Pourquoi les crues des rivières frappent différemment en été et en hiver

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Les inondations ne suivent pas un calendrier précis. Sous les latitudes européennes, ils peuvent frapper n’importe quel mois de l’année. Mais si l’on regarde les statistiques, des tendances émergent. Le Rhin connaît généralement une crue 1,5 fois par an. L’Elbe gère 1,7. L’Oder en gère deux. Le Danau remporte la couronne avec trois crues annuelles.

Les scientifiques divisent ces événements en deux catégories distinctes : les inondations estivales et les inondations hivernales. La différence n’est pas seulement la température. C’est la vitesse, la source et le danger.

Comment les orages d’été déclenchent des crues soudaines dans les montagnes

Les crues estivales sont violentes et rapides. Ils proviennent généralement de fortes pluies d’été, comme les averses d’un violent orage. Les petites lignes de base de drainage, en particulier les zones sources dans les régions montagneuses, sont les plus vulnérables. L’eau monte rapidement. Il s’écoule avec un volume massif.

Les inondations hivernales fonctionnent différemment. Ici, les précipitations et la fonte des neiges créent d’importants volumes de ruissellement, mais la montée et la descente sont lentes. Le danger se déplace vers les cours inférieurs du système fluvial. C’est là que se rencontrent les niveaux d’eau élevés de plusieurs affluents. Lorsque ces flux entrent en collision, la zone en aval devient un point de pression.

Pourquoi l’Europe centrale est inondée au début de l’été alors que les tropiques attendent juillet

L’emplacement dicte le timing. En Europe centrale, les premiers mois d’été sont la période à haut risque. Les régions où la fonte des neiges est régulière à la fin de l’hiver connaissent des inondations printanières. Les zones tropicales sont touchées pendant la saison des pluies.

Sous les tropiques de l’hémisphère Nord, les flux les plus importants se produisent entre juillet et septembre. Le Gange, le Nil Bleu et l’Irrawaddy culminent tous en août. Dans l’hémisphère sud, les pics de débit se déplacent de février à avril, correspondant aux saisons des pluies locales.

Le débit élevé ou faible d’une rivière est-il inhabituel ? Non. La fluctuation est normale. Une rivière ne devient imprévisible et dangereuse que lorsqu’elle provoque des crues extraordinaires dans des zones peuplées où les humains ne se sont pas préparés correctement.

L’effet de sol saturé qui transforme la pluie en déluge

Voici le mécanisme qui transforme la pluie en désastre. Lorsque le volume de stockage du sol est plein, le sol est saturé d’eau. Cela arrive souvent après de longues périodes pluvieuses en novembre ou décembre sous nos latitudes. Si de fortes pluies tombent à nouveau, le sol se comporte comme s’il était pavé d’asphalte.

Toute l’eau des précipitations s’écoule par voie terrestre vers les ruisseaux et les rivières. L’eau s’accumule dans les ruisseaux mais ne peut pas s’écouler assez rapidement. Une vague de crue se forme.

Une configuration météorologique typique est l’alternance entre des fronts froids apportant de la neige et des fronts chauds la faisant fondre, accompagnés de fortes pluies supplémentaires. C’est exactement ainsi que s’est produite la crue de Noël du Rhin en 1993.

À chaque crue, le niveau de l’eau de la rivière monte rapidement. Pour les grands fleuves, une crue peut être 25 fois supérieure au plus petit niveau d’étiage. Pour les rivières de taille moyenne, le ratio peut atteindre 250 fois. Dans les cas extrêmes, on a observé que les crues atteignaient 1 350 fois la laisse de basse mer la plus basse.

Pourquoi les torrents de montagne détruisent les ponts alors que les inondations des plaines s’infiltrent

En terrain montagneux, des conditions météorologiques extrêmes limitées dans l’espace suffisent à faire gonfler les cours d’eau de manière destructrice. Le lit de la rivière a une petite section transversale, en particulier dans les vallées étroites et profondément découpées. Cela donne à la vague de crue une immense puissance. En raison de la forte pente, l’eau dévale la vallée à une vitesse incroyablement rapide.

Là où il dépasse les berges, il détruit les maisons et les ponts. Soutenue par la violence des graviers et des débris qu’elle transporte, la destruction est rapide. La catastrophe se produit souvent en un clin d’œil.

Les rivières des plaines racontent une histoire complètement différente. Dans les cours d’eau massifs des basses terres, la crue s’étend progressivement sur une zone de drainage plus vaste. Une seule vague de crue dans le cours supérieur d’un affluent peut être localement dévastatrice, mais elle est à peine ressentie dans le cours inférieur du fleuve principal.

Pour générer une crue dans les cours inférieurs, il faut un approvisionnement en eau beaucoup plus important. Des précipitations inhabituellement fortes doivent tomber sur une longue période sur une grande partie du bassin versant. Les fortes crues des affluents doivent se résumer au fleuve principal.

Le danger culmine lorsque la rivière retient déjà plus d’eau que d’habitude pendant sa saison normale d’étiage, puis, lors de la saison de crue habituelle suivante, elle subit un ruissellement encore plus anormal en raison de fortes précipitations. Cette augmentation progressive permet d’avertir des semaines à l’avance d’une crue exceptionnelle. Lorsque la vague de crue finit par se former, elle ne déferle pas brusquement sur les basses terres. En se basant sur les conditions hydrographiques des cours supérieurs et moyens, on peut même prédire assez exactement son arrivée.

Les données à l’origine des plus grandes crues enregistrées

L’ampleur de ces événements est difficile à appréhender sans chiffres. Le tableau suivant répertorie certains des niveaux de crue les plus élevés enregistrés pour certaines rivières, mesurés en mètres d’élévation.

Rivière Localisation Montée en m
Rhin Bâle 6
Garonne Agen 11.7
Rhin Cologne 13h55
Nil Assouan 15
Mississippi Vicksbourg 17.9
Ohio Cincinnati 24.4
Colorado env. 30
Chang Jiang env. 60

Quelles sont les causes réelles des inondations catastrophiques ?

Les inondations les plus importantes et les plus dévastatrices proviennent de rivières gonflées par des averses de pluie continues ou soudaines, ou par la fonte soudaine des neiges. La perméabilité du sol est le facteur déterminant. Il détermine la quantité d’eau de surface qui alimente les rivières. Si la surface du sol est encore gelée, même des précipitations mineures peuvent provoquer des inondations massives.

En Sibérie, la situation empire. Les grands fleuves s’écoulent du sud vers le nord. Simultanément, la dérive des glaces dans les régions du delta bloque l’écoulement naturel vers la mer. Chaque année, de vastes paysages se transforment en zones marécageuses inaccessibles.

En fin de compte, les conditions qui conduisent aux inondations et aux inondations sont :
– Fortes précipitations continues
– Fonte des neiges
– Ruptures de barrages et/ou de talus

La physique est cohérente. Le danger réside dans la destination de l’eau et dans la rapidité avec laquelle le sol peut l’absorber.

Pourquoi l’activité humaine aggrave les inondations

On pourrait penser que les inondations ne sont que le signe d’une malchance. La nature fait le travail. Mais regardez de plus près. Les humains brisent activement les systèmes qui absorbaient l’eau. Ce n’est pas subtil. C’est agressif.

La déforestation dans les régions montagneuses détruit le système racinaire qui maintient le sol en place. Sans cette couche verte, la pluie frappe la terre nue, entraîne la couche arable vers le bas et se précipite plus rapidement dans les rivières. En aval, les basses terres sont noyées.

Ensuite, il y a le béton. Nous avons pavé les plaines inondables. Nous avons construit des centres commerciaux, des autoroutes et des lotissements sur des terres qui étaient autrefois une éponge. Aujourd’hui, quand il pleut, l’eau n’a nulle part où aller. Il ne pénètre pas. Il coule.

L’agriculture joue ici aussi un sale rôle. La conversion des prairies en terres agricoles nécessite de la machinerie lourde et des engrais chimiques. Cela compacte le sol. Le sol se transforme en brique. La pluie ne peut pas pénétrer. Il s’écoule dans les cours d’eau, augmentant les débits précisément au moment où la rivière est déjà en crue.

Et où construisons-nous ? Dans les zones dangereuses. Regardez le Bangladesh. La densité de population dans ces deltas sujets aux inondations est stupéfiante. Nous plaçons nos maisons, nos entreprises et nos vies exactement là où l’eau veut aller. Ajoutez à cela l’élévation du niveau de la mer due à l’effet de serre, et vous obtenez une recette pour un désastre entièrement auto-infligé.

L’épée à double tranchant des inondations

Cela semble contre-intuitif. Comment une catastrophe peut-elle être bonne ? Ça peut. Les inondations sont désordonnées, destructrices et mortelles. Mais ce sont aussi des engrais.

Prenons le delta du Nil. Avant la construction du barrage d’Assouan, les crues annuelles déposaient du limon riche en nutriments dans les champs. Ce cycle naturel d’irrigation et de fertilisation a permis à la civilisation égyptienne de prospérer. Sans ce lavage annuel, cette haute culture spécifique n’aurait peut-être jamais émergé. L’inondation était un moteur de l’agriculture.

Mais les dégâts sont graves. Si une inondation survient juste avant la récolte, les récoltes disparaissent. L’approvisionnement alimentaire s’effondre. L’histoire est jonchée de ces moments. En Chine, lorsque le Huang He ou le Chang Jiang débordaient, le nombre de morts dus à la famine qui en résultait dépassait souvent le nombre de personnes tuées par l’eau elle-même. L’inondation ne les a pas seulement noyés. Cela les a affamés.

Il y a aussi un tueur secondaire. Maladie. Les eaux de crue sont une boue composée d’eaux usées, de terre et de débris. Cela devient un terrain fertile pour le choléra et d’autres agents pathogènes. L’eau recule, mais la maladie se propage.

Stratégies pratiques de défense contre les inondations

Nous ne pouvons pas arrêter la pluie. Mais nous pouvons gérer les dégâts. Le vieux truc est simple. Construisez sur pilotis. Dans certaines régions d’Asie du Sud-Est, les maisons sont élevées sur pilotis, laissant couler les crues annuelles en dessous. C’est une défense passive qui fonctionne avec l’eau plutôt que contre elle.

Les barrières structurelles sont également utiles. Des digues et des digues contiennent la rivière. Mais ils ne fonctionnent que s’ils sont maintenus et si la pression ne dépasse pas leurs limites.

La végétation constitue le tampon le plus efficace. Les herbes, les haies et les arbres stabilisent le sol. Les forêts en sont les championnes. La structure meuble du sol forestier agit comme une éponge géante. Il absorbe les précipitations, retarde le ruissellement et lisse le bilan hydrique. Sans cette couverture végétale, le ruissellement de surface est immédiat et violent.

Les réservoirs agissent comme des amortisseurs. Ils stockent l’eau pendant les périodes de pointe et la libèrent lentement. Le lac de Constance en Allemagne fait de même pour le Rhin. Il prélève une partie de la crue estivale et la retient, libérant l’eau progressivement afin que la rivière en aval ne monte pas.

En Amérique du Nord, l’urbanisme a adopté un modèle de zonage pour les plaines inondables. L’idée est la stratification des risques. On ne construit pas l’usine ou le complexe d’appartements dans la zone la plus dangereuse. Vous y mettez les activités consommables. Les infrastructures critiques et coûteuses sont acheminées vers la zone la plus sûre, la plus éloignée de la banque. C’est une manière logique de réduire le coût d’une catastrophe.

Le changement de réglementation en Allemagne après 2002

L’été 2002 a été un signal d’alarme. Les inondations ont été dévastatrices. L’infrastructure est tombée en panne. Le gouvernement a réagi. À l’été 2004, le Bundestag a adopté la « Loi pour l’amélioration de la protection préventive contre les inondations ».

Le mandat principal est clair. Arrêtez de construire dans la plaine inondable. Période. Aucune nouvelle zone résidentielle ou commerciale dans les zones sujettes aux inondations. Si le terrain est inondé, il reste une plaine inondable.

L’agriculture est confrontée à de nouvelles règles strictes. Dans les zones de ruissellement très érodables, l’agriculture est totalement interdite. Dans d’autres régions fluviales présentant des risques d’inondation, l’agriculture n’est autorisée que sous certaines conditions. L’utilisation de pesticides et d’engrais nocifs dans ces zones est interdite. Le sol est trop vulnérable ; les produits chimiques se retrouveraient simplement dans le système d’eau.

Le plan prévoit également le recul des digues. Restaurer la largeur naturelle des berges du fleuve. Laisser respirer la rivière. C’est un passage de la lutte contre l’eau à la gestion de l’espace qui l’entoure.

L’événement de 2002 a prouvé que le béton seul ne suffit pas. Vous avez besoin d’espace. Vous avez besoin de nature. Vous devez accepter que certaines terres soient réservées à la rivière, pas à nous. La loi tente de codifier cette réalité. C’est un processus lent. Changer les lois de zonage est plus difficile que de construire un mur. Mais c’est le seul moyen d’arrêter le cycle de destruction.

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