HYDROLOGIE

Caractéristiques et classification

Parmi tous les phénomènes hydrométéorologiques, les grandes crues retiennent tout particulièrement l'attention du public en raison des modifications spectaculaires qu'elles apportent aux paysages riverains et de leurs effets destructeurs parfois considérables. Aussi le problème le plus souvent posé à l'hydrologue est-il celui de la prédétermination de la crue maximale à craindre en un point d'un cours d'eau ; le débouché des ponts, les dimensions des évacuateurs de crues d'un barrage, la hauteur des digues de protection contre les inondations d'une zone urbaine ou rurale sont en effet essentiellement déterminés par le débit maximal probable de la crue à laquelle ces ouvrages devront faire face, compte tenu de certaines considérations d'optimalisation économique. D'où les nombreuses études effectuées, notamment au cours des dernières décennies, par les hydrologues, les statisticiens, les ingénieurs et les économistes.

Les maximums instantanés de débit ou de hauteur atteints par une crue ne suffisent pas à caractériser celle-ci ; la durée de la crue et de ses principales phases (temps de montée, durée de la décrue, etc.), le volume total écoulé, et le tracé de l'hydrogramme (relevé par un limnigraphe ou reconstitué à partir d'observations fréquentes) sont indispensables pour l'établissement de la plupart des projets de protection contre les inondations. Malheureusement, lorsqu'il s'agit de phénomènes aussi exceptionnels et aussi destructeurs que les crues catastrophiques, il est assez rare que l'on dispose de données très précises.

Eu égard aux causes qui les engendrent, les crues sont généralement groupées en trois grandes classes : crues d'averses, crues de fonte de neige et crues d'embâcle ou de débâcle de glace. Seules les premières seront ici évoquées.

Le plus souvent, les grandes crues ont pour origine des averses exceptionnelles par leur intensité, leur extension et leur durée. Sur l'ensemble d'un grand bassin, celles-ci semblent se reproduire à intervalles plus ou moins éloignés suivant des modalités à peu près analogues ; cette similitude, parfois grossière, des répartitions pluviométriques s'explique par le tracé habituel des trajectoires des fortes perturbations météorologiques, ainsi que par la position géographique et le relief des bassins considérés. En dehors de ces pluies générales, des averses orageuses courtes, violentes et très localisées, peuvent produire sur les petits bassins, notamment en montagne, des crues de très faible durée capables de provoquer de gros dégâts en raison de leur fort débit de pointe. Si l'on remarque qu'une intensité de précipitation de 1 millimètre par minute fournit un débit d' eau pluviale de 16,7 m³ ( s^-1 ( km^-2, on comprend que l'on ait pu observer, sur certains petits bassins méditerranéens d'une dizaine de kilomètres carrés, des débits spécifiques de 20 à 30 m³ ( s^-1 ( km^-2 lors du maximum de crues de courte durée.

L'étude du processus de transformation des précipitations en débits montre d'ailleurs que des averses apportant une même hauteur totale de pluie donnent des débits de pointe très différents : la topographie, les dimensions (et la forme) du bassin versant, le tracé du réseau hydrographique conditionnent le temps de concentration dudit bassin ; la température, l'état de surface (sol gelé ou latérisé, nature et extension de la couverture végétale) et la perméabilité du sol, la saison, etc., déterminent les « pertes » de l'averse, c'est-à-dire la fraction de celle-ci qui est soustraite à l'écoulement immédiat ; l'intensité et la distribution spatiale et temporelle des précipitations influent notablement sur la forme de l'hydrogramme.[...]