacité de cette plage est de 50 000 m 3 ; après chaque crue elle doit être curée. Plan des zones exposées Compte tenu de la demande d'urbanisation, un plan des zones exposées a été élaboré (cf. les délibérations du groupe de travail chargé de l'élaboration du POS, en date du 18 mai 1983). Zone rouge : zone inconstructible : c'est là que s'épandront, en plus de la plage d'atterrissement, les futures coulées, donc un secteur où les habitations seront soumises au choc des cailloux, les blocs étant arrêtés par les «dents» en béton. Zone bleue : zone constructible avec des prescriptions architecturales (terrains d'épandage des eaux hautes ou rapides avec une faible charge). Les façades côté torrent et côté amont doivent être aveugles au rez-de-chaussée (4 m au-dessus du terrain naturel actuel, et pouvoir résister à une poussée perpendiculaire à leur plan (égale à trois fois la poussée hydrostatique). Zone bleue hachurée : zone constructible, avec des prescriptions architecturales (terrains d'épandage des eaux basses et lentes) Les façades, côté torrent et amont, ne doivent pas comporter de portes et doivent pouvoir résister sur 1,50 m de hauteur au-dessus du terrain naturel actuel à une poussée perpendiculaire à leur plan, égale à trois fois la poussée hydrostatique. CONCLUSIONS De l'importante coulée de débris survenue le 9 juillet 1981 à Serre-Chevalier, on peut au moins retenir que les torrents de haute montagne qui possèdent un cône de déjection important sont toujours susceptibles d'engendrer un tel phénomène à la faveur d'une précipitation exceptionnelle, et ce malgré les travaux de restauration réalisés par l'état, en application de la loi du 4 avril 1882 (service de la RTM). Il reste encore énormément à faire et les spécialistes ne doivent pas perdre de vue, lors de l'élaboration des documents d'urbanisme, les contraintes qu'imposent ces risques. L'élaboration systématique de plan d'exposition aux risques (PER) dans de telles communes devrait permettre de mettre en œuvre les mesures de protection nécessaires pour assurer la pérennité des constructions. 83