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Procédé et installation pour contrôler le débit d'un cours d'eau Domaine technique La présente invention concerne un procédé pour contrôler le débit d'un cours d'eau, en particulier pour combattre les crues de ce cours d'eau. Elle porte également sur une installation permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
Etat de la technique Un cours d'eau est, par essence, un moyen, naturel ou artificiel, par lequel des eaux se trouvant dans une région située à une altitude plus élevée s'écoulent vers une région située à une altitude moins élevée. Le lit du cours d'eau suit la pente du terrain sur lequel il s'est établi ; il se situe généralement dans le fond d'une vallée, au moins sur une partie de son parcours.
Dans la description qui va suivre, il sera fait référence principalement à une rivière, car l'invention est plus particulièrement orientée vers ce type de cours d'eau ; il ne faut cependant pas y voir une quelconque limitation de la portée de l'invention, qui s'applique en principe à tout type de cours d'eau, quelle que soit son importance.
On sait qu'une rivière draine les eaux, aussi bien les eaux souterraines que les eaux de surface, qui se trouvent dans une aire géographique déterminée, dite bassin de la rivière.
Le bassin total d'une rivière comprend dès lors son bassin propre ainsi que les bassins de tous ses affluents.
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Par le jeu des phénomènes naturels, notamment l'érosion, la section du lit d'une rivière est généralement bien adaptée à un débit normal. Le débit d'une rivière est cependant tributaire de plusieurs phénomènes essentiellement naturels, tels que la fonte des neiges ou des pluies abondantes ; il peut aussi être influencé par diverses activités humaines.
Ces phénomènes peuvent conduire à des situations extrêmes, donnant lieu elles-mêmes à des variations de débit pour lesquelles le lit de la rivière n'est pas nécessairement adapté.
A cet égard, une diminution de débit ne pose aucun problème, puisque le débit réduit est aisément évacué par le lit de la rivière.
A l'inverse, le lit d'une rivière peut accepter une certaine augmentation de débit, en cas de crue, sans qu'il en résulte d'inconvénients majeurs pour les riverains. Au delà d'un certain seuil critique, une augmentation de débit conduit cependant à des débordements et à l'inondation de zones bordant la rivière.
Deux paramètres importants, à savoir l'ampleur et la vitesse de la crue, conditionnent l'importance de celle-ci, et par conséquent les dommages éventuellement causés dans les zones riveraines.
En premier lieu, l'ampleur de la crue dépend de l'élévation du niveau de l'eau, donc de l'augmentation de débit de la rivière. A cet égard, la construction de grandes surfaces imperméables par bétonnage ou asphaltage, en particulier pour le réseau routier, empêche la pénétration des eaux de pluie et ramène celles-ci directement vers les nvières. Ceci peut contribuer à une brusque montée des eaux, particulièrement dans les petites rivières. Cette élévation de niveau détermine l'étendue des zones riveraines qui seront soumises au risque d'inondation. Cette étendue sera d'autant plus grande que ces zones présentent un relief peu accidenté.
La vitesse de la crue, c'est-à-dire la vitesse avec laquelle le niveau de l'eau s'élève, détermine le temps que mettra la rivière pour atteindre son niveau maximum. Elle permet aussi d'apprécier le temps dont les riverains peuvent disposer pour prendre les mesures de protection adéquates.
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L'ampleur et la vitesse d'une crue dépendent en définitive soit de la quantité de neige accumulée pendant un hiver et de la vitesse avec laquelle cette neige fond au printemps, soit de l'intensité et de la durée de pluies, soit encore d'une conjonction de ces deux facteurs.
Des mesures ont certes déjà été prises pour pallier les inconvénients précités.
Des barrages ont été installés sur certaines rivières, généralement d'ailleurs dans leur cours supérieur. Il s'agit cependant de barrages permanents, qui présentent une grande capacité de retenue, destinés à assurer la production d'énergie électrique. Ils permettent bien sûr d'exercer un certain contrôle du débit de la rivière concernée. Ce contrôle reste cependant limité par la capacité d'absorption supplémentaire du barrage. De plus, un tel barrage n'a d'effet que sur une seule rivière. Il n'est d'ailleurs pas possible d'envisager l'installation de tels barrages permanents sur toutes les rivières, en particulier pour des raisons économiques mais aussi pour des raisons environnementales.
On a également proposé et réalisé le rehaussement des berges de certaines rivières dans des zones particulièrement sensibles, par exemple dans la traversée de zones habitées. Cette solution atteint toutefois rapidement sa limite, car il n'est pas réaliste de rehausser fortement les berges d'une rivière pour faire face à un débit de crue qui ne se produit que pendant des périodes relativement courtes. De plus, cette solution n'est que locale et a aussi pour conséquence de reporter le problème vers l'aval, en risquant d'ailleurs d'y aggraver la situation.
Enfin, il a déjà été proposé également de creuser des fosses de grande capacité, dans les zones exposées aux inondations ou à proximité immédiate de celles-ci, afin d'y recueillir les eaux de la rivière en crue. Cette solution présente également l'inconvénient d'être essentiellement locale ; de plus, elle impose que les zones concernées comportent des terrains suffisamment vastes, qui ne peuvent être affectés qu'à cette utilisation. Enfin, le creusement de telles fosses implique des investissements importants pour la réalisation des travaux et pour l'évacuation des terres ainsi enlevées.
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Présentation de l'invention La présente invention a pour objet de proposer un procédé permettant de remédier aux inconvénients précités. Le procédé de l'invention apporte une solution à caractère général au problème des crues. Cette solution présente une grande souplesse, elle est disponible en permanence, elle est applicable partout et elle peut concerner l'ensemble du bassin d'un cours d'eau sur toute son étendue. L'invention concerne en outre la mise en place de moyens permettant la mise en oeuvre du procédé.
Conformément à la présente invention, un procédé pour contrôler le débit d'un cours d'eau est caractérisé en ce que l'on définit une pluralité de zones de retenue temporaires dans le bassin du cours d'eau et en ce que l'on retient temporairement dans lesdites zones au moins une partie du débit dudit cours d'eau.
Au sens de la présente invention, une zone de retenue temporaire peut être constituée par toute dépression du terrain située dans le bassin du cours d'eau.
Une telle dépression peut être formée par le relief naturel du terrain, en particulier dans la propre vallée du cours d'eau suite à un rétrécissement de celle-ci, en raison de la présence de roches plus dures. Selon l'invention, on installe un barrage temporaire à l'endroit de ce rétrécissement et on retient ainsi au moins une partie du débit du cours d'eau, de façon à remplir la cuvette formée par la vallée du cours d'eau en amont dudit barrage temporaire.
Selon une variante particulière du procédé de l'invention, une zone de retenue peut être formée par une cuvette traversée par le cours d'eau et délimitée par l'assise d'une voie de communication enjambant le cours d'eau. Cette variante s'avère particulièrement intéressante dans le cas de ruisseaux à faible débit nominal passant sous la voie de communication par des canalisations de section relativement petite. Il suffit d'obturer ces canalisations pour retenir l'eau dans la cuvette ainsi formée et contribuer à réduire le risque d'inondation en aval.
Une autre variante de l'invention consiste à former une cuvette en érigeant une digue en travers de la vallée du cours d'eau. Un passage est ménagé dans cette digue pour
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permettre l'écoulement normal du cours d'eau, et ce passage peut être obturé en cas d'augmentation du débit du cours d'eau. Cette variante diffère de la précédente par le fait que la digue est ici érigée spécifiquement dans le but de former une zone de retenue, et qu'elle n'est pas construite en premier lieu pour servir d'assise à une voie de communication.
Ces deux dernières variantes sont de préférence mises en oeuvre dans des vallées relativement larges et présentant une pente relativement faible. Ces notions de largeur et de pente doivent évidemment être appréciées en fonction du débit nominal du cours d'eau, car elles déterminent, avec la hauteur de la digue, la capacité de retenue de la cuvette ainsi formée.
Selon l'invention, ces zones de retenue doivent être temporaires, c'est-à-dire qu'elles sont normalement vides et qu'elles ne se remplissent d'eau qu'en période de crue.
Dans les variantes décrites plus haut, les zones de retenue temporaires sont traversées par le cours d'eau et elles peuvent dès lors se remplir par suite de la fermeture d'un barrage temporaire installé sur ce cours d'eau.
Il peut aussi arriver que des parties de la vallée pouvant constituer des zones de retenue temporaires soient situées à proximité du cours d'eau, sans être en communication permanente avec celui-ci. Selon l'invention, ces zones peuvent être mises en communication avec le cours d'eau par des moyens appropriés, tels que des canaux équipés de barrages temporaires, qui dévient la totalité ou une partie seulement du cours d'eau vers les zones de retenue temporaires.
Selon une mise en oeuvre intéressante, on établit au moins un barrage temporaire dans la partie initiale du cours d'eau, de préférence en amont du confluent avec son premier affluent.
Il est en effet avantageux de prévoir de telles zones de retenue dans la partie haute du cours d'eau, là où le débit du cours d'eau, même en crue, peut encore être maîtrisé. Il est en effet plus aisé de gérer le débit d'une petite rivière au début de son cours que le débit d'un fleuve.
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La grandeur cumulée des zones de retenue doit être adaptée au volume total d'eau que l'on désire y retenir. Ce volume peut être évalué à partir des observations recueillies lors de crues antérieures.
Le nombre et la grandeur des zones de retenue possibles varient selon le relief du terrain traversé par le cours d'eau.
Une région accidentée peut offrir de nombreux sites présentant des zones de retenue utilisables.
Au contraire, dans des vallées larges et présentant peu de dénivellations, ces sites peuvent être moins nombreux ; on peut alors, toujours suivant l'invention, créer des vallons, en escaliers ou en réseau, qui constituent ensemble une zone de retenue intéressante.
Selon l'invention, il est intéressant d'établir également de tels barrages temporaires sur au moins une partie des affluents du cours d'eau, et pas seulement sur le cours d'eau principal. On forme ainsi une multitude de zones de retenue temporaires, de différentes grandeurs, réparties sur tout le bassin du cours d'eau.
Dans ces conditions, les diverses zones de retenue temporaires peuvent être mises en service progressivement, au fur et à mesure des besoins.
De même, elles peuvent être vidées progressivement, au moment de la décrue, de façon contrôlée afin d'éviter tout risque ultérieur de débordement du cours d'eau.
Le remplissage de cette multitude de zones de retenue temporaires permet de réduire le débit du cours d'eau en crue, voire de le maintenir à son débit normal, en absorbant les pointes de débit.
Le procédé de l'invention permet donc d'atténuer les crues, ou même de les supprimer, par une action sur leurs causes et ainsi de prévenir les inconvénients qui se cumulent le long du parcours du cours d'eau : inondations, dégâts aux biens, risques pour les personnes, éventuellement déplacement de ces personnes. Il ne nécessite pas
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d'investissement important, puisqu'il est largement basé sur isation du relief existant. Il offre en outre une grande souplesse, car ces zones sont normalement vides et sont utilisables en fonction des besoins du moment.