SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  46
Les crues torrentielles
Présenté par :
Mr. Abdelhadi Ammari
Maître de Conférences
ENSH
Quelques définitions
Torrents
Cours d’eau à régime rapidement variable, de pente
moyenne supérieure à 6 %, caractérisé par
un transport solide souvent abondant.
La rivière torrentielle, quant à elle, est de pente
moyenne comprise entre 1,5 et 6 % elle
n’atteint jamais un profil d’équilibre et est sujette à
des crues subites.
Débit : volume d’eau écoulé en une seconde par
un cours d’eau en un point de son cours ;
ce débit brut s’exprime en m3/s ; le débit de pointe
d’une crue est le débit instantané correspondant
au maximum de la crue ; il peut être bien supérieur
au débit quotidien moyen du même jour.
Crue
Augmentation du débit d’un cours d’eau dépassant plusieurs fois le débit moyen qui
peut être
à l’origine d’inondation, c’est-à-dire le recouvrement par de l’eau des terrains
riverains plus ou moins proches du cours d’eau en crue.
Le caractère torrentiel renvoie à la définition même du torrent : “cours d’eau de
montagne, rapide et irrégulier, de faible longueur, plus ou moins à sec entre des
crues violentes et brusques”.
l On distingue les crues :
- Simples lorsqu’elles n’ont qu’une cause principale, telles celles résultant :
- de la rupture de barrage naturel comme les crues d’embâcles (amoncellement
d’objets
flottants),
- d’averse provoquée par des pluies intenses sur un bassin versant imperméable ou
imperméabilisé dont le sol est déjà saturé, où l’eau ruisselle directement sur les
versants
jusqu’à la rivière.
- Liées à la fonte des neiges (crues nivales) mais plus encore à des averses de
printemps venant gonfler les débits déjà soutenus dus à la fusion nivale.
- Les crues complexes dues à l’interférence de plusieurs causes sur un même bassin
versant.
Lit mineur - lit majeur
On appelle lit mineur, le chenal apparent limité par des berges franches dans
lequel s’écoulent les basses eaux et le débit moyen annuel.
Le lit majeur est la section d’écoulement des crues au-delà du lit mineur.
Décrue
Phase terminale d’une crue pendant laquelle le débit ne cesse de
diminuer.
Pente
Inclinaison par rapport à l’horizontal d’un versant, d’une surface, du
profil en long d’un talweg.
Talweg
Ligne qui joint les points les plus bas d’une vallée et suivant laquelle
s’écoulent les eaux.
Alors qu'en est-il des crues des torrents à
proprement parler ? Rappelons-nous que la
définition du torrent fait d'abord référence à de
fortes pentes, favorisant l'érosion et le
transport des sédiments arrachés sur les
pentes ou prélevés dans le lit-même des cours
d'eau sous l'action de l'écoulement. Les
écoulements torrentiels sont donc
susceptibles de présenter des concentrations
en sédiments très élevées, d'autant plus
importantes bien sûr que les pentes seront
raides, et que l'écoulement, autrement dit la
crue, sera vigoureux. On pose là une définition
différente des crues torrentielles, plus
spécifiquement hydraulique, car reliée à la
nature des écoulements.
Les conséquences de l'intensité du
transport solide dans les écoulements
torrentiels sont diverses. D'abord, l'importance
des interactions entre phase liquide et phase
solide met en défaut les lois de l'hydraulique
classique, c'est-à-dire de l'hydraulique d'eau
claire. Par exemple Smart et Jaeggi ont mis en
évidence (1983) qu'à partir d'une pente de
l'ordre de 7 %, la hauteur d'écoulement, pour
un débit liquide donné s'écoulant sur un lit
affouillable devenait significativement
supérieure à ce qu'elle devrait être si
seulement de l'eau s'écoulait. Le supplément
de hauteur est à attribuer à la présence de
sédiments dans l'eau, qui ne peut donc plus
être négligée dans le calcul de la hauteur
d'écoulement. De même, selon Graf et Altinakar
(1995),
Au delà d'une concentration
volumique de 8 %, un écoulement
chargé en matériau solide ne se
comporte plus de façon semblable à
l'eau, parce que la relation entre les
forces exercées et les déformations est
différente de celle que l'on connaît pour
l'eau, sur laquelle est fondée
l'hydraulique classique. Il est donc
nécessaire de faire appel à une
hydraulique différente, reconnue en tant
que telle depuis à peine plus d'une
dizaine d'années, et baptisée
logiquement hydraulique torrentielle.
En termes de risque les
conséquences du transport solide sont
bien évidemment considérables. Il ne
suffit plus de se prémunir contre une
montée du niveau d'eau, il faut se
protéger contre des engravements ou
des affouillements considérables, ou
encore des coulées de boue capables
de causer des dommages matériels ou
humains très importants.
Caractéristiques d’un torrent
Un torrent peut être caractérisé par son régime, sa pente,
son travail.
Il existe deux types de comportement
Torrent à affouillement (ou à écoulement peu chargé) : il
se nourrit des débris des versants friables et se creuse en
terrains tendres.
Torrent à clape (ou à écoulement fortement chargé) : il
recrute son matériel dans des débris de parois rocheuses
et creuse son lit en roches dures ; il est rebelle à la
correction car la désagrégation des falaises qui pourvoit à
son ravitaillement est inépuisable.
Description d’un torrent
Un torrent comprend d’amont en aval :
- le bassin de réception,
- le chenal d’écoulement,
- le cône de déjection : lieu où se déposent les matériaux,
issus des transports solides.
Composition d’un bassin
Bassin de
réception
Chenal
Talweg
Modes d’action du torrent : érosion,
transport, dépôt
l 1.3.1 - Érosion
Ensemble des phénomènes extérieurs à l’écorce
terrestre qui contribuent à modifier les formes du relief
et du paysage en général. Cette modification se fait
par enlèvement de matière (sols et roches) : c’est
l’érosion proprement dite, mais aussi par accumulation
(cônes de déjection).
Dans les falaises se produisent des éboulements.
Tous les blocs tombés constituent la clape. Un torrent
qui prend naissance sous une falaise est donc un
torrent à clape.
On appelle affouillement longitudinal le creusement
du lit par l’action de l’eau. Il a surtout pour résultat
l’écroulement ou le glissement des berges résistantes.
Profil d’équilibre
Le creusement se fait de l’aval vers l’amont à partir d’un point situé au bas
du profil en long appelé niveau de base.
Les pentes du profil croissent depuis le niveau de base jusqu’au sommet du
profil.
Le profil d’équilibre est le profil en long d’un cours d’eau tel qu’en chaque
point, l’action de l’eau ne parvient plus à affouiller le lit et ne dépose plus.
Ce profil théorique est rarement atteint naturellement par les torrents.
En période de crues, le torrent transporte des matériaux, c’est le
déblaiement.
Après le passage d’une crue
Les crues torrentielles
Le contexte torrentiel
Les crues torrentielles représentent une menace
permanente pour beaucoup de villages de montagne
qui se trouvent implantés sur le cône de déjection de
torrents. La soudaineté de ces crues et la puissance
des écoulements qui en résultent les rendent
particulièrement dévastatrices. Ainsi en Algéie déplore-
t-on chaque année un certain nombre d’habitations
endommagées et de routes coupées et même de
pertes humaines.
On peut observer des écoulements dans
lesquels les sédiments sont charriés au voisinage du
fond sous l'effet des forces hydrodynamiques dues à
l'écoulement d'eau. L'eau et les sédiments transportés,
ainsi d'ailleurs que les sédiments transportés entre
eux, ont des vitesses de déplacement nettement
différentes. Ce mode de transport solide présente donc
des analogies certaines avec le transport de sédiments
charriés dans les rivières à faible pente, et on le
baptise donc par analogie charriage torrentiel. Les
valeurs de concentration solide sont en revanche d'un
tout autre ordre de grandeur, puisque si à des pentes
de 1 % les concentrations maximales sont de l'ordre de
0, 1 %, pour des pentes de 10 %, l'ordre de grandeur
des concentrations solides est de 10 % également. On
parle alors de charriage hyperconcentré
Illustré autrement, dans ces écoulements, la
hauteur d'écoulement est du même ordre de
grandeur que la taille des plus gros blocs
transportés (tout au plus le double ou le triple). On
comprend alors aisément que les risques de
débordement soient au moins autant liés aux
évolutions du niveau du lit, suite à des
engravements locaux par exemple, qu'aux
variations de la hauteur d'écoulement proprement
dite. D'ailleurs une autre manifestation de l'intensité
du transport solide par charriage est une fluctuation
très marquée et très rapide du nombre et de la
position des chenaux d'écoulement, constamment
refaçonnés par l'écoulement et les alternances
érosion/dépôt correspondant. En rivière de plaine
au contraire, le risque d'inondation « classique »
résulte généralement des seules variations du
tirant d'eau dans un lit supposé fixe à l'échelle de
temps de la crue, puisque le transport solide y est
marginal.
Hydraulique Torrentielles (Meunier 1991)
Ecoulement lors d’une crue
torrentielle
Ecoulements dans les cas des crues
torrentielles
La principale particularité des écoulements
torrentiels par rapport aux écoulements en rivières à
faible pente consiste en un transport de sédiments (ou
transport solide) beaucoup plus important, au moins en
période de crue. De plus, les écoulements torrentiels
transportent souvent des particules de grandes
dimensions, jusqu'à des blocs rocheux de plusieurs
tonnes. La pente figure bien entendu au premier rang
des causes de ce transport solide accru.
En plus de la pente, les autres caractéristiques des
cours d'eau torrentiels participent également à la
génération de transports solides importants : effet du
relief sur les épisodes météorologiques et les régimes
hydrologiques, proximité d'importantes sources de
sédiments...
Pour les débits liquides les plus faibles, le
transport solide est absent ou n’affecte que les
particules les plus fines, par Charriage et mise en
suspension (comme en rivières). Pour les débits
liquides de crue au contraire, le transport solide peut
mobiliser des quantités de sédiments considérables,
soit par intensification des processus de charriage,
soit par le biais d’un mode de transport spécifique
aux torrents : les laves torrentielles. Dans le cas du
Charriage, les particules roulent et glissent sur le lit
sous les effets combinés de la poussée de l’eau et
de la gravité (les particules les plus fines étant en
suspension).
Dans le cas d’une lave torrentielle, au contraire,
les phases solides et liquides sont intimement
mêlées et l’écoulement prend la forme d’une
bouffée très visqueuse. Les principales
caractéristiques de ces deux modes de transport
sont récapitulées dans le tableau suivant.
Principales caractéristiques des deux types de
crues torrentielles.
Caractéristiques phénoménologiques Caractéristiques mécaniques
Charriage
Transport de particules dont la taille
maximale correspond environ à la hauteur
d’écoulement.
Limité en général à des pentes de quelques
dixièmes de % à quelques %.
Ecoulement « biphasique » :
séparation nette entre les
phases liquides et solides dont
les vitesses sont différentes.
Concentration solide
inférieure à 30 % en volume.
Lave torrentielle
Ecoulement en masse avec zone de dépôt
nette sur le cône de déjection.
Formes de dépôt particulières : bourrelets
latéraux, lobes frontaux.
Capacité de transport de très gros blocs
(plusieurs dizaines de m3 parfois).
Ecoulement « monophasique »
: les phases solides et liquides
vont à la même vitesse.
Concentration solide
supérieure à 60 % en
moyenne.
Comportement mécanique de
type fluide visqueux non-
newtonien.
Lave Torrentielle
A des concentrations solides encore
supérieures, on observe des
écoulements dans lesquels le mélange
eau/sédiment est si intime que l'on ne
distingue plus qu'une seule masse
boueuse et rocailleuse en écoulement,
dans laquelle l'eau et les sédiments
transportés s'écoulent à la même
vitesse. On parle alors de laves
torrentielles, par analogie avec les
laves volcaniques.
Les écoulements de lave torrentielle
s'opèrent généralement par bouffées, qui
poussent devant elles un front constitué d'un
amas de gros blocs rocheux. Il est là aussi
assez facile de comprendre que ces
écoulements ne répondent pas tout à fait aux
mêmes lois que les écoulements d'eau claire, et
qu'il faut développer une hydraulique particulière
adaptée à ces mélanges visqueux. On
comprend aisément que les mesures de
protection contre de tels écoulements sont
nécessairement très spécifiques, pour prendre
en compte l'importance des transports solides et
des dégâts qu'ils sont susceptibles de causer, et
en tout cas bien différentes des mesures de
protection en vigueur contre les inondations de
plaine.
Les crues des torrents, crues
torrentielles au sens strict, ne constituent
donc pas simplement une catégorie
particulière des crues des rivières en
général. Les conséquences du caractère
montagneux des bassins versants
torrentiels, et en particulier leurs fortes
pentes, sont déterminantes non seulement
pour l'accélération des processus de
génération et de propagation des crues,
mais également par l'apparition de
processus nouveaux, d'arrachement et de
transport de sédiments. Il en résulte la
formation et l'écoulement de fluides
nouveaux, complexes, et dont
l'hydraulique utilisée en cours d'eau de
pente modérée ne peut rendre compte.
Des phénomènes à l’aléa : cas des risques
gravitaires rapides
Les phénomènes naturels gravitaires en
montagne sont spécifiques en matière de
:
 vitesse et durée (même si, de manière
générale, les phénomènes gravitaires rapides
se caractérisent par une durée ne permettant
pas d'imaginer une évacuation après
déclenchement des phénomènes) ;
 mode de propagation des phénomènes
(impacts ponctuels dans le cas de chute de
blocs, trajectoire rectiligne dans les chenaux
d'écoulement torrentiels, zone d'extension
importante dans le cadre d'avalanche ou de
zone de dépôt de lave torrentielle);
La nature et la précision des
analyses des risques induits
dépendent largement de :
 la capacité à prévoir l'occurrence des
aléas notamment sur la base
d'évènements passés ;
 la connaissance théorique disponible
sur les phénomènes ;
Vidéo d’une lave torrentielle
Les étapes de la gestion du risque sont les
suivantes :
 identification et localisation des phénomènes
naturels (analyse topographique,
géomorphologique du site) ;
 caractérisation des aléas (définition des effets
potentiels, caractérisation de l’intensité et de la
fréquence) ;
 identification des enjeux (typologie immatériels,
matériels, humains) ;
 caractérisation des conséquences associées à
l’effet des phénomènes (au cours d’un
évènement) en vue d’une détermination de la
vulnérabilité.
 Prévision spatiale et temporelle des phénomènes
pour la sécurité des personnes
Phases temporelles de la gestion des
risques naturels
Les situations de risques auxquelles sont
confrontées les différents pays du
monde et les modes de gestion mis en
œuvre sont identiques. De nombreuses
présentations génériques des phases de
gestion existent. Nous présentons ici le «
cercle de la gestion des risques »
cercle de la gestion des risques
Connaissance de l’aléa
 Plus récemment les modélisations
statistiques, physiques (sur maquette) puis
numériques sont venues compléter l’étude
historique et l’analyse géomorphologique.
Ces approches permettent d’une part de
mieux connaître le phénomène et d’autre part
de pouvoir définir plus précisément des
scénarios dits de référence, contre lesquels
la collectivité va chercher à se protéger.
Suivant les réglementations la période de
retour prise en compte pour l’aléa relevant de
la sécurité des biens peut être différente :
cent ans en France pour les avalanches
contre trois cent ans en Suisse par exemple.
La modélisation statistique a d’abord été
utilisée sous la forme de relations
empiriques permettant de prédire la
distance d’arrêt des événements
extrêmes à partir des caractéristiques
topographiques du site étudié. Elle
permet maintenant d’encadrer les
modèles numériques de propagation de
façon à établir des cartes d’aléa
probabilisé.
 La modélisation physique vise à
reproduire sur un modèle réduit le
phénomène
Les stratégies de Protection
a-correction torrentielle
Et il y a les aménagements mixtes
b- les ouvrages de génie civil
Les ouvrages de génie civil occupent encore
une place essentielle dans les dispositifs de
protection contre les risques liés aux crues
torrentielles. Dans le cadre de travaux de
correction active, les barrages de
consolidationsont positionnés dans les
tronçons fortement érodables du chenal
d'écoulement pour limiter l'érosion
longitudinale et les divagations du torrent.
Les zones de berges en glissement
constituent d'importantes zones d'apport de
matériaux solides et constituent souvent des
zones prioritaires d'implantation des barrages
de correction torrentielle.
Ouvrages de génie civil
les barrages de sédimentation (ou
plages de dépôt) sont mis en place en
partie inférieure du torrent dans le cadre
de travaux de défense passive. Ces
équipements sont généralement
constitués d'une capacité de stockage
limitée par des digues latérales en
remblai et d'un ouvrage terminal en
béton armé rendu plus ou moins filtrant
grâce à des systèmes de grilles ou de
pertuis aménagés dans le voile .
Schéma de principe d’un barrage de sédimentation
Rôle des Barrages
Le rôle principal des barrages se
résume dans le laminage des crues,
soit l’étalement de l’onde de crue dans
le temps
Barrage Beni Haroun
L e projet SMART (Storm Water Management and
Road Tunnel. KUALA LAMPUR. Malaisie )
Autres ouvrages civils
Le risque résiduel
Le risque zéro n’existe pas. Le risque
résiduel représente le risque
persistant après la mise en œuvre des
protections calculées généralement
pour des événements centennaux. La
quantification du risque résiduel reste
actuellement délicate. Plans
d’évacuation et de secours ou accès
protégés doivent être prévus dès
l’initiation du projet.
Conclusion
Les Crues sont des événements
extrêmes, où une forte précipitation peut
provoquer des ruissèlements très
importants, et emportant tous types de
sédiment et de débris solides qui
peuvent provoquer des écoulements
torrentiels dévastateurs.
La prévention et les dispositifs de
protection sont impératifs pour réduire
des dégâts humains et matériels d’un
phénomène qu’on ne peut éviter
totalement.

Contenu connexe

Tendances

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
Abdelkader Bafdil Archi
 
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
Souhila Benkaci
 
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu ruralDimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
Sami Sahli
 

Tendances (20)

Formules hydro
Formules hydroFormules hydro
Formules hydro
 
Pompes et stations de pompage
Pompes et stations de pompagePompes et stations de pompage
Pompes et stations de pompage
 
Hydraulique en Charge
Hydraulique en ChargeHydraulique en Charge
Hydraulique en Charge
 
Hydraulique-BOUDERBALA-Abdelkader.pdf
Hydraulique-BOUDERBALA-Abdelkader.pdfHydraulique-BOUDERBALA-Abdelkader.pdf
Hydraulique-BOUDERBALA-Abdelkader.pdf
 
Ctn 762-guide hec-ras-h2009
Ctn 762-guide hec-ras-h2009Ctn 762-guide hec-ras-h2009
Ctn 762-guide hec-ras-h2009
 
Hydrologie.ppt
Hydrologie.pptHydrologie.ppt
Hydrologie.ppt
 
Assainissement
AssainissementAssainissement
Assainissement
 
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE Pour L’obtention du Diplôme de Master en Géologie : Et...
 
Hydrologie Des Bassins
Hydrologie Des BassinsHydrologie Des Bassins
Hydrologie Des Bassins
 
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
Hydrologie et hydraulique urbaine en réseau d'assainissement 2013
 
Introduction au modèle EPANET
Introduction au modèle EPANETIntroduction au modèle EPANET
Introduction au modèle EPANET
 
Dimensionnement d'une conduite d'alimentaion en eau potable -Rapport de stage...
Dimensionnement d'une conduite d'alimentaion en eau potable -Rapport de stage...Dimensionnement d'une conduite d'alimentaion en eau potable -Rapport de stage...
Dimensionnement d'une conduite d'alimentaion en eau potable -Rapport de stage...
 
Pompes
PompesPompes
Pompes
 
Réseaux d'assainissement
Réseaux d'assainissementRéseaux d'assainissement
Réseaux d'assainissement
 
Exposé de Stage en IRRIGATION LOCALISEE
 Exposé de Stage en IRRIGATION LOCALISEE Exposé de Stage en IRRIGATION LOCALISEE
Exposé de Stage en IRRIGATION LOCALISEE
 
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu ruralDimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
Dimensionnement des réservoirs de distribution d’eau potable en milieu rural
 
Hydraulique fluviale
Hydraulique fluvialeHydraulique fluviale
Hydraulique fluviale
 
DRPE : Evaluation du risque d’inondation
DRPE : Evaluation du risque d’inondationDRPE : Evaluation du risque d’inondation
DRPE : Evaluation du risque d’inondation
 
Eolienne
EolienneEolienne
Eolienne
 
Ouvrages hydrauliques
Ouvrages hydrauliquesOuvrages hydrauliques
Ouvrages hydrauliques
 

En vedette (10)

Suresh bangaru 2016
Suresh bangaru 2016Suresh bangaru 2016
Suresh bangaru 2016
 
Pig-a
Pig-aPig-a
Pig-a
 
FLC eLearning July2015
FLC eLearning July2015FLC eLearning July2015
FLC eLearning July2015
 
Presentation Project
Presentation ProjectPresentation Project
Presentation Project
 
learning styles
learning styleslearning styles
learning styles
 
Tipos de virus
Tipos de virusTipos de virus
Tipos de virus
 
2.2. el uso especializado de las palabras
2.2. el uso especializado de las palabras2.2. el uso especializado de las palabras
2.2. el uso especializado de las palabras
 
Thiết kế dây chuyền may bài 3 tính toán công nghệ
Thiết kế dây chuyền may   bài 3 tính toán công nghệThiết kế dây chuyền may   bài 3 tính toán công nghệ
Thiết kế dây chuyền may bài 3 tính toán công nghệ
 
WEF_AM17_FutureofRetailInsightReport
WEF_AM17_FutureofRetailInsightReportWEF_AM17_FutureofRetailInsightReport
WEF_AM17_FutureofRetailInsightReport
 
ni_p_17-01_
ni_p_17-01_ni_p_17-01_
ni_p_17-01_
 

Similaire à Les crues torrentielles

Hydraulique des cours d'eau
Hydraulique des cours d'eauHydraulique des cours d'eau
Hydraulique des cours d'eau
Souhila Benkaci
 
les sols liquéfiables ..pptx
les sols liquéfiables ..pptxles sols liquéfiables ..pptx
les sols liquéfiables ..pptx
AbirNour1
 

Similaire à Les crues torrentielles (20)

3ºeso chapitre10
3ºeso chapitre103ºeso chapitre10
3ºeso chapitre10
 
P1 l'origine des inondations
P1 l'origine des inondationsP1 l'origine des inondations
P1 l'origine des inondations
 
Le bassin versant
Le bassin versantLe bassin versant
Le bassin versant
 
Nappe d'eau
Nappe d'eauNappe d'eau
Nappe d'eau
 
Cycle et bilan hydrologique
Cycle et bilan hydrologiqueCycle et bilan hydrologique
Cycle et bilan hydrologique
 
Cours nm
Cours nmCours nm
Cours nm
 
BASSIN VERSANT.pptx
BASSIN  VERSANT.pptxBASSIN  VERSANT.pptx
BASSIN VERSANT.pptx
 
P3 le ruissellement pluvial
P3 le ruissellement pluvialP3 le ruissellement pluvial
P3 le ruissellement pluvial
 
Hydraulique des cours d'eau
Hydraulique des cours d'eauHydraulique des cours d'eau
Hydraulique des cours d'eau
 
P2 les inondations sur le bassin de la sélune
P2 les inondations sur le bassin de la séluneP2 les inondations sur le bassin de la sélune
P2 les inondations sur le bassin de la sélune
 
1148366.ppt
1148366.ppt1148366.ppt
1148366.ppt
 
Le Cycle De L´Eau Marina 01 B
Le Cycle De L´Eau Marina 01 BLe Cycle De L´Eau Marina 01 B
Le Cycle De L´Eau Marina 01 B
 
Histoire des crues de la seine
Histoire des crues de la seineHistoire des crues de la seine
Histoire des crues de la seine
 
Etude sur les inondations à Rufisque
Etude sur les inondations à RufisqueEtude sur les inondations à Rufisque
Etude sur les inondations à Rufisque
 
HYDRAULIQUE GENERALE 1-55.pdf
HYDRAULIQUE GENERALE 1-55.pdfHYDRAULIQUE GENERALE 1-55.pdf
HYDRAULIQUE GENERALE 1-55.pdf
 
Lac de La Crégut : Equipements hydroélectriques du territoire - Haute Tarentaine
Lac de La Crégut : Equipements hydroélectriques du territoire - Haute TarentaineLac de La Crégut : Equipements hydroélectriques du territoire - Haute Tarentaine
Lac de La Crégut : Equipements hydroélectriques du territoire - Haute Tarentaine
 
La crégut 3 équipements hydroélectriques du territoire ; fil de l'eau haute t...
La crégut 3 équipements hydroélectriques du territoire ; fil de l'eau haute t...La crégut 3 équipements hydroélectriques du territoire ; fil de l'eau haute t...
La crégut 3 équipements hydroélectriques du territoire ; fil de l'eau haute t...
 
Leseauxchangeantesdulacnokoue
LeseauxchangeantesdulacnokoueLeseauxchangeantesdulacnokoue
Leseauxchangeantesdulacnokoue
 
Sur la route des volcans
Sur la route des volcansSur la route des volcans
Sur la route des volcans
 
les sols liquéfiables ..pptx
les sols liquéfiables ..pptxles sols liquéfiables ..pptx
les sols liquéfiables ..pptx
 

Les crues torrentielles

  • 1. Les crues torrentielles Présenté par : Mr. Abdelhadi Ammari Maître de Conférences ENSH
  • 2. Quelques définitions Torrents Cours d’eau à régime rapidement variable, de pente moyenne supérieure à 6 %, caractérisé par un transport solide souvent abondant. La rivière torrentielle, quant à elle, est de pente moyenne comprise entre 1,5 et 6 % elle n’atteint jamais un profil d’équilibre et est sujette à des crues subites. Débit : volume d’eau écoulé en une seconde par un cours d’eau en un point de son cours ; ce débit brut s’exprime en m3/s ; le débit de pointe d’une crue est le débit instantané correspondant au maximum de la crue ; il peut être bien supérieur au débit quotidien moyen du même jour.
  • 3. Crue Augmentation du débit d’un cours d’eau dépassant plusieurs fois le débit moyen qui peut être à l’origine d’inondation, c’est-à-dire le recouvrement par de l’eau des terrains riverains plus ou moins proches du cours d’eau en crue. Le caractère torrentiel renvoie à la définition même du torrent : “cours d’eau de montagne, rapide et irrégulier, de faible longueur, plus ou moins à sec entre des crues violentes et brusques”. l On distingue les crues : - Simples lorsqu’elles n’ont qu’une cause principale, telles celles résultant : - de la rupture de barrage naturel comme les crues d’embâcles (amoncellement d’objets flottants), - d’averse provoquée par des pluies intenses sur un bassin versant imperméable ou imperméabilisé dont le sol est déjà saturé, où l’eau ruisselle directement sur les versants jusqu’à la rivière. - Liées à la fonte des neiges (crues nivales) mais plus encore à des averses de printemps venant gonfler les débits déjà soutenus dus à la fusion nivale. - Les crues complexes dues à l’interférence de plusieurs causes sur un même bassin versant.
  • 4. Lit mineur - lit majeur On appelle lit mineur, le chenal apparent limité par des berges franches dans lequel s’écoulent les basses eaux et le débit moyen annuel. Le lit majeur est la section d’écoulement des crues au-delà du lit mineur. Décrue Phase terminale d’une crue pendant laquelle le débit ne cesse de diminuer. Pente Inclinaison par rapport à l’horizontal d’un versant, d’une surface, du profil en long d’un talweg. Talweg Ligne qui joint les points les plus bas d’une vallée et suivant laquelle s’écoulent les eaux.
  • 5. Alors qu'en est-il des crues des torrents à proprement parler ? Rappelons-nous que la définition du torrent fait d'abord référence à de fortes pentes, favorisant l'érosion et le transport des sédiments arrachés sur les pentes ou prélevés dans le lit-même des cours d'eau sous l'action de l'écoulement. Les écoulements torrentiels sont donc susceptibles de présenter des concentrations en sédiments très élevées, d'autant plus importantes bien sûr que les pentes seront raides, et que l'écoulement, autrement dit la crue, sera vigoureux. On pose là une définition différente des crues torrentielles, plus spécifiquement hydraulique, car reliée à la nature des écoulements.
  • 6. Les conséquences de l'intensité du transport solide dans les écoulements torrentiels sont diverses. D'abord, l'importance des interactions entre phase liquide et phase solide met en défaut les lois de l'hydraulique classique, c'est-à-dire de l'hydraulique d'eau claire. Par exemple Smart et Jaeggi ont mis en évidence (1983) qu'à partir d'une pente de l'ordre de 7 %, la hauteur d'écoulement, pour un débit liquide donné s'écoulant sur un lit affouillable devenait significativement supérieure à ce qu'elle devrait être si seulement de l'eau s'écoulait. Le supplément de hauteur est à attribuer à la présence de sédiments dans l'eau, qui ne peut donc plus être négligée dans le calcul de la hauteur d'écoulement. De même, selon Graf et Altinakar (1995),
  • 7. Au delà d'une concentration volumique de 8 %, un écoulement chargé en matériau solide ne se comporte plus de façon semblable à l'eau, parce que la relation entre les forces exercées et les déformations est différente de celle que l'on connaît pour l'eau, sur laquelle est fondée l'hydraulique classique. Il est donc nécessaire de faire appel à une hydraulique différente, reconnue en tant que telle depuis à peine plus d'une dizaine d'années, et baptisée logiquement hydraulique torrentielle.
  • 8. En termes de risque les conséquences du transport solide sont bien évidemment considérables. Il ne suffit plus de se prémunir contre une montée du niveau d'eau, il faut se protéger contre des engravements ou des affouillements considérables, ou encore des coulées de boue capables de causer des dommages matériels ou humains très importants.
  • 9. Caractéristiques d’un torrent Un torrent peut être caractérisé par son régime, sa pente, son travail. Il existe deux types de comportement Torrent à affouillement (ou à écoulement peu chargé) : il se nourrit des débris des versants friables et se creuse en terrains tendres. Torrent à clape (ou à écoulement fortement chargé) : il recrute son matériel dans des débris de parois rocheuses et creuse son lit en roches dures ; il est rebelle à la correction car la désagrégation des falaises qui pourvoit à son ravitaillement est inépuisable. Description d’un torrent Un torrent comprend d’amont en aval : - le bassin de réception, - le chenal d’écoulement, - le cône de déjection : lieu où se déposent les matériaux, issus des transports solides.
  • 10. Composition d’un bassin Bassin de réception Chenal Talweg
  • 11. Modes d’action du torrent : érosion, transport, dépôt l 1.3.1 - Érosion Ensemble des phénomènes extérieurs à l’écorce terrestre qui contribuent à modifier les formes du relief et du paysage en général. Cette modification se fait par enlèvement de matière (sols et roches) : c’est l’érosion proprement dite, mais aussi par accumulation (cônes de déjection). Dans les falaises se produisent des éboulements. Tous les blocs tombés constituent la clape. Un torrent qui prend naissance sous une falaise est donc un torrent à clape. On appelle affouillement longitudinal le creusement du lit par l’action de l’eau. Il a surtout pour résultat l’écroulement ou le glissement des berges résistantes.
  • 12. Profil d’équilibre Le creusement se fait de l’aval vers l’amont à partir d’un point situé au bas du profil en long appelé niveau de base. Les pentes du profil croissent depuis le niveau de base jusqu’au sommet du profil. Le profil d’équilibre est le profil en long d’un cours d’eau tel qu’en chaque point, l’action de l’eau ne parvient plus à affouiller le lit et ne dépose plus. Ce profil théorique est rarement atteint naturellement par les torrents. En période de crues, le torrent transporte des matériaux, c’est le déblaiement.
  • 13. Après le passage d’une crue
  • 14. Les crues torrentielles Le contexte torrentiel Les crues torrentielles représentent une menace permanente pour beaucoup de villages de montagne qui se trouvent implantés sur le cône de déjection de torrents. La soudaineté de ces crues et la puissance des écoulements qui en résultent les rendent particulièrement dévastatrices. Ainsi en Algéie déplore- t-on chaque année un certain nombre d’habitations endommagées et de routes coupées et même de pertes humaines.
  • 15. On peut observer des écoulements dans lesquels les sédiments sont charriés au voisinage du fond sous l'effet des forces hydrodynamiques dues à l'écoulement d'eau. L'eau et les sédiments transportés, ainsi d'ailleurs que les sédiments transportés entre eux, ont des vitesses de déplacement nettement différentes. Ce mode de transport solide présente donc des analogies certaines avec le transport de sédiments charriés dans les rivières à faible pente, et on le baptise donc par analogie charriage torrentiel. Les valeurs de concentration solide sont en revanche d'un tout autre ordre de grandeur, puisque si à des pentes de 1 % les concentrations maximales sont de l'ordre de 0, 1 %, pour des pentes de 10 %, l'ordre de grandeur des concentrations solides est de 10 % également. On parle alors de charriage hyperconcentré
  • 16. Illustré autrement, dans ces écoulements, la hauteur d'écoulement est du même ordre de grandeur que la taille des plus gros blocs transportés (tout au plus le double ou le triple). On comprend alors aisément que les risques de débordement soient au moins autant liés aux évolutions du niveau du lit, suite à des engravements locaux par exemple, qu'aux variations de la hauteur d'écoulement proprement dite. D'ailleurs une autre manifestation de l'intensité du transport solide par charriage est une fluctuation très marquée et très rapide du nombre et de la position des chenaux d'écoulement, constamment refaçonnés par l'écoulement et les alternances érosion/dépôt correspondant. En rivière de plaine au contraire, le risque d'inondation « classique » résulte généralement des seules variations du tirant d'eau dans un lit supposé fixe à l'échelle de temps de la crue, puisque le transport solide y est marginal.
  • 18. Ecoulement lors d’une crue torrentielle
  • 19. Ecoulements dans les cas des crues torrentielles La principale particularité des écoulements torrentiels par rapport aux écoulements en rivières à faible pente consiste en un transport de sédiments (ou transport solide) beaucoup plus important, au moins en période de crue. De plus, les écoulements torrentiels transportent souvent des particules de grandes dimensions, jusqu'à des blocs rocheux de plusieurs tonnes. La pente figure bien entendu au premier rang des causes de ce transport solide accru. En plus de la pente, les autres caractéristiques des cours d'eau torrentiels participent également à la génération de transports solides importants : effet du relief sur les épisodes météorologiques et les régimes hydrologiques, proximité d'importantes sources de sédiments...
  • 20. Pour les débits liquides les plus faibles, le transport solide est absent ou n’affecte que les particules les plus fines, par Charriage et mise en suspension (comme en rivières). Pour les débits liquides de crue au contraire, le transport solide peut mobiliser des quantités de sédiments considérables, soit par intensification des processus de charriage, soit par le biais d’un mode de transport spécifique aux torrents : les laves torrentielles. Dans le cas du Charriage, les particules roulent et glissent sur le lit sous les effets combinés de la poussée de l’eau et de la gravité (les particules les plus fines étant en suspension). Dans le cas d’une lave torrentielle, au contraire, les phases solides et liquides sont intimement mêlées et l’écoulement prend la forme d’une bouffée très visqueuse. Les principales caractéristiques de ces deux modes de transport sont récapitulées dans le tableau suivant.
  • 21. Principales caractéristiques des deux types de crues torrentielles. Caractéristiques phénoménologiques Caractéristiques mécaniques Charriage Transport de particules dont la taille maximale correspond environ à la hauteur d’écoulement. Limité en général à des pentes de quelques dixièmes de % à quelques %. Ecoulement « biphasique » : séparation nette entre les phases liquides et solides dont les vitesses sont différentes. Concentration solide inférieure à 30 % en volume. Lave torrentielle Ecoulement en masse avec zone de dépôt nette sur le cône de déjection. Formes de dépôt particulières : bourrelets latéraux, lobes frontaux. Capacité de transport de très gros blocs (plusieurs dizaines de m3 parfois). Ecoulement « monophasique » : les phases solides et liquides vont à la même vitesse. Concentration solide supérieure à 60 % en moyenne. Comportement mécanique de type fluide visqueux non- newtonien.
  • 23. A des concentrations solides encore supérieures, on observe des écoulements dans lesquels le mélange eau/sédiment est si intime que l'on ne distingue plus qu'une seule masse boueuse et rocailleuse en écoulement, dans laquelle l'eau et les sédiments transportés s'écoulent à la même vitesse. On parle alors de laves torrentielles, par analogie avec les laves volcaniques.
  • 24. Les écoulements de lave torrentielle s'opèrent généralement par bouffées, qui poussent devant elles un front constitué d'un amas de gros blocs rocheux. Il est là aussi assez facile de comprendre que ces écoulements ne répondent pas tout à fait aux mêmes lois que les écoulements d'eau claire, et qu'il faut développer une hydraulique particulière adaptée à ces mélanges visqueux. On comprend aisément que les mesures de protection contre de tels écoulements sont nécessairement très spécifiques, pour prendre en compte l'importance des transports solides et des dégâts qu'ils sont susceptibles de causer, et en tout cas bien différentes des mesures de protection en vigueur contre les inondations de plaine.
  • 25. Les crues des torrents, crues torrentielles au sens strict, ne constituent donc pas simplement une catégorie particulière des crues des rivières en général. Les conséquences du caractère montagneux des bassins versants torrentiels, et en particulier leurs fortes pentes, sont déterminantes non seulement pour l'accélération des processus de génération et de propagation des crues, mais également par l'apparition de processus nouveaux, d'arrachement et de transport de sédiments. Il en résulte la formation et l'écoulement de fluides nouveaux, complexes, et dont l'hydraulique utilisée en cours d'eau de pente modérée ne peut rendre compte.
  • 26. Des phénomènes à l’aléa : cas des risques gravitaires rapides Les phénomènes naturels gravitaires en montagne sont spécifiques en matière de :  vitesse et durée (même si, de manière générale, les phénomènes gravitaires rapides se caractérisent par une durée ne permettant pas d'imaginer une évacuation après déclenchement des phénomènes) ;  mode de propagation des phénomènes (impacts ponctuels dans le cas de chute de blocs, trajectoire rectiligne dans les chenaux d'écoulement torrentiels, zone d'extension importante dans le cadre d'avalanche ou de zone de dépôt de lave torrentielle);
  • 27. La nature et la précision des analyses des risques induits dépendent largement de :  la capacité à prévoir l'occurrence des aléas notamment sur la base d'évènements passés ;  la connaissance théorique disponible sur les phénomènes ;
  • 28. Vidéo d’une lave torrentielle
  • 29. Les étapes de la gestion du risque sont les suivantes :  identification et localisation des phénomènes naturels (analyse topographique, géomorphologique du site) ;  caractérisation des aléas (définition des effets potentiels, caractérisation de l’intensité et de la fréquence) ;  identification des enjeux (typologie immatériels, matériels, humains) ;  caractérisation des conséquences associées à l’effet des phénomènes (au cours d’un évènement) en vue d’une détermination de la vulnérabilité.  Prévision spatiale et temporelle des phénomènes pour la sécurité des personnes
  • 30. Phases temporelles de la gestion des risques naturels Les situations de risques auxquelles sont confrontées les différents pays du monde et les modes de gestion mis en œuvre sont identiques. De nombreuses présentations génériques des phases de gestion existent. Nous présentons ici le « cercle de la gestion des risques »
  • 31. cercle de la gestion des risques
  • 32. Connaissance de l’aléa  Plus récemment les modélisations statistiques, physiques (sur maquette) puis numériques sont venues compléter l’étude historique et l’analyse géomorphologique. Ces approches permettent d’une part de mieux connaître le phénomène et d’autre part de pouvoir définir plus précisément des scénarios dits de référence, contre lesquels la collectivité va chercher à se protéger. Suivant les réglementations la période de retour prise en compte pour l’aléa relevant de la sécurité des biens peut être différente : cent ans en France pour les avalanches contre trois cent ans en Suisse par exemple.
  • 33. La modélisation statistique a d’abord été utilisée sous la forme de relations empiriques permettant de prédire la distance d’arrêt des événements extrêmes à partir des caractéristiques topographiques du site étudié. Elle permet maintenant d’encadrer les modèles numériques de propagation de façon à établir des cartes d’aléa probabilisé.  La modélisation physique vise à reproduire sur un modèle réduit le phénomène
  • 34. Les stratégies de Protection a-correction torrentielle
  • 35. Et il y a les aménagements mixtes
  • 36. b- les ouvrages de génie civil Les ouvrages de génie civil occupent encore une place essentielle dans les dispositifs de protection contre les risques liés aux crues torrentielles. Dans le cadre de travaux de correction active, les barrages de consolidationsont positionnés dans les tronçons fortement érodables du chenal d'écoulement pour limiter l'érosion longitudinale et les divagations du torrent. Les zones de berges en glissement constituent d'importantes zones d'apport de matériaux solides et constituent souvent des zones prioritaires d'implantation des barrages de correction torrentielle.
  • 38. les barrages de sédimentation (ou plages de dépôt) sont mis en place en partie inférieure du torrent dans le cadre de travaux de défense passive. Ces équipements sont généralement constitués d'une capacité de stockage limitée par des digues latérales en remblai et d'un ouvrage terminal en béton armé rendu plus ou moins filtrant grâce à des systèmes de grilles ou de pertuis aménagés dans le voile .
  • 39. Schéma de principe d’un barrage de sédimentation
  • 40. Rôle des Barrages Le rôle principal des barrages se résume dans le laminage des crues, soit l’étalement de l’onde de crue dans le temps
  • 42.
  • 43.
  • 44. L e projet SMART (Storm Water Management and Road Tunnel. KUALA LAMPUR. Malaisie ) Autres ouvrages civils
  • 45. Le risque résiduel Le risque zéro n’existe pas. Le risque résiduel représente le risque persistant après la mise en œuvre des protections calculées généralement pour des événements centennaux. La quantification du risque résiduel reste actuellement délicate. Plans d’évacuation et de secours ou accès protégés doivent être prévus dès l’initiation du projet.
  • 46. Conclusion Les Crues sont des événements extrêmes, où une forte précipitation peut provoquer des ruissèlements très importants, et emportant tous types de sédiment et de débris solides qui peuvent provoquer des écoulements torrentiels dévastateurs. La prévention et les dispositifs de protection sont impératifs pour réduire des dégâts humains et matériels d’un phénomène qu’on ne peut éviter totalement.