1 De la pluie aux inondations Cette fiche permet à l élève de développer plusieurs connaissances et compétences du socle commun au palier 3. Parmi celles-ci, les principales sont : Comprendre un énoncé ou une consigne Rechercher, extraire et organiser l information utile Lire et utiliser différents langages : carte, vidéo, images, textes Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes Avoir des repères géographiques Prendre part à un dialogue, un débat Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l aide d un langage adapté S impliquer dans un projet individuel ou collectif Préalable (avant la séance) S assurer que les élèves connaissent le cycle de l eau (cf. séquence 2 fiches 15 et 16 du classeur «l eau dans l air»). Objectifs Spécifiques - Appréhender et définir le phénomène d inondation - Comprendre comment se forme une inondation - Identifier les causes à l origine des inondations - Connaître les notions de bassin versant, lit mineur et lit majeur
Situation de départ et questionnement - D où provient l eau des cours d eau? L eau qui coule dans une rivière provient des sources et de ses affluents. Mais pas seulement! Elle est aussi constituée d eau de pluie, infiltrée à travers le sol ou ruisselant sur le sol, d eau issue des réseaux souterrains et d eau provenant de la fonte des neiges et des glaciers. Pour en savoir plus sur le cycle de l eau : - http://www.cieau.com/tout-sur-l-eau/le-cycle-naturel-de-l-eau - http://www.cieau.com/l-apprentissage-de-l-eau - Pourquoi les cours d eau coulent-ils parfois plus fort et plus vite? (notion de débit) - Pourquoi les cours d eau coulent-ils parfois moins fort et moins vite? (notion de débit) Le débit d'un cours d'eau est le volume d'eau calculé à un moment donné (T) sur une portion donnée (D). Il se mesure en m 3 / seconde. Plus le volume d eau qui alimente les cours d eau est important (précipitations abondantes, orages, fonte des neiges ), plus le débit sera élevé. Et inversement. - Qu est-ce qu une inondation? Une inondation est la submersion d une zone habituellement hors d eau. - Existe-t-il un lien entre les précipitations et les inondations? Oui, lors de fortes précipitations, il peut arriver que le cours d eau sorte de son lit - on dit qu il déborde - et provoque l inondation des terres avoisinantes. Cependant, certaines inondations en aval sont déconnectées de l épisode pluviométrique qui peut avoir lieu en amont. - Citez, selon vous, certaines causes à l origine des inondations? Les inondations sont dues aux épisodes météorologiques extrêmes (pluies diluviennes, fontes des neiges ), aux débordements de cours d eau, aux remontées de nappe souterraine, à l imperméabilisation des sols... Elles peuvent être rapides ou lentes. Les facteurs qui génèrent, facilitent ou aggravent les inondations sont : 1. Les caractéristiques des précipitations (l état liquide : pluie, l état solide : neige, grêle ; l intensité ; la quantité ; la durée et la fréquence). 2. Le bassin versant qui reçoit ces précipitations (sa taille, son relief, son hydrographie, son couvert végétal ). 3. Le sol et le sous-sol de ce bassin versant (la présence ou non de fentes et de fissures, les propriétés du sol et du sous-sol en particulier les propriétés des roches : leur porosité, leur perméabilité, leur solubilité). 4. L occupation du sol sur ce bassin versant (Les aménagements des cours d eau : digues, ponts ; les pratiques agricoles : mode de culture, présence ou non de haies, utilisation de matériel lourd qui tasse la terre ; le bâti : densité, évacuation des eaux de pluie ; les infrastructures et parking : utilisation de bitume, de béton imperméables ).
- Où vaudrait-il mieux habiter pour avoir le moins de risque d être inondé? Afin d avoir le moins de risque possible que votre habitation soit inondée, mieux vaut habiter loin des cours d eau. Toutefois, certains territoires sont susceptibles d être inondés alors qu ils se situent loin d un cours d eau. On parle alors d inondation par ruissellement urbain ou par remontée de nappes. En matière d inondation, il est difficile d empêcher les évènements de se produire. A noter que les ouvrages de protection collectifs, comme les digues, ne peuvent garantir une protection absolue et procurent un faux sentiment de sécurité. Pour savoir si votre habitation se trouve sur un territoire inondable, vous pouvez vous informer auprès de votre mairie (Dossier d Information Communal sur les Risques Majeurs - DICRIM). De même, tout acheteur ou locataire doit être informé des risques naturels, technologiques et/ou miniers susceptibles d impacter son bien immobilier (bâti et non bâti). Cette information s appelle l Information Acquéreurs Locataires (IAL). Matériel Remarque : Certaines installations (nucléaires, industrielles ) ont besoin de s installer près des cours d eau pour leur bon fonctionnement. Celles-ci doivent donc mettre en place des moyens de protection pour ne pas être inondées (voir fiche «Vivre en territoire inondable»). - Aluminium - Pipette ou seringue non graduées, petit arrosoir - Feutres indélébiles - Des objets, à mettre en-dessous de la feuille d aluminium, pour maintenir la forme de la maquette - De l eau Manipulation Créer à l aide d une feuille de papier aluminium une «maquette» représentant une vallée encaissée entre des chaînes de montagne (voir photo ci-dessous). Avec une deuxième feuille d aluminium, prolonger ce paysage pour représenter une plaine d où coulerait un cours d eau dont les eaux proviendraient de la montagne de la première feuille d aluminium. Pour ce faire, assembler les deux feuilles d aluminium (voir photo ci-dessous). Utiliser des objets pour maintenir et solidifier votre maquette. Attention de ne pas trop manipuler le papier d aluminium, sous peine de le percer.
1. A l aide d une pipette, demandez aux élèves de faire couler quelques gouttes d eau sur les parois de la montagne. Qu observent-ils? L eau s écoule vers le fond de la vallée, un cours d eau se forme et grossit peu à peu. 2. A l aide d un feutre bleu indélébile, repérer les tracés empruntés par les gouttes d eau ainsi que le lit de la rivière, en fond de vallée. 3. Faire couler des gouttes d eau de part et d autre des montagnes. Repérer avec un feutre d une autre couleur, la limite à partir de laquelle l eau s écoule vers l extérieur de la maquette et non plus vers le fond de la vallée. On limite ainsi les contours du bassin versant avec les élèves. 4. Demander aux élèves de faire couler beaucoup plus d eau sur les parois de la montagne. Qu observent-ils, notamment en plaine? L eau s écoule vers le fond de vallée. Si l on verse d avantage d eau, celle-ci va venir alimenter et gonfler le cours d eau situé dans la vallée. Si l on verse une quantité trop importante d eau, le cours d eau va débordé et inondé la plaine avoisinante. 5. Placer, sur les schémas ci-dessous, les termes suivants : bassin versant, lit mineur, lit majeur, cours d eau. Un bassin versant en région montagneuse Coupe d une vallée parcourue par un cours d eau Cours d eau Lit majeur Bassin versant Lit mineur Cours d eau Prolongement Toujours sur la maquette en aluminium : - Construire des barrages et des digues à l aide de pâte à modeler. Les placer sur la maquette. A l aide de la pipette, faire couler quelques gouttes d eau sur les parois de la montagne. Qu observez-vous? Avec un barrage positionné en travers du cours d eau : l eau s écoule vers la vallée et est retenue par le barrage. Cet ouvrage hydraulique permet de réguler le débit du cours d eau. Aves des digues positionnées le long du cours d eau : l eau chenalisée, canalisée par les digues s écoule vers la vallée. - Faire couler beaucoup plus d eau. Qu observez-vous? Barrage : c est un ouvrage artificiel ou naturel, établi en travers du lit d'un cours d'eau, retenant ou pouvant retenir l'eau. Parmi ses multiples fonctions le barrage sert à réguler les cours d eau : il écrête les
crues en période de crue ou permet de maintenir un niveau minimum des eaux en période de sécheresse Toutefois, une quantité trop importante d eau (crue exceptionnelle) peut être à l origine d une rupture de barrage, entraînant la formation d'une onde de submersion se traduisant par une élévation brutale du niveau de l'eau à l'aval. En fonction de la quantité d eau versée par les élèves, le barrage pourra ou non jouer son rôle d ouvrage écrêteur. Digue : Ouvrage continu (en dur ou végétale) sur une certaine longueur, destiné à contenir les eaux fluviales ou marines ou à protéger contre leurs effets (inondation), ou encore à guider leur écoulement. Toutefois le risque 0 n existe pas : l eau peut passer au-dessus des digues et autres ouvrages de protection aggravant ainsi les conséquences des inondations. En fonction de la quantité d eau versée par les élèves, la digue pourra ou non jouer son rôle d ouvrage de protection. Retirer le barrage et/ou les digues. Qu observez-vous? Sans ces ouvrages de protection, l excédent d eau se répand sur la plaine avoisinante et/ou sur les territoires situés plus en aval. - Selon vous, où faudrait-il construire un village, des industries, des champs d élevages ou des cultures pour qu ils ne soient pas inondé. Voir la réponse à la question «Où vaudrait-il mieux habiter pour avoir le moins de risque d être inondé?» ci-dessus. Conclusion L inondation est une submersion, rapide ou lente, d un espace normalement hors d eau. Elle peut avoir différentes origines : Tous les bassins versants se caractérisent en particulier par leur surface, leur taille et leur relief qui déterminent la formation ou non d une inondation (couvert végétal, hydrographie). Lors de fortes précipitations, il peut arriver que le cours d eau sorte de son lit - on dit qu il déborde - et provoque l inondation des terres avoisinantes. Le cours d eau sort ainsi de son lit mineur pour occuper une partie de son lit majeur. Il est important de savoir que : - certaines inondations sont déconnectées de l épisode pluviométrique, lequel peut avoir lieu en amont - certaines ne sont pas liées à la proximité d un cours d eau (remontée de nappes phréatiques). La caractéristique du bassin versant et les conditions météorologiques ne sont pas les seuls facteurs aggravants des inondations : Sol et sous-sol ont des propriétés physiques (caractéristiques lithologiques : dureté, porosité, perméabilité, fracturation ) qui influencent l écoulement des eaux de surface et souterraines - voir fiche De la pluie aux inondations, le rôle des roches. La présence humaine et ses activités qui sont susceptibles d accentuer ou de limiter l impact de précipitations exceptionnelles ou des inondations voir fiche Vivre en territoire inondable.
Vocabulaire : Bassin Versant : Le bassin versant d un cours est son aire géographique d alimentation en eau. Il conditionne la vitesse des crues. Lit mineur : espace où s écoule, en permanence ou temporairement, un cours d eau. Le lit mineur est délimité par des berges. Lit majeur : espace ponctuellement occupé par les crues les plus importantes. Si des activités humaines (bâtiments, infrastructures ) y sont implantées, elles risquent d être inondées. Le lit majeur occupe toujours plus de surface que le lit mineur.