Inondations : endiguer le risque ?

Face au risque inondation, de nouvelles technologies et méthodes de diagnostics sont développées pour mieux gérer les ouvrages tels que les digues de protection. À Irstea, les scientifiques travaillent avec les gestionnaires sur la question. Le 3 octobre, ils ont présenté les résultats du projet européen de recherche FloodProBE.  Explications.

Pour se protéger des tempêtes, inondations et crues, les Hommes ont toujours érigé des digues de protection. On compte ainsi, en France, près de 10 000 km de digues de protection, associées dans ce rôle à d'autres ouvrages linéaires (routes, voies ferrées, canaux,…) et structures naturelles (dunes, tertres,…). Mais un ouvrage délaissé ou mal entretenu ne résistera plus de la même façon aux différentes sollicitations dont celles d'origine hydraulique. Le suivi et la gestion sont ainsi inhérents à la sécurité et fiabilité de l’ouvrage même.

Dossier spécial

Risque inondation : la recherche relève le niveau

Ainsi, c’est près de 40 milliards d’euros par an qui sont consacrés en Europe à la prévention des inondations, considérées comme le risque naturel majeur dans l’Union européenne, et au rétablissement post-inondations. Un coût important qui pose la question de la connaissance de ces ouvrages et de leur amélioration. Mais l’étude des digues se révèle difficile : contrairement aux barrages, ces ouvrages sont longs (parfois plusieurs dizaines de km), anciens (certains remontent au Moyen-Age) et fortement hétérogènes. Comment faire alors ?

En phase avec la Directive européenne Inondations de 2007[1], un projet européen de recherche, FloodProBE, a été lancé en 2009, réunissant 14 partenaires dont Irstea.

FloodProBE : 14 partenaires, 4 ans de recherche

FloodProBE[1] (Flood protection of the built environment) joue sur des approches mixtes de la gestion du risque inondation, notamment la compréhension de la vulnérabilité, de la résilience aux inondations et de l’adaptation des bâtiments, des infrastructures ou des digues de protection en proposant des solutions rentables. En effet, plus de 75 % des dégâts causés par les inondations se produisent dans les zones urbaines.

Fort de sa position de leader national sur l’évaluation des digues, Irstea a ainsi apporté son expertise au projet européen, concentrant son activité sur le Work Package consacré à la « Fiabilité des défenses contre les inondations urbaines (Reliability of Urban Flood Defences) ». Les chercheurs ont fait le point sur la connaissance des mécanismes de dégradation et de résistance, établi des cahiers des charges et recommandations pour l’utilisation des méthodes de reconnaissance et de diagnostics, afin d’aider à qualifier les risques de défaillance.

Une amélioration des méthodes de diagnostics

Grâce à un bilan global sur toutes les méthodes utilisées pour évaluer la fiabilité des ouvrages, des cahiers des charges, des recommandations sur les reconnaissances et un cadre de méthodologie de diagnostic ont pu être établi au niveau européen. En effet, non seulement l’évaluation de la performance des digues nécessite un large panel de données en lien avec les mécanismes de rupture qui peuvent se produire (érosion externe/interne, glissement, etc.). Mais encore, dans certains scénarios, ces mécanismes peuvent s’enchaîner… Difficile alors de les caractériser en termes d’équations et donc de les évaluer précisément. Le travail des chercheurs consiste à trouver d’autres méthodes associant éventuellement plusieurs types plus classiques (calculs déterministes, probabilistes, empiriques, analyses expertes formalisées ou non, intégration des incertitudes) pour pallier le manque de connaissances.

En somme, 4 années de travail qui ont permis, entre autres, des avancées sur : 

  • L’érosion interne. Les phénomènes de cette famille sont souvent à l’origine du processus de dégradation des digues. En comprendre les différents mécanismes et leur possible enchaînement est essentiel pour améliorer les outils de gestion et de diagnostic de l’état des digues.

  • Les discontinuités dans les ouvrages. Auparavant, on découpait le linaire de digues en tronçons sur lesquels portaient les évaluations. Mais la géométrie, les matériaux, le revêtement changent, ou bien des ouvrages (canalisations et réseaux divers, bâtiments,…) sont inclus dans les digues, créant des transitions dans les ouvrages, avec des dégradations spécifiques et localisées. Les chercheurs se sont ainsi intéressés à ces transitions : que se passe-t-il au niveau des différents types de transition, et non plus seulement de part et d'autre, et comment évaluer ces points singuliers ?

  • L’enherbement des digues. L’enherbement des digues est recommandé, car il permet une meilleure résistance. Mais à l’image des digues, il doit être entretenu. La formalisation des processus liés à son évaluation a fait l'objet de travaux dans ce projet.

  • Les méthodes de reconnaissance à haut rendement. Des cahiers des charges pour l'utilisation de la géophysique et du laser aéroporté (Lidar) pour la reconnaissance des digues existantes ont été rédigés, pour la définition, la réalisation et l'interprétation de ces types de méthodes.

  • Un cadre de méthodologie de diagnostic. La comparaison et la synthèse des méthodes de diagnostic actuelles ont permis de dégager un cadre général de méthodologie permettant de prendre en compte toutes les données disponibles sur les ouvrages, et de donner des conseils pour l'utilisation d'outils à base SIG pour gérer et traiter ces données.

Ces recherches ont mobilisé plusieurs unités de recherches à Irstea : Ouvrages hydrauliques et hydrologie (OHAX) à Aix-en-Provence, Territoires, environnement, télédétection et information spatiale (TETIS) à Montpellier, Hydrologie Hydraulique (HHLY) à Lyon et Ecosystèmes méditerranéens et risques (EMAX) à Aix-en-Provence.

Et après ?

FloodProBE, associé au 1er Guide international sur les digues (cf. encadré), fournit une orientation globale pour de bonnes pratiques dans l’évaluation du risque inondation pour l’environnement bâti et la gestion, conception et diagnostics des digues. FloodProBE fournit également des connaissances applicables à la conception et à l'évaluation de la vulnérabilité des réseaux et infrastructures critiques situés en zone inondable. Aux bureaux d’études et gestionnaires d’ouvrages de s’approprier les résultats et méthodologies, qui leur sont adressés.

Quid d’une nouvelle législation en France ? La réglementation des ouvrages hydrauliques de 2007, relative à la sécurité des ouvrages hydrauliques et au comité technique permanent des barrages et des ouvrages hydrauliques, oblige à l’inspection et l’entretien des ouvrages. Les résultats de la recherche viennent enrichir ce texte, voire aider à dessiner les contours d’une nouvelle réglementation… 

Le Guide international sur les digues

1er document international de référence faisant autorité sur la gestion et la conception des digues, le Guide international sur les digues (International Levee Handbook – ILH) est issu d’un travail collaboratif entre plus d'une centaine d'experts du monde entier : en tête, la France, les États-Unis et le consortium Royaume-Uni/Irlande.

5 ans ont été nécessaires pour mettre à plat les connaissances sur les digues et concevoir cet ouvrage à destination des gestionnaires et techniciens. Irstea a fortement contribué à la rédaction et la coordination de cet ouvrage.

Version papier payante mais accessible en téléchargement gratuit

Une version française est en cours, sortie prévisible fin 2015.

En savoir plus sur le guide.

Consultez le site du projet FloodProBE

En savoir plus

[1] Le projet européen FloodProBE (2009-2013) a été entrepris dans le cadre du 7ème Programme cadre de recherche et développement (PCRD), principal instrument communautaire de financement de la recherche de l’Union européenne.


[1] La Directive européenne Inondation de 2007 invite les États membres à réduire les conséquences négatives sur la santé humaine, l’environnement, le patrimoine culturel et l’activité économique liées aux inondations. Elle s’articule autour de 3 grands objectifs : l’évaluation préliminaire des risques inondations à l’échelle de chaque bassin, l’établissement de cartes des zones inondables et l’élaboration d’un plan de gestion des risques d’inondation.