Cadre législatif et réglementaire

Dans cette partie on présentera les différentes législations et les réglementations qui entrent en jeu dans le cadre de la préservation du milieux montagnard dans le cadre d'un aménagement quelconque.

Directive d'aménagement national relative à la protection et à l'amélioration de la montagne

La directive d’aménagement national relative à la protection et à l’amélioration de la montagne vise à protéger l’agriculture et la forêt qui la plupart du temps sont à la base de l’activité économique locale ; ils constituent d'autre part les piliers essentiels de l’équilibre écologique du milieu montagnard. Les activités agricoles et forestières ont tendance à être fragilisées par le développement du tourisme et des aménagements qui l’accompagnent. En effet tous ces aménagements mettent en jeu plusieurs acteurs socio-économiques qui peuvent avoir des intérêts divers et qui vis-à-vis du milieu montagnard peuvent se traduire par des pressions plus ou moins importantes.

Le texte de la directive se présente en deux parties. La première partie regroupe les principes généraux d’aménagement agricole, touristique et forestier en montagne et la deuxième partie, présente les dispositions complémentaires relatives à la protection de la haute montagne.

• Les principes généraux

Les principes généraux concernent tout ce qui relation avec les aménagements qui peuvent être réalisés dans les milieux montagnards qui peuvent être relatifs aux différentes activités agricoles, touristiques et forestières. Dans cette partie relative aux principes généraux sont présentées les dispositions qui doivent être prises en compte pour tout aménagement en milieu montagnard. Ces dispositions concernent entre autres les règles générales d’urbanisme, les règles concernant les unités touristiques nouvelles, les mesures de protection des plans d’eau, les codes concernant les équipements, le transport et les réseaux divers et tout ce qui peut concerner les mesures complémentaires aux aménagements.

• Les dispositions complémentaires relatives à la protection en haute montagne

Cette partie présente les différentes dispositions présentées précédemment en l’adaptant en haute montagne. Cet espace du patrimoine français est fragile et il est nécessaire de prévenir sa dégradation qui peut être irréversible. A cet effet, selon le texte de la directive, ‘la zone située au-dessus de la limite forestière doit être construite ou urbanisée le moins possible et certaines hautes vallées doivent rester en l’état’. Ces mesures, bien sûr, ne devront pas empêcher les activités dans la zone (industrielles, agricoles, touristiques, sportives…).

La loi Montagne

La loi Montagne a été mise en place le 9 janvier 1985. Elle est relative au développement et à la protection de la montagne. Cette loi a permis de définir au milieu montagnard sa spécificité, son aménagement et sa protection.

Elle présente le milieu à l’échelle d’une unité géographique ‘Le massif’ et en identifie sept en métropole (Jura, Vosges, Alpes du Nord, Alpes du Sud, Corse, Massif central et Pyrénées.) (figure1).  Chacun de ces massifs constitue une entité géographique, économique et sociale homogène.

Cette loi a pour objectif de permettre aux populations de ces zones de pouvoir développer leurs activités dans des conditions qui peuvent être très particulières en relation avec les conditions naturelles et les spécificités socio-économiques du milieu. Le développement de ces activités doit favoriser la pluriactivité par complémentarité, la diversification de l’offre touristique en protégeant et en valorisant le patrimoine naturel et culturel.

Cette loi s’adresse essentiellement à deux institutions, la Direction régionale de l’environnement et la Direction départementale de l’équipement.

Figure1- Les massifs montagneux Francais (source: carthotheque.free.fr)

Le code de l’urbanisme et l'aménagement du milieu montagnard

Selon l’article L145-3 du code de l’urbanisme, il est nécessaire de préserver les espaces liés au maintien et au développement des activités agricoles, pastorales et forestières. Seules les constructions nécessaires à ces activités (restauration ou reconstruction d’anciens chalets d’alpage ou de bâtiments d’estive), ainsi que les équipements liés à la pratique du ski et de la randonnée peuvent y être autorisées. Le document d’urbanisme spécifie aussi que l’aménagement doit se réaliser en continuité avec les bourgs et villages existants sauf si la préservation des espaces agricoles, pastoraux et forestiers et la protection contre les risques naturels imposent la délimitation de nouveaux hameaux intégrés à l’environnement. En ce qui concerne les parties naturelles des rives de plan d’eau naturel ou artificiel, la loi prévoit une protection sur une distance de 300 mètres à compter de la rive pour les parties de superficie inférieure à 1000 hectares. Ces mesures rendent l’urbanisation sur cette bande fortement encadrée.

Cadres institutionnel et administratif

Dans cette partie, on présente les différents acteurs institutionnels qui entrent en jeux pour garantir la mise au point et l’application des législations applicable au milieu montagnard. Pour ces acteurs, on peut identifier deux types d’acteurs: ceux relevant de l’administration centrale et les institutions décentralisées. 

L’administration étatique centralisée

Selon (camptocamp.org), on pourrait identifier deux échelles, pour spécifier ce type d’acteur : l’échelle européenne, regroupant les différentes institutions centrales qui prennent en charge la protection des ressources commune entre différents pays européen. On pourrait prendre comme exemple ALPARC (Réseau Alpin des Espaces Protégés) qui est un organisme découlant de la Convention Alpine, mettant en œuvre ses objectifs concernés les espaces protégés selon les critères de l’article 12 du protocole « Protection de la Nature et Entretien des Paysages » de la Convention Alpine. Il s'agit d'un outil fondé sur la coopération des pays européen voisins dont l’objectif principal est la mise en commun des outils de gestion pour les espaces  protégés alpins.

A l’échelle de la France, L’Etat met en place et gère le suivi des Parcs Nationaux Français. Il met en place les législations de protection découlant du droit européen ou du droit français, notamment les règles et procédures d'urbanisme fixant les conditions d'utilisation du sol, les conditions dont la prise en compte environnementale. D’autre part, l’Etat possède des services opérationnels sur le terrain, chargés de faire appliquer les législations et les dispositifs réglementaires comme les Directions Départementales de l’Agriculture et de la Forêt (DDAF), qui font également de l'assistance technique auprès des collectivités pour leurs projets environnementaux. Il y a également des acteurs techniques sur le terrain tels que l'Office National des Forêts (ONF) et son service Restauration de Terrain de Montagne qui gèrent les risques naturels qui pourraient affecter le milieu montagnard. 

Les institutions décentralisées

Tout ce qui est aménagement qui pourrait concerner le milieu montagnard. L’Etat laisse la tâche à l’échelle locale regroupant les collectivités territoriales. En effet, les Conseils Généraux, notamment au travers des Contrats Territoriaux, peuvent subventionner des politiques de développement durable pour les communes. Ils remplissent également des missions de suivi et d'assistance technique pour les projets environnementaux des collectivités. Les activités relatives à la gestion de l'eau, des déchets, des énergies, des transports en commun sont souvent réalisées par les intercommunalités, qui sont des communautés d’agglomération, qui en récupèrent la compétence. Elles sont souvent à l'initiative de documents d'urbanisme incluant des protections des milieux, tels que les SCOT et PLU.

Ces intercommunalités s'organisent parfois en syndicat intercommunal pour mener une politique de développement durable, comme c'est le cas d'Espace Mont Blanc créant de nombreux outils qui restent encore à mettre en application. Les communes, compétentes sur leur territoire sont à la base des démarches administratives. Les Conseils Municipaux ont généralement des élus chargés de l'environnement qui font le suivi des projets en cours et qui collaborent avec les autres acteurs institutionnels. Elles peuvent être à l'initiative de projet de protection et doivent respecter les textes réglementaires ainsi que les zones protégées sur leur territoire. Le conseil comprend des représentants du parlement, des assemblés permanentes des établissements publics consulaires, des organisations nationales présentant le milieu montagnard et chacun des comités de massif. Il est présidé par le premier ministre. Il présente deux grandes taches. D’une part, il définit les objectifs et précise les actions qu’il juge souhaitable pour le développement, l’aménagement et la protection de la montagne. D’autre part, il facilite par ses avis et ses propositions la coordination des actions publiques dans les zones de montagne.

Présentation des sites protégés concernés par le projet

Dans cette partie, nous présenterons les différents sites protégés pouvant être concernés par notre projet d'expansion ainsi que les institutions qui les encadrent.

Parc National des Écrins

Le Parc National des Écrins a été créé le 27 mars 1973. Il s'étend entre les villes de Grenoble, Gap et Briançon sur plus de 91 800 hectares, couvrant ainsi 61 communes sur deux régions.  Le parc se situe à 6,5 Km à vol d’oiseau de la station de ski de Puy Saint Vincent. Le Parc constitue le cœur qui est entouré par une aire optimale d'adhésion d'une superficie de 178 400 ha avec des altitudes comprises entre 680 m et 3750 m. Il compte 30000 habitant (figure 1). Ce parc présente un site appartenant au réseau Natura 2000.

Figure1- Parc Nationale des Écrins (source: parcsnationaux.fr)

Le Réseau Natura 2000

Le réseau Natura 2000 est un ensemble de sites européens classés comme protégés pour la conservation des espèces sauvages, animales ou végétales qui y résident, et de leurs habitats. Ce réseau est encadré par la directive européenne n° 79/409/CEE du 2 avril 1979, dite "Directive Oiseaux". Dans le but de protéger les espèces, des Zones de Protection Spéciale (ZPS) sont également désignées. Ce réseau est fondé sur deux directives, une directive « Oiseaux » mise en place en 1979 et une directive « Habitats naturels, Faune, Flore » mise en place 1992 (Figure 2). 

Figure 2-Démarche Natura 2000 (source: www.developpement-durable.gouv.fr/-NATURA2000)

Zone Importante pour la conservation des oiseaux

Ces zones sont encadrées par la Directive Européenne n°79-409 du 6 avril 1979. La directive préconise "que soit réalisées toutes les mesures nécessaires pour préserver, maintenir ou rétablir une diversité et une superficie suffisante d’habitats pour toutes les espèces d’oiseaux vivant naturellement à l’état sauvage sur le territoire européen". Au niveau français, les autorités concernées ont délimité des zones dans le territoire national hébergeant des espèces d’oiseaux sauvages jugées d’importance communautaire ou européenne.

Zones de Protection Spéciale des Ecrins 

Cette zone s’étend entre les départements des Hautes-Alpes et de l’Isère couvrant une superficie de 9800 ha avec des altitudes qui varient entre 810 et 4102 m. Elle a été désignée par un arrêté ministériel du 24 février 1988, modifié en 2004 et qui l’intègre dans le réseau Natura 2000. Cette zone regroupe plusieurs espèces d’oiseaux protégées au titre de l’article L414-1-II 1^er alinéa du code de l’Environnement (Tableau1).

Tableau1-Espèces des oiseaux figurant sur la liste de l’arrêté du 16 novembre 2001

Zones Naturelles d’Intérêt Écologique, Faunistique et Floristique (ZNIEFF)

C’est une portion de territoire, portant un intérêt écologique, faunistique et floristique remarquable du patrimoine naturel. Sa délimitation repose sur une justification scientifique détaillée de son intérêt écologique et patrimonial. La délimitation de ces zones en région Provence-Alpes-Côte d’Azur s’est en particulier appuyée sur les habitats déterminants et les espèces déterminantes qui présentent des critères suffisants pour justifier la description d’une ZNIEFF. On peut différencier deux types de ZNIEFF. Les ZNIEFF de type 1, regroupant plusieurs unités écologiques homogènes avec une superficie limitée par rapport au ZNIEFF de type 2 qui peut inclure plusieurs ZNIEFF de type 1 et présenter un grand ensemble naturel riche ou peu modifié, ou qui offre des potentialités biologiques importantes.

Le site du projet de la station de Puy Saint-Vincent est entouré par une grande zone ZNIEFF de type 2 qui est formée par des petites portions de ZNIEFF de type 1 (figure 3). Une description détaillée de ces zones est présentée dans le chapitre 2 où seront précisées les caractéristiques de la faune et de la flore présentes sur le site. 

Figure 3-ZNIEFF de types 1 et 2 avoisinant la zone d’étude (source : géoportail)

Espèces animales protégées

Sur le site étudié, plusieurs espèces faunistiques sont présentes dont plusieurs sont protégées. Une étude d'impacts dans le cadre d'un projet dans la région de Puy Saint Vincent (étude d'impact, 2013) en a identifié plusieurs.

• Des reptiles et batraciens 

La Grenouille rousse, Rana temporaria, est une espèce d'amphibien de la famille des Ranidae. Elle est commune sur le territoire français (figure 1).

Figure 1-La grenouille rousse (source: INPN)

La salamandre tachetée (Salamandra salamandra) est une espèce d'urodèle de la famille des Salamandridae (figure 2).

Figure 2- La salamandre tachetée (source: INPN)

• Les oiseaux protégés 

Plusieurs espèces d'oiseaux sont protégés dans la zone d'étude citées par l'étude d'impacts de 2013. Chaque espèce citée renvoie vers une page du site (www.oiseaux.net) ou (ecrin-parcnational.fr) qui la présente:

Le tétras-lyre (tétroa tétrix): C'est l'une des espèces de oiseaux les plus affectées en milieu montagnard. Ils sont les tristes victimes des aménagement surtout touristiques, la chasse abusive, le dérangement sur les zones d’hivernage, le pastoralisme et les travaux forestiers mal gérés, les collisions avec les câbles de téléski.... (figure 3)

Figure 3- Le Tétras-lyr (source: INPN)

Tourterelle des bois 

Coucou gris

Pie bavarde

Mésanges (boréale, charbonnière, nonnette…) 

Pouillot véloce 

Fauvette des jardins

Roitelet triple bandeau

Troglodyte mignon 

Sittelle torchepot

Grimpereau des jardins

Merle noir 

Grive (musicienne et litorne) 

Bergeronnettes (b. grise et b. des ruisseaux) 

Pinson des arbres

 Verdier d’Europe…

Espèces végétales protégés

Plusieurs espèces végétales sont classées comme protégées, notamment: (voir l'étude d'impacts, 2013)

Gagea lutea (L.) Ker Gawl., découverte en 1809, C’est une espèce de plante vivace de la famille des Lis. Elle figure dans l’annexe 1 de l’arrêté du 20 janvier 1982 relatif aux espèces protégées sur l’ensemble du territoire national.  

Corydaliscava (L.) Schweigg. & Körte. (figure1), découverte en 1811, appelée aussi Corydale a un tubercule creux. C’est une plante vivace, bulbeuse qui se rencontre dans les lieux frais et humides.

Figure 1- Le Corydale à tubercule creux (source :mnhn)

Anemone sylvestris L., surnommée l’anémone des bois et découverte en 1753. C’est une plante herbacée pérenne de la famille des renonculacées (Figure2). 

Figure 2- L’Anémone des bois (source :mnhn)

Hepatica nobilis Schreb., appelé aussi l’Hépatique noble, est une plante herbacée vivace de la famille des Ranunculaceae, du genre Hepatica.

Narcissus poeticus L., c’est une plante vivace connue aussi sur le nom du Narcisse des poétes.

Lilium martagon L., c’est une plante herbacée connue aussi sur le nom le Lis martagon.

On peut noter que la présence de la gagée est conditionnée avec celle de l’herbe aux goutteux (Aegopodium podagraria L.). Dès que cette dernière devient abondante la gagée jaune devient systématiquement absente.

Analyse des données météorologiques

Données météorologiques, enneigement et enneigement artificiel

L'étendue des surfaces enneigées et la durée d'enneigement sont directement liés aux conditions naturelles su site et aux données météorologiques.  Le lien entre l'enneigement et les conditions météorologiques est évident : quand les conditions climatiques sont plus douces que d'habitude, il pleut plus souvent qu'il ne neige et la neige présente sur le sol fond plus vite. Quand l'épaisseur et durée de l'enneigement sont insuffisantes vis-à-vis des exigences relatives à l'exploitation des stations de ski, il devient nécessaire de procéder à des opérations d'enneigement artificiel. L'analyse des données météorologiques représente une étape importante dans l'évaluation des différentes opérations relatives à la mise en place du dispositif d'enneigement artificiel.

Nous disposons dans le cadre de notre étude des données météorologiques. Les données nous ont été transmis par le binome 1 qui fait l'étude hydrologique du bassin versant. L'analyse de ces données nous permet d'apprécier la nécessité et l'importance des opérations d'enneigement artificiel. Ces analyse s'appuient sur des modèles ainsi que sur des package sous R. Un package est une collection de fonctions utilisables sous R centrée sur un sujet particulier.  Dans notre étude, nous avons utilisé plusieurs bibliothèques externes dont (’Sirad’, ‘EcoHydRology’). Nous avons ainsi pu constituer un tableau de données (donnée.csv), constituer de 8 variables météorologiques (Température minimale, Température maximale(°c), Pluviométrie(mm), Débit moyen(m³/s), Rayonnement globale(Mj/m2/j), Enneigement (cm), Potentiel d’évapotranspiration(mm/jour)) (figure1). Nous analysons dans la suite ces variables en essayant de les interpréter vis-à-vis de l'enneigement naturel potentiel et de l'enneigement artificiel nécessaire. 

Figure1- Caractérisation des variables météorologiques

La température

Pour la température, nous avons pu avoir les données des Températures maximales et minimales dont on en a déduit la température moyenne entre le 01 janvier 2010 et le 08 Janvier 2015. (La figure 2) présente les variations des températures moyennes en °c durant cette période.  L'examen de cette figure montre que les températures moyennes les plus basses sont enregistrées entre Décembre et Janvier. En sachant que la saison de ski commence en Novembre dans la région et pourrait durer jusqu’à fin Mars, on pourrait en déduire qu'on a impérativement besoin de l’enneigement artificiel.

Figure 2- variation de la température moyenne

Les précipitations

Il est essentiel de déterminer le régime naturel des précipitations qui nous permet de préciser les impacts associés au déroulement naturel du cycle de l’eau et les impacts qui résultent des conséquences de l’enneigement artificiel. Nous disposons des données relatives aux précipitations en mm entre le 01 janvier 2010 et le 08 Janvier 2015 (Figure 3). La figure 4 indique que la pluviométrie est très irrégulière d’une année à une autre. La pluviométrie annuelle la plus basse enregistrée entre 2010 et 2015 a été de 681.6 mm (année 2011) et la pluviométrie annuelle la plus élevée a été de 813.3mm (année 2013). En effet l’hiver 2013/2014 a été exceptionnellement pluvieux en Provence – Alpes – Côte d'Azur, (meteofrance.fr : Bilan climatique de l’hiver 2013-2014).

Figure 3- Variation des Précipitations 

L’enneigement

Nous avons pu acquérir les données relatives à d’enneigement dans la station de Puy-Saint-Vincent à partir du site ‘skiinfo.fr’. Nous avons analysé la variation de l’enneigement entre les années 2010 et 2014 (figure 4). On peut remarquer que l’enneigement est très variable d'une année à l'autre et qu'il se concentre essentiellement durant la période entre Décembre et Avril. ​

Figure 4- Variation de l’enneigement 

L'évapotranspiration

A l'aide des packages (’Sirad’, ‘EcoHydRology’) on a pu déterminer des valeurs approximatives de l'évapotranspiration moyenne l'équation de Turk. On a eu les résultats de la figure 5. Les valeurs moyennes annuelles pour les année 2011, 2012, 2013 et 2014 sont respectivement de 453.9066​mm, 477.1158​mm, 490.8888​mm et 456.7683​mm. On peut noter que malgré que la variation de l'évaporation potentiel est très variée d'une année à une autre les valeurs annuelles sont approxiamtivement égaux référant aux sorties d'un bilan hydrologique alors qu'on a bien vu précedemment que les précipitations liquides et solides référants aux entrées dans un bilan hydrologique sont très variables. Ce qui justifie encore une fois le recours à l'enneigement artificiel dépandant de la différence variable des entrées et des sorties d'eau. 

Figure 5 - Variation de l'ETP entre 2011 et 2014  

La prévention des risques naturels

Généralités sur la gestion du risque

De nos jours le nombre de victime liés et aux accidents naturels sont évaluées à 5 millions de personnes. Les premières victimes sont les pays en voie de développement caractérisé par un développement démographique en continuelle augmentation qui en résulte une expansion urbaine irréfléchie ainsi qu’une dégradation importante du milieu naturel (déboisement suivi d'érosion des sols, modification des microclimats, etc.).

Afin de limiter les aléas naturels liés aux activités industrielles, les pays industrialisés ont mis en place différentes mesures de prévention et atténuation des risques potentiels. Bien que cela représente une très lourde charge pour l’économie de ces pays. On note bien que les pertes humaines sont en continuelle régression.

On notera aussi que les investissements mobilisés pour limiter les dégâts dangereux sont d’habitude rentable vue les couts très élevés des pertes économiques évités (exemple de la Californie ou le ratio correspondant au gain économique des mesure préventives a été estimé à 12 % pour les glissements de terrain, 20 % pour les risques sismiques et volcaniques, 60 % pour les inondations). En effet selon (Cojean, 2003) ‘L’intérêt économique des investissements

préventifs est bien plus grand quand ils s’intègrent dans des schémas de développement urbain et régional’. 

Cadre législatif et réglementaire de la gestion du risque en France

La France, qui a mis en place une politique de gestion du risque dotée d’un dispositif législatif et réglementaire. L’ordre chronologique des différentes mesures et des dispositions qui ont été mises en place est représenté sur la figure 1. 

Figure 1- Mise en place du dispositif législatif et réglementaire en France

Le premier plan de gestion des risques naturels mis en place en France a été consacré à la gestion des inondations. Les Plans des Surfaces Submersibles (PSS) ont été créés en 1935. La notion de périmètre de risque a été introduite en 1961 à la faveur de l’article R.111-3 du code de l’urbanisme qui fait référence au fait que « la construction sur des terrains exposés à des risques tels que : inondation, érosion, affaissement, éboulement, avalanche, peut, si elle est autorisée, être subordonnée à des conditions spéciales ». En 1967 des Plans d’Occupations des Sols (POS) ont été encadrés par la loi d’orientation foncière. La conservation des sols a été considérée dans le dispositif de prévention des risques naturels en 1972 avec la mise en place du plan Zones Exposées aux Risques de Mouvement du Sol et du Sous-sol (ZERMOSS). La même année a été mise en place les plan d’Exposition aux Risques Naturels prévisibles (PER), qui détermine les zones exposées aux risques Naturels ainsi que les mesures de prévention. En 1994 a été mise en place le Plan de Prévention des Risques Naturels Prévisibles (PPR) (Cojean, 2003).

Risques hydrologiques

Les risques hydrologiques représentent tous les dangers dus aux précipitations liquides ou solides. Dans cette partie nous allons essayer de caractériser les différents phénomènes naturels qui peuvent être à l'origine de risques hydrologiques qui peuvent menacer les différents aménagements de la station de ski de Puy-Saint-Vincent. Nous décrivons également les différents risques encourus et les mesures qui peuvent être mis en place pour les éviter ou pour les atténuer.

Le torrent est un cours d’eau de faible longueur et de forte pente (> 6%), caractérisé par des crues soudaines et violentes. Ces torrents peuvent donc transporter tout type de sédiments qui peut être de tailles et de volumes variables. Ces derniers peuvent être dévastateurs sous l’effet de ce qu’on appelle les écoulements de laves torrentielles et les dépôts sur les cônes torrentiels. Les laves torrentielles sont des mélanges de boues ainsi que des sédiments divers qui sont transportés sous l’effet de séquences de pluies intenses déclenchant un écoulement emportant les débris qui peuvent être très destructeurs. Ce genre d'écoulements avec le transport qui l'accompagne se produit dans les régions de forte pente et se déclenche avec l'augmentation des débits de ruissellement. En aval, lorsque le sol devient plus plat. Ces débris vont s’accumuler formant des dépôts sur les cônes torrentiels. 

Les mesures de prévention

La dynamique des phénomènes torrentiels dépend des aléas climatologiques et de nombreux paramètres environnementaux. L'évolution des risques associés aux phénomènes torrentiels pourrait être évaluée à partir de suivi des modifications de la largeur des bandes actives des torrents provoqués par les phénomènes torrentiels et les sapements des berges qu'ils peuvent provoquer.

Le site de la station de Puy-Saint-Vincent se situe en aval des cours d’eau Le Gyr, l’Onde et la Combe de Narreyrou. Donc la priorité pour un aménagement serait de protéger les personnes et les biens des conséquences  des phénomènes torrentiels. Pour cela on a pensé à l’aménagement d’un barrage perméable de sédimentation qui peut assurer une régularisation des débits solides lors des phénomènes exceptionnel qui peuvent être destructeurs.

Le principe de fonctionnement de ce barrage est simple, présence de petits crues qui laissent passer l’eau clair et retient les sédiments de grande tailles. La taille de crues dépend du type de barrage choisis. Selon (Van Effenterre, 1982), il existe plusieurs types de barrages : barrage de sédimentation, à grosses barbacanes, à pertuis, à fente et à grille métallique adaptable. Les sédiments sont retenus dans le barrage, leurs curage se fait soit d’une façon naturelle lorsqu’ils sont emportés par le courant soit manuellement par des engins adaptés. A cause des problèmes de colmatages qui peuvent survenir, l’intervention manuelle est souvent nécessaire surtout pour les régions forestières telles que Puy-Saint-Vincent avec la présence d’arbres dans les laves torrentiels (Figure 7). Pour une meilleure gestion des sédiments, on pourrait permettre à une entreprise de construction l’exploitation du bassin de sédimentation, qui est constitué par des granulats apportés par les torrents. Cette action doit être itéré à chaque crue afin de respecter un niveau de base de la retenue.

Figure 7- Emplacement potentiel du barrage perméable de sédimentation (source: Geoportail)

Risques et aléas géologiques

L’étude et la connaissance du contexte géologique est une étape incontournable avant toute construction d’aménagement et davantage encore pour la création de barrages et de retenues collinaires. En effet, le sol a un rôle extrêmement important à jouer dans les fondations, pouvant à lui seul être responsable du succès ou de l’échec du projet. Pendant de nombreuses années, cette étape a été négligée, occasionnant des catastrophes à plus ou moins grande échelle. 

Buts et méthodes de l’étude géologique

Il existe plusieurs méthodes de prospection disponibles pour réaliser les études nécessaires à l’implantation d’une retenue : la cartographie, les photos aériennes et les études sur le terrain (Comité Français des Grands Barrages, 1997). Aujourd’hui, l’intervention d’un géologue professionnel est requise dans la plupart des cas. Les buts de cette étude sont diverses : elle permet de replacer le site dans un contexte local et régional, de déceler d’éventuelles conditions géologiques rédhibitoires à toute construction, d’orienter le déroulement de la suite des études et éventuellement d’affiner le lieu d’implantation de la retenue en tenant compte de toutes les observations faites. L’étude tectonique tient notamment une part prépondérante afin de repérer la présence de potentielles failles sismiques actives qui pourraient affaiblir les fondations. Rappelons que les secteurs montagneux, et particulièrement les Alpes en constante formation, sont des zones très actives. 

Les différents aléas géologiques

Les informations suivantes sont tirées du livre Retenues d'altitude de L. Peyras et P. Mériaux (2009). 

La prise en compte des aléas géologiques est un point capital pour la construction d’une retenue, notamment en milieu montagnard où les versants sont souvent instables. Certains aléas peuvent être responsables de l’abandon pur et simple du projet car ils représentent un risque non maîtrisable et trop important. Nous allons ici développer trois types d’aléas liés à la géologie : les mouvements gravitaires rapides, les mouvements gravitaires lents et les instabilités souterraines.  

• Les mouvements gravitaires rapides

Ce sont des mouvements rocheux, qui peuvent être classés en fonction de leur importance et du volume transporté. On distinguera les simples chutes de pierres et de blocs, les éboulements et les écroulements rocheux. On considère un bloc ou rocher comme un volume unitaire compris entre le dm³ et la centaine de m³. Une pierre présente un volume inférieur au dm³. On appelle une chute de pierres ou de blocs un mouvement impliquant un volume total inférieur à 500 m³ et où on considère qu’il n’y a pas d’interaction entre les différents éléments. On appelle un éboulement rocheux un mouvement impliquant un volume total supérieur à 500 m³ et où existent des interactions, des chocs, entre les éléments en mouvement. Ces interactions vont rendre la prévision de ces mouvements et la dynamique générale plus complexes. Il est important de connaître la composition du sol car le type de roche (magmatique, métamorphique, sédimentaires) ainsi que la végétation, la tectonique des sols ainsi que le climat vont être paramètres influents de la dynamique. L’étude géologique se fait en 2 étapes :

• Localiser les zones de départ et évaluer leur activité (fréquence de départ et volume produit)

• Délimiter la zone maximale de propagation

Il faut pour cela repérer les blocs arrêtés surplombant, et également réaliser une étude historique sur les précédents événements ayant eu lieu pour évaluer l’activité. Dans le cas de notre station qui est boisée on peut repérer les cicatrices sur les arbres (étude dendrochronologique) et dater les blessures. Tous ces indices d’activité sont appelés des témoins silencieux (présence en falaise de zones de couleurs différentes et très contrastées pour repérer les points de départ, les arbres blessés avec fragments de roches dans le tronc, impacts dans le sol sous forme de cratère, blocs dans les arbres, etc).

Reconstituer les trajectoires potentielles de chacun de ces mouvements peut s’avérer fastidieux car beaucoup de paramètres entrent alors en jeu. Il existe des logiciels de simulation mais les résultats doivent être interprétés avec prudence. Les études sur le terrain sont indispensables pour repérer ces indices non repérables par cartographie. 

• Les mouvements gravitaires lents

Ce sont principalement des glissements de terrain. Ce sont des mouvements naturels qui permettent de rétablir l’état d’équilibre naturel perdu par la disparition des glaciers qui ne jouent plus le rôle de support. Même si ce sont des mouvements naturels, la réalisation d’aménagements et notamment la construction d’une retenue peut engager un mouvement du fait d'une surcharge locale ou de l'augmentation des pressions interstitielles dans le sol engendrée par des fuites de la retenue. Il existe deux types de glissements : le premier est un glissement plan sur une couche dite « savon ». Le second est le glissement rotationnel. Il est plus facile de prévoir un glissement plan car la couche savon est souvent reconnaissable grâce aux études géologiques préliminaires, mais le glissement rotationnel se produit de façon plus courante. L’utilisation de photos aériennes peut permettre de reconnaître des indices quant à ces instabilités tels que des décrochements, des éboulements actifs, des zones de bombements, synonymes de l’activité du mouvement. Des observations sur site nous permettront de trouve des indices tels que des failles, mais aussi des fracturations ou des schistosités.

• Les instabilités souterraines 

Elles sont le plus souvent liées à la présence de karst ou de poches de gypse pouvant entraîner des effondrements. Les formations karstiques sont des formations très poreuses : elles présentent des difficultés à retenir et l’eau et sont instables en entraînant parfois la rupture de grottes et donc un affaissement du terrain. Elles sont à éviter sur les sites de construction. La recherche des instabilités liées au quartz peut être réalisée grâce aux cartes géologiques et à des observations de terrain. Les indices les plus courants à repérer  sont la présence d'affleurements de calcaires massifs, des formes de dolines ou la présence de lapiaz. Ces formes sont observables dans la Chartreuse par exemple. 

Figure 1: un lapiaz à la Dent de Crolles, dans le massif de la Chartreuse (Isère) Source : Wikipedia

La présence de gypse représente également un critère qui peut être rédhibitoire. De formule CaSO4·2H2O, cette roche évaporite est composée de sulfate de calcium. Elle est particulièrement sensible à l’eau. Elle est formée par la superposition de plusieurs feuillets successifs, reliés entre eux par des liaisons faibles. En cas d’infiltrations locales d’eau, ces liaisons vont être fragilisées entraînant la dissolution du gypse, ce qui peut provoquer des effondrements. Ce sont des phénomènes bien connus dans les carrières de gypse notamment en la région parisienne. Pour cette raison, une attention particulière devra être apportée à l’étanchéité de la retenue et du réseau si du gypse venait être trouvé sur site.
La présence de gypse n’est pas aisée à reconnaître. En plus des cartes géologiques, une étude de terrain est plus que jamais nécessaire avec le repérage de cargneules, des roches vacuolaires jaunâtres avec des reliefs découpés. Une eau sulfatée pourrait également être synonyme d’un sol contenant du gypse (voir le contexte géologique et qualité de l'eau). 

Figure 2- cargneule (source: site Géologie et patrimoine, Matheysine et alentours) 

De manière globale, la composition souterraine au niveau local est à prendre en compte. La présence d’argiles est à vérifier car elles sont soumises à des variations importantes de volume : elles peuvent gonfler en présence d'eau et se rétracter en période de dessiccation, provoquant des mouvements au sein de la retenue. La présence d’une couche meuble hétérogène en profondeur peut également induire des phénomènes de suffusion, où l’érosion souterraine provoque un affaissement de la surface. 

Contexte géologique de la station de Puy-Saint-Vincent

Nous allons ici étudier le contexte géologique de la station, et nous intéressant plus particulièrement aux sites éventuels retenus pour la construction de la retenue. 

• Constitution du sol et contexte géologique

La station de Puy-Saint-Vincent est située dans la région Briançonnaise, dans le département des  Haute-Alpes. Située dans le massif des Ecrins-Pelvoux, ce dernier fait partie des massifs cristallins externes. 

Figure 3- carte géologique des zones alpines et ensembles rocheux rencontrés dans les Alpes occidentales françaises (Source : www.geol-alp.com)

Les roches constituant le sol au niveau de la station sont principalement sédimentaires et métamorphiques. Les cartes géologiques du Briançonnais montrent que le haut de la station est principalement formé de flyshs et de conglomérats nummulitiques (roches sédimentaires calcaires). On remarque également une ceinture de gypse (en rouge sur les figures 4 et 5) située juste au-dessus de la ville de Puy-Saint-Vincent. Même si elle ne semble pas très étendue et située vers le bas de la station, et que le gypse ne semble pas très présent dans la vallée de la Vallouise, des études plus approfondies sur le terrain, notamment la réalisation de carottages au niveau des sites choisis pourraient être nécessaires afin de confirmer cela. 

Figures 4,5,6: cartes géologique de Puy-Saint-Vincent, indiquée dans le cadre rouge, et leur légende. La commune étant située la jonction de quatre cartes géologiques différentes, elles doivent être compilées afin d'avoir une idée du contexte géologique global.

La localisation de la station dans les Alpes peut également induire localement la présence de roches métamorphiques. Les schistes, lorsqu’ils se délitent en feuillets, deviennent particulièrement instables et sujets aux mouvements gravitaires rapides. Une étude locale permettra d’évaluer leur présence au niveau des sites sélectionnés. ​

• Etude des aléas géologiques et sites de construction

Plusieurs sites potentiels ont été sélectionnés pour construire la retenue collinaire. Ils sont au nombre de quatre. Nous allons nous intéresser aux caractéristiques géologiques de chacun d'entre eux afin d'estimer les aléas géologiques que nous pourrions rencontrer et ainsi évaluer leur potentiel de construction respectif. Les données satellites utilisées datent de 2010.

Figure 7- présentation des quatre sites potentiels de construction de la retenue (Source: Google Earth)

Ces sites ont été choisis en collaboration avec le binôme 1 afin qu'ils répondent aux différentes contraintes hydrologiques et de construction. Le trait rouge délimite les contours du bassin et de la station. 

Site 1:

Figure 8- emplacement du site 1 à l'ouest du bassin. Les coordonnées exactes sont indiquées en bas de l'image (source: Google earth).

Ce site est situé sur un replat naturel, ce qui est un atout pour la construction, évitant ainsi des travaux de terrassement trop lourds. Cependant, il est situé sous un relief présentant des signes d'instabilité. En effet, la présence de zones plus claires à l'ouest du site marquant une frontière plus ou moins nette peut être synonyme d'une dynamique des sols, notamment pour les mouvements gravitaires lents ainsi que des éboulements. 

Figure 9-  vue du site 1 et exposition à des pentes supérieures à 30° indiquées en rouge  (Source: www.skitrack.fr)

Cette carte permet de voir que le site 1 est bien situé à l'aval de pentes supérieures ou égales à 30°, ce qui représente un risque non négligeable de mouvements gravitaires. Des études de terrain plus poussées seront nécessaire afin de déterminer la cohérence du sol et les risques d'éboulement. La mise en place de mesures de sécurité lors de passage d'engins ou la mise en place de protection devront être envisagées en cas de construction (voir la construction d'aménagements associés à la retenue)

Site 2: 

Figure 10- emplacement du site 2, à l'ouest du bassin, au-dessus du site 1 (source: Google earth)

Il est constitué d'un lac naturel. Situé à proximité de la ligne de crête, il peut être sensible à certains aléas climatiques comme des vents forts, de l'érosion, l'apports de particules éoliennes, un ruissellement fort. Cependant, son environnement boisé lui confère une protection contre ces aléas ainsi qu'une cohésion du sol pour éviter les glissements de terrain. En cas de construction, un boisement maximum devra être conservé afin d'assurer cette protection. 

Figure 11- vision surplombante du site 2. Estimation de l'exposition à des pentes supérieures à 30° ainsi que de la proximité avec la ligne de crête (source: Google earth)

Site 3: 

Figure 12- emplacement du site 3 (Source: Google Earth)

Le site 3 est situé sur un plateau naturel. Du fait de son emplacement, il n'est pas directement menacé par des éboulements. Cependant, il est très exposé aux aléas climatiques. La proximité de pentes supérieures à 30° situées en aval nécessiteront une étude approfondie du sous-sol afin de prévenir tout mouvement gravitaire lent que pourrait occasionner une surcharge locale créée par la retenue.

Figure 13- Exposition du site 3 aux pentes supérieures à 30° indiquées en rouge. (Source: www.skitrack.fr)

Site 4:

Figure 14- Emplacement du site 4 à l'est du bassin et de la station. (Source: Google Earth)

Cet emplacement est situé à l'est de la station, sur la ligne de crête séparant le bassin versant de la combe de Narreyrrou. De la même façon que pour le site 3, il n'est pas directement menacé par des phénomènes d'éboulement du fait de sa position surplombante, mais sa proximité avec des pentes supérieures à 30° doit être prise en compte.

Figure 15- vision surplombante du site 4 et proximité avec des pentes supérieures à 30°. (Source: www.skitrack.fr)

Conclusion de l'étude et avertissement:

Ces observations préliminaires se basent uniquement sur des cartes géologiques et des images satellites. Elles ne permettent pas de connaître toutes les caractéristiques géologiques avec précision, mais permettent d'avoir une première impression. Des études de terrains sont absolument nécessaires pour repérer les caractéristiques locales, avec notamment des carottages afin de déterminer les caractéristiques du sol qui sont primordiales. 

Risques avalancheux

Les avalanches regroupent tous les phénomènes mettant en jeu une masse de neige qui se met brusquement en mouvement et progresse rapidement jusqu'en bas d'une pente. Elles représentent un danger pour la retenue car elles peuvent provoquer sa rupture. Nous ne nous intéresserons ici qu'aux facteurs fixes intervenant dans l'identification des risques. 

Figure 1- photo d'une retenue collinaire impactée par une avalanche. (Source: http://rga.revues.org/1471)

Les différents facteurs influençant la stabilité du manteau neigeux

Différents facteurs interviennent dans la stabilité du manteau neigeux, donc dans le déclenchement d'avalanches. Les informations suivantes sont issues du site de l'Institut pour l'Etude de la Neige et des Avalanches WSL. 

• La topographie

Elle comprend la forme du relief mais aussi ses caractéristiques favorisant les avalanches comme dans les combes ou les couloirs d'accumulation situés souvent à proximité des crêtes. 

• La pente

La pente joue un rôle clef car elle est synonyme de gravité, moteur de l'avalanche. La plupart des avalanches se produisent sur des pentes entre 30° et 40°. 

• L'exposition

Ce terme comprend à la fois l'exposition au soleil mais aussi l'exposition au vent. Les pentes donnant au nord vont rester longtemps à l'ombre en hiver, ce qui les privera d'un ensoleillement direct. Or ce dernier est responsable des différentes transformations de la neige (alternance de fonte et de regel), ce qui provoquera le tassement et donc la consolidation du manteau neigeux. Au contraire, les pentes orientées au sud recevront un ensoleillement direct favorisant un tassement rapide et une consolidation du manteau neigeux. L'exposition au vent est également importante: les pentes soumises à l'accumulation de neige présenteront une augmentation locale de la charge ainsi qu'un manteau non cohésif donc favorable au déclenchement d'avalanches. La végétation est également à prendre en compte. Comme pour les glissements de terrain, un site boisé favorise la cohésion du manteau et ralentira la progression de la coulée de neige. 

Etude de la station de Puy-Saint-Vincent

Nous étudions les emplacements des quatre sites potentiels pour la construction de la retenue en fonction des risques d'avalanche. 

Figure 2- carte des pentes supérieures à 30° du domaine skiable de Puy-Saint-Vincent (source: www.skitrack.fr)

D'après la carte, il semblerait que seuls les sites 1 et 2 pourraient être directement menacés par des coulées de neige en amont. La position surplombante des sites 2 et 4 semble les protéger de ces aléas. Une coulée dans la retenue pourrait avoir de lourdes conséquences sur la retenue elle-même mais également sur les installations situées en aval (voir l'étude en cas de rupture de la retenue). La mise en place de moyens de protection contre les avalanches pourra être envisagée (voir construction des aménagements associés à la retenue), à la fois pour protéger les installations mais également pour protéger les accès lors de l'apport des matériaux. Ces données peuvent être vérifiées avec la carte des avalanches produites dans le passé donc susceptibles de se produire de nouveau. 

Figure 3- exposition des différents sites potentiels de construction aux avalanches potentielles du domaine skiable de Puy-Saint-Vincent. En rose sont indiquées les avalanches rapportées par témoignage, en beige sont indiquées les avalanches probables par interprétation des phénomènes passés (source: Géoportail)

En compilant ces informations, il semblerait bien que seuls les sites 1 et 2 soient directement menacés par des avalanches. 

Conclusion de l'étude et avertissement:

L'étude des cartes topographiques et des phénomènes passés permettent d'estimer les risques potentiels des différents sites par des phénomènes avalancheux. Cependant, les facteurs variables climatiques et météorologiques sont indispensables à mettre en relation suivant les années. 

Risques sismiques

Les informations suivantes sont en parties tirées du livre Retenues d'altitude de L.Peyras et P.Mériaux (2009).

>Les risques sismiques sont à prendre en compte dans le choix du site de construction pour la retenue. La prévention quant à ces risques va dépendre du type d'ouvrage construit et des conséquences que pourrait engendrer une rupture. Lorsque que les conséquences du séismes se cantonnent à un voisinage immédiat, on dit que l'ouvrage est à "risque normal". Au contraire, lorsque les conséquences peuvent s'étendre beaucoup plus loin, notamment pour les retenues situées en aval de construction ou lieu de résidence, on estime l'ouvrage à "risque spécial". En France, on utilise généralement la notion de séisme maximal possible (SMP) correspondant au séisme "le plus pénalisant pour le site et concevable au regard de la tectonique régionale". Il est estimé à partir du séisme historique maximum vraisemblable (SMHV). Ce dernier traduit le postulat selon lequel un séisme ayant eu lieu dans le passé peut se produire de nouveau sur la même zone active et avec une puissance comparable. Il est ainsi basé sur plusieurs critères donnés par la circulaire DPPR/SEI du 27 mai 1994.
Le risque sismique peut en premier lieu être apprécié par la carte de zonage sismique de a France.

Figure 1-  Zonage sismique de la France. Source:Prim.net (source: http://www.risquesmajeurs.fr/le-zonage-sismique-de-la-france) 

Le massif abritant Puy-Saint-Vincent est classé dans une zone sismique modérée. En effet les Alpes, en constante formation, sont connues pour leur activité sismique. 

La superposition des cartes du relief avec les cartes géologiques de la région permet d'estimer le contexte local au niveau de chacun des sites potentiels. 

Figure 2- visualisation des quatre sites potentiels avec superposition des cartes topographiques du bassin et des cartes géologiques. Le bassin est délimité en rouge. (Source: Google Earth et Géoportail)

On remarque sur cette carte la présence de plusieurs failles situées à proximité des sites 1, 2 et 3. Ces failles, si elles s'avèrent effectivement actives par des mesures sur le terrain, peuvent induire des micromouvements et causer des déséquilibres locaux. On considère que la présence d’une faille potentiellement active (ayant montré une activité dans le quaternaire récent) peut être une cause d’abandon du projet, notamment dans le cas des grandes retenues. Ces données seront donc à prendre en compte lors du choix du site final.