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Le Rhône en 100 questions : 5-02 Comment les crues se propagent-elles ?
Sur un tronçon de cours d’eau entre deux affluents, sans apports latéraux, et de géométrie régulière, une crue s’étale et s’amortit de manière progressive vers l’aval : autrement dit, le débit de pointe diminue et le temps de montée augmente régulièrement vers l’aval.
Les paramètres de propagation relativement constants d’une crue à l’autre sont liés aux pentes et aux formes globales des lits mineur et majeur. Les analyses statistiques des hydrogrammes de crues connues et les modèles hydrauliques mettent en évidence ces paramètres.
Les paramètres de propagation
- Temps de propagation (ou délai de réaction) : entre deux points où la propagation n’est pas influencée par des apports, ce paramètre est assez facile à cerner. Il reste cependant fonction du débit considéré. Par exemple, entre deux points, le délai d’apparition de la crue n’est pas le même que le temps de passage du maximum de crue. La propagation de la crue ne prend pas ici en compte le raccourcissement du temps de réaction ou de concentration de l’écoulement. Celui-ci reste influencé par l’imperméabilisation du bassin versant, l’encombrement des lits majeurs et les impacts de la chenalisation.
- Amortissement : une partie de l’énergie transportée par la crue est dissipée par la rugosité des fonds et des terrains immergés. Ce phénomène se traduit par la déformation classique des hydrogrammes de crue ; la pointe de l’hydrogramme au point aval est inférieure à celle de l’amont et les temps de montée et de descente sont allongés.
- Écrêtement : les variations de la géométrie du lit, avec les grandes zones d’expansion des crues, ou au contraire l’occupation des lits peuvent modifier ce comportement. Les eaux, qui se répandent dans les zones d’expansion des crues, sont stockées pendant la phase de montée, puis restituées pendant la phase de décrue. Les volumes écoulés sont conservés mais ils passent au point aval en un temps plus long et avec un débit de pointe plus faible qu’au point en amont. À l’inverse, une diminution du lit majeur (passage du cours d’eau dans un défilé par exemple) peut raidir l’hydrogramme de crue (augmentation du débit de pointe et de la vitesse de propagation, diminution du temps de montée).
- Apports : il est évident que la présence d’affluents importants ou d’apports latéraux significatifs contrarie également le comportement ordinaire et peut faire croître substantiellement les débits de pointe vers l’aval.
Comment ces phénomènes se mettent-ils en place sur le Rhône ?
À la variété des scénarios climatiques et hydrologiques régissant la formation des crues du Rhône correspondent des conditions de propagation également variées. De plus les affluents sont nombreux et importants. Au total, la dynamique des crues dans le bassin du Rhône ne relève pas d’un simple et unique schéma. En revenant à un découpage par grands tronçons, on peut en présenter les traits principaux.
Sur le Rhône supérieur, en aval du Léman, la propagation de la crue est considérée comme semi-rapide. Les affluents alpins réagissent rapidement aux précipitations et l’augmentation des débits se répercute en quelques heures dans le Rhône. La crue
se forme en une demi-journée après les épisodes de pluie sur le secteur le plus en amont. On notera cependant que la plaine
de Chautagne et le lac du Bourget écrêtent jusqu’à 500 m3/s sur un débit de 3 000 m3/s
du Rhône supérieur.
- Au niveau de la confluence de l’Ain, la crue arrive dans les 24 heures et continue à progresser durant une demi-journée, après avoir été à nouveau écrêtée dans la plaine de Brangues-Le Bouchage, pour des débits supérieurs à 1 500 m3/s.
- La crue combinée du Rhône et de l’Ain arrive ensuite à Lyon en moins de 12 heures. Cette relative rapidité de la propagation des crues limite la durée de la phase la plus critique qui ne se prolonge en général pas au-delà de deux jours à Lyon.
À l’aval de Lyon, la crue semi-rapide du Rhône et la crue très lente et prolongée de la Saône se rassemblent pour se propager avec une double dynamique, souvent plus rapide dans un premier temps, puis plus lente dans un deuxième temps.
Avant d’arriver à Valence, l’Isère et les affluents venant du Massif Central apportent chacun une nouvelle composante à la crue du Rhône en fonction des précipitations qu’ils ont reçues. Le débit de base met environ 12 heures à se propager entre Lyon et Valence, mais il peut être augmenté en quelques heures par celui des affluents de la rive droite et en une demi-journée par celui de l’Isère.
En descendant la vallée, la dynamique de la crue, tributaire des réactions des affluents, se complexifie. On distingue trois principales configurations.
- La première voit les crues formées entre Lyon et Valence s’atténuer vers l’aval quand les bassins des affluents ont été faiblement arrosés.
- La configuration qui produit des crues généralisées correspond à des apports répartis le long du cours. C’est la crue d’octobre 1993 et celle de mai 1856, avec toutefois un phénomène plus complexe comprenant plusieurs ondes de crue.
- La dernière configuration correspond à une production prépondérante des affluents du cours aval. Elle peut s’observer à partir de débits faibles du Rhône à Lyon, la crue se formant essentiellement dans le cours aval (scénario des crues de 2002 et 2003). Les crues des affluents sont souvent décalées dans le temps mais elles contribuent à augmenter les débits propagés.
Sur le cours du Rhône aval, en dehors des crues qui se propagent sans renforcement depuis Lyon-Valence en pratiquement deux jours, les réactions se manifestent dans le Rhône en une douzaine d’heures après les épisodes de pluie.
Ce qu’il faut retenir
Globalement pour l’ensemble du bassin, la formation des crues du Rhône s’opère dans des délais inférieurs à la journée.
Les événements de crue importants qui peuvent se dérouler sur plus d’une semaine sont quant à eux plutôt des épisodes à plusieurs temps de crue.
La connaissance de la propagation des crues du Rhône est une des préoccupations majeures des services de prévision des crues pour évaluer l’évolution probable des niveaux et des débits.
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