5/ Résultats de la modélisation

Dans cette modélisation, les débits, calculés à la station située entre les secteurs 1 et 2, sont considérés comme constants tout au long de la modélisation même s'il existe un petit affluent à la Corrèze au niveau du profil P18.

Nous allons, dans cette partie, présenter les résultats généraux obtenus par la modélisation ainsi que les résultats pour les crues trentennalle, centennales et pour la crue de référence

  1. Résultats généraux
  2. Crue trentennale
  3. Crue centennale
  4. Crue de référence (1960)
  5. Conclusion

1/ Résulats généraux

Après avoir lancé le calcul sous HEC-RAS, nous pouvons obtenir de nombreux résultats. En outre, nous pouvons obtenir les profils en long des zones inondables selon le débit considéré.

Nous avons représenté grâce à HEC-RAS les zones inondées correspondant à chaque débit obtenu à partir de l'interpolation à 25m des profils en travers:

Crue considérée
Représentation des zones inondables
Crue décennale
Q = 350 m3/s

Crue trentennale
Q = 468 m3/s

Crue cinquentennale
Q = 528 m3/s

Crue centennale
Q = 614 m3/s

Crue de réf (PPRI)
Q = 805 m3/s

Crue de réf (PAPI)
Q = 850 m3/s

Nous pouvons ainsi nous apercevoir que les inondations sont, à première vue, importantes à partir de la crue d'occurrence centennale.

Afin d'identifier les zones inondées, le zonage suivant a été établi :

 

Source : Fond IGN

Le fait de découper notre secteur d'étude en différentes zones nous permet d'effectuer un premier bilan des zones inondées selon la fréquence de retour des crues. Nous obtenons le tableau suivant qui nous permet de situer les zones inondables ainsi que les zones à risques :

 


Nous pouvons, suite à ses résultats, faire les remarques suivantes :

 

  • Toute la zone d'étude est inondée pour la crue de référence de 1960 si on considère le débit de 1960 comme étant 850 m3/s.
  • Le terrain de sport situé à l'entrée de notre commune semble être inondé et ce pour n'importe quelle fréquence de retour. Cependant cette zone ne constitue pas un enjeu « majeur » d'après la définition retenue. Le terrain de sport semble constituer un terrain d'encaissement pour les crues et être une zone fréquemment inondée.
  • D'après cette première analyse, la société ALLARD ne semble pas inondée excepté pour le débit de crue de référence de 850 m3/s.
  • A l'aval du secteur, entre les profils 8 à 5, le lit mineur de la rivière est encaissé par un mur en béton, protégeant ainsi la route en rive gauche et la ville. Ce secteur correspond aux zones 5 et 6. Nous pouvons remarquer que ce mur effectue une bonne protection de la route.

 

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2/Crue trentennale

Pour chaque crue modélisée, le logiciel nous fourni des tableaux nous donnant les valeurs correspondant aux différents paramètres du cours d'eau et de l'inondation tels que la cote du fond ou la cote d'eau, les vitesses dans le lit mineur et majeur, le nombre de Froude au niveau de chaque profil. Nous avons sélectionné les données suivantes :

• V RG : Vitesse moyenne de l'écoulement en rive gauche
• V lit min : Vitesse moyenne de l'écoulement dans le lit mineur
• V RD : Vitesse moyenne de l'écoulement en rive droite
• Surface mouillée : Surface de l'écoulement au droit du profil en travers
• Largeur miroir : Largeur maximale du champ d'expansion de la crue
• Froude lit min : Régime de l'écoulement en lit mineur (Fr < 1: fluvial ; Fr >1: torrentiel)

Le débit retenu pour la crue trentennale dans notre secteur est :

Q30=468 m3/s.

Les résultats de la modélisation de la crue trentennale sont résumés dans le tableau suivant. Ce tableau présente les valeurs obtenues pour les profils non-interpolés.

 

Tableau de résultats (HEC-RAS)

Pour la crue trentennale, on observe que la crue reste dans le lit mineur à l'exception de la zone 1 correspondant au terrain de sport. La zone d'inondation se situe donc dans toute la zone sportive, qui semble constituer un casier d'inondation et se termine au niveau du profil P18, ce qui correspond au niveau où commence la zone endiguée. En effet, la zone « 2 » est d'après les informations obtenues par Epidor et d'après nos observations sur le terrain, une zone fortement endiguée en rive droite, digues dimensionnées en vue de la protection d'une crue trentennale.

Nous n'observons pas, lors d'une crue d'occurrence trentennale, de débordement au niveau des zones à enjeux majeurs, que ce soit au niveau des habitations et lotissement, ainsi qu'au niveau des zones industrielles (P13 à P9 pour l'hypermarché et le cinéma et P4 pour l'usine Allard).

Dans un premier temps nous pouvons vérifier le régime d'écoulement de notre rivière au sein du secteur considéré. Le nombre de Froude nous indique si nous sommes en présence d'un régime torrentiel ou fluvial. Pour le cas de la crue trentennale nous avons bien Fr<1, soit un régime fluvial ce qui correspond bien au cas réel.

Les hauteurs d'eau en lit majeur au niveau du terrain de sport varient entre 0,74m et 1,03m et sont de l'ordre de 0,85 m en moyenne.

Du point de vue des vitesses, les vitesses en lit mineur sont relativement fortes (v > 1m/s), et relativement modérées en lit majeur (en moyenne 0.5 m/s < v < 1 m/s)

D'après ces résultats et du point de vue des risques, nous pouvons en conclure que la zone sportive représente une zone à enjeu faible et à risque moyen [d'après la définition du PPR] car les vitesses en lit majeur sont relativement modérées.

 

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3/ Crue centennale

Le débit retenu pour la crue trentennale dans notre secteur est :

Q100=614 m3/s.

Les résultats de la modélisation de la crue centennale sont résumés dans le tableau suivant:

 

Tableau de résultats pour la crue centennale (HEC-RAS)

Pour la crue centennale, on observe de nombreuses inondations dans le lit majeur. La zone sportive est toujours inondée. Cependant par rapport à la modélisation de la crue trentennale, nous pouvons voir que la zone commerciale avec le cinéma (P13 à P9) , la zone urbaine 4, 7 et 8 sont elles aussi inondées partiellement.

Nous pouvons remarquer en particulier que la crue reste dans son lit mineur entre les profils 8 à 5, secteur où le lit mineur de la rivière est encaissé par un mur en béton protégeant la route en rive gauche.

Au niveau de la zone endiguée (profil P18 à P10), nous pouvons voir un début d'inondation, ce qui vérifie bien le fait que les digues ont été dimensionnées en vue de la protection d'une crue trentennale et non d'une crue centennale.

Les hauteurs d'eau en lit majeur au niveau du terrain de sport varient pour la crue centennale entre 1,14m et 1,37m. Nous obtenons donc des hauteurs d'eau relativement importantes dans la zone sportive. De même la zone commerciale subit une hauteur d'inondation d'environ 1,30m.
Les zones urbaines 7 et 8 ainsi que la caserne de pompier semblent aussi inondées. Cependant les hauteurs d'eau dans ces zones sont relativement faibles dans notre modélisation. Nous obtenons en moyenne une hauteur de 0,20m.

Il est cependant important de rappeler que les profils en travers dans cette zone ne représentent pas forcément la réalité. Les hauteurs d'eau peuvent donc être plus importantes ou être inexistantes.

Concernant les vitesses, les vitesses en lit mineur sont relativement fortes (v > 1m/s), et relativement modérées en lit majeur (en moyenne 0.5 m/s < v < 1 m/s)

D'après ces résultats et du point de vue des risques, nous pouvons en conclure que les zones sportives et commerciales représentent des zones à enjeux faibles et majeurs respectivement et à risques forts car les vitesses en lit majeur sont relativement modérées, voir fortes mais les hauteurs d'eau sont supérieures à 1m.

 

De plus, lorsqu'on est en débit centennal, nous pouvons observer, au niveau de la zone 2, soit la zone endiguée, que la cote de la ligne d'eau se trouve à la limite de la hauteur des berges en rive gauche. Nous pouvons en effet le voir sur les profils P15 et P16 :

Profil P15 (HEC-RAS)
Profil P16 (HEC-RAS)

Une augmentation de 4% du débit par rapport au débit centennal (i.e 638,56 m3/s) inonde la rive droite au niveau du profil 14. Une augmentation de 5% (i.e 644,7 m3/s) inonde en plus la rive droite au niveau du profil 17. Cependant, il est à noter que de tels débits correspondent à des périodes de retour respectivement de 329 ans et 329,4 ans. Ainsi, même si l'on est intuitivement amené à penser que la Corrèze est très proche de déborder à l'endroit de ces profils lorsqu'on applique le débit centennal, la simulation nous montre que la condition de crue à ces endroits est un débit d'entrée de période de retour beaucoup plus longue que 100 ans. On ne peut donc pas dire que ces zones sont soumises à un risque d'inondation pour un tel débit.

Profil P14 pour un débit augmenté de 4% (HEC-RAS)
Profil P17 pour un débit augmenté de 5% (HEC-RAS)

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4/ Crue de réference

Les débits retenus pour la crue de référence dans notre secteur sont de :

Q1960_PPR=805 m3/s.
Q1960_PAPI=850 m3/s.

Les résultats de la modélisation de la crue de référence sont résumés dans les tableaux suivants :

 

Tableau de résultats pour la crue de référence Q=805m3/s. (HEC-RAS)

Tableau de résultats pour la crue de référence Q=850m3/s. (HEC-RAS)

Pour la crue de référence, on observe que dans le deuxième cas toutes les zones sont inondées. Au niveau des profils P9 et P6, le lit majeur ne semble pas inondé. Cependant nous pouvons considérer qu'au droit de ces profils, le lit majeur est lui aussi inondé puisque celui-ci est inondé au niveau du profil précédent. Ce raisonnement peut être lui aussi appliqué au premier cas (i.e Q=805 m3/s).
Cependant la zone d'expansion de crue est beaucoup plus importante dans le cas du débit Q=850 m3/s. Sur le profil en long ainsi que d'après les données sur le champ d'expansion de la zone inondation (largeur miroir) nous pouvons remarquer que la zone inondée correspond au profil en travers entier sur la majeure partie des zones. Il nous est donc difficile de délimiter exactement la limite de la zone inondable.

Dans le cas de la crue de référence, les zones à enjeux « majeurs » sont donc touchées par les inondations. Il semble donc important de devoir les protéger.

Les hauteurs d'eau en lit majeur pour la crue de 1960 avec un débit de 850 m3/s varient et sont supérieures à 1m60 pour la zone sportive et comprises entre 1m31 et 1m85 pour la zone commerciale.

L'entreprise Allard ne semble que très peu inondée, environ 10 cm d'eau d'après notre modélisation et les hauteurs d'eau au niveau du profil 2 représentent environ 70 cm.

Du point de vue des vitesses, les vitesses en lit mineur sont relativement fortes (v > 1m/s) et peuvent même dépasser 3 m/s au niveau des profils P5 à P1, ce qui est relativement important. En lit majeur, les vitesses restent relativement modérées (en moyenne 0.5 m/s < v < 1 m/s) mais peuvent être relativement fortes dans certaines zones et principalement au niveau de la zone commerciale (Rive gauche entre les profils P13 à P9). Cette zone est donc une zone à enjeu majeur et une zone à risque fort. Cependant la zone inondée au niveau de la zone commerciale correspond au parking de celle-ci. Nous pouvons donc reconsidérer l'enjeu de cette zone comme étant un enjeu moyen.

Il est cependant délicat d'apprécier les vitesses à l'intérieur des différentes zones (de 1 à 8, zones d'habitat dense) tant les écoulements seront complexes (présences de nombreux obstacles favorisant des vitesses lentes à l'intérieur des jardins et à proximité des maisons, écoulements plus rapides sur les voies d'accès). Les valeurs mentionnées dans les tableaux sont des moyennes des vitesses obtenues dans le lit majeur et dans la ripisylve.
Dans la simulation avec Q=850m3/s, nous pouvons constater que la rive gauche du profil P4 n'est pas inondée, contrairement à ses alentours. Cela est dû au fait que nous y avons placé une obstruction, afin de simuler la présence de l'usine. Il convient toutefois de critiquer ce résultat. En effet, lorsque nous introduisons l'obstruction sous HEC-RAS, le logiciel la considère comme un mur infranchissable, donc une zone non inondable, alors que l'usine présente des ouvertures sur ses murs (portes, entrées de garage, etc.), ce qui fait que l'entreprise devrait subir les dégâts occasionnés par l'inondation. Pour nous en convaincre, nous pouvons examiner l'étendue de l'inondation sur la zone Allard modélisée sans obstruction :

Zone "Allard" avec obstruction (HEC-RAS)


Zone "Allard" sans obstruction (HEC-RAS)

Enfin, il est à noter que dans la plupart des cas, les profils en travers ne sont pas suffisamment longs pour nous rendre compte de l'étendue de l'inondation. En effet, la frontière d'un profil en travers est considérée comme un mur par le logiciel lorsqu'elle est mouillée. Afin de connaître les limites de l'inondation, il faudrait que nos profils en travers se terminent sur des points suffisamment hauts pour qu'ils soient hors de portée de n'importe quelle crue.

 

P8 (HEC-RAS)

P15 (HEC-RAS)

Nous pouvons de plus comparer nos résultats avec la cartographie effectuée pour la crue de référence lors de l'établissement du Plan de Prévention des Risques inondation. La crue de référence retenue dans le PPRi est la crue de 1960 avec:

Q1960=805 m3/s

Grace au site de cartographie Prim.net, nous avons pu obtenir la carte de l'aléa inondation au niveau de notre secteur d'étude; Soit la carte suivante:

Carte de l'aléa inondation à Brive la Gaillarde (Prim.net)

Nous pouvons remarquer que d'après l'étude de 1994, tout le secteur considéré par notre étude est inondé par la crue de 1960. Lors de notre modélisation, certaines zones n'étaient pas touchées directement par les inondations. Cependant le lit majeur étant inondé à l'amont de ces zones, nous pouvons supposer que dans notre modélisation toutes les zones sont elles-aussi touchées par l'inondation.

Cette carte confirme donc notre modélisation en montrant que tout le secteur considéré dans notre étude est inondé pour la crue de 1960. Nous pouvons de plus remarquer que les zones inondables issues de la carte du PPRi sont plus importantes que celles que nous avons obtenues, cela étant du à la limitation des profils en travers que nous avons utilisé.

 

5 / Conclusion

Cette étude nous a donc permis d'analyser les limites du champ d'inondation pour différentes périodes de retour de crue.

Nous pouvons remarquer que la première zone inondée correspond à la zone sportive à l'amont en rive gauche de notre secteur d'étude et ce dès la crue décennale. Nous pouvons donc la considérer comme un casier d'inondation à l'amont de la ville.
D'autre part, d'après les résultats obtenus, nous pouvons voir que la zone située à l'aval de notre secteur d'étude est une zone inondée à partir de la crue centennale. Cette zone étant une zone d'habitat dense et donc par conséquent à enjeu majeur. Cependant d'après les informations fournies par notre contact à Epidor, il semblerait que cette zone puisse être inondée à partir de la crue trentennale, résultat que nous n'obtenons pas à partir de notre modélisation. Ce défaut de modélisation peut s'expliquer par le fait que les profils en travers utilisés dans le secteur 2 sont des profils interpolés par nos soins et ne peuvent représenter exactement la réalité.

Du point de vue de l'enjeu de cette zone, il semblerait donc nécessaire de prévoir des mesures de protection contre les crues fréquentes, telles que les crues trentennales. Nous étudierons dans la phase 3 l'effet de l'ajout de protection ainsi que différents scénarii permettant de limiter l'impact des crues au niveau de la zone aval de notre secteur d'étude.


 

 

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Enjeux & Risques                                            Phase 3

 


 

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