banner-ombre-top
banner-ombre-left
Vue du Court of the Patriarchs et de la Virgin River dans le Zion National Park (Utah, Etats-Unis). © Joe Cornish/Digital Vision/Getty Images

Caractérisation de l’aléa inondation fluviale sur le lieu-dit Ruisseau Debons, à Saint-Pierre et Miquelon

24.09.2018
Dans le cadre de l’élaboration d’un plan de prévention des risques naturels pour la commune de Miquelon-Langlade, la préfecture de Saint-Pierre et Miquelon a sollicité le BRGM afin de caractériser l’aléa inondation au droit du ruisseau Debons. En raison de l’absence d’information historique sur une crue exceptionnelle, l’aléa inondation a été cartographié en combinant des approches pluviométrique, hydrologique et hydraulique permettant d’évaluer les cotes et les vitesses moyennes de l’écoulement pouvant être généré lors d’une crue centennale. Compilées au sein d’un Système d’Information Géographique, ces informations ont, in fine, permis de définir une cartographie de l’aléa inondation sur la quasi-totalité de la zone d’étude.

En considérant une destruction totale, lors de la crue, du bouchon sableux ou graveleux formé par le transport sédimentaire marin au droit de l’embouchure, la modélisation montre que l’ensemble des habitations situées dans le lit majeur se situe « en zone inondable » avec des hauteurs d’eau pouvant atteindre, voire dépasser ponctuellement, un mètre et ce, avec une vitesse d’écoulement supérieure à 0,5 m/s.

Submersion occasionnée par une crue centennale (Q100=93 m3/s) et un niveau marin égal à 2,24 m NGF  en présence du bouchon formé par le transport sédimentaire marin au droit de l’embouchure. © BRGM (fond de carte IGN)

Submersion occasionnée par une crue centennale (Q100=93 m3/s) et un niveau marin égal à 2,24 m NGF en présence du bouchon formé par le transport sédimentaire marin au droit de l’embouchure. © BRGM (fond de carte IGN)

Contexte

Dans le cadre de l’élaboration du plan de prévention des risques naturels pour la commune de Miquelon-Langlade et suite à une étude ayant permis de définir les aléas littoraux, la préfecture de Saint-Pierre et Miquelon a confié au BRGM la réalisation d’une étude visant à caractériser l’aléa inondation dans une zone de camping située à l’embouchure du ruisseau Debons.

Objectif

Réalisée en partenariat avec la Direction des Territoires, de l'Alimentation et de la Mer (DTAM) de Saint-Pierre et Miquelon, ce projet a eu pour objectif de cartographier l’aléa inondation à partir des caractéristiques de submersion (hauteurs d’eau et débits) en cas de crue centennale.

Pour cela, les données pluviométriques et hydrologiques existantes issues des observations de Météo-France et de la bibliographie ainsi que des mesures topographiques de terrain, réalisées par la DTAM, ont été exploitées.

Programme des travaux

Des calculs et analyses pluviométriques, hydrologiques et hydrauliques ont été combinées afin de dimensionner l’impact en termes de submersion de la crue centennale à l’embouchure du cours d’eau.

L'étude pluviométrique a permis de définir une pluviométrie de projet, c’est à dire la pluie de durée égale au temps de concentration du bassin versant pour une période de retour centennale. Elle s’est déroulée selon les étapes suivantes :

  • caractérisation des précipitations survenant sur le bassin versant étudié,
  • estimation de la fréquence des évènements extrêmes observés,
  • estimation du Gradex (gradient des valeurs extrêmes) et des valeurs fréquentielles des pluies de durée égale au temps de concentration du bassin versant de l’étude qui soient représentatives,
  • définition de la relation pluie – lame ruisselée.

L’étude hydrologique réalisée ensuite a permis de définir, au droit de la zone d’étude, les débits de projet, c’est-à-dire les débits maxima instantanés des crues pour des périodes de retour variables, la période centennale servant de base minimale pour dimensionner des aménagements de protection contre les crues. Les débits fréquentiels maxima des crues ont été calculés en utilisant la formule rationnelle en prenant les hypothèses suivantes :

  • la pluviométrie du bassin versant est égale à la pluviométrie mesurée à Saint-Pierre ;
  • le coefficient de ruissellement décennal est égal à 0,5.

Enfin, l'étude hydraulique a permis de définir, au droit de la zone d’étude, les zones inondées par une crue de fréquence centennale. Dans la mesure du possible, les hauteurs d’eau et la vitesse d’écoulement ont été précisées.

Pour ce faire, le BRGM a utilisé un logiciel de calcul d’écoulement à surface libre développé par le ministère américain de la Défense (et plus particulièrement le corps des ingénieurs de l'armée des États-Unis) : HEC-RAS. Ce logiciel permet de simuler les écoulements du lit mineur, du lit majeur et éventuellement des zones d‘épandage des crues (modélisation 1D avec casiers) à partir de la topographie et des caractéristiques hydrologiques des crues simulées.

Ajustements, suivant une loi de Gumbel, des pluies journalières maximales annuelles. © BRGM

Ajustements, suivant une loi de Gumbel, des pluies journalières maximales annuelles. © BRGM

Résultats obtenus

Compilées au sein d’un Système d’Information Géographique (SIG), ces résultats ont, in fine, permis de cartographier l’aléa inondation sur la quasi-totalité de la zone d’étude. En considérant l’hypothèse d’une destruction totale, lors de la crue, du bouchon sableux ou graveleux formé par le transport sédimentaire marin au droit de l’embouchure, la modélisation montre que l’ensemble des habitations situées dans le lit majeur se situe « en zone inondable » avec des hauteurs d’eau pouvant atteindre, voire dépasser ponctuellement, un mètre et ce, pour une vitesse d’écoulement supérieure à 0,5 m/s.

Données topographiques utilisées. © BRGM (source IGN/DTAM)

Données topographiques utilisées. © BRGM (source IGN/DTAM)

Localisation des profils et distribution des vitesses moyennes lors d’une crue centennale avec niveau aval haut en l’absence de bouchon à l’exutoire.  © BRGM (fond IGN)

Localisation des profils et distribution des vitesses moyennes lors d’une crue centennale avec niveau aval haut en l’absence de bouchon à l’exutoire.  © BRGM (fond IGN)

Partenaires

Direction des Territoires, de l'Alimentation et de la Mer (DTAM) de Saint-Pierre-et-Miquelon

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34