RISQUES NATURELS EN MONTAGNE Boules de neige et Gouttes d’eau

préambule Etude de deux risques naturels : crues et avalanches sur le site du Saleix Vallée du Saleix

Sommaire Présentation du projet ……………………... p 5 Etude du Saleix (chap. 1)…………………… p 6 Les avalanches (chap. 2)……………………. p 37 Epilogue …………………………………….. p 64

Organisation

Chapitre 1 Et au milieu coule une rivière … Vue du village d ’Auzat - Vallée du Saleix Et au milieu coule une rivière …

Présentation du site AUZAT

Etude hydrologique Débit ? Objectifs : Pluie ? Limite du bassin ? Débit ? Objectifs : 1- Caractériser le bassin versant 2- Déterminer les débits de crues caractéristiques

Caractérisation du bassin (1) Morphologie : Bassin versant montagneux: 726 m 2088 m Superficie 12,4 km² Altitude moyenne 1500 m Pente 15%

Caractérisation du bassin (2) Le Ruisseau de Saleix: Pic du Mont Ceint Est Confluence avec le Vicdessos Sud Est Ancien verrou glaciaire Auzat

Caractérisation du bassin (3) Réseau hydrographique : Réseau en « baïonnette » Plus long thalweg 8775 m

Caractérisation du bassin (4) Aperçu géologique versant sud : roches cristallines versant nord : roches sédimentaires bassin assez perméable Durée caractéristique de l’écoulement Temps de concentration : Tc = 2 h

Hydrométrie Pas de station sur le Saleix ??? Peut-on les utiliser ? … mais sur l’Artigue !!! Relevés de débits depuis 1970 Peut-on les utiliser ? OUI, car : proximité géographique, superficie voisine, même orientation, similitudes géologiques Transfert des données par proportionnalité d’aire

Pluviométrie Collecte de données : même problème ??? Etude régionale des pluies Etablissement de lois pluie-altitude pour les pluies journalières pour les pluies de durée Tc Estimations retenues : Pa = 1200 mm P10(2h) = 40 mm Pj10 = 90 mm P100(2h) = 59.8 mm

Estimation des débits de crue de référence Débit de pointe décennal : à partir des données hydrométriques méthodes sommaires et déterministes ( SOCOSE, CRUPEDIX, méthode Rationnelle et SCS) Qi10 = 15 m3/s Débit de pointe centennal: méthode du GRADEX , méthode Rationnelle et méthode sommaire Qi100 = 34 m3/s

Calculs de lignes d ’eau Le Saleix, traversée d ’Auzat

Données nécessaires aux simulations (1) DONNEES TOPOGRAPHIQUES Mesures avec le théodolite Digitalisation du cadastre Profil en long du ruisseau Coordonnées (x,y) des points de mesure

DONNEES HYDROLOGIQUES Données nécessaires aux simulations (2) DONNEES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES Etude hydrologique Morphologie du ruisseau Estimation des débits de crues centennale et décennale Estimation du coefficient de Strickler

Données nécessaires aux simulations (3) DIMENSIONS DES OUVRAGES Hauteur des digues Dimensions des ponts

Mesures avec le théodolite Visée de la cible Altitudes Distances par rapport au point de référence

Dimensionnement des ouvrages Mesure des ouvrages Mesure des digues

Profil en long du Saleix dans Auzat Altitude des ouvrages hydrauliques (OH) et des points de mesure en fonction de la distance cumulée

Ligne d ’eau pour crue décennale: Q = 15 m3/s Cote du fond ! Ligne d ’eau Cote de débordement

Ligne d ’eau pour crue centennale: Q = 34 m3/s !

OUVRAGES EN CHARGE Voûte basse Rétrécissement

Zone d’étude : partie avale du Saleix Simulation de débordement avec TELEMAC 2D Zone d’étude : partie avale du Saleix

Vue en perspective du domaine Vue 3D du domaine Rive gauche Ruisseau Rive droite Vue en perspective du domaine

Conditions aux limites Maillage Conditions aux limites “Mur” Conditions libres “Mur” Débit imposé

Hydrogramme de crue Q100 = 34 m3/s

Hauteurs d ’eau T =1 h 40 mn Q = 34 m3 / s (crue établie) T =30 mn Q = 17.5 m3 / s (montée crue)

Vecteurs vitesse

Prévention et protection contre les crues Près d’une commune française sur deux est susceptible d’être affectée par des risques naturels 1-Un moyen de prévention le PPR 2-Exemples de moyens de protection Inondations du mois de Novembre 1999, dans le Sud du Tarn

Le Plan de Prévention des Risques Naturels (PPR) Mis en place par la loi du 2 février 1995 relative au renforcement de la protection de l’environnement Le PPR relève de la responsabilité de l’Etat Ses objectifs sont : la cartographie des zones à risques la définition de nouvelles mesures de prévention et de protection Inondations du mois de Novembre 1999, dans le Sud du Tarn

La procédure d’élaboration Arrêté de prescription Projet de PPR Enquête publique Consultation des maires Autres consultations Projet éventuellement modifié Annexion au POS Arrêté d’approbation

Moyens de protection (1) La correction active Ensemble des dispositions visant à réduire le transport solide en agissant sur les foyers d’érosion Banquette de terre grillagées plantées d’herbes

Moyens de protection (2) La correction passive Ensemble de mesure tendant à fixer le profil en long du torrent, à stabiliser les berges et à contenir les matériaux transportés Seuils ou petits barrages de stabilisation Plage de dépôt

Chapitre 2 Sur le front des avalanches …

Types d ’avalanches (1) Avalanche de plaque dure Type : neige compacte Vitesse :30m/s m vol : 200 - 400 kg/m3

Types d ’avalanches (2) Avalanche de poudreuse Type : aérosol Vitesse : 60 à 80m/s m vol < 100 kg/m3

Types d ’avalanches (3) Avalanche de neige dense Type : neige humide Vitesse : 5 à 20m/s m vol > 500 kg/m3

Facteurs à risques Facteurs fixes : environnement (topographie, pente, végétation, exposition) Facteurs météorologiques : vent, chutes récentes de neige, pluie, température, état du manteau neigeux, ...

Qu’est-ce qu’une avalanche ? Equation de la quantité de mouvement :

Modèle de Voellmy (1955) Modèle pour les avalanches de neige dense : Avec : coefficient de frottement turbulent (500-600) coefficient de frottement solide type Coulomb (0.3) pente de l ’écoulement

Simulations But : simuler une avalanche sur un couloir fictif avec et sans ouvrage de protection Moyens : utilisation du logiciel Telemac2d avalanche de neige dense adaptation des paramètres

Géométrie Couloir d ’avalanche : 50 x 200 m pente de 20° Vallée :

Premiers résultats Hauteur et vitesse pour une simulation à 40s.

Risque et prévention des avalanches RISQUES ET PREVENTION L ’avalanche : un risque pour tous La localisation des risques La protection La prévision Simulations avec Digue

L’avalanche : un risque pour tous 2 types de risques Humains Matériels

Les avalanches à Auzat 1853 Avalanche très grave : dévastation de Remoult et de la Solle 1877 Avalanche assez grave qui a touché Saleix. 1936 Catastrophe très dévastatrice : une avalanche et une crue 1939 Catastrophe d'Isourt : 28 morts, plus de 25 blessés graves dégâts matériels sur les aménagements hydroélectriques

Localisation des risques (1) Localiser les risques :  Rercherche et archivage d’informations  Cartographie  Système d’information du territoire Problème pour l’aménagement du territoire

Localisation des risques (2) EPA INFORMATIONS OPA CLPA PZEA : Une carte Un rapport

Défense contre les avalanches La protection contre les avalanches Défense contre les avalanches Défense temporaire Défense permanente Mesures d’interdiction et d’évacuation Déclenchement artificiel (explosifs) Défense passive Défense active Ouvrages de déviation Ouvrages de freinage Ouvrages d’arrêt Ouvrages retenant la neige Travaux modifiant la surface du sol Ouvrages modifiant le dépôt de neige

Exemples des moyens de protection Défense temporaire : Installation de Gazex provoquant le départ de l’avalanche Défense permanente passive : Galerie paravalanche protégeant une route Défense permanente active : Râteliers prévenant le déclenchement de l’avalanche

La prévision numérique Organismes de recherche : Météo France, Cemagref Modèles numériques : Safran, Crocus, Mepra Observation, Mesures des paramètres météorologiques et nivologiques Prévision du risque d’avalanche

La prévision du risque Echelle européenne de danger d'avalanche : Indice 1 Risque Faible Conditions sûres 2 Risque Limité Conditions favorables 3 Risque Marqué Conditions partiellement défavorables 4 Risque Fort Conditions défavorables 5 Risque Très fort Conditions très défavorables Stabilité du manteau neigeux

Simulations : Maillage avec digue réalisé sous Matisse Hauteur = 5 m

Simulations : géométrie, profil 2D Profil du fond et hauteur d’eau Digue de 5 m Sans incidence digue

Simulations : Incidence nulle Hauteur et Profil de vitesse pour une digue sans incidence

Simulations : Incidence à 45° et 60° Hauteur pour des digues d’incidence à 45° et 60°

Effet freineur de la digue (sans incidence) Profil des vitesses le long du couloir à l’abscisse x=150m Sans digue Digue 2m Digue 5m Digue 7m Digue 10m Digue 12m digue

Effet freineur de la digue (sans incidence) Profil de l’énergie cinétique x=[125,175]m, y=200m

Perte d’énergie cinétique La perte d’Ec au passage de la digue est proportionnelle à V²ssdigue-V²digue V²ssdigue

Effet de déviation de la digue d=distance du front à l’axe de l’écoulement non dévié D=distance parcourue par le front selon la ligne de plus grande pente

Épilogue Les points clés de notre étude ont été : l’approche d’un problème de type ingénieur d’études le travail de groupe et la communication la gestion d’un projet complet

Cet album a été réalisé par : Sylvie Champeaux, Karine Desnos, Nicolas Gatimel, Laetitia Grimaldi, Perrine Guillo, Delphine Hertens, Alexis Pons, Sophie Ricci et Sébastien Voisin.