Étude d'exposition des captages et des ilets habités du bras de la ...

Étude d'exposition des captages et des ilets habités du bras de la

plaine (zone amont) et propositions de solutions – phase 1

Rapport final

BRGM/RP-56664-FR Décembre 2008

Étude d'exposition des captages et des ilets habités du bras de la plaine

(zone amont) et propositions de solutions – phase 1

Rapport final

BRGM/RP-56664-FR Décembre 2008

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM PSP07REU34

B. Aunay, C. Garnier, E. Lucas, P. Stollsteiner, Lemahieu A.

Vérificateur : Nom : Manuel GARCIN

Date : 14/01/2009

Original signé

Approbateur : Nom : Jean-Louis NEDELLEC

Date : 09/02/2009

Original signé

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I

M 003 - AVRIL 05

Mots clés : hydrologie, transport solide, turbidité, Réunion, Bras de la Plaine En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : B. Aunay, C. Garnier, E. Lucas, P. Stollsteiner, Lemahieu A. (2008) - Étude d'exposition des captages et des ilets habités du bras de la plaine (zone amont) et propositions de solutions. BRGM/RP-56664-FR. 133 p. © BRGM, 2008, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Captages Bras de la Plaine

BRGM/RP-56664-FR – Rapport final 3

Synthèse

Suite à l'éboulement en décembre 2006 de 1Mm3 dans le bras des Roches Noires sur la commune de l'Entre-Deux, les captages d'eau de la Saphir (seuil déversoir) et de la ville du Tampon (puits filtrants), situés à moins de 10 km en aval au niveau du bras de la Plaine, ont été fortement perturbés et ont été en partie endommagés. Dans ce contexte, le Département de la Réunion a confié au BRGM l'étude de l'exposition des captages et des ilets habités du Bras de la Plaine, dans la zone amont et la proposition de solution.

Cette étude se subdivise en deux phases. Le présent document contient les résultats scientifiques de la première phase d'étude, traitant plus spécifiquement des approches géomorphologiques (éventuel risque résiduel d'effondrement), hydrologiques (capacité de transport solide) et synthétisant le potentiel d'endommagement et de perturbation des installations de captage de la Saphir et du Tampon.

Les secteurs pour lesquels des risques résiduels d'effondrement subsistent ont été mis en évidence (Ilet Commandeur et l'Eperon). Ces secteurs contribuent significativement aux perturbations du captage d'eau. Ces perturbations risquent de se reproduire ponctuellement dans les décennies à venir en raison du matériel érodé particulièrement non cohésif (avalanche de débris).

La capacité en transport solide est calculée en considérant une certaine prudence relative aux manques de données initiales (peu de mesure de débit, pas de pluviomètre significatif du bassin versant du Bras de la Plaine).

En ce qui concerne les perturbations sur les captages, différentes solutions sont proposées. Pour la Cise, il est proposé d'intervenir directement sur le lit et l'encaissant de la rivière. Pour la prise SAPHIR, les contraintes à prendre en compte sont : - le maintien de la distribution d'eau à un débit de 2.5 m3/s (souhaité par la Saphir) en considérant la turbidité ponctuelle du Bras de la Plaine - la stabilité et la protection de l'ouvrage de captage.

Dans l’hypothèse où le débit exigé puisse être réduit, des moyens de captages souterrains localisés en amont immédiat de la prise peuvent être envisagés (0,8 à 1 m3/s maximum). Dans l’hypothèse où le débit exigé ne peut être réduit, des moyens de traitement au niveau du réservoir de stockage de Dassy s’avéreraient nécessaires pour abattre une forte turbidité fréquentielle.

L'ensemble de ces propositions seront étudiées plus finement au cours de la seconde phase de l'étude.



Sommaire

1. Introduction .......................................................................................................... 11

1.1. Contexte et objectif.......................................................................................... 11

2. Analyse de la vulnérabilité du haut-bassin du Bras de La Plaine vis-à-vis de l'évolution géomorphologique ............................................................................ 13

2.1. Bras des Roches Noires.................................................................................. 13 2.1.1. Analyse historique.................................................................................. 13 2.1.2. Effondrement en masse de décembre 2006 du Bras des Roches Noires21 2.1.3. Effondrement en masse de février 2007 – Bras des roches Noires ........ 31 2.1.4. Effondrement en masse survenu entre le 28/02/07 et le 05/03/07.......... 35 2.1.5. Diagnostic à l’échelle du bassin.............................................................. 38

2.2. Bras de Sainte-Suzanne.................................................................................. 43

2.3. Analyse photo-interprétative du Secteur Bras de la Plaine .............................. 46

2.4. Conclusion de l'étude géomorphologique ........................................................ 51

3. Analyse pluviométrique et hydrologique ........................................................... 53

3.1. Etude pluviométrique....................................................................................... 53 3.1.1. Généralités............................................................................................. 53 3.1.2. Pluies annuelles, mensuelles et nombre de jours de pluie...................... 58 3.1.3. Intensités pluviométriques ...................................................................... 67 3.1.4. Conclusion de l’étude pluviométrique ..................................................... 70

3.2. Étude hydrologique ......................................................................................... 71 3.2.1. But de l’étude ......................................................................................... 71 3.2.2. Principales Caractéristiques du bassin versant ...................................... 71 3.2.3. Données collectées ................................................................................ 74 3.2.4. Évaluation des débits maxima des crues................................................ 79 3.2.5. Evaluation du temps de concentration.................................................... 79 3.2.6. Détermination des hydrogrammes des crues ......................................... 86 3.2.7. Conclusion de l’étude hydrologique........................................................ 90


6 BRGM/RP-56664-FR – Rapport final

4. Topographie et Granulométrie ............................................................................ 91

4.1. Données de bases........................................................................................... 91 4.1.1. Granulométrie et blocométrie ................................................................. 91

4.2. Topographie .................................................................................................... 95

5. Evaluation de la capacité maximale de transport .............................................. 98

5.1. Champ d’application ........................................................................................ 99

5.2. Formules envisageables.................................................................................. 99

5.3. Calcul de la capacité maximale de transport.................................................. 102

6. Etudes des risques sanitaires sur la qualité des eaux .................................... 105

6.1. Bilan de perturbation des captages................................................................ 105 6.1.1. Description des captages ..................................................................... 105 6.1.2. Vulnérabilité des captages.................................................................... 106

6.2. Proposition de solutions alternatives.............................................................. 112 6.2.1. Maintien de la distribution en eau ......................................................... 112 6.2.2. Stabilité et protection de l'ouvrage de captage ..................................... 115

6.3. exposition des ilets ........................................................................................ 115

7. Conclusion.......................................................................................................... 116

8. Bibliographie ...................................................................................................... 119

Liste des figures

Figure 1 – Localisation du secteur d'étude.................................................................................. 12 Figure 2 - Extrait de la Base National des Mouvements de Terrain (en bleu) et localisation des mouvements récents (en vert) ........................................................................... 14 Figure 3 – Localisation des lieux cités dans l'étude des photos aériennes................................. 16 Figure 4 - Encombrement du lit de la partie aval du Bras des Roches Noires fin 2007.............. 20 Figure 5 - A gauche, cliché pris avant la rupture (25/11/06), à droite cliché post-rupture (pris le 08/02/07).......................................................................................................................... 21 Figure 6 - Photographie aériennes IGN datant de 1997 (gauche) et 2003 (droite)..................... 22



Figure 7 - Clichés datés d’oct. 2006 (à gauche) et du 28 avril 2008. A : niche d’arrachement octobre 2006, compartiment de plusieurs milliers de m3 ; B et C : niches d’arrachement de compartiments d’ampleur comparable, non datés précisément. ....................25 Figure 8 - Niche d’arrachement ancienne en bordure de l’éboulement de décembre 2006 .............................................................................................................................................25 Figure 9 - Instabilité potentielle en limite sud de la cicatrice de l’éboulement de décembre 2006 ............................................................................................................................27 Figure 10 - Continuité nord de la cicatrice de décembre 2006....................................................27 Figure 11 - Cône d’éboulement ancien – situation antérieure à l’éboulement de décembre 2006 (à gauche cliché d’oct. 2006, à droite de mai 2004). .........................................28 Figure 12 -Cône de l’éboulement de décembre 2006 – cliché 5 mars 2007 ...............................29 Figure 13 - Cône de l’éboulement de décembre 2006 – cliché 28 avril 2008 .............................29 Figure 14 - Vue générale du cône d’éboulement depuis le haut du rempart – cliché 28/04/08 .......................................................................................................................................30 Figure 15 - Localisation de l’éboulement du 28 février 2007 .......................................................31 Figure 16 - Nord de l’Eperon, avec dans sa partie septentrionale l’entonnoir ayant donné naissance à l’éboulement du 28/02/07. Cliché Oct. 2003 ................................................32 Figure 17 - Entonnoir en partie nord de l’Eperon (cliché de droite) et, dans sa partie sud, niche d’arrachement de l’éboulement du 28 février 2007....................................................33 Figure 18 - Résurgences observables en partie inférieure de la cicatrice de l’éboulement du 28 février 2007 (cliché avril 2008 à gauche, mars 2007 à droite). ....................33 Figure 19 - Extension jusqu’en fond du bras des Roches Noires de l’éboulement du 28 /02/07 (cliché mars 2007).............................................................................................................34 Figure 20 - Persistance du cône de déjection issu de l’éboulement du 28 /02/07 (cliché avril 2008).....................................................................................................................................35 Figure 21 - Cicatrice et éboulis générés par l’éboulement survenu entre le 28 /02/07 et le 05/03/08 (clichés mars 2007). ..................................................................................................36 Figure 22 - Cicatrice de l’éboulement (cliché avril 2008).............................................................36 Figure 23 - Rebord Est de l’Eperon aux abords de l’éboulement (cliché oct. 2003). ..................36 Figure 24 - Cône d’éboulis - clichés de décembre 2007 à gauche et avril 2008 à droite............37 Figure 25 - Vue générale du massif de l’Eperon et, à droite, rebord nord de celui-ci .................39 Figure 26 - Morphologie en bad-lands du rebord oriental de l’Eperon et phénomènes érosifs se développant en fond de ravine au pied du massif – clichés avril 2008 .......................39 Figure 27 - Partie amont de l’Eperon et, au second plan, Ilet Commandeur - cliché avril 2008. ............................................................................................................................................40 Figure 28 - Cicatrice d’un éboulement en masse en rive gauche, au droit de l’Ilet Commandeur - cliché avril 2008. .................................................................................................41 Figure 29 - Cicatrices d’éboulement et entailles de ravinement au droit de l’Eperon - clichés avril 2008. Alimentation en blocs de la ravine bordant au Sud-Ouest l’Eperon et fragilisation du rempart en contre-haut ........................................................................................42



Figure 30 - Vue générale du bassin du Bras des Roches Noires à l’Ouest et du Bras de Sainte-Suzanne à l’Est. Contrairement au lit encaissé et boisé du Bras de Sainte-Suzanne, le Bras des Roches Noires à fond plat et large montre un transport minéral important ...................................................................................................................................... 43 Figure 31 - Illustration de l’importance du dynamisme sédimentaire sur le Bras des Roches Noires et de sa pauvreté dans le bassin du Bras de Sainte-Suzanne (vue prise au niveau du Voile de la Mariée). ................................................................................................ 44 Figure 32 - Recensement des principaux événements ou des indices d’instabilités affectant les versants du Bras de la Plaine (basé sur l’étude des photographies aériennes de 1950 à 2007).......................................................................................................... 49 Figure 33 - Données pluviométriques et périodes d’observations collectées (Source : Météo France) ............................................................................................................................. 56 Figure 34 - Localisation des postes pluviométriques et des stations hydrométriques de la zone d’étude (Source : Météo France, carte IGN)................................................................... 57 Figure 35 - Estimations des valeurs fréquentielles des totaux pluviométriques annuels. ........... 59 Figure 36 - Valeurs pluviométriques mensuelles moyennes et extrêmes observées aux différentes stations....................................................................................................................... 60 Figure 37 - Corrélations des pluies mensuelles aux différentes stations .................................... 61 Figure 38 - Nombre moyen annuel de pluie journalière observée supérieure ou égale à un seuil (en mm) .......................................................................................................................... 62 Figure 39 - Valeurs fréquentielles avec leur intervalle de confiance des pluies maximales journalières annuelles aux différentes stations. ........................................................ 63 Figure 40 - Variation de la pluviométrie en fonction de l’altitude................................................. 65 Figure 41 - Exemples d’isohyetes de quelques cyclones (Source Météo France) ..................... 66 Figure 42 - Valeurs fréquentielles des pluies de durée t à la Plaine des Cafres d’après Météo France............................................................................................................................... 67 Figure 43 - Valeurs fréquentielles des pluies de durée "t" retenues comme représentative du bassin versant de la prise SAPHIR ................................................................ 68 Figure 44 - Comparatifs des cumuls pluviométriques à Mare à Vieille Place et à la Plaine des Cafres pour quelques évènements pluviométriques significatifs............................... 69 Figure 45 - Valeurs pluviométriques décennales et centennales pour quelques pas de temps ........................................................................................................................................... 70 Figure 46 - Courbe hypsométrique du bassin versant au droit de la prise SAPHIR ................... 72 Figure 47 - Variation du débit d’étiage caractéristique du Bras de la Plaine au droit de la prise SAPHIR (Office de l’Eau).................................................................................................... 72 Figure 48 - Profils en long extrait à partir du MNT (pas de 10 m) ............................................... 73 Figure 49 - Photographie de la prise d’eau de la SAPHIR et de la crue de Diwa (mars 2006) sur le Bras de la Plaine ..................................................................................................... 75 Figure 50 - Photographies de la prise d’eau de la CISE et de la crue de Diwa (mars 2006) sur le Bras de la Plaine ..................................................................................................... 77 Figure 51 - Hydrogramme d'une crue et hyétogramme correspondant- Définition des principales caractéristiques ......................................................................................................... 79



Figure 52 - Principales caractéristiques des différents sous bassins versant .............................80 Figure 53 - Temps de concentration calculés par utilisations de formules..................................81 Figure 54 - Valeurs fréquentielles de débits maxima instantanés suivant hypothèses retenues au droit des principaux bassins versants ......................................................................83 Figure 55 - Estimations de quelques pluies et débits maxima instantanés des crues sur le Bras de la Plaine principalement au droit de la prise d’eau de la SAPHIR (Office de l’Eau). ...........................................................................................................................................85 Figure 56 - Corrélation pluie – lame ruisselée en crue sur le bassin versant de la Rivière du Mât ..............................................................................................................................87 Figure 57 - Principales caractéristiques des crues significatives reconstituées en vue de l’évaluation de la capacité de transport sur la période 1971-2007 ..............................................89 Figure 58 - Localisation profils où ont été réalisés les mesures granulométriques .....................93 Figure 59 - Distribution granulométrique de différents profils sur le Bras de la Plaine................94 Figure 60 – Extrait du MNT (octobre 2007) .................................................................................96 Figure 61 – Exemple d'un profil en travers (octobre 2007)..........................................................96 Figure 62 – Réprésentation TIN du MNT et PVA (octobre 2007) ................................................97 Figure 63 – Extrait des PVA au droit du seuil Saphir (octobre 2007) ..........................................97 Figure 64 - Formules utilisées pour évaluer la capacité maximale de transport .......................100 Figure 65 - Principales caractéristiques du lit et débit « critique » de début d’entrainement des matériaux....................................................................................................101 Figure 66 - Capacité maximale de transport (milliers de m3) du Bras de la Plaine au droit des sections de prélèvements ...........................................................................................104 Figure 67 – Données de turbidité des captages Cise et Saphir pour l'année 2007 (échelle de turbidité 0-100 et 0-20 NTU)....................................................................................108 Figure 68 – Temps de stabilisation de la turbidité en fonction des précipitations .....................110 Figure 69 –Turbidité et pluviométrie au cours des années 2004 à 2008...................................111

Liste des annexes

Annexe 1 – Cartes des analyses photo-interprétatives Annexe 2 – Rapport de l'étude granulométrique Annexe 3 – Synthèse des observations de fermetures de la prise Saphir



1. Introduction

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIF

Suite à l'éboulement en décembre 2006 de 1Mm3 dans le bras des Roches Noires sur la commune de l'Entre-Deux, les captages d'eau de la Saphir (seuil déversoir) et de la ville du Tampon (puits filtrants), situés à moins de 10 km en aval au niveau du bras de la Plaine, ont été fortement perturbés et ont été en partie endommagés.

L'analyse préliminaire du site faite en février 2007 par le BRGM laissait craindre la poursuite sur une longue durée de transports solides conséquents pouvant nuire à une exploitation correcte de ces captages essentiels pour l'irrigation et la distribution en eau potable de la région Sud. En particulier, la génération de laves torrentielles importantes, et très destructrices, n'a pas été écartée.

Les objectifs de la présente étude sont les suivants :

o Identifier sommairement des indices témoignant d'un éventuel risque résiduel d'effondrement des remparts bordant le bras de la Plaine et de ses affluents ;

o Évaluer plus finement la capacité en transports solides du bras de la Plaine et de ses affluents en amont des installations de captage (volume disponible, débit, blocométrie, potentiel de laves torrentielles (potentiel physique, risque de débâcle, remobilisation des alluvions), potentiel de propagation, localisation des transits préférentiels) ;

o Examiner le potentiel d'endommagement et de perturbation des installations de captage de la Saphir et du Tampon ;

o Proposer des dispositifs graduels de protection contre les transports solides ;

o Proposer des aménagements des captages pour les rendre moins vulnérables aux eaux très turbides (prélèvement dans les sédiments par drains ou puits).



Figure 1 – Localisation du secteur d'étude



2. Analyse de la vulnérabilité du haut-bassin du Bras de La Plaine vis-à-vis de

l'évolution géomorphologique

2.1. BRAS DES ROCHES NOIRES

Le Bras des Roches Noires, branche ouest du Bras de La Plaine, entaille le flanc nord-est du Massif du Dimitile et s’étire suivant un allongement orienté sensiblement NNW/SSE sur environ 5 km. Sa partie amont est constituée de deux « petits » cirques accolés, culminant respectivement vers 2200 m (Le Rond des Chevrons à l’Est) et 2250 m environ (encaissement de l’Ilet Malabars à l’Ouest - Figure 3) et dont les remparts présentent des dénivelés atteignant environ 1000 m. Dans la partie inférieure du bassin, au niveau de Ilet Hyacinthe sur le versant rive droite et en limite sud du Coteau des Cendres (qui constitue le versant rive gauche du Bras des Roches Noires), ce dénivelé décroit de façon plus ou moins progressive, pour se limiter à des hauteurs respectivement de l’ordre de 700 m et 500 m environ 1 km en amont du raccordement au Bras de Sainte-Suzanne.

Avec des pentes moyennes de l’ordre de 60°, et très largement plus marquées dans la partie supérieure, les flancs du Bras de Roches Noires s’inscrivent dans une morphologie typique des grands remparts bordant les cirques internes et les grandes ravines de La Réunion, dont la sensibilité aux mouvements de grande ampleur est reconnue. Sur les 50 dernières années (sur lesquelles les données historiques sont jugées plus représentatives), un événement mobilisant au minimum 10 000 m3 s’est produit tous les deux ans en moyenne, et dans un cas sur deux, les remparts des cirques ou des grandes ravines en ont été le siège (rapport BRGM RP-55809-FR de septembre 2007).

2.1.1. Analyse historique

a) Données issues de la Base Nationale des Mouvements de Terrain (BDMVT)

Cette base de données, dont la gestion est assurée par le BRGM, recense les phénomènes historiques connus. L’extrait donné ci-dessous, souligne que le Bras des



Roches a été dans un passé relativement récent1 le siège de nombreux mouvements de terrain, constitués pour l’essentiel d’éboulements rocheux et, dans une moindre mesure, de glissements de terrain.

Il met également en évidence le déséquilibre existant dans la fréquence des événements entre le Bras de Sainte-Suzanne (au niveau duquel seul le sous-bassin du Bras Sec semble avoir été le siège de quelques mouvements) et le Bras des Roches Noires, caractérisé par une fréquence élevée de mouvements. Par ailleurs, on peut remarquer que la densité d’événements connus apparaît sensiblement plus élevée en tête de bassin d’une part, et sur les versants rive droite d’autre part, que sur le versant oriental du Bras des Roches Noires (au niveau duquel seuls deux événements d’ampleur relativement modeste - phénomènes ayant affectés le versant en contrebas de l’Ilet Commandeur - sont recensés).

Figure 2 - Extrait de la Base National des Mouvements de Terrain (en bleu) et localisation des mouvements récents (en vert)

1 La dernière mise à jour de la base de données dans ce secteur date de la saison cyclonique 1979-80, marquée par le passage de Hyacinthe qui a été à l’origine de nombreuses déstabilisations.

Zone effondrée en décembre 2006

Zone effondrée le 28/02/07

Zone effondrée entre le 28/02/07 et le 05/03/07



b) Analyse photo-interprétative

L’évolution géomorphologique de la rivière peut être analysée par vision stéréoscopique des photos aériennes de l’IGN de 1950, 1961, 1966, 1978,1984 et 1989. Néanmoins, les zones d’ombre ne permettent pas toujours une analyse complète sur l’ensemble du linéaire concerné d’une année à l’autre. Ces analyses stéréoscopiques ont été complétées par l'étude des photos aériennes en monoscopie pour les années 1997, 2003 et 2007.

Les photos aériennes de 1966 ayant été prises à plus petite échelle que celles des autres années, leur observation ne permet pas une interprétation détaillée de l’évolution du lit et des berges de la rivière. Celles de 1984, prises au lever du jour sont quasi-inexploitables, la rivière étant fortement encaissée, son lit se trouve dans l’obscurité. Les observations effectuées pour les années 1997 et 2003 ont été réalisées à partir des orthophotos de l’IGN en version numérique. La détermination de la morphologie actuelle du Bras de la Plaine a été possible grâce à une nouvelle campagne de prises de vues réalisée fin 2007. Cependant les photographies aériennes obtenues s’arrêtent au pied des remparts. De même, une inspection visuelle par moyen héliporté (réalisée le 27 avril 2008) a permis de mettre en évidence des évolutions récentes des reliefs; voir même d’apporter des éléments complémentaires.

La synthèse des observations est présentée sous forme cartographiques en annexe du présent rapport.



Figure 3 – Localisation des lieux cités dans l'étude des photos aériennes

Bras des Roches Noires

Bras de Ste-Suzanne



o 1950

En 1950, seuls quelques arrachements superficiels affectent le versant du Coteau de cendres à hauteur du lieu dit « le Trou », de l’Ilet Citron et en amont de l’Ilet Camille. Ces événements de faible ampleur (de quelques dizaines de m3) sont récurrents et participent à l’évolution naturelle des versants.

Néanmoins, le versant surplombant la jonction entre le Bras de Ste-Suzanne et le Bras Sec présentent de nombreuses traces d’incisions liées au ravinement. Ces dernières sont les témoins d’une érosion intense à l’origine des chutes de blocs/éboulements qui affectent régulièrement le sentier de Grand Bassin en période cyclonique.

Au niveau du Bras des Roches Noires, quelques arrachements superficiels affectent les versants situés en amont de l’Ilet Malabar. Des axes de ravinement bien marqués incisent la bordure Est de l’Eperon, soumise à une érosion intense.

o 1961

A partir de 1961, d’importants couloirs de propagation de blocs sont visibles dans les versants Ouest du Bras des Roches Noires. Ils sont alimentés par des niches d’arrachements pouvant atteindre 100m de large.

Les blocs déstabilisés forment des cônes d’éboulis qui occupent une partie du lit de la rivière (Ilet Malabars) ou recouvrent les « panneaux tassés » (Humbert, 1986) situés à la base des versants (l’Eperon et l’Ilet Commandeur). Ces derniers formés par des fragments de roches broyées enveloppés dans une matrice peu indurée, sont facilement érodables par les eaux de ruissellement (morphologie en badlands) et par la rivière en crue. De même, des résurgences peuvent participer au déclenchement des éboulements. Ces dernières apparaissent au cours des fortes précipitations de la période cyclonique, mais certaines peuvent également être pérennes. Un des secteurs concernés correspond à la bordure Nord-ouest de « l’Eperon » qui sera de nouveau déstabilisé en février 2007.

Au cours des événements pluvieux, les matériaux éboulés et stockés en pied de versant sont remobilisés et transportés vers la confluence avec le Bras de la Plaine. Cette quantité considérable de matériaux forme alors un bourrelet, surélevant le lit du Bras des Roches Noires de plusieurs mètres par rapport à celui du Bras de la Plaine.

o 1966

Entre 1961 et 1966 le rempart surmontant « l’Eperon » devient très actif avec l’apparition et l’extension (en altitude et en largeur) d’une niche d’arrachement d’environ 200m de large, sur une hauteur de 180m environ. Des éboulements



(V < 100 m3) ont également affecté ce versant, partis depuis la crête du rempart ils ont laissé des cicatrices bien visibles sur les photographies aériennes.

L’évolution du fond du vallon ne peut être évaluée à cause des zones d’ombre, mais il est possible de remarquer une nette diminution de la largeur du bourrelet présent sur le dernier tronçon du Bras des Roches Noires entre 1961et 1966.

o 1978

Le lit du Bras des Roches Noires est visible sur les photos de 1978. Ce dernier est en partie obstrué sur deux secteurs par des cônes d’éboulis issus de la déstabilisation de la bordure des Ilets de « l’Eperon » et de l’Ilet Commandeur. Ces éboulis d’ampleur limitée (V < 50 000 m3) ne semblent pas avoir créé d’embâcle dans le lit du cours d’eau qui présente des zones d’atterrissements marquées.

Au niveau des remparts, on note une reprise de la productivité en éboulis du versant surmontant l’Ilet Malabar. Trois principales niches d’arrachements font leurs apparitions et alimentent un pierrier qui occupe le lit d’une des ravines affluentes du Bras des Roches Noires.

o 1984

Malgré la faible luminosité des photos de 1984 on devine néanmoins l’apparition de deux nouvelles niches d’arrachements dans le secteur du Bras des Roches Noires. La première affecte la bordure Nord-ouest de l’Ilet Commandeur à proximité de l’éboulement de 1978 et la seconde le versant opposé (300 m de hauteur sur 200 m de largeur).

o 1989

En 1989 les apports du Bras des Roches Noires sont moindres avec peu de traces d’instabilités des reliefs et un lit bien dégagé à sa confluence. Les versants surmontant le Bras de Ste Suzanne sont plus actifs avec l’apparition de trois niches d’arrachements dans les secteurs du Grand Coteau, de l’Encoin et du versant opposé à l’Ilet Citron (V < 1 000 m3). Une partie des matériaux déstabilisés a sans doute transité jusqu’à la rivière afin de participer à l’alluvionnement du lit. Un stock important de matériaux est bien visible au droit du « Voile de la Mariée »



o 1997

Les remparts bordant le Plateau du Dimitile sont toujours aussi actifs mais un plus grand nombre d’instabilités apparait au niveau du rempart surplombant l’Ilet Malabars. En effet, quatre niches d’arrachements sont bien visibles dont la plus importante, d’une centaine de mètres de largeur, affecte les 2/3 inférieurs du rempart. La ligne de crête de couleur plus claire, est la zone de départ de nombreux éboulis de faible volume qui laissent des cicatrices visibles sur la partie supérieure du rempart.

Il est important de noter que les instabilités affectant ce versant restent encore d’ampleur limité, alimentant uniquement un pierrier situé en contrebas.

o 2003

En 2003 les niches d’arrachements affectant les remparts en 1997 se sont étendues en largeur et en hauteur. La ligne de crête du rempart surplombant l’Ilet Malabars présente de nombreuses cicatrices d’arrachements qui contribuent au recul naturel par « appel au vide » de la bordure du Plateau du Dimitile.

Le rempart surplombant « l’Eperon » reste également instable. Les deux niches d’arrachements anté 2003 sont encore visibles : la première affectant la bordure du plateau et la seconde le tiers inférieur du rempart. Ces deux zones instables alimentent des pierriers situés en contrebas.

Un important éboulement affecte le relief situé à la base du rempart en face de l’Ilet Commandeur. Un cône d’éboulis de faible extension occupe une partie du lit en rive droite (V < 50 000 m3).

o Evolution entre 2006 et 2007

Sur les photos aériennes de fin 2007, les matériaux effondrés de décembre 2006 apparaissent au droit de l’Ilet Commandeur. Ces dépôts ont donc migré sur une distance de deux kilomètres environ entre février et novembre 2007 (Figure 4). Durant cette période le cyclone tropical intense Gamède a été à l’origine d’intempéries importantes qui ont du contribuer au transport solide de la rivière.

Le vaste éventail formé par les matériaux effondrés de février 2007 est bien visible sur les photos aériennes et occupe encore une bonne partie du lit de la rivière. Il est marqué par la couleur brune des dépôts à l’opposé de la couleur grisâtre des matériaux issus de l’éboulis de décembre 2006.



La base du cône d’éboulis du deuxième effondrement (entre le 28 février et le 5 mars 2007) a été en partie érodée.

Figure 4 - Encombrement du lit de la partie aval du Bras des Roches Noires fin 2007



2.1.2. Effondrement en masse de décembre 2006 du Bras des Roches Noires

a) Constat post-événementiel

La date de l’événement dans le rempart du Bras des Roches Noires n’est pas connue de façon précise, mais l’existence de clichés photographiques datant du 16 novembre 2006 permet d’avancer que le phénomène est survenu entre le 25/11/2006 et le 08/02/2007 (Figure 5).

Figure 5 - A gauche, cliché pris avant la rupture (25/11/06), à droite cliché post-rupture (pris le 08/02/07)

Le décroché s’est produit dans une zone au niveau de laquelle aucun événement historique de grande ampleur n’était connu. Toutefois, l’analyse des photographies



aériennes de l’IGN, notamment les campagnes 1997 et 2003 (Figure 6) soulignent nettement l’existence sur ce secteur du rempart - et sur cette plage d’observation - d’une activité d’ampleur relativement limitée (mettant en jeu des volumes selon toute vraisemblance de plusieurs m3 à plusieurs milliers de m3 - Figure 6) mais avec une fréquence relativement élevée (phénomènes qu’on pourra qualifier de « bruits de fond », dont l’importance en terme d’apport annuel moyen est difficilement chiffrable dans le cadre de cette analyse). Après 1997, le rempart semble avoir connu une activité nettement plus importante dans le 1/3 supérieur (alors que sur le cliché de 1997, l’activité n’était perceptible qu’au niveau des 2/3 inférieurs du rempart). De la même façon, la zone de production apparaît sensiblement plus large en 2003 qu’elle n’était en 1997, passant d’une largeur de 300 m environ à une largeur deux à trois fois supérieure.

Un autre témoignage de l'activité caractérisant cette zone du Bras des Roches Noires, est l’existence en pied de rempart au droit de la zone d’effondrement de décembre 2006, d’un cône d’éboulis. Nettement visible sur le cliché héliporté du 25/11/06 (Figure 6) mais également sur les campagnes aériennes de l’IGN de 2003 et 1997, ce cône semble résulter d’un événement vraisemblablement unique (dans l’hypothèse de plusieurs événements successifs, on peut raisonnablement penser que les dépôts auraient été purgés au fur et à mesure), d’ampleur comparable à celui survenu fin 2006. L’étude comparative des photos IGN de 1997 et 2003 (Figure 6) tend à indiquer que le cône a peu évolué sur cette période, ce qui semble indiquer une faible prise aux phénomènes érosifs et, par là-même, une reconsolidation probable des produits de l’éboulement (une partie du cône ayant vraisemblablement été remobilisée plus ou moins rapidement après la rupture par les eaux du Bras des Roches). Il n’est pas possible de dater précisément le phénomène, tout juste peut-on affirmer qu’il est antérieur à 1950, le cône étant identifiable sur les clichés de la campagne menée par l’IGN à cette date.

Figure 6 - Photographie aériennes IGN datant de 1997 (gauche) et 2003 (droite).

Cône d'éboulis Cône d'éboulis



L’effondrement de versant de décembre 2006 pourrait ainsi constituer le dernier épisode du mécanisme d’évolution affectant cette partie du rempart du Bras des Roches Noires, qui semble s’être développé, schématiquement, selon le principe suivant :

1. Poursuite pendant une période relativement longue (au minimum plusieurs

dizaines d’années) de phénomènes sporadiques de chutes de blocs isolés et d’éboulements mettant en jeu des volumes restreints (l’ordre de grandeur maximal étant de quelques centaines à quelques milliers de m3). Cette forte productivité, qui se serait manifestée sur la période anté-1997 essentiellement sur les 2/3 inférieurs du rempart, est liée directement à la constitution géologique du rempart, et notamment à l’alternance entre niveaux basaltiques massifs et niveaux scoriacés érodables et mécaniquement faibles, ainsi qu’au fait que les couches affleurantes sont en aval-pendage plus ou moins prononcé. Il est possible également de rapprocher la sensibilité plus marquée de cette partie « inférieure » du rempart (Figure 7, Figure 8, où des cicatrices d’arrachement sont visibles approximativement à la même altitude) avec la transition à ce niveau entre coulées de Phase II et coulées de Phase III. Par ailleurs, alors que l’existence d’un contexte hydrogéologique défavorable pourrait également être envisagée comme étant un élément moteur important (niveaux de résurgences localisées au sein du massif du Dimitile), on se limitera à noter qu’aucune venue d’eau significative1 n’a été observée sur le rempart lors des reconnaissances héliportées menées fin avril 2008 ou en février 2007.

2. Parallèlement à ces événements d’ampleur modeste, un développement depuis

le précédent éboulement « majeur » non daté (cf. ci-dessus, phénomènes anté-1950) d’un mécanisme de décompression affectant le rempart sur une épaisseur, en sommet de pente, évaluée au maximum à environ 1/10 de sa hauteur s'est mis en place. Au cours des dernières années précédant la rupture de 2006, cette décompression, vraisemblablement arrivée à un stade avancé, s’est accompagnée, ou plutôt a semble-t-il favorisée l’occurrence d’une intense activité chutes de blocs et « petits » éboulement sur le tiers supérieur du rempart. A noter que les observations héliportées réalisées depuis l’éboulement n’ont pas permis d’identifier de fissures en arrière de la crête de rempart, ce qui incite à penser que tout le panneau décomprimé est « parti » en décembre 2006 (sous réserve que la végétation n’ait pas masqué ces indices – seules des reconnaissances pédestres poussées permettraient de s’en assurer).

1 Les venues d'eau observées sur la cicatrice de l'éboulement du 28 février 2008 sont très localisées et ne correspondent pas à une discontinuité majeure entre terrains aquifères et aquifuge.



3. les stades 1 et 2 ont vraisemblablement généré les conditions favorables à la rupture de 2006 : décompression du rempart associé à un sous-cavage progressif mais au fil du temps devenu conséquent (plurimétrique) du tiers supérieur du rempart (Figure 7, cliché d’octobre 2006). Le déclenchement de l’éboulement est probablement lié, en premier lieu, à un défaut de l’assise rocheuse (rupture de pied). Il est à noter que la rupture n’est pas à rattacher directement à la survenue d’un épisode pluvieux exceptionnel (BRGM - note technique du 23/02/07).



Figure 7 - Clichés datés d’oct. 2006 (à gauche) et du 28 avril 2008. A : niche d’arrachement octobre 2006, compartiment de plusieurs milliers de m3 ;

B et C : niches d’arrachement de compartiments d’ampleur comparable, non datés précisément.

Figure 8 - Niche d’arrachement ancienne en bordure de l’éboulement de décembre 2006

A B B

C

C



b) Situation actuelle

Evolution du rempart

L’éboulement de décembre 2006 a vraisemblablement mobilisé toute l’épaisseur décomprimée du rempart au niveau de l’Ilet Malabars. Il apparaît de fait probable que tout éboulement d’ampleur comparable ne puisse se reproduire au même endroit avant que les conditions favorables à la rupture (décompression du rempart1 et/ou création d’un sous-cavage important) ne soient à nouveau réunies, c’est-à-dire au minimum plusieurs décennies (même s’il est impossible de formellement écarter l’occurrence d’un tel phénomène à courte échéance). Il serait intéressant, dans l’optique de préciser la « période de retour » d’un tel événement (même si cette notion est inappropriée pour un mouvement de terrain), de compléter les connaissances de façon à préciser - dans la mesure du possible - la date de l’éboulement qui semble s’être produit à ce niveau du Bras des Roches Noires avant 1950.

Par contre, l’occurrence de phénomènes beaucoup plus limités, mobilisant des volumes pouvant aller jusqu’à quelques dizaines de milliers de m3 et traduisant un réajustement de la paroi rocheuse en réponse à un nouvel état d’équilibre, est tout à fait prévisible, à court terme et ce de façon relativement régulière (l’observation du versant et de la bordure du plateau permet d’identifier de nombreuses instabilités dont la mise en mouvement à plus ou moins brève échéance est inéluctable). Par ailleurs, l’observation de la cicatrice de décembre 2006 permet de mettre en évidence deux secteurs, en bordure immédiate de celle-ci, susceptibles de donner naissance à des éboulements mettant en jeu des volumes d’un ordre de grandeur maximal estimé à plusieurs dizaine de milliers de m3 :

o à la base du tiers supérieur du rempart, entre la limite sud de la cicatrice de décembre 2006 et la niche d’arrachement d’un éboulement plus ancien (Figure 9), le rempart est dorénavant sous-cavé sur une profondeur comparable à ce qui était vraisemblablement le cas avant l’éboulement de 2006. On ne peut exclure un départ en masse du panneau superficiel du rempart, par défaut de butée de pied, le phénomène semblant pouvoir « remonter » jusqu’à l’arête sommitale ;

o en limite nord de la cicatrice de décembre 2006 (Figure 10), l’accélération des instabilités et des phénomènes érosifs va inévitablement donner naissance à un couloir de ravinement risquant à terme, en se combinant aux processus de décompression naturelle du rempart et de sous-cavage, de déstabiliser un pan de falaise dont l’épaisseur estimée en sommet de versant est de l’ordre d’une dizaine de mètres.

1 Aucune fracture ouverte n'a été identifiée au cours des diverses reconnaissances héliportées.



o

Figure 9 - Instabilité potentielle en limite sud de la cicatrice de l’éboulement de décembre 2006

Figure 10 - Continuité nord de la cicatrice de décembre 2006

Niche d’arrachement



Evolution du cône d’éboulis

Les matériaux éboulés en décembre 2006 ont recouvert un ancien cône d’éboulement (Figure 11). En mars 2008, la hauteur du cône a été grossièrement estimée à 250 m.

Figure 11 - Cône d’éboulement ancien – situation antérieure à l’éboulement de décembre 2006 (à gauche cliché d’oct. 2006, à droite de mai 2004).

Les observations héliportées réalisées début mars 2007 (Figure 12) soulignaient le fait que le volume du cône avait été réduit (notamment en raison du passage du cyclone tropical intense Gamède) d’environ un quart à un tiers depuis l’éboulement, c’est-à-dire un volume compris entre 150 000 m3 et 300 000 m3 de matériaux sur la base de l’estimation initiale du volume éboulé. Il avait notamment été mis en évidence :

o une érosion du pied de l'éboulement avec recul de la base ;

o des cicatrices de ravinement au sein même du cône d'éboulis, les plus marquées étant situées dans la moitié nord de la masse effondrée.



Figure 12 -Cône de l’éboulement de décembre 2006 – cliché 5 mars 2007

Figure 13 - Cône de l’éboulement de décembre 2006 – cliché 28 avril 2008



Les observations complémentaires réalisées fin avril 2008, par moyen héliporté également, semblent confirmer la poursuite de la remobilisation des matériaux du cône, par érosion de sa base et accentuation des entailles de ravinement au sein même de l’éboulis. Par contre, l’analyse comparative des clichés entre mars 2007 et avril 2008 (repères sur Figure 12 et Figure 13) ne met en évidence qu’une évolution peu significative de l’altitude du sommet du cône et de sa largeur dans la partie supérieure. On estimera ainsi, en première approximation, que le volume total perdu par le cône depuis l’éboulement est inférieur à 50% ; le stock de matériau potentiellement remobilisable au niveau du cône d’éboulis restant ainsi de l’ordre de 500 000 m3 (sur la base d’un volume éboulé estimé selon la Saphir à 1Mm3).

On insistera néanmoins sur la persistance du cône d’éboulement présent au pied du rempart avant l’événement de décembre 2006, et ce, plusieurs décennies au moins après l’éboulement qui en a été à l’origine. Cette persistance semble témoigner du fait qu’une partie des matériaux éboulés semble en mesure d’acquérir, postérieurement à l’éboulement, une induration relativement conséquente. Cette induration pourrait être favorisée par la granulométrie étalée qui résulte de la pulvérisation de la masse éboulée en cours de chute. Une partie du cône apparaît ainsi en capacité de résister à des phénomènes érosifs « classiques », et que seul un événement pluviométrique exceptionnel pourrait rendre au transport solide du Bras des Roches Noires.

Figure 14 - Vue générale du cône d’éboulement depuis le haut du rempart – cliché 28/04/08



2.1.3. Effondrement en masse de février 2007 – Bras des roches Noires


Un éboulement s’est produit, selon les indications de la Saphir, le 28 février 2007 (au cours du passage à proximité de La Réunion du cyclone tropical intense Gamède), en rive gauche du Bras des Roches Noires et environ 1,5 km en aval de l’effondrement de décembre 2006 (à hauteur de l’Ilet commandeur - Figure 15 ; Figure 16). Le volume éboulé a été estimé à environ 50 000 m3.

Figure 15 - Localisation de l’éboulement du 28 février 2007

L’Eperon, tout comme l’Ilet Commandeur sur le versant rive gauche du Bras des Roches Noires, correspond à un vaste et ancien panneau d’effondrement du rempart sus-jacent, (Humbert, 1986), fortement déstructuré et fracturé. Les matériaux constitutifs, qui ont été mobilisés lors de l’éboulement du 28/02/07, sont ainsi constitués de produits de démantèlement des remparts, matériaux brèchiques représentés par des blocs décimétriques à métriques emballés dans une matrice brune fine, abondante et globalement peu indurée. Ces caractéristiques confèrent à ces matériaux une forte sensibilité aux phénomènes érosifs, que ce soit à leur pied par les

Zone effondrée en décembre 2006


Zone effondrée entre le 28/02/07 et le 05/03/07



débits de crues de la ravine ou sous l’effet des eaux météoriques. Dans le cas présent, les phénomènes de ravinement superficiels associés aux circulations souterraines locales (Figure 17 ; Figure 18), pourraient avoir eu un impact majeur sur la rupture.

La morphologie en entonnoir de la partie nord de l’Ilet de l’Eperon semble témoigner d’une histoire riche en mouvements de terrai important. L’événement survenu fin février 2007 ne doit vraisemblablement être considéré que comme le plus récent épisode d’une série d’éboulements de plus ou moins grande ampleur, avec des niches d’arrachement ne se déclarant (comme fin février 2007) que sur une partie de l’entonnoir ou, plus exceptionnellement (cela a pu être le cas originellement), sur la totalité de sa largeur. Par ailleurs, la patine blanchâtre nettement visible sur la Figure 16 (cliché oct. 2003) au droit de la cicatrice du 28/02/07 semble indiquer qu’un mouvement s’était déjà amorcé, dans un passé relativement récent, à cet endroit.

Plus largement, l’analyse photo-interprétative ainsi que les cicatrices visibles sur la figure 16 ci-dessous, soulignent la forte sensibilité aux instabilités de l’ensemble des versants Est de l’Eperon.

Figure 16 - Nord de l’Eperon, avec dans sa partie septentrionale l’entonnoir ayant donné naissance à l’éboulement du 28/02/07. Cliché Oct. 2003



Figure 17 - Entonnoir en partie nord de l’Eperon (cliché de droite) et, dans sa partie sud, niche d’arrachement de l’éboulement du 28 février 2007

Figure 18 - Résurgences observables en partie inférieure de la cicatrice de l’éboulement du 28 février 2007 (cliché avril 2008 à gauche, mars 2007 à droite).

Résurgences




Le phénomène d'effondrement du 28/02/2007 a donné naissance amoncellement de débris se propageant sur une distance voisine de 500 m, pour finalement s’épandre en un éventail de plus de 100 m de coté, obstruant une large part du fond du Bras des Roches Noires et repoussant l’écoulement en pied de l’Ilet Commandeur (Figure 19).

Ce cône de déjection, dont l'épaisseur maximale a pu approcher une dizaine de mètres dans sa partie amont, est encore nettement visible (Figure 20). Il semble avoir peu évolué depuis sa mise en place, en dépit notamment des pluies occasionnées par la fin de la saison humide 2006/07 et de la saison 2007/08 (absence de crue suffisamment importante pour générer une reprise significative des matériaux disponibles). Il n’en reste pas moins qu’il ne constitue pas un obstacle majeur pour l’écoulement de la rivière du Bras des Roches Noires, au regard notamment à la fois de la hauteur relativement limitée des dépôts sur une large partie basse du cône, du fort pouvoir de remobilisation de la ravine et de la faible induration des dépôts. Il représente ainsi une source conséquente d’alimentation en transport solide pour la rivière.

Figure 19 - Extension jusqu’en fond du bras des Roches Noires de l’éboulement du 28 /02/07 (cliché mars 2007)



Figure 20 - Persistance du cône de déjection issu de l’éboulement du 28 /02/07 (cliché avril 2008).

2.1.4. Effondrement en masse survenu entre le 28/02/07 et le 05/03/07


Sur le flanc oriental de l’Eperon, environ 500 m en aval de des matériaux effondrées du 28/02/07 (Figure 15), un second éboulement s’est produit entre cette date et le 05/03/07. Le phénomène s’est déclaré sur une paroi très redressée d’une hauteur voisine de 200 m, dominant directement le fond du Bras des Roches Noires. Il a mobilisé un volume maximum estimé de 50 000 m3 (Figure 21).

Contrairement au précédent éboulement qui a intéressé des brèches, le phénomène a ici concerné des matériaux constitués d’une alternance de coulées basaltiques massives et de niveaux scoriacés (Figure 22), entrainant la formation d’un éboulis dont les éléments sont globalement plus grossiers.

Tant l’analyse des clichés anciens de l’IGN que de la géomorphologie actuelle du rebord de l’Eperon (Figure 23) soulignent le fait que cette partie du versant oriental de l’ilet est le siège d’une intense activité érosive et de récurrents phénomènes d’éboulements d’ampleur variable (activité quasi-continue de chutes de blocs et « petits » éboulements ponctuée de phénomènes plus volumineux). Celui survenu aux alentours de début mars ne correspond ainsi qu’au dernier épisode d’un processus de démantèlement de cette partie du panneau effondré de l’Eperon.



Figure 21 - Cicatrice et éboulis générés par l’éboulement survenu entre le 28 /02/07 et le 05/03/08 (clichés mars 2007).

Figure 22 - Cicatrice de l’éboulement (cliché avril 2008).

Figure 23 - Rebord Est de l’Eperon aux abords de l’éboulement (cliché oct. 2003).

Zone de départ de l’événement fin février/début mars 07

Cicatrices d’éboulements anciens




L’éboulis généré par l’éboulement n’a pas entravé l’écoulement du Bras des Roches Noires. L’essentiel des produits de l’éboulement est calé en limite d’équilibre sur la paroi rocheuse. Les observations réalisées fin avril 2008 semblent souligner le fait que bien que la base de l’éboulis a été érodée par la rivière depuis sa formation, l’essentiel des matériaux éboulés est encore en place. Ils seront vraisemblablement repris par la ravine de façon progressive à l’occasion de crues d’ampleur modeste. L’occurrence d’une crue beaucoup plus importante pourrait également être en mesure de reprendre la majeure partie du stock disponible, d'autant que la section de la rivière est étroite, favorisant les hauteurs d'eau et des vitesses importantes.

Figure 24 - Cône d’éboulis - clichés de décembre 2007 à gauche et avril 2008 à droite.



2.1.5. Diagnostic à l’échelle du bassin

Le Bras des Roches Noires, soumis à une activité érosive importante, concentre l’essentiel des apports de matériaux alimentant Le Bras de La Plaine et joue une part prépondérante dans la dynamique de crues du bassin.

Le Massif de L’Eperon, qui s’allonge en rive droite (sur environ 1,5 km) dans le bassin inférieur du Bras des Roches Noires, fournit une part importante de ces apports sédimentaires. Les deux éboulements survenus début 2007 correspondent aux deux derniers épisodes notables du processus de démantèlement de ce vaste panneau d’effondrement du rempart. Les indices d’anciens désordres ayant affecté notamment ses rebords Nord et Est sont nombreux, une large part des événements inscrits dans la BDMVT sont localisés sur ces pentes.

D’autres événements, concernant des volumes d’un ordre de grandeur tout à fait comparable, voire sensiblement supérieur, apparaissent ainsi possibles - si ce n’est probables - à court ou moyen terme sur la totalité des rebords Nord et Est du massif. Cette forte production est liée notamment aux faibles compétences mécaniques des brèches, dans l’ensemble faiblement indurées, qui en forment l’essentiel de l’ossature . Cette faible compétence mécanique explique la sensibilité « exacerbée » au ravinement et qui rend ce secteur propice aux éboulements, mais également à l’activité érosive de la ravine en pied du massif. L’alimentation en matériaux est également liée au démantèlement des empilements de laves massives et niveaux scoriacés situés à la base du massif.

Les apports relatifs aux déstabilisations survenues début 2007 sont considérés comme occasionnels (non exceptionnels), tant en ce qui concerne les volumes générés que par la « période de retour » estimée de phénomènes de cette ampleur. Au-delà de ces apports occasionnels, des apports « chroniques » (événements mineurs se produisant fréquemment sur les versants, notamment durant la saison des pluies) génèrent un volume cumulé d’alluvionnement, difficilement quantifiable dans le cadre de cette approche, mais très vraisemblablement conséquent.



Figure 25 - Vue générale du massif de l’Eperon et, à droite, rebord nord de celui-ci

Figure 26 - Morphologie en bad-lands du rebord oriental de l’Eperon et phénomènes érosifs se développant en fond de ravine au pied du massif – clichés avril 2008




L’Ilet Commandeur, situé en rive gauche de la ravine en aval des Meules (Figure 27) correspond, de façon analogue à l’Eperon, à un panneau d’effondrement du rempart. Il constitue, de la même façon, une source d’alimentation non négligeable pour les phénomènes de transport solide. Deux événements sont recensés dans la BDMVT sur les pentes situées en contrebas de l’Ilet, la morphologie « ruiniforme » de ces versants souligne une importante activité historique.

Figure 27 - Partie amont de l’Eperon et, au second plan, Ilet Commandeur - cliché avril 2008.

Au delà de la zone de l’Ilet Malabars, siège d’un éboulement de grande ampleur en décembre 2006 et dont on peut craindre - sur le long terme - un nouvel épisode comparable, les observations réalisées entre l’Ilet Malabars et l’Eperon (les reconnaissances héliportées ont porté essentiellement sur ce secteur) soulignent que des instabilités paraissent être en mesure de prendre naissance préférentiellement sur l’ensemble du rempart occidental de la ravine.

Les processus d’évolution ayant vraisemblablement conduit à la rupture en décembre 2006 - développement progressif de secteurs sous-cavés, décompression du rempart notamment - peuvent se produire sur l’ensemble de la paroi. Plusieurs cicatrices de phénomènes ayant mobilisés des volumes atteignant plusieurs dizaines de milliers de m3 peuvent être observées. Le versant en face de l’Ilet Commandeur garde également la trace d’un éboulement, qui selon l’analyse des photos aériennes se serait produit entre 1978 et 1984, d’ampleur sensiblement supérieure et ayant pris naissance approximativement à mi-rempart (Figure 28). Le volume éboulé est grossièrement estimé à 1 Mm3 (cicatrice de 200 m de large en moyenne sur une dénivelée de 500 m).



Figure 28 - Cicatrice d’un éboulement en masse en rive gauche, au droit de l’Ilet Commandeur - cliché avril 2008.

Enfin, bien qu’aucun élément - notamment historique – ne puisse étayer cette possibilité, on ne peut exclure que l’occurrence d'effondrements importants (à partir du rempart ou des flancs de l’Eperon ou de l‘Ilet Commandeur), puisse conduire à la formation d’un embâcle avec création d’une retenue, et potentiellement formation d’une lave torrentielle résultant de la rupture brutale de l’obstacle à l’écoulement.



Figure 29 - Cicatrices d’éboulement et entailles de ravinement au droit de l’Eperon - clichés avril 2008. Alimentation en blocs de la ravine bordant au Sud-Ouest l’Eperon et fragilisation du

rempart en contre-haut



2.2. BRAS DE SAINTE-SUZANNE

Contrairement au Bras des Roches Noires, caractérisé par une activité érosive intense à l’échelle du bassin qui se manifeste par un démantèlement (ravinement, éboulements en masse ou en grande masse, etc.) plus ou moins rapide de l’essentiel de ses remparts et des paquets-effondrés qui en sont issus (et qui eux même témoignent de cette activité), le bassin du Bras de Sainte-Suzanne se distingue par un « dynamisme » érosif globalement restreint.

Figure 30 - Vue générale du bassin du Bras des Roches Noires à l’Ouest et du Bras de Sainte-Suzanne à l’Est. Contrairement au lit encaissé et boisé du Bras de Sainte-Suzanne, le Bras des

Roches Noires à fond plat et large montre un transport minéral important

Plus que par des singularités morphologiques, cette dissimilitude (illustrée par les Figure 30 ; Figure 31) s’explique essentiellement par un contexte géologique différent. Les versants du bassin du Bras de Sainte-Suzanne, dont l’ossature, à l’identique des versants du Bras des Roches Noires, est en grande partie constituée des coulées basaltiques et niveaux scoriacés des phases II et III du Piton des Neiges et ont été en partie fossilisés et consolidés :

o pour ce qui concerne la rive droite du bassin, par des laves de la Phase IV du Piton des Neiges issues du sommet de l’Entre-Deux ;

o pour ce qui concerne la rive gauche, par des laves issues de l’activité éruptive « récente » du Massif de la Fournaise (émissions provenant du Piton Tortue et Piton Bleu avant épanchement dans le fond de Grand Bassin et dans le Bras de La Plaine).

Ouest Est



Figure 31 - Illustration de l’importance du dynamisme sédimentaire sur le Bras des Roches Noires et de sa pauvreté dans le bassin du Bras de Sainte-Suzanne (vue prise au niveau du

Voile de la Mariée).

Il en résulte une activité gravitaire relativement réduite à l’échelle du bassin et une dynamique sédimentaire en conséquence restreinte à des phénomènes, d’ampleur limitée en termes de volume de matériaux solides libérés, d’érosion de berges et petits éboulements.

Bien que l’activité érosive apparaisse globalement peu développée, l’occurrence de mouvements gravitaires (notamment effondrements de rempart plus ou moins volumineux) engendrant une impulsion sédimentaire conséquente pour la rivière, ne peut être écartée ; la principale différence avec le bassin du Bras des Roches Noires étant que de tels événements (dont on peut imaginer qu’ils puissent concerner des volumes du même ordre de grandeur - voire plus - que pour l’éboulement de décembre 2006 dans le Bras des Roches Noires) apparaissent susceptibles de se produire avec une fréquence beaucoup moins importante.

Contrairement aux phénomènes de démantèlement des matériaux brèchiques du Bras des Roches Noires, à l’image de l’éboulement du 28/02/07 qui est survenu lors du passage de Gamède (et en faisant abstraction des phénomènes plus modestes et quasi-continus liés aux ravinements), les processus d’évolution de rempart semblent moins étroitement liés aux épisodes météorologiques exceptionnels.

On retiendra que, bien que non soumis à une intense érosion en grand, le bassin du Bras de Sainte-Suzanne est en mesure de connaître de façon très épisodique, des apports importants de sédiments, pouvant provenir préférentiellement de phénomènes



d’effondrement de remparts. On soulignera à ce titre que la morphologie de la tête de bassin, avec la présence d’hémicycles, et de certaines parties des remparts et de leurs lignes de crêtes (forme concave, présence de décrochement, etc), est typique d’anciens mouvements de terrain (secteurs Le Trou, l’Encoin, etc.) et que ces indices morphologiques se retrouvent également dans le Bras des Roches Noires.

Remarque : Les phénomènes d'effondrement ne se produisent pas forcément au cours d'une même période temporelle. Le Bras des Roches Noires est en phase de morphogenèse active, alors que le Bras de Ste-Suzanne est en période "végétative". Ce point n'empêche pas qu'il ait été très actif (d'après les morphologies visibles) et qu'il peut le redevenir. Cette alternance de périodes est observée dans la rivière des remparts entre le Bras de Mahavel et le Bras de Dimitile, par exemple.



2.3. ANALYSE PHOTO-INTERPRETATIVE DU SECTEUR BRAS DE LA PLAINE

L'ensemble des données de photo-interprétations est illustré par des cartographies placées en annexe et sur le tableau de synthèse (Figure 32).

1950

Sur les photographies de 1950 (les plus anciennes en notre possession), le lit du Bras de la Plaine présente peu de zones d’atterrissements marquées. On les retrouve essentiellement dans les zones d’élargissement du lit au droit de l’Ilet Boulon et de l’Ilet Aurélien Dijoux. Ce faible alluvionnement de la rivière peut s’expliquer par une érosion peu intense des reliefs situés en amont du bassin versant. Le lit du Bras de Ste Suzanne ne présente pas de surélévation à sa confluence et semble être au même niveau que celui du Bras de la Plaine.

1961

En 1961, la rivière est en engraissement. En effet, la quasi-totalité du lit de la rivière semble être occupée par une quantité importante d’alluvions. Ces dépôts forment dans les secteurs les plus élargis (de 100 à 200 m de largeur) des zones d’atterrissement marquées délimitées par des talus de quelques mètres de haut (bien visibles au stéréoscope).

Le cours d’eau a un tracé quasi-rectiligne sauf en partie amont ou quelques méandres bien prononcés viennent saper la base des berges en rive droite de l’Ilet Cicielle.

1966

Entre 1961 et 1966, on note l’incision et la remobilisation des plages de dépôts qui occupaient le lit de la rivière en 1960. Seuls subsistent quelques ilots au droit et en aval immédiat de l’Ilet Aurélien Dijoux.

Dans le secteur de l’Ilet Cicielle et au niveau du lieu dit « le Détour », les berges ont reculé suite à l’érosion par la rivière. Ces berges sont constituées par les terrasses de l'extrado des méandres. Cette tendance à l’incision est marquée également par une modification du tracé du fil d’eau qui recoupe d’anciens méandres, notamment en aval du lieu dit « le Détour » et en aval de l’Ilet Aurélien Dijoux.



1978

Entre 1966 et 1978, a eu lieu la construction du barrage de la prise d’eau de la SAPHIR. La création d’un seuil a eu pour principale conséquence la surélévation du niveau du lit en amont de l’ouvrage et un léger creusement du lit en aval.

En amont du seuil apparaissent des plages de dépôts développées bien visibles au droit des ilets Aurélien Dijoux et Gabriel Técher. Néanmoins la faible pente du profil en long sur cette partie du linéaire (inférieur à 4%, Humbert 1986) associée à la présence en amont du barrage d’une zone d’élargissement du lit, font que la surélévation du lit n’est pas très marquée sur les photos aériennes de 1978.

1984

L’interprétation des photos de 1984 n’a pu être réalisée que dans les parties les moins encaissées du cours intermédiaire du Bras de la Plaine. Quelques zones d’atterrissements sont visibles dans les trois secteurs les plus élargis du lit à hauteur de l’Ilet Boulot, de l’ilet Aurélien Dijoux et de la Caverne de la Petite Ravine.

1989

En 1989 le Bras de la Plaine présente un alluvionnement bien étalé sur toute la largeur du lit. Les plages d’atterrissement ne sont pas très marquées sauf en amont du défilé précédant la Caverne de la Petite Ravine. La terrasse basse de l’ilet Cicielle (à la base de la dépression en forme de cuillère du versant sud-est de l’ilet) présente une incision nette suite à un sapement des berges par la rivière.

1997

Entre 1989 et 1997, le lit du Bras de la Plaine présente un alluvionnement important caractérisé par de nombreuses zones d’atterrissement marquées du lieu dit « le détour » jusqu’au barrage de la SAPHIR. Une partie de ces sédiments ont transité en aval et forment un stock important en amont de « la caverne de la petite ravine ».

2003

A partir de 2003, l’alluvionnement de la rivière ne semble plus se faire de façon homogène sur l’ensemble de son linéaire. En effet en amont du barrage on note un rehaussement du lit matérialisé par :



- une plus grande divagation du fil d’eau qui témoigne d’un adoucissement de la pente suite à une sédimentation importante sur toute la largeur du lit ;

- un recouvrement des anciennes plages d’atterrissement qui forment ainsi des ilots végétalisés au milieu du lit de la rivière au droit de l’Ilet Aurélien Dijoux.

A l’opposé, en aval du barrage la rivière a tendance à inciser les anciens dépôts jusqu’à atteindre le substratum rocheux au droit de « la caverne de la petite ravine » ou encore mettre à l’affleurement des alluvions grossières à quelques mètres en aval du barrage (vérifier s’il n’y a pas eu de travaux au cours de cette période).

Evolution entre 2006 et 2007

Les prises de vues réalisées au cours de la campagne de début 2008 ne vont pas au delà du barrage de la SAPHIR, il n’est donc pas possible de déterminer l’évolution de la rivière plus en aval.

Les nombreuses instabilités qui ont affecté les reliefs du Bras des Roches Noires entre fin 2006 et début 2007 ont apporté une quantité considérable de matériaux à la rivière. En février 2007, les dépôts issus du transit des matériaux éboulés occupaient toute la largeur du lit mais sur une faible épaisseur (Nedellec, 2007). En effet, ces dépôts de faible granulométrie se seraient mis en place suite au passage d’une lave torrentielle le 2 février 2007 (progression d’un front de coulée de 1 à 2 mètres d’épaisseur d’après la SAPHIR).

En novembre 2007 le lit de la rivière ne présente pas d’évolution significative mis à part le fait que la partie fine des sédiments occupant le lit en 2007 (d’après les photos réalisées au cours d’une expertise du BRGM) semble avoir été emportées (qu’en surface) suite au passage cyclone tropical intense Gamède (du 24 au 27 février 2007).

Il est important de noter qu’aucun événement majeur de moyen à grande ampleur ayant affecté les versants du Bras de la Plaine, n’a été observé sur les photographies aériennes de 1950 à 2007. Quelques traces d’arrachements sont visibles sur les versants Est (Commune du Tampon) à proximité des nombreuses ravines perchées qui viennent déstabiliser la couverture superficiel de sol qui recouvre les versants.

Néanmoins on retrouve en tête de rempart des amorces d’anciennes niches d’arrachements de forme elliptique qui témoignent de la déstabilisation en masse de la bordure du versant Est. Ces anciennes formes d’érosion ne sont plus actives de nos jours mais servent de réceptacles aux eaux de ruissellement qui se concentrent et donne lieu à du ravinement concentré à l’origine du rainurage des versants.



Section du cours d’eau

Années

Cyclones remarquables

antérieurs Bras de Sainte Suzanne Bras des Roches Noires Bras de la Plaine

1950 15 cyclones récences depuis début XIXème

Cicatrices d’arrachements superficiels dans les remparts à hauteur de : l’Ilet Citron, l’Ilet Camille et «Le Trou »

Cicatrices d’arrachements superficiels dans les versants en amont de l’Ilet Malabars

Erosion de la bordure Est de l’Eperon

1961 - Niches d’arrachements dans le rempart surplombant Grand Bassin à hauteur du Piton Petit Louis et du Corse Blanc

Apparition de niches d’arrachements dans les remparts du Plateau du Dimitile Démantèlement des reliefs en pied de rempart par érosion diffuse ou

éboulements

1966 1962 – Jenny

1966 - Denise Pas d’événements majeurs observables

Extension en largeur et en hauteur de la niche d’arrachement du rempart surmontant « l’Eperon »

1978 - Pas d’événements majeurs observables

Rempart très actif au niveau de l’Ilet Malabar : nombreuses niches d’arrachements et comblement du lit par une quantité importante de matériaux

Déstabilisation des bordures de l’Eperon et de l’Ilet Commandeur avec formation de cônes d’éboulis occupant une partie du lit de la rivière

1984 1980 – Hyacinthe

1981 - Florine

Pas d’événements majeurs observables

Apparition d’une niche d’arrachement de grande dimension sur le versant opposé à l’Ilet Commandeur

Nouvelle niche d’arrachement affectant la bordure Nord-Ouest de l’Ilet Commandeur à l’extrémité Ouest de la précédente niche d’arrachement

1989 1978 – Clotilda

1989 - Firinga Eboulements de faible ampleur dans les versants surplombant le Bras de Sainte Suzanne

Progression en hauteur par érosion régressive de la niche d’arrachement dans le rempart surmontant « l’Eperon »

1997 1993 – Colina

1994 - Hollanda

Traces de chute de blocs/éboulements affectant la paroi rocheuse au niveau de l’Ilet Citron

Nombreuses instabilités affectant la ligne de crête du rempart de l’Ilet Malabars et apparition d’une nouvelle niche d’arrachement au 2/3 inférieur du rempart (amorce de l’écroulement de fin 2006)

Apparition d’une nouvelle niche d’arrachement en tête du rempart surmontant l’Eperon

2003 2002 - Dina Pas d’événements majeurs observables

Extension des niches d’arrachements affectant les remparts en 1997 Important éboulement du relief situé en pied de rempart en face de l’Ilet

Commandeur : formation d’un cône d’éboulis en rive droite

2007 2006 - Diwa

2007 - Gamède

Traces de chute de blocs/éboulements affectant la paroi rocheuse située en amont de l’Ilet Camille

Ecroulement de la partie supérieure du rempart surmontant l’Ilet Malabars fin 2006 et exhaussement du lit jusqu’à l’Eperon (fin 2007)

Déstabilisation en masse (30 000 m3<V<50 000 m3) des bordures de l’Eperon et formation de deux cônes d’éboulis dans le lit de la rivière

Erosion continue des versants par décompression gravitaire (essentiellement des chutes de blocs). Elle est plus marquée en rive gauche par incision progressive des nombreuses ravines perchées qui drainent le plateau de la Plaine des Cafres et du Tampon

Erosion par la rivière de la base

des versants dans les extrados des méandres situés à hauteur de l’Ilet Cicielle : éboulement des compartiments mis en surplomb (V<1 000 m3)

Pas d’événements majeurs

recensés à l’échelle humaine mais présence d’anciennes niches d’arrachement pouvant atteindre 400m de large

Figure 32 - Recensement des principaux événements ou des indices d’instabilités affectant les versants du Bras de la Plaine (basé sur l’étude des photographies aériennes de 1950 à 2007)



2.4. CONCLUSION DE L'ETUDE GEOMORPHOLOGIQUE

Suite à l'analyse des photos aériennes et des observations terrain, il apparaît que les apports de sédiments dans le bassin versant du Bras de la plaine proviennent majoritairement de l’érosion en grand des versants du Bras des Roches Noires.

Les remparts bordant le plateau du Dimitile sont assujettis à des déstabilisations en masse (écroulements dépassant 1Mm3), alors que l’érosion continuelle des reliefs à la base des versants (« l’Eperon », l’Ilet Commandeur) contribue fortement à l’alluvionnement du Bras de la Plaine. En effet, ces derniers sont formés par des produits de démantèlement facilement érodables (brèches d’avalanche de débris), d’où une morphologie en « badlands » bien marquée.

Suite aux précipitations exceptionnelles de la saison cyclonique des traces de déstabilisation (cicatrices d’arrachements) peuvent apparaître le long des versants. Ces derniers restent néanmoins d’ampleurs limitées et participent à l’évolution naturelle des versants.

En plus de l’érosion « diffuse » qui affecte les versants des Ilets Commandeur et de l’Eperon il arrive que ces derniers soient affectés par des éboulements d’ampleur importante qui apportent une quantité considérable de sédiments à la rivière (volume pouvant atteindre 50 000m3). Aucun phénomène d’embâcle n’a été observé à l’échelle humaine, mais la survenance d’un tel phénomène n’est pas à exclure, surtout dans le secteur dit « le serré ».

L’éboulement de décembre 2006 reste un phénomène exceptionnel à l’échelle du bassin versant car aucun événement d’une telle ampleur n’a été observé sur les photographies aériennes depuis 1950.

Le bassin du Bras de Sainte-Suzanne ne présente pas d’érosion en grand. Ces versants ont été en partie fossilisés et consolidées en rive droite par les laves anciennes du Piton des Neiges (Phase IV) et en rive gauche par les coulées plus récentes du Piton de la Fournaise (issus de l’activité des pitons de la Plaine des Cafres: Piton Bleu et Piton Tortue). De même, en rive droite et dans les remparts du Bras Sec, la direction du pendage favorise la stabilité des versants (Humbert, 1986). Cependant, les morphologies observées confirment le fait que des mouvements de terrain de grande ampleur ont affecté par le passé le Bras de Sainte-Suzanne.

L’action érosive du Bras de la Plaine en période de crue se manifeste par une remobilisation et un transit vers l’aval des alluvions occupant le lit mineur. En outre, l’érosion est peu marquée latéralement par l’absence de recul net des bordures de terrasses sauf au droit de l’Ilet Cicielle ou la rivière forme des méandres bien prononcés.



L’érosion diffuse des remparts contribue à l’alluvionnement de la rivière mais en moindre proportion que les apports du Bras des Roches Noires. Ce dernier présente un alluvionnement important en 2008 avec un transit des matériaux éboulés en 2006 bloqué au droit de l’Ilet Commandeur et de l’Eperon.

En ce qui concerne l'évolution future, le volume de matériaux issu du mouvement de terrain exceptionnel du Bras de la Plaine, survenu fin 2006, a été remobilisé pour moitié environ lors du cyclone Gamède (500 000 m3). La moitié restante ne semble pas évoluer significativement en l'absence de précipitations exceptionnelles. Il semble qu'un tel phénomène ne puisse se reproduire au même endroit avant que les conditions favorables à la rupture (décompression du rempart et/ou création d’un sous-cavage important) ne soient à nouveau réunies, c’est-à-dire au minimum plusieurs décennies (même s’il est impossible de formellement écarter l’occurrence d’un tel phénomène à courte échéance1).

Cependant, les zones de l'Ilet Commandeur et de l'Eperon, affectées par des glissements de terrain d'ampleurs importantes début 2007 représentent un fort potentiel de matériaux remobilisables par la rivière. Il s'agit des éléments déjà présents dans le fond du Bras de la Plaine, ou qui pourraient être rendu disponible par les futures déstabilisations, particulièrement fréquentes dans ce secteur en raison de propriétés mécaniques faibles.

1 Sous réserve de l'absence de fractures ouvertes au sommet du rempart, masquée par la végétation et non visibles lors des diverses observations héliportées.



3. Analyse pluviométrique et hydrologique

3.1. ETUDE PLUVIOMETRIQUE

3.1.1. Généralités

a) Objectif

Le but de l'étude pluviométrique est principalement de :

o caractériser les précipitations survenant sur le bassin versant étudié,

o permettre une estimation de la fréquence des évènements extrêmes observés,

o fournir une estimation du Gradex (gradient des valeurs extrêmes) et des valeurs fréquentielles des pluies de durée égale au temps de concentration des bassins versants de l’étude qui soient représentatives de la pluviométrie de ces bassins,

o permettre une évaluation de la relation pluie – lame ruisselée.

Les courbes IDF (Intensité – Durée – Fréquence) représentatives du bassin versant n’étant pas disponibles et les données brutes, permettant de les obtenir, n’étant disponibles qu’à quelques postes et ce sur de courte période, il est apparu nécessaire et préférable :

o de définir les valeurs fréquentielles des pluies journalières maximales à l’aide des séries journalières des postes longue durée ;

o d’étudier, la variation de la pluviométrie durant les principaux évènements suivant la localisation et l’altitude;

o d'utiliser les valeurs précédentes et la décomposition des pluies observées afin de définir les valeurs fréquentielles des pluies représentatives des différents bassins versants.



b) Contexte climatologique

De part son climat tropical océanique, fortement influencé par l’anticyclone de l’Océan Indien, l’île de La Réunion a une pluviométrie très élevée (de 2 à 9 m/an sur le coté au vent). Mais c’est davantage les précipitations exceptionnelles (par leur intensité, par le cumul de pluie par événement) qui sont remarquables car elles sont à l’origine des crises érosives des ravines.

La pluviométrie dépend de l’exposition aux vents d’alizés et de l’altitude. On observe aussi que si l’altimétrie influence fortement la répartition des pluies, l’optimum pluviométrique ne correspond pas obligatoirement à la ligne de crête topographique, mais souvent à un effet de rempart, à mi-pente (Bargeas, 1984).

Les bassins versants des grandes ravines se situent également dans la région centrale de l’île ou les pluies orographiques sont maximales, et jouent pratiquement toute l’année, sans qu’il n’y ait véritablement d’opposition entre saison sèche et saison pluvieuse.

Les crises érosives sont avant tout liées aux précipitations exceptionnelles qui s’abattent périodiquement sur l’île à l’occasion des cyclones ou des dépressions cycloniques.

Les cyclones qui intéressent l’île de la Réunion naissent généralement à proximité de Diego Garcia, au droit de la zone de convergence intertropicale (entre 5 et 20° de latitude sud et 80° de longitude est).

Une des principales conditions de leur formation est la température de la mer qui doit être supérieure à 27 °C sur plusieurs dizaines de mètres de profondeur.

Par convention internationale le terme « cyclone tropical » désigne dorénavant toute perturbation tourbillonnaire, caractérisée par la vitesse moyenne de ses vents, qui peut-être :

o inférieure ou égale à 62 km/h pour une dépression ;

o comprise entre 63 et 117 km/h pour une tempête ;

o ou supérieure ou égale à 118 km/h pour un cyclone.

Cette activité cyclonique se situe généralement entre mi novembre et fin avril. Elle comporte en moyenne 11 évènements : 4 cyclones, 5 tempêtes et 2 dépressions.

En dehors des vents violents qui les caractérisent, ces cyclones peuvent s'accompagner de pluies longues et intenses et de surcote marines (houle et surélévation du niveau moyen de la mer).



De plus amples informations sont disponibles dans la littérature spécialisée ou dans divers rapports de Météo France.

Parmi les nombreux cyclones survenus on ne s’intéressera, dans le cadre de cette étude, qu’aux cyclones étant à l’origine de crues et/ou d’inondations significatives. Sur la période récente, où l’on dispose de données d’intensités pluviométriques sur le bassin versant (1991-2007), on notera la présence de 7 perturbations cycloniques (cyclones et/ou tempêtes tropicales) à l’origine de crues significatives. A cette liste il faut ajouter le cyclone le plus récent constituant une référence vis-à-vis des précipitations et des crues : le cyclone Giselle survenu en février 1964.

Si certains évènements cycloniques peuvent être générateurs de pluies exceptionnelles, ils ne constituent pas la totalité des pluies journalières exceptionnelles observées. Lors des cyclones, le cumul pluviométrique observé dépend plus du trajet du cyclone que de l’altitude du poste. Les épisodes pluvieux exceptionnels dus aux cyclones se caractérisent plus par un cumul pluviométrique important que par leur intensité. Celles-ci ne sont généralement pas supérieures à celles observées lors d’orages localisés mais leurs extensions spatiales et la durée des pluies sont plus importantes. Ils génèrent ainsi plus fréquemment des évènements « crues exceptionnelles » sur les grands bassins versants. Les orages localisés, de fréquence plus courante que les cyclones, génèreront principalement des crues exceptionnelles sur les petits bassins versants.

c) Principaux organismes contactés et données collectées

Les données pluviométriques collectées ont été fournies par Météo France. Le tableau (Figure 33) précise les postes, les périodes d’observations et le type de données collectées. Il indique également la date de mise en service, les coordonnées et l’altitude de ces différentes stations. La localisation de ces postes est représentée sur la figure 34.

Les données recueillies auprès de la Météo France comportent :

- les données journalières des cinq postes situés sur le bassin versant, ou à proximité immédiate, sur leurs périodes maximales d’observations. La durée disponible varie entre 56 ans (Plaine des Cafres) et 32 ans (Bébourg). Ces données s’arrêtent, au plus tard, 31/12/2007.

- les données horaires du poste de la Plaine des Cafres lors des épisodes pluvieux significatifs sur la période d’observation commençant en 1991.



Stations

Numéro

Période d’observation Latitude Longitude

Altitude

(m)

Pas de temps des données

Jour, mois et/ou année incomplets

ou manquants

Bébourg

974 10 286

01/1972 – 12/2004

-21.069° 55.347°

1 332

Journalier

1975 ; 1983 ; 1984 ; 1992 ; 1995 ; 1996 ; 2002 01/94 ; 07/00

Belouve

974 21 260

09/1955 – 06/2007

-21.029° 55.327° 1 500 Journalier

Période antérieure à 1984, et 01/87, 10/93,

02/94, 07/01

Bras Sec

974 22 445 01/1972– 07/2007 -21.117° 55.319° 1 210 Journalier

12/72 ; 03/75 ; 01/78 ; 07-08-11/81 ;03/92 ;

12/07

Plaine des Cafres

974 22 440 01/1952 – 12/2007 -21.112° 55.346° 1 560 Journalier

Du 20/07 au 10/08/1948

04/02 ET 21/04/1968

25/01/1970

1991 – 2007 Horaire

Pj>250 mm

29/01/00

23/01/02

Ravine Citrons

974 03 460 01/1967 – 12/2007 -21.139° 55.292° 510 Journalier

-

Figure 33 - Données pluviométriques et périodes d’observations collectées (Source : Météo France)

Il n’a pas été procédé à une visite des stations pluviométriques. Il n’est donc pas possible de préciser de manière exhaustive la qualité relative des données collectées.

Les séries de données ne sont pas complètes et comportent des interruptions. La figure 33 récapitule, pour les stations ayant les plus longues séries de données, les périodes d’observations disponibles et les jours et/ou mois de données manquantes. Pour la station de Bébourg où il y a de nombreuses lacunes (707 valeurs journalières manquantes), seules les années sont indiquées quand il y a plus de un mois entier manquant.



Figure 34 - Localisation des postes pluviométriques et des stations hydrométriques de la zone d’étude (Source : Météo France, carte IGN).



3.1.2. Pluies annuelles, mensuelles et nombre de jours de pluie

a) Pluies annuelles

La pluviométrie annuelle sur le bassin versant à étudier est très importante sur le haut du bassin versant (Bébourg) puis décroît progressivement avec l’altitude (Plaine des Cafres) jusqu’à la valeur minimale observée (Ravine Citrons).

Afin d’évaluer la variabilité interannuelle des précipitations, il a été procédé à des ajustements des pluies annuelles suivant une loi de Galton (Log normale). Afin de compléter et étendre les séries de données, les valeurs mensuelles ont été définies à l’aide de corrélations inter station.

Les résultats de ces ajustements et l’intervalle de confiance à 80% de ces valeurs sont récapitulés dans la figure 35.

On constate, d’après les valeurs indiquées que la pluviométrie moyenne annuelle est voisine de:

o 5 m à Bébourg, avec une amplitude de variation très importante (et un intervalle de confiance élevé),

o 2 m à la Plaine des cafres,

o 1,2 m dans les parties basses de la zone d’étude (ravine Citrons).

Il faut toutefois relativiser ces estimations dans la mesure où la période utilisée est différente d’une station à l’autre. On constate, en effectuant un ajustement sur une période plus longue, que les valeurs de la station de la Plaine des Cafres augmentent de façon significative. Cette différence permet de conclure que la période (1952-1966) a été une période relativement humide (cyclones Denise et Jenny).

Ces valeurs permettent également de montrer :

o l’influence des montants pluviométriques des cyclones sur le montant annuel,

o la diminution de la pluviométrie avec l’altitude,

o la forte pluviométrie sur la façade Est.



Station

Altitude (m)

Temps de retour (an)

Plaine des Cafres

1560

(mm)

Bébourg

1332

(mm)

Bras Sec

1210

(mm)

Ravine Citrons

487

(mm)

Plaine des Cafres

1560

(mm)

100 845 2550 505 610 870

I.C 80 (240) (660) (140) (220) (219)

10 1230 3470 730 950 1290 Sèch

es

I.C 80 (240) (635) (140) (240) (228)

2 I.C 80

1950 (290)

5060 (694)

1640 (310)

1150 (160)

2090 (275)

10 3100 7385 1800 2820 3370

I.C. 80 (620) (1380) (350) (720) (600)

100 4520 10050 2590 4390 4990 Hum

ides

I.C.80 (1300) (2700) (730) (1620) (1280)

Période d’observation

1967 -2007

1972 -2003 1972 -2007 1967 - 2007 1952 -2007

I.C. : intervalle de confiance

Figure 35 - Estimations des valeurs fréquentielles des totaux pluviométriques annuels.

b) Répartition mensuelle

La figure 36 indique la répartition et la variabilité mensuelle de la pluviométrie observée aux différentes stations calculée sur la totalité de leur période d’observation. Les valeurs maximales sont indiquées en caractère gras.

Celle-ci montre clairement :

l’existence de deux saisons bien marquées : la saison sèche (juin à octobre) et la saison humide (décembre à avril ) ;

des variations et tendances identiques aux stations de la Plaine des Cafres et Bras sec,

une pluviométrie décroissante avec l’altitude ,

On peut également noter que les montants pluviométriques records sont obtenus lors du passage de cyclones notamment :

janvier : Hyacinte en 1980,

février : Clothilda en 1987 et Gamède en 2007,



mars : du 13 au 18 Mars 1952, Diwa en 2006,

On notera, hors cyclone, les pluviométries record de février 1982 et février 1998.

Parmi les différentes corrélations réalisées sur les pluies mensuelles, seules deux (Figure 37) fournissent des résultats satisfaisants, il s’agit des corrélations entre les postes de :

Plaine des Cafres et Bras sec,

Bébourg et Hell Bourg.

Elles ont été utilisées pour compléter les périodes manquantes afin de réaliser les ajustements fréquentiels des pluies annuelles.

Mois 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Année

Max. 2838 2300 1556 495 315 275 164 216 123 116 236 424 4176

Plaine des Cafres

1967– 2007

489 553 320 157 86.1 68.7 58.7 60.1 43.7 36.5 63.8 153 2088

Min. 6.2 22.9 20. 23.6 4.5 26.3 15.1 8.5 4.5 3.6 0.6 19.8 1120

Max. 1470 928 514 390 198 211 250 143 109 136 237 525 2430

Ravine Citrons 1967-2007

243 246 185 112 57.7 57.3 41.2 34.3 31.7 32.3 46.9 130 1217

Min. 3.4 17.5 5.6 0 0 0 0 0 0. 0 0 8 608

Max. 2532 2665 1193 479 302 292 233 128 204 130 195 330 3686

Bras Sec 1972-2007

421 493 266 130 74.1 66.1 45.6 42.7 37.3 31.4 52.4 144 1803

Min. 10.5 14.5 13 7.5 0.5 0.5 2 1 2 1.5 2.5 26.5 615

Max. 4562 3612 2040 1192 1178 1075 628 932 519 371 356 1184 7980

Bébour 1972-2004

860 1119 753 471 302 250 261 333 191 168 173 378 5258

Min. 170 245 240 124 64 70 76 83.8 7.5 18 15.2 54 2853

Figure 36 - Valeurs pluviométriques mensuelles moyennes et extrêmes observées aux différentes stations



y = 1.2938x + 115.92R2 = 0.893

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 1000 2000 3000 4000

Pluie mensuelle à Hell Bourg (mm)

Plu

ie m

ensu

elle

à B

ébou

rg

(mm

)

y = 0.859xR2 = 0.9088

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Pluie mensuelle à la Plaine des Cafres (mm)

Plui

e m

ensu

elle

à B

ras

Sec

(mm

)

Figure 37 - Corrélations des pluies mensuelles aux différentes stations

c) Nombre de jours de pluies

L’analyse du nombre de jours de pluie annuel (Figure 38), fait apparaître un nombre moyen annuel de jours de pluie voisin de 240 jours sur le haut bassin versant avec en moyenne près de 7 jours par an où le total pluviométrique dépasse 50 mm et 1 jours où il dépasse 250 mm.

Le tableau ci-dessous permet également de constater de très fortes différences entre les postes sur le nombre de jours de pluie mais également sur les montants. Elles s’expliquent par :

- l’altitude, le nombre de jour et la quantité décroit avec l’altitude. On notera notamment quatre fois moins de jours de pluie et une quantité presque de moitié entre la Plaine des Cafres et Ravine Citrons,

- l’orientation, il pleut plus du coté versant Est (Bebourg) que dans l’intérieur (Hell Bourg) ou du coté ouest (Plaine des Cafres),

- le type de station. En effet, il semble que si la faible différence entre la pluviométrie aux stations de Plaine des Cafres et de Bras Sec s’explique aisément par l’altitude, la différence entre le nombre de jours de pluie est probablement du à une non mesure des pluies très faibles, voire de la rosée, à la station de Bras sec a contrario de la station principale de la Plaine des Cafres.



Valeur du seuil de pluie journalière (mm)

Station

Période

Nbre d’années

observées

>0

1

10

50

100

250

500

1000

Plaine des Cafres

1952– 2007

56 238 125.3 37.5 8.1 3.7 1.4 0.4 0.04

Plaine des Cafres

1972– 2003

32 259 117 35 7.7 3.6 1.3 0.34 0.06

Bras Sec 1972– 2003

32 129 82 31 6.8 2.8 0.8 0.19 0.03

Ravine Citrons

1972-2003

32 63 60 28 5.8 1.6 0.16 0.03 -

Bebourg 1972-2003

32 255 197 91 21 10 2.8 1.0 0.03

Figure 38 - Nombre moyen annuel de pluie journalière observée supérieure ou égale à un seuil (en mm)

d) Pluies journalières

Il a été procédé ensuite aux ajustements des pluies maximales journalières annuelles suivant une loi de Gumbel pour les différentes stations. La figure 39 présente les principaux résultats. En dernière colonne figurent les valeurs fréquentielles des pluies en 24 heures fournies par Météo France pour la station de la Plaine des Cafres. Ces valeurs, obtenues par ajustement suivant une loi de Pareto généralisée à partir de 25 années issues de la période 1963-2006, sont très, voire trop, proches de valeurs obtenues pour les pluies journalières sur la période 1952-2007. En effet la pluie en 24 h est, généralement, sensiblement supérieure à la pluie journalière. Ces faibles valeurs peuvent s’expliquer par la période considérée (période avec moins d’évènements significatifs) et par l’échantillon retenu.

L’ajustement, suivant une loi de Gumbel, des pluies journalières maximales annuelles de la station de la Plaine des cafres sur la période 1963-2006 conduit à une valeur décennale de 678 mm et à 1162 mm en centennale. Le ratio pluie en 24 h/ pluie journalière peut être ainsi évalué à 1.086 pour la valeur décennale et à 1.133 pour la valeur centennale.



On retiendra donc, pour les postes du haut bassin versant, que la pluie décennale journalière peut être estimée comprise entre 750 mm et 810 mm et que la pluie journalière centennale est voisine de 1250 mm. Pour le bas du bassin versant ces valeurs sont respectivement de 325 et 530 mm.

Station

Altitude (m)

(Période utilisée)

Période de retour

Ravine Citrons

487

(1967-2007)

Bras Sec

1210

(1972-2007)

Bébour

1332

(1972-2004)

Plaine des Cafres

1560

(1952-2007)(1963 -2006) Météo France

Pluie en 24h

2 160 290 430 345 IC 80% [142,185] [303, 393]

5 260 520 660 590 578 IC 80% [231, 303] [448, 634] [584, 772] [524, 675] [504, 652]

10 325 680 810 750 736 IC 80% [287, 385] [578, 830] [710, 964] [664, 868] [627, 844]

20 390 825 950 900 899 IC 80% [340, 463] [797, 1054] [734, 1064]

50 470 1020 1140 1100 1129 IC 80% [408, 565] [860, 1267] [968, 1297] [787, 1210]

100 530 1160 1280 1250 1317 IC 80% [458, 642] [978, 1452] [1097, 1574] [1096, 1479] [842, 1416]

Figure 39 - Valeurs fréquentielles avec leur intervalle de confiance des pluies maximales journalières annuelles aux différentes stations.



e) Variation de la pluviométrie avec l’altitude

Les différentes illustrations et tableaux précédents ont montré une décroissance de la pluviométrie avec l’altitude tant sur les montants que sur le nombre de jours de pluie. On constate ainsi qu’au pas de temps annuel, mensuel ou journalier cette décroissance paraît régulière pour les altitudes inférieures à la station de Bras Sec.

Les données de la station de la Plaine des Cafres sont très souvent égales voire quelquefois inférieures à celles de Bras Sec. La station de Bebourg située à une altitude inférieure mais sur l’autre versant a une pluviométrie nettement supérieure.

Le tracé des isohyètes des différents évènements montrent que la pluviométrie sur le haut du bassin versant continue de croître pour les altitudes supérieures à Bras Secs.

L’altitude moyenne du bassin versant au droit de la prise SAPHIR étant voisine de 1300 m et à défaut d’autres données pluviométriques, on peut supposer que sa pluviométrie moyenne va être globalement voisine de la moyenne entre la pluviométrie de Bras Secs et de la Plaine des Cafres.

La détermination de la pluie moyenne reçue par les différents bassins versants, à l’aide des isohyètes des évènements : Hyacinthe, Gamède, Diwa, Ando et Hutelle (Figure 41), permet de définir que la pluviométrie moyenne du bassin versant au droit de la prise Saphir est de :

o 7% inférieure à la pluviométrie moyenne du bassin versant des roches noires,

o 20 % supérieure à la pluviométrie moyenne de la totalité du bassin versant du Bras de la Plaine.



0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

020

040

060

080

010

0012

0014

0016

0018

00

Altit

ude

(m N

GR)

Pluie (mm)

2001

2002

janv

ier-0

1ja

nvie

r-02

22/0

1/02

05/0

3/06

da

te

Pier

refo

nds

aé

ropo

rt

Rav

ine

de

s C

abris

R

avin

e

Citr

ons

Pont

d'

Yves

B

ras

sec

Plai

ne d

es

Caf

res

Pito

n R

ouge

B

ebou

rg

ALTI

TUD

E (m

)

24

375

487

760

1210

15

60

1590

13

32

ANN

EE

2001

45

9 80

7 92

8 11

00

1453

16

79

1927

39

31

20

02

821

1502

15

24

1982

29

45

3115

30

63

6860

M

OIS

ja

nvie

r-01

51

15

5 26

8 31

6 76

6 93

9 12

79

1279

janv

ier-

02

299

802

872

1019

17

28

1686

15

93

1270

Jo

ur

22/0

1/02

22

8 54

5 60

0 70

0 11

35

1100

91

5 80

0

05/0

3/06

11

5 16

8 29

9 40

0 50

0 50

8

Figure 40 - Variation de la pluviométrie en fonction de l’altitude



Ando : 06 au 07/01/01

pluviométrie moyenne sur le bassin versant : 586 mm

Pluie à Bebourg : 730 mm

Plaine des Cafres : 730 mm

Bras Sec : 600 mm

Ravine Citrons : 216 mm

Moyenne Plaine des Cafres/ Bras sec : 665 mm (RATIO= 1.13)

Diwa : 03 au 07/03/06


Pluie à : Bras Sec 1161 mm




Gamède : 23 au 28/02/07



Bras Sec : 2414 mm



Figure 41 - Exemples d’isohyetes de quelques cyclones (Source Météo France)



3.1.3. Intensités pluviométriques

a) Ajustements Météo France

Les valeurs fréquentielles des pluies de durée variable (1h, 2h, 3h, 24 h) ont été fournies par Météo France pour la station la Plaine des Cafres. Elles ont été déterminées par ajustement statistique suivant une loi exponentielle de Pareto généralisée avec les valeurs observées durant 24 voire 25 années, sur la période 1963-2006. Les lacunes d’observation (diagramme manquant ou pluviomètre bouché) et la règle de gestion des manques utilisée par Météo France explique ce nombre limité d’années. De nombreux épisodes n’ont pas été observés ou ont été écartés et les ajustements ne sont donc pas issus d’une série continue d’évènements. On notera notamment que les intensités de l’épisode du 22/01/02 n’ont pas pu être retenus dans les échantillons exploités alors qu’elles se situent, au minimum, dans les trois valeurs maximales observées. Concernant la pluie en 24h, 5 épisodes pluvieux au moins n’ont pu être validés notamment :

- 07/01/1966 d’un montant de pluie journalière de 806 mm (Cyclone Denise),

- 07/02/1986 d’un montant de pluie journalière de 709 mm,

- 29/01/1989 d’un montant de pluie journalière de 960 mm (Cyclone Firinga),

- 29/01/2000 d’un montant de pluie journalière de 800 mm,

- 22/01/2002 d’un montant de pluie journalière de 1100 mm (Cyclone Dina).

La figure 42, ci- après, récapitule les valeurs décennales et centennales fournies pour les différentes durées et indique les valeurs maximales observées.

Hauteur pluviométrique pour différentes

durées à la Plaine des Cafres

Période d’observation 1963 -2006

Durée

Seuil (mm)

1 h

34

2 h

46

3 h

52

24 h

290

Décennale 84.7 135.7 180.6 735.7

Vicennale 101.8 164.1 218.9 898.9

Cinquantennale 127.6 206.9 275.3 1129.1

Centennale 150 244 323.3 1316.7

Max Observé

date

144.5

28/02/64

263.1

28/02/64

353.9

28/02/64

1038.5

28/02/64

Figure 42 - Valeurs fréquentielles des pluies de durée t à la Plaine des Cafres d’après Météo France.



En raison de valeurs manquantes et/ou rejetées et de la courte période d’observation, ces valeurs fréquentielles nous apparaissent sous estimées.

Pour tenter de remédier à cette sous estimation, il a été tenu compte des ratios définis au paragraphe "d) Pluies journalières (p. 62)" entre valeurs fréquentielles des pluies journalières et valeurs fréquentielles des pluies en 24 heures. In fine, est il considéré que :

- la pluie journalière décennale s’éleve à 750 mm et que l’on obtient la pluie en 24 h en appliquant le coefficient multiplicateur de 1.086 soit 815 mm,

- la pluviométrie journalière centennale s’éleve à 1250 mm et que l’on obtient la pluie en 24 h en appliquant le coefficient multiplicateur de 1.133 soit 1416 mm,

- les pluies de durée inférieure nécessitent, par fréquence, la même correction. On obtient ainsi les valeurs de la figure 43.

Hauteur pluviométrique pour différentes durées

Durée

Période de retour (années)

1 h 1 h 30 2 h 3 h 24 h

10 94 124 150 200 815

20 111 147 179 239 980

50 138 183 223 297 1220

100 161 214 262 348 1416

Figure 43 - Valeurs fréquentielles des pluies de durée "t" retenues comme représentative du bassin versant de la prise SAPHIR

D’après ces valeurs, la période de retour de la pluviométrie du 28/02/64 peut être estimée, suivant la durée, comme comprise entre cinquante et cent ans.

Lors de l’évènement du 22/01/02 (Dina), l’enregistreur n’a plus fonctionné à partir de 1h après avoir enregistré un total de 579 mm sur les 1100 mm mesuré au pluviomètre. Cela signifie que l’intensité moyenne sur les 7h non enregistrées a été supérieure à 74 mm/h. En considérant que la répartition de la pluviométrie a été voisine de celle observée à Mare à vieille place, les cumuls pluviométriques en 1h, 2h, 3h doivent être, au minimum, voisins de 120, 210, et 300 mm soit correspondant à des périodes de retour supérieure à 20 voire 50 ans.



b) Durée des pluies

La comparaison des données horaires de la station de la plaine des Cafres et de la station de Mare à Vieille Place montre que la durée des pluies, à défaut du montant, est sensiblement similaire voire identique pour la plupart des épisodes significatifs. La figure 44 fournit, à titre d’exemple, les cumuls pluviométriques des principaux évènements de la période 1993-2007.

0

200

400

600

800

19/1/93 0:00 19/1/93 12:00 20/1/93 0:00 20/1/93 12:00 21/1/93 0:00

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)

Plaine des Cafres Mare à Vieille Place

0

200

400

600

800

08/03/199400:00

08/03/199412:00

09/03/199400:00

09/03/199412:00

10/03/199400:00

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)


0

200

400

600

800

1000

1200

06/01/200100:00

06/01/200112:00

07/01/200100:00

07/01/200112:00

08/01/200100:00

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)


0200400600800

1000120014001600

22/01/200200:00

22/01/200212:00

23/01/200200:00

23/01/200212:00

24/01/200200:00

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)


0200400600800

10001200140016001800

05/03/200600:00

05/03/200612:00

06/03/200600:00

06/03/200612:00

07/03/200600:00

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)


0

400

800

1200

1600

2000

24-févr-07 25-févr-07 26-févr-07 27-févr-07 28-févr-07 01-mars-07

date et heure

Cum

ul p

luvi

omét

rique

(m

m)


Figure 44 - Comparatifs des cumuls pluviométriques à Mare à Vieille Place et à la Plaine des Cafres pour quelques évènements pluviométriques significatifs.



3.1.4. Conclusion de l’étude pluviométrique

L’analyse des données pluviométriques disponibles a permis de confirmer :

o une pluviométrie inférieure sur le versant ouest de l’île, par rapport à l'ensemble du territoire de la Réunion,

o la décroissance de la pluviométrie et du nombre de jours de pluie simultanément avec la diminution de l’altitude,

o l’existence de deux saisons bien marquées : la saison sèche (juillet à octobre) et la saison humide (décembre à avril),

o l’importance des pluies cycloniques sur le montant mensuel et/ou annuel des précipitations.

Ces pluies cycloniques, généralement moins importantes que sur le versant est, peuvent atteindre toutefois des valeurs significatives avec par exemple :

o 3260 mm en mars 1952 et 2838 mm en janvier 1980 à la Plaine des Cafres,

o 1100 mm de pluie journalière le 22/01/02 (Dina) et 1017 mm le 12/02/87 (Clotilda) à cette même station.

Les pluies de durée inférieure constituent également des valeurs pluviométriques de références, on citera notamment la pluviométrie du 28/02/64 (Gisèle) à la Plaine des Cafres :

o 145 mm en 1 heure (période de retour estimée à 50 ans),

o 263 mm en 2 heures (période de retour voisine de 100 ans),

o 354 mm en 3 heures (période de retour voisine de 100 ans).

L’ensemble de ces observations conduisent à des valeurs fréquentielles élevées à la station de la Plaine des Cafres et ce pour les différents pas de temps. La figure 45 résume quelques unes de ces valeurs.

Station Durée Pluie Décennale

(mm)

Pluie Centennale

(mm)

Plaine des Cafres 1 heure 94 161

3 heures 200 348

Journalière 750 1250

Annuelle (Humide) 3370 5000

Figure 45 - Valeurs pluviométriques décennales et centennales pour quelques pas de temps



3.2. ÉTUDE HYDROLOGIQUE

3.2.1. But de l’étude

Le but de l'étude hydrologique est, d’une manière générale, de définir, en différents points du bassin versant :

les débits de projet, c’est-à-dire généralement les débits maxima instantanés des crues de période de retour variable avec, au minimum, la valeur centennale qui sert de base minimale aux aménagements de protection contre les crues,

les volumes des crues dans la mesure où ce sont ces volumes qui vont permettre d’estimer les volumes de sédiments transportés,

les différentes caractéristiques des crues dans la mesure où celles-ci sont susceptibles de fournir des informations permettant d’une manière ou d’une autre de mieux cerner les formes et dimensions des crues, évaluer des temps de base, temps de concentration, …

Elle s’appuiera notamment sur les quelques informations hydrométriques existantes, les observations de terrain et les résultats d'études déjà réalisées notamment celle réalisée par le BRGM en 2008 sur la Rivière du Mât pour le compte de la DDE (Stollsteiner et Aunay, 2008).

3.2.2. Principales Caractéristiques du bassin versant

Le bassin versant du Bras de la Plaine a une superficie totale légèrement inférieure à 100 km2 et se situe approximativement au centre de l’île de la Réunion sur la commune de l’Entredeux. Il draine le bassin versant situé au sud du cirque de Cilaos. Très encaissé, le Bras de la Plaine emprunte de profondes gorges avant de rejoindre, quelques six kilomètres avant la mer, le bras de Cilaos et constituer ainsi la rivière Saint Etienne, plus grand bassin versant de l’île (196 km²), qui s’élargie dans un vaste cône de déjection sur lequel s’étend principalement la commune de Saint Louis.

Dans sa partie amont, le Bras de la Plaine draine deux bassins versant de superficie voisine, le Bras de Sainte Suzanne (15,3 km2) et le Bras des Roches Noires (10,3 km2). La superficie de son bassin versant est d’environ 43 km² au droit de la prise d’eau de la Saphir et de près de 45 km2 au droit de la prise de la CISE. En aval, il reçoit les apports de quelques affluents dont les plus importants sont le Bras de Pontho et le Bras long).

La figure 46 montre la répartition altimétrique de son bassin versant au droit de la prise SAPHIR. Le point culminant (sommet de l’Entredeux) se situe à 2352 m et la prise SAPHIR à l’altitude de 405 m NGR , l’altitude moyenne du bassin étant d’environ 1380 m. La figure 48 fournit le profil en long du thalweg principal.



400

800

1 200

1 600

2 000

2 400

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

superficie du bassin versant (% de 42,6 km2)

Altit

ude

(m N

GR)

Figure 46 - Courbe hypsométrique du bassin versant au droit de la prise SAPHIR

Le principal glissement, fournisseur de sédiments, se situe en partie amont du bras des Roches Noires.

Le Bras de la Plaine est une rivière pérenne ayant un débit de base conséquent qui justifie l’implantation des deux prises d’eau existantes. Son débit, en amont de la prise SAPHIR, ne descend que très rarement en dessous de 2,5 m3/s (Figure 47). Ce débit de base provient d’un bassin versant supérieur au bassin versant topographique (système de sources de l'amont du Bras de Ste-Suzanne).

Figure 47 - Variation du débit d’étiage caractéristique du Bras de la Plaine au droit de la prise SAPHIR (Office de l’Eau)



-2000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

020

0040

0060

0080

0010

000

1200

014

000

1600

018

000

2000

022

000

2400

026

000

2800

030

000

3200

0

1,6%

3,2%

1,2%

2,3%

bras long

bras des roches noiresbras sec

bras de Pontho

1,9%

6%>

45%

10,7

%5,

8%8,

4%4%

Barrage de prise d'eau amont

Prise d'eau aval

Altit

ude

m N

GR

Dis

tanc

e à

la m

er (m

)

Figure 48 - Profils en long extrait à partir du MNT (pas de 10 m)



3.2.3. Données collectées

Hormis quelques données ponctuelles de débit en période d’étiage et quelques estimations de débit de pointe de crue réalisées par l’Office de l’Eau1, il n’y a pas de données hydrométriques disponibles sur ce bassin versant. Quelques informations qualitatives complémentaires ont pu également être collectées sous formes de photographies.

La figure 55 récapitule ces données, indique les dates et valeurs des précipitations les plus significatives et fournit une estimation de la période de retour de ces évènements à la prise Saphir (et au Ouaki pour Gamède) en se basant sur les valeurs pluviométriques des pluies observées à la station de la Plaine des Cafres en les comparant à la figure 43.

Dans ce tableau figurent, pour Dina, les valeurs pluviométriques maximales observées (barrées) et les valeurs maximales probables (italique gras).

1 La méthode utilisée pour l’estimation des débits n’a pas été précisée (mesure de laisses de crues, calcul à l’aide de la pluviométrie, …)



a) "Barrage du bras de la plaine : prise d'eau d’irrigation

La prise d’eau, mise en service en 1976, est gérée par la Saphir (Figure 49). Elle contrôle un bassin versant d’environ 42,6 km² situé entre l’altitude 405 m et le sommet de l’Entredeux (2352 m).

Cet ouvrage-seuil, d'une hauteur de 8m stabilise altimétriquement le lit du cours d’eau. Suite à cette configuration la relation de transformation hauteur-débit peut être considérée comme stable et univoque en moyennes et hautes eaux.

Figure 49 - Photographie de la prise d’eau de la SAPHIR et de la crue de Diwa (mars 2006) sur le Bras de la Plaine

Afin d’évaluer les débits maxima correspondant aux quelques informations collectées, il a été considéré, d’après les plans transmis, que ce seuil :

o fonctionnait en régime dénoyé jusqu’à la charge maximale correspondant à la cote de la plateforme amont rive gauche soit une charge d’environ 5 m,

o avait une largeur de 47 m et, par suite de la réduction de section dus aux ouvrages de prises situés en rive droite, une largeur d’écoulement de 43 m à la cote de 405,15 et l’équivalent d’un seuil de largeur 4 m à la cote d’environ 406,15.



Ce seuil est profilé mais par suite de l’important transport solide et d’éventuelles dégradations possibles, le coefficient de débit a été pris égal au coefficient de débit standard d’un seuil épais : 0,385. L’équation de transformation hauteur débit est ainsi de la forme

Q = 1,7 x L x He3/2

On obtient l'expression du débit en fonction de la charge de l'écoulement mesurée depuis la crête du seuil :

Q # 73 He3/2

+ 6,8 (He-1)3/2

Avec : He en m (charge de l'écoulement), Q en m³/s et L : largeur du seuil (m)

Lors de la visite du site, une laisse de crue à été relevée en rive gauche à une cote d’environ 4,2 m par rapport à la crête du seuil. Cette cote correspond à un débit d’environ 665 m3/s.

L’exploitation des photographies réalisées durant Diwa (mars 2006) permet une estimation de la charge en amont du seuil à une cote comprise entre 2,5 et 2,8 m. Cette cote, qui n’est peut être pas le maximum, correspond à une fourchette de débit [280 à 350 m3/s].

La cote de 5m correspondant au débit maximal pouvant transiter dans l’ouvrage sans débordement latéral s’élève, d’après la formule proposée, à près de 860 m3/s.



b) Prise d’eau de la Cise

La prise d’eau de la Cise se situe à environ 1km en aval de la prise de la SAPHIR à une altitude d’environ 370 m. Le bassin versant au droit de cette prise est d’environ 44 km².

La section de la rivière est relativement droite et stable tout au moins en largeur. La largeur du lit est, au droit de la section courante située entre les deux puits, de 24 m. La section de l’écoulement a un lit constitué d’alluvions et est donc susceptible de subir des modifications (érosion et/ou dépôt).

La plateforme, comportant les têtes d’ouvrages, se situe à une cote voisine de 6,5 m par rapport au fil d’eau. Une laisse de crue a été levée à environ 3,4 m en RD face à cette plateforme.

Figure 50 - Photographies de la prise d’eau de la CISE et de la crue de Diwa (mars 2006) sur le Bras de la Plaine

Lors de la visite, il nous a été communiqué que les crues avaient atteint :

La plateforme lors de Firinga (29 janvier 1989),

Un niveau de 2 m environ inférieur à la plateforme lors de Dina (22/01/02),

Un niveau inférieur lors de Gamède.



Par suite de l’absence de plan topographique précis et actualisé avant et après les crues, les débits, correspondant aux laisses et informations, n’ont pu qu’être estimés en considérant une section rectangulaire inchangée de largeur au plan d’eau 24 m à l’aide de la formule de Manning-Stricker1 :

VSQ avec

3/22/1 RhiKV

Avec :

K Coefficient de Manning-Strickler

V Vitesse moyenne en m/s

i Pente hydraulique moyenne en m/m

S Section mouillée en m2

Rh Rayon hydraulique : égal à Surface mouillé/Périmètre mouillé

Q Débit en m3/s

Nous avons retenu les valeurs suivantes :

- pente hydraulique moyenne : 0,032 d’après le profil en long ;

- coefficient de Manning-Strickler : 20 ;

Le débit correspondant au niveau relevé lors de Dina peut être estimé de l’ordre de 500 et à 600 m3/s. Il ne s’agit que d’une estimation dans la mesure où le lit est affouillable et qu’il a pu subir, avant durant et après la crue, d’importantes modifications des sections d’écoulement.

1 Limite d'utilisation de la formule de Manning-Strickler : régime uniforme, Q, V et H doivent être constant tout au long de l'écoulement considéré.



3.2.4. Évaluation des débits maxima des crues

Cette partie de l’étude a pour but de préciser et/ou de définir les débits de pointe des crues et les coefficients de ruissellement en crue.

3.2.5. Evaluation du temps de concentration

Le temps de concentration (tc) est le temps que met une particule d'eau provenant de la partie du bassin la plus éloignée "hydrologiquement" de l'exutoire pour parvenir à celui-ci (Figure 51). On peut estimer tc en mesurant la durée comprise entre la fin de la pluie nette et la fin du ruissellement direct ou à partir de formules empiriques. Le schéma ci-dessous donne la signification des principales caractéristiques d'une crue.

Figure 51 - Hydrogramme d'une crue et hyétogramme correspondant- Définition des principales caractéristiques



a) Estimation du temps de concentration à partir de formules empiriques

Les formules de calcul du temps de concentration sont multiples, certaines s’adaptent mieux à des bassins versants de montagnes d’autres sont plus spécifiquement adaptés à des plaines. Les temps de concentration ont été estimés à l’aide de quatre formules, Kirpich, Giandotti, Passini-Ventura et celle utilisant le rectangle équivalent. Les principales caractéristiques morphologiques nécessaires à l’évaluation du temps de concentration sont résumées dans le tableau (Figure 52) ci-dessous.

Les résultats de ces calculs sont récapitulés dans la figure 53.

Station Périmètre

(km)

Superficie B.V.

(km²)

Longueur

thalweg (km)

Altitude max.

(m)

Altitude min.

(m)

Pente moyenne

(%)

Bras des Roches Noires 14.0 10.2 7.4 2352 590 23.8

Bras de Sainte Suzanne 19.9 15.3 7.3 2323 590 23.8

Bras de la Plaine Prise d’eau

SAPHIR 27.9 42.7 12.4 2352 405 15.7

Bras de la Plaine Prise d’eau aval 29.1 44.9 13.5 2352 370 14.7

Bras de la Plaine

Confluence Bras de Cilaos

48.2 107.6 24.2 2352 100 9.3

Figure 52 - Principales caractéristiques des différents sous bassins versant

D'après les formules empiriques ci-dessous, le temps de concentration du Bras de la Plaine au droit de la prise d’eau de la SAPHIR est voisin de 90 minutes. Le temps de concentration du bras des Roches Noires (confluence) est estimé à 45 minutes. La valeur retenue pour chaque bassin est indiquée dans la dernière colonne (Figure 53).



Temps de Concentration

(minutes)

Formule Kirpich Giandotti Passini Ventura

Rectangle équivalent Retenu

Bras des Roches Noires 32 43 53 51 45

Bras de Sainte Suzanne 32 48 61 84 60

Bras de la Plaine Prise d’eau

SAPHIR 56 76 125 98 90

Bras de la Plaine Prise d’eau aval 62 79 135 105 100

Bras de la Plaine

Confluence Bras de Cilaos

115 123 275 189 200

Figure 53 - Temps de concentration calculés par utilisations de formules



b) Evaluation du débit maximum instantané décennal

Suite à l’absence de données, l’estimation du débit décennal ne peut être déterminée par ajustement.

Les débits ont été calculés à l’aide de la méthode rationnelle.

Cette méthode suppose :

que l'intensité de l'averse est uniforme dans le temps et sur toute la superficie du bassin (ce qui n'est pas le cas en réalité) ;

que le débit est maximum lorsque la superficie totale du bassin contribue à l'écoulement

Qp(T) = k . C(T) . I(tc,T) . A

où

Qp(T) est le débit de pointe de crue (en m3/s) de période de retour T ;

C(T) le coefficient de ruissellement pour la période de retour T (0 = < C > = 1) ;

I(tc,T) l'intensité d'une averse dont la durée est égale au temps de concentration tc du bassin pour la période de retour T ;

A la superficie du bassin versant : 42,6 km2

k un coefficient d'ajustement fonction des unités utilisées.

(k = 1/3.6, pour A en km² et I en mm/h)

Initialement le coefficient de ruissellement avait été retenu identique à celui obtenu lors d’une étude réalisée à la station hydrométrique de la Rivière du Mât, soit 0,45.

Les résultats obtenus apparaissant trop inférieurs aux évaluations fournies et aux estimations réalisées à l’aide des laisses de crues à la station SAPHIR, celui-ci a été porté à 0,5. Les débits décennaux ainsi calculés sont représentés sur la figure 54.



c) Estimation du débit maximal instantané centennal

Afin de réaliser une évaluation du débit maximum instantané de fréquence centennale, nous prolongeons l’évaluation de la crue décennale jusqu’à une fréquence « pivot » puis nous appliquons la méthode du GRADEX1 pour l’extrapolation à la fréquence centennale, cela revient à considérer qu’au-delà du point pivot toute l’augmentation de la pluie contribue directement et intégralement au ruissellement (coefficient de ruissellement est alors égal à1). In fine, en l’état actuel le coefficient de ruissellement centennal global obtenu est compris, suivant le point pivot, entre 0,55 et 0,64.

La valeur utilisée est le Gradex de durée égale au temps de concentration retenu pour le bassin versant c'est-à-dire 90 mn, par exemple, pour le site SAPHIR. Pour ce site, le Gradex des pluies s’élève à 38,3 mm et se traduit par un Gradex des débits de 300 m3/s.

Les résultats obtenus, au droit des trois principaux sites (Bassin versant des Roches Noires, prise SAPHIR, bassin versant de la totalité du Bras de la Plaine), sont récapitulés dans le tableau (Figure 54). Deux périodes de retour ont été testées pour le point pivot : 20 et 50 ans. Les deux estimations obtenues en valeur centennale figurent en dernière colonne, et semblent fournir des ordres de grandeur comparable.

Valeurs fréquentielles des pluies de durée Tc (PtcX) et

des débits maxima instantanés (QX) de période de retour X

Site Tc (mn)

Ptc10 (mm)

Q10 (m3/s)

Ptc20 (mm)

Q20 (m3/s)

Ptc50 (mm)

Q50 (m3/s)

Ptc100 (mm)

Q100(m3/s)

BV Roches Noires 45 83 160 98 185 122 230 143

300

340

Prise SAPHIR 90 124 490 147 580 183 725 214 935

1075

BV Bras de la Plaine 200 170 760 203 910 253 1153 296

1470

1600

Figure 54 - Valeurs fréquentielles de débits maxima instantanés suivant hypothèses retenues au droit des principaux bassins versants

1 GRADEX : Gradient des valeurs extrêmes (collectif, 1994)



d) Evaluation des débits maxima des principaux épisodes connus

Afin de vérifier les estimations des débits maxima et leurs cohérences avec les valeurs pluviométriques, les débits de pointe des crues ont été calculés à l’aide de la formule rationnelle lorsque les données pluviométriques égales au temps de concentration étaient disponibles (Figure 55).

Il en ressort :

o Que l’évaluation du débit lors de Clotilda (750 m3/s) parait être de fréquence plus rare (estimée voisine de 40 ans) que la pluie mesurée (période de retour évaluée entre 12 à 15 ans),

o que pour une même estimation de débit au Ouaki (650 m3/s) lors de Gamède et Dina, les valeurs calculées à la prise SAPHIR à partir de la pluviométrie sont très différentes (300 et 650 m3/s). Ces valeurs correspondent (par extension de superficie) à des débits de 500 et 925 m3/s (au moins) au droit du Ouaki.

o la pluviométrie lors de Gisèle permet d’obtenir des débits très importants voisins de 1000 m3/s,

o les calculs des débits maxima lors de Diwa et Dina semblent cohérents avec les débits estimés à partir des laisses de crues et de l’information photographique.



Pluviométrie à la Plaine des Cafres (mm)

Bras Sec

Débit max. calculé Période de retour estimée (année)

Cyclone et date

(jj/mm/aa)

Estimation du débit

maximum instantané (Office de

l’Eau) m3/s

Max. en 1 h

Max. en 2 h

Max. en 3 h

Jour Jour (mm)

1948 850 Giselle

28/02/64 - 144.5 263.1 353.9 948 [900, 1000] 100

08/02/71 84.6 142.2 180.5 544 - 440 8

10/03/73 101.7 154.7 744 438 Hyacinthe

(01/80) >600 - - - 612.3 457

Celestina (01/85) 160 - - - 279 233

Erinesta (02/86) 270 - - - 709 830

Clotilda (13/02/87) 750 94.3 166.7 225.7 1017 830 520

12 à 15 Colina

19/01/93 - 94.8 158.2 187.4 446 490 500 12

Ando 07/01/01 50 89 117.8 599 491 275

4 Dina

(22/01/02) 650

(à Ouaki) 88.2 120

151.2 210

196.4 300 1100 1135 650

>20 Hary

10/03/02 53.4 84 108 303 335 285 4

04/02/05 84.9 109.8 117 118 Diwa

05/03/06 45.2 72.1 101 507 500 260

Gamède (27/02/07)

650 (ancien pont Entredeux)

53.5 88.7 120.4 437 757 300 5

Figure 55 - Estimations de quelques pluies et débits maxima instantanés des crues sur le Bras de la Plaine principalement au droit de la prise d’eau de la SAPHIR (Office de l’Eau).



3.2.6. Détermination des hydrogrammes des crues

a) Présentation

Cette partie de l’étude a pour but de fournir des hydrogrammes de crue permettant d’effectuer une estimation du transport solide aux différents points de calculs nécessaires à l’évaluation du transport solide c'est-à-dire au droit des sites où des mesures granulométriques ont été réalisées soit :

o à la confluence entre Bras des Roches Noires et du Bras de Sainte Suzanne,

o à l’aval de cette confluence,

o au droit de la prise d’eau de la Saphir,

o à un point intermédiaire entre les deux précédents.

Pour chacun de ces sites, il parait ainsi nécessaire de définir, au minimum pour chaque crue, un volume et une durée d’écoulement (temps de base). Après examen des crues et pluies recensées, il a été fixé comme seuil des pluies représentatives des phénomènes crues, toute pluie journalière supérieure ou égale à 200 mm. On a ainsi recrée une série d’hydrogrammes sur la période 1972-2007 représentative des événements pluviométrique de la période.

Ayant à disposition quelques informations pluviométriques sur les évènements survenus les 28/02/64 (Gisèle) et 08/02/71, ces évènements ont été égalés simulés. L’évènement Gisèle constitue, semble t-il, l’évènement majeur survenu sur ce cours d’eau. L’évènement de 1971 permet d’étendre l’évaluation du transport à la période 1971-2007, soit 37 ans.



y = 0.48x - 29.08R2 = 0.96

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Précipitation (mm)

Lam

e ru

isse

lée

(mm

)

b) Volume des crues

Ne disposant d’aucune donnée sur les volumes des crues, ceux-ci ont été définis à partir de l’étude réalisée sur Rivière du Mât. Dans cette étude, une relation avait été définie entre la pluie et la lame ruisselée :

Figure 56 - Corrélation pluie – lame ruisselée en crue sur le bassin versant de la Rivière du Mât

Suite à l’étude pluviométrique la lame ruisselée a donc été définie, pour les pluies dont la pluie journalière observée a été supérieure à 200 mm, suivant le bassin versant par :

Lame ruisselée (mm) = a x 0,49 x 0,5.(PPdC+ PBS)-29.1

Avec :

PPdC : Pluie observée à la Plaine des Cafres (mm),

PBS : Pluie observée à Bras Sec (mm),

a : coefficient : 1.07 pour bassin versant du Bras des Roches Noires et Bras de Sainte Suzanne, 1 pour le bassin versant de la prise Saphir.



c) Temps de base des crues C’est la durée définie entre le début et la fin du ruissellement rapide.

Ce temps se définit, par la méthode de l’hydrogramme unitaire, comme étant la somme du temps de pluie « efficace » (durée de la pluie nette) et du temps de concentration, supposé constant pour un bassin versant donné, soit :

Tb = Tc +Te Avec :

Te - temps de pluie « efficace », Tc - temps de concentration du bassin versant

Tb - temps de base des crues.

Les informations pluviométriques fournies par Météo France à la station de la Plaine des Cafres ne portent que sur la période 1991-2007 et parmi cette période plusieurs observations sont manquantes. La comparaison des données horaires de la station de la plaine des Cafres et de la station de Mare à Vieille Place a montrée que la durée des pluies est sensiblement similaire voire identique à ces deux stations pour la plupart des épisodes significatifs. Nous utiliserons donc, quand l’information est manquante sur Plaine des Cafres, la durée de pluie à Mare à Vieille Place.

Pour chacune des crues simulées de volume V et de temps de base Tb on peut définir le débit de pointe de la crue triangulaire associée par

Qmax = V /1.8 Tb Avec :

Tb : temps de base (heures)

V : Volume de la crue (106 m3)

Qmax : débit maximum instantané (m3/s)

Ce débit est défini pour permettre de réaliser une estimation du transport solide, il ne faut pas le comparer au débit maximal intervenant lors du ruissellement qui est directement dépendant des intensités maximales pluviométriques. Par définition il sera nécessairement inférieur mais n’influera pas sur l’évaluation du transport tant qu’il sera nettement supérieur au débit critique (débit de début de charriage). Ce qui est le cas, ici, quand la pente de la ligne d’eau est importante (>2%).

Lorsque le temps de temps de pluie efficace n’a pu être défini ni à l’aide de la durée de pluie à la Plaine des Cafres ni à celle de Mare à Vieille Place, ce temps a été estimé afin d’augmenter le plus possible le volume des crues puis le débit de pointe des crues.

La figure 57 récapitule les caractéristiques des crues ainsi générées.



Bra

s de

s R

oche

s N

oire

s av

al c

onflu

ence

In

term

édai

re

Seu

il S

AP

HIR

Nom

D

ATE

V

olum

e

(106 m

3 ) Q

MA

X

(m3/

S)

TB

(heu

res)

V

olum

e

(106 m

3 ) Q

MA

X

(m3/

S)

TB

(heu

res)

V

olum

e

(106 m

3 ) Q

MA

X

(m3/

S)

TB

(heu

res)

V

olum

e

(106 m

3 ) Q

MA

X

(m3/

S)

TB

(heu

res)

G

isel

le

28/0

2/64

4.

7 18

2.1

14.3

11

.7

447.

4 14

.5

14.3

44

7.4

14.5

18

.2

673.

8 15

.0

08

/02/

71

2.6

138.

4 10

.3

6.4

337.

8 10

.5

7.8

337.

8 10

.5

9.9

500.

6 11

.0

08

/01/

73

1.5

36.2

23

.3

3.8

89.6

23

.5

4.7

89.6

23

.5

5.9

135.

5 24

.0

10

/03/

73

6.1

61.6

55

.3

15.3

15

3.2

55.5

18

.8

153.

2 55

.5

23.9

23

6.8

56.0

06/0

2/75

1.

7 31

.1

31.3

4.

4 77

.1

31.5

5.

4 77

.1

31.5

6.

8 11

7.3

32.0

12/0

1/77

0.

8 19

.0

23.3

2.

0 46

.9

23.5

2.

4 46

.9

23.5

3.

0 70

.0

24.0

05/0

2/77

3.

9 44

.4

49.3

9.

8 11

0.3

49.5

12

.1

110.

3 49

.5

15.3

17

0.0

50.0

07/0

1/79

1.

1 42

.4

14.3

2.

7 10

4.1

14.5

3.

3 10

4.1

14.5

4.

2 15

4.5

15.0

17/0

2/79

2.

0 32

.5

34.3

5.

0 80

.7

34.5

6.

1 80

.7

34.5

7.

8 12

3.2

35.0

H

yaci

nthe

22

/01/

80

8.7

81.4

59

.3

21.7

20

2.6

59.5

26

.6

202.

6 59

.5

33.9

31

3.6

60.0

07/0

1/81

1.

2 48

.1

14.3

3.

1 11

8.2

14.5

3.

8 11

8.2

14.5

4.

7 17

5.8

15.0

06/0

2/82

0.

9 42

.6

11.3

2.

2 10

4.1

11.5

2.

6 10

4.1

11.5

3.

3 15

2.4

12.0

20/0

1/84

1.

4 24

.9

32.3

3.

6 61

.7

32.5

4.

4 61

.7

32.5

5.

6 93

.7

33.0

C

eles

tina

16/0

1/85

1.

9 22

.6

47.3

4.

8 56

.3

47.5

5.

9 56

.3

47.5

7.

5 86

.3

48.0

19/0

2/85

2.

9 21

.7

74.3

7.

3 54

.2

74.5

8.

9 54

.2

74.5

11

.3

83.6

75

.0

Erin

esta

07

/02/

86

4.9

55.8

49

.3

12.4

13

8.7

49.5

15

.2

138.

7 49

.5

19.3

21

4.0

50.0

C

loth

ilda

11/0

2/87

8.

1 94

.8

47.3

20

.1

235.

7 47

.5

24.7

23

5.7

47.5

31

.5

364.

0 48

.0

24

/02/

87

1.2

44.2

15

.3

3.0

108.

7 15

.5

3.7

108.

7 15

.5

4.7

162.

0 16

.0

Firin

ga

29/0

1/89

5.

1 97

.7

29.3

12

.9

242.

1 29

.5

15.8

24

2.1

29.5

20

.0

371.

0 30

.0

06

/04/

89

0.9

36.5

14

.3

2.3

89.6

14

.5

2.9

89.6

14

.5

3.6

132.

5 15

.0

Col

ina

20/0

1/93

2.

1 50

.0

23.3

5.

2 12

3.7

23.5

6.

4 12

3.7

23.5

8.

4 19

3.4

24.0

28/0

2/93

2.

5 25

.7

54.3

6.

3 63

.9

54.5

7.

7 63

.9

54.5

9.

7 98

.3

55.0

10/0

2/94

1.

8 28

.0

35.8

4.

5 69

.6

36.0

5.

5 69

.6

36.0

7.

0 10

6.2

36.5

09/0

3/94

1.

8 16

.8

59.8

4.

5 41

.8

60.0

5.

5 41

.8

60.0

7.

0 64

.1

60.5

27/0

2/95

2.

0 32

.5

34.8

5.

1 80

.6

35.0

6.

2 80

.6

35.0

7.

9 12

3.0

35.5

24/0

1/97

2.

0 15

.4

73.8

5.

1 38

.3

74.0

6.

3 38

.3

74.0

7.

9 58

.9

74.5

24/0

2/98

2.

0 32

.0

34.8

5.

0 79

.5

35.0

6.

1 79

.5

35.0

7.

8 12

1.4

35.5

29/0

1/00

3.

5 41

.3

46.8

8.

7 10

2.8

47.0

10

.7

102.

8 47

.0

13.5

15

8.2

47.5

15/0

2/00

2.

3 40

.8

31.8

5.

8 10

1.3

32.0

7.

2 10

1.3

32.0

9.

1 15

4.7

32.5

A

ndo

07/0

1/01

3.

2 56

.6

31.3

8.

0 14

0.4

31.5

9.

8 14

0.4

31.5

12

.4

215.

1 32

.0

Din

a 23

/01/

02

7.7

134.

8 31

.8

19.3

33

4.4

32.0

23

.6

334.

4 32

.0

30.1

51

3.8

32.5

H

ary

10/0

3/02

2.

7 44

.0

33.8

6.

7 10

9.2

34.0

8.

2 10

9.2

34.0

10

.4

167.

1 34

.5

Diw

a 05

/03/

06

5.1

47.8

59

.3

12.7

11

8.9

59.5

15

.6

118.

9 59

.5

19.9

18

3.8

60.0

G

amèd

e 27

/02/

07

10.5

63

.2

92.8

26

.4

157.

5 93

.0

32.4

15

7.5

93.0

41

.2

244.

7 93

.5

M

in

0.8

15.4

10

.3

2.0

38.3

10

.5

2.4

38.3

10

.5

3.0

58.9

11

.0

m

ax

10.5

18

2.1

92.8

26

.4

447.

4 93

.0

32.4

44

7.4

93.0

41

.2

673.

8 93

.5

M

oyen

3.

3 52

.5

38.0

8.

2 13

0.0

38.3

10

.0

130.

0 38

.3

12.7

19

8.0

38.8

Figure 57 - Principales caractéristiques des crues significatives reconstituées en vue de l’évaluation de la capacité de transport sur la période 1971-2007



3.2.7. Conclusion de l’étude hydrologique

Vu l’absence de données disponibles, l’étude a consisté à déterminer l’ensemble des caractéristiques de crues nécessaires à la réalisation d’une évaluation du transport solide.

L’analyse des pluies et des caractéristiques des bassins versants ont permis, en utilisant des formules existantes, d’estimer :

- Les temps de concentration des différents bassins versants,

- de définir le temps de base des crues et le temps de pluie « efficace ».

L’utilisation d’une étude précédemment réalisée par le BRGM sur la station de la Rivière du Mât (Stollsteiner et Aunay, 2008) au droit de l’ancienne RN2 (station barrage) a permis de quantifier la relation pluie lame ruisselée à l’échelle de la crue. En considérant que les crues susceptibles de produire un transport significatif étaient les pluies dont le total journalier dépassait 200 mm, 33 hydrogrammes, en plus de l’hydrogramme de Gisèle, ont été ainsi définis sur la période 1971-2007.

Parallèlement, les débits fréquentiels maxima des crues ont été définis en utilisant la formule rationnelle en :

- considérant que la pluviométrie du bassin versant était la moyenne entre la pluviométrie mesurée à la Plaine des Cafres et celle mesurée à Bras Sec pondérée par un coefficient de :

1,07 pour le bassin versant du Bras des Roches Noires

1 pour le bassin versant de la prise SAPHIR

0,8 pour le bassin versant total du Bras de la Plaine

- calant approximativement le coefficient de ruissellement décennal (0,5) à partir de quelques observations et/ou évaluations de débits maxima observés,

- appliquant, au-delà, la méthode du gradient des valeurs extrêmes (GRADEX) c'est-à-dire à partir de la crue vicennale ou cinquantennale.

On obtient ainsi, au droit des prises d’eau, un débit décennal estimé à 490 m3/s et un débit centennal compris entre 935 et 1075 m3/s.



4. Topographie et Granulométrie

4.1. DONNEES DE BASES

L’estimation du transport solide se base sur le calcul (formules théorique) de la capacité maximale de transport et l’analyse géomorphologique.

Ces analyses nécessitent le recours aux données, listées dans ce chapitre, sur la granulométrie et la topographie de la rivière.

4.1.1. Granulométrie et blocométrie

a) Méthodologie

La courbe granulométrique représente le pourcentage en poids des grains de dimension inférieure à "d" en fonction de la dimension "d" d'un grain. Au laboratoire, on l'obtient par tamisage pour les grains de dimension supérieure à 80 microns.

Lorsque les dépôts sont grossiers, la mesure en laboratoire est très peu pratique et même infaisable. La méthode employée ici repose sur les résultats de Léopold Wolman proposée par Vincent Koulinski (1993). Elle consiste à déplier un décamètre en ligne droite ou brisée sur un banc de galets ou de cailloux, puis à prélever chaque grain de surface dont le centre se trouve le plus près possible de la graduation pour un pas d'espace défini. On mesure alors le diamètre de tous les grains prélevés (sur le terrain pour les plus grossiers et éventuellement au laboratoire pour les plus fins, du moins si la partie fine de la courbe présente un intérêt). Pour les grains non sphériques, il s'agit du diamètre intermédiaire (on imagine les épaisseurs dans trois directions orthogonales, et on ne retient ni la plus grande épaisseur ni la plus petite). La courbe est alors construite en fréquence d'apparition des diamètres. L'auteur conseille de choisir un pas d'espace supérieur au d90, c'est à dire pratiquement supérieur ou égal au plus gros diamètre, et de réaliser au minimum 100 prélèvements. Par exemple, si le pas d'espace est de 20 cm, on opère sur une longueur de 20 m. Il est conseillé de répéter l'opération au moins deux fois pour chaque granulométrie souhaitée. Il est très important d'éviter toute subjectivité dans le choix du grain situé sous la graduation.



b) Acquisition des données sur le Bras de la Plaine

Les données granulométriques servent au calcul de la capacité maximale de transport. Elles ont été acquises en décembre 2007 sur le terrain au moyen d’un levé blocométrique.

Pour rappel, la figure 58 indique la localisation de ces mesures qui détermine les points d’estimation des volumes de transport solide et la détermination des hydrogrammes de crue.

Les caractéristiques granulométriques de ces stations, obtenues à partir des prélèvements, sont présentées sur la Figure 59.

Remarque : ces granulométries ne sont représentatives que des alluvions en surface qui peuvent être différentes en termes de granulométrie de celles qui sont à quelques décimètres sous la surface. Ces différences de granulométrie peuvent résulter de dynamiques de mise en place différentes, telles que des phénomènes de pavage.



Figure 58 - Localisation profils où ont été réalisés les mesures granulométriques



Figure 59 - Distribution granulométrique de différents profils sur le Bras de la Plaine. Dans le cas d'un bloc dont les dimensions sont décrites par les trois directions orthogonales de

l'espace, la longueur intermédiaire ne correspond ni à la plus grande, ni à la plus petite des longueurs.

Histogramme (Profil aval)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 20 40 60 80 100 120 140

Longueur intermédiare des éléments (cm)

Fréq

uenc

e

Histogramme (Profil intermédiare)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 50 100 150 200


Fréq

uenc

e

Histogramme (Profil amont 1)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 100 200 300 400 500 600 700


Fréq

uenc

e

Histogramme (Profil amont 2)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 50 100 150 200


Fréq

uenc

e



4.2. TOPOGRAPHIE

Les données topographiques se présentent soit en 2 dimensions sous la forme de profils (en long ou en travers), soit en 3 dimensions sous la forme de modèle numérique de surface (MNS).

L’ensemble des données topographiques a été acquis et traité par photogrammétrie par la société AIGL. Les prises de vues réalisées dans le cadre de cette étude datent d’octobre 2007. Des données plus anciennes de 2006 (AIGL) et 2002 (Talibart) sont également disponibles sur le secteur à proximité immédiate de l'ouvrage.

Le détail des données utilisées est précisé ci-dessous.

La mission de la société AIGL consistait en :

o la prise de vue aérienne (PVA) de la zone d’étude, à savoir de l'amont du captage SAPHIR Bras au Bras des Roches Noires (Ilet Malabar, lieu du mouvement de terrain d'ampleur exceptionnelle) – (Figure 62 et Figure 63) ;

o la stéréo-préparation par pose de repères identifiables sur les images et levés GPS sur le secteur ;

o sur les 5 km aval (de l'amont du captage SAPHIR à la confluence avec le Bras des roches Noires) : la constitution d’un MNT densité du 2000ème (d’après prises de vue aériennes pixel 25 cm) (Figure 60) ; la réalisation de profils en travers tous les 100 m et la définition du niveau moyen (Figure 61) ; la restitution vectorielle du lit de la rivière au 1/2000 ;

o l'orthorectification et le mosaïquage des prises de vue aériennes sur les 5 km aval (de l'amont du captage SAPHIR à la confluence avec le Bras des roches Noires).

Les documents remis par la société AIGL sont :

o le MNT de la zone des 5 km, les profils en long et en travers et le niveau moyen (en format .txt et .tab) ;

o les tirages couleur UV ou plastifiés échelle 1/2000 y compris fichiers ecw, tif & Map info ;

o la fourniture d'un plan restitué au 1/2000 y compris fichiers ecw, tif & Map info.

Ils sont joints au présent rapport sous forme de DVD.



Figure 60 – Extrait du MNT (octobre 2007)

Figure 61 – Exemple d'un profil en travers (octobre 2007)



Figure 62 – Réprésentation TIN du MNT et PVA (octobre 2007)

Figure 63 – Extrait des PVA au droit du seuil Saphir (octobre 2007)



5. Evaluation de la capacité maximale de transport

Compte-tenu de ses caractéristiques morphologiques, hydrologiques et de celles de son bassin versant, le Bras de la Plaine est à classer dans les rivières torrentielles. Il est susceptible de connaître du charriage hyper concentré, et dans sa partie amont des laves torrentielles.

L’étude morphologique a principalement mis en évidence des zones à comportement très différents :

- le bassin versant du Bras des Roches Noires qui peut être considéré comme une zone de production et de transport. Il est susceptible de fournir des quantités importantes de sédiments,

- les bassins versants amont du Bras de Sainte Suzanne et du Bras sec qui peuvent être considérés comme à faible activité érosive, ces bassins contribuent toutefois de manière significative aux apports liquides.

- le bassin versant intermédiaire qui, jusqu’au droit des prises, est une zone de transport et de stockage temporaire, puis devient, en aval, uniquement une zone de transport,

- la zone aval, qui est, a priori, une zone de dépôt et/ou de transfert vers l’océan.

Les bassins versants latéraux situés en aval de la zone d’étude, correspondants aux affluents Bras de Pontho et Bras Long, peuvent constituer une quatrième zone. En effet, plus urbanisés moins arrosés et à faible activité érosive, ces bassins contribuent toutefois aux apports liquides.

Les points de calcul prévisionnel sont les sections où des analyses granulométriques ont été réalisées et la section située au droit de la prise d’eau de la SAPHIR.



5.1. CHAMP D’APPLICATION

Les formules de transport solide par charriage ne s’appliquent qu’au mouvement des matériaux constituant le fond du lit d’un cours d’eau. Les matériaux les plus fins, transportés en suspension (matériaux de lessivage), ont une concentration indépendante du débit liquide. Elle n’est pas accessible par le calcul mais on peut la mesurer par prélèvement d’eau.

Pour mettre en œuvre les calculs de capacité de transport, il faut sélectionner un tronçon où il y a, a priori, équilibre entre débits liquides, apports solides, granulométrie et pente. Cela exclut les zones de gorge, les affleurements rocheux et les lits fixés par des blocs provenant des versants.

Sur les rivières torrentielles on choisit un tronçon librement divaguant, assez long pour que le calcul de pente soit valide et où il doit être possible d’effectuer sur le terrain des mesures de granulométries pertinentes.

Enfin nous rappelons qu’en hydraulique torrentielle, il faut distinguer un seuil de début de transport (qui jouerait seulement sur les matériaux déposés immédiatement mobilisables) et un seuil d’érosion du lit (plus élevé que le précédent).

Si le débit liquide n’est pas suffisant, il n’y a pas de transport. Lorsque le premier seuil est franchi, le débit solide dépend du volume disponible en dehors du matériau du lit pavé, il s’agit seulement du matériau venant des versants et du matériau déposé par une crue antérieure et facilement mobilisable.

Si le débit liquide franchit le deuxième palier, un deuxième réservoir de matériau devient disponible et on peut admettre qu’il est suffisant pour que le maximum de matériau solide soit transporté : on est alors à la capacité maximale de transport.

5.2. FORMULES ENVISAGEABLES

Il existe de nombreuses formules permettant d’évaluer la capacité maximale de transport des cours d’eau. Ces formules ont été généralement établies pour des phénomènes et des domaines d’applications bien définis. Le choix le plus adéquat va notamment dépendre du type de cours d’eau et de la taille des sédiments. La figure ci-dessous illustre les plages d’utilisation de quelques formules en fonction de la granulométrie moyenne des sédiments et en fonction du régime de transport.

Le Bras de la Plaine pouvant être classé comme rivière torrentielle ayant une granulométrie du lit relativement étendue, seules les formules de Lefort, et/ou



Rickenmann en partie amont, paraissent adaptées. Les estimations de la capacité de transport au droit des différentes sections de calculs seront réalisées au moyen d’une de ces deux formules.

La figure 64 indique les formules et les principales conditions d’utilisation de celles-ci.

Formule

Conditions d’utilisation

0Q QQs

Meyer Peter

2,5%>i>0,04%

236

7**42,0 mdiB

83

067

1**91,0QQi

Sogreah-Lefort

20%>i>0,2%

d>1mm

Q / Q0 <25

38

256

13*2,11**92,0 idi m

375,0

05,12,0

30

90 1***7,2QQi

dd

Figure 64 - Formules utilisées pour évaluer la capacité maximale de transport

Avec :

Qs : Transport solide (m3/s),

Q : Débit liquide (m3/s),

Q0 : Débit de début d’entrainement (m3/s),

i : pente de l’écoulement (m/m),

d50 : diamètre moyen des particules,

d30, 90 : diamètre des particules tel que 70% ou 10 % seulement soient supérieures à ce diamètre,

Nota bene : Ces formules sont établies en considérant la masse volumique du matériau égale à 2,65 kg/m3 et (ks/kr) =0,8. Cette masse volumique correspond à un basalte de faible densité en raison de la présence de nombreuses brèches et interlits scoriacés sur le secteur d'étude.



CAPACITE MAXIMALE DE TRANSPORT (milliers de m3)

Bras des Roches Noires

Aval confluence

Section Intermédiaire

Prise d'eau SAPHIR

Section P1 P5 P20 P47

d30 (mm) 5 70 30 3

d50 (mm) 80 250 150 100

dmoyen (mm) 240 703 238 223

d90 (mm) 700 700 700 700

Largeur du lit (m) 110 100 110 90

Pente 8.4% 8.5% 4.1% 2.1%

Q0 Meyer Peter (m3/s) 98 439 222 370

Q0 Sogreah Lefort (m3/s) 0.8 11.2 5.7 26.7

Figure 65 - Principales caractéristiques du lit et débit « critique » de début d’entrainement des matériaux



5.3. CALCUL DE LA CAPACITE MAXIMALE DE TRANSPORT

Les calculs ont été effectués au droit des sections où ont été réalisées des analyses granulométriques. Dans certaines parties du Bras de la Plaine, les écoulements se produisent dans des gorges où l’utilisation de formules de transport est généralement à proscrire.

L’évaluation de la capacité maximale de transport, au moyen de ces formules nécessitent certaines informations quantitatives sur les caractéristiques du cours d’eau tel que le débit seuil (Q0) de début d’entrainement de matériau appelé également « débit critique ».

Ce premier tableau permet de constater que :

o la granulométrie est relativement étendue avec une distribution granulométrique plus importante en aval de la confluence Bras des Roches Noires- Bras de Sainte Suzanne,

o les valeurs de Q0 obtenues avec la formule de Sogreah Lefort sont très inférieures à celles obtenues avec la formule de Meyer Peter, formule qui ne peut s’appliquer, suivant la théorie, qu’à très peu de sections, ….

o d’après cette formule (Sogreah Lefort), le transport solide commence à des débits très faibles.

La figure 66 fait état par année des évaluations de la capacité maximale de transport au droit des différentes sections d’après la formule de Sogreah – Lefort. Ainsi que précisé antérieurement, la formule de Meyer Peter est généralement à proscrire pour les lits à tresses et pour des pentes supérieures à 2,5 %.

La figure 66 permet de constater que la capacité maximale de transport :

o varie fortement d’une année à l’autre, notamment par absence de crue significative environ une année sur trois,

o s’élève en transit moyen annuel à :

• 280 000 m3 pour le Bras des Roches Noires,

• 170 000 m3 pour le Bras de la Plaine au droit de la prise SAPHIR, soit un dépôt moyen annuel d’environ 100 000 m3

o Peut atteindre voire dépasser 1 M de m3 durant une crue (Gamède).



On notera que le transport est uniquement conditionné par la disponibilité en sédiments dans la partie amont du Bras des Roches Noires. Cela signifie qu’avant l’éboulement de 2006, le transport pouvait très bien être inférieur à cette évaluation et la rivière ne pas fonctionner à sa capacité maximale.

Durant l’année 2007, et uniquement pendant Gamède, la disponibilité en matériau suite au glissement permet de supposer que la rivière a fonctionné à la capacité maximale. On peut donc supposer qu’un peu plus de 1 Millions de m3 ont été évacués de la partie amont et qu’environ 700 000 m3 se sont déposés entre la confluence et le seuil de la SAPHIR. Evaluation qui parait d’ailleurs cohérente avec la surélévation maximale constatée de la plaine alluviale d’environ 4 m pour une surface d’environ 0,4 km2.



Cyclone Bras des Roches Noires

Aval confluence

Section Intermédiaire

Prise d'eau SAPHIR

Dépôt potentiel sur zone d'étude

Section P1 P5 P20 P47 1971 288 356 157 108 180 1972 0 0 0 0 0 1973 771 770 403 236 534 1974 0 0 0 0 0 1975 162 142 77 37 105 1976 0 0 0 0 0 1977 475 359 197 91 268 1978 0 0 0 0 0 1979 297 256 137 67 189 1980 Hyacinthe 957 1101 501 334 623 1981 Florine 126 106 56 28 78 1982 88 73 39 19 54 1983 0 0 0 0 0 1984 133 112 62 0 112 1985 266 92 79 0 92 1986 508 431 224 161 270 1987 Clotilda 957 1134 522 342 615 1988 0 0 0 0 0 1989 Firinga 655 691 325 221 434 1990 0 0 0 0 0 1991 0 0 0 0 0 1992 0 0 0 0 0 1993 Colina 426 377 202 51 326 1994 Hollanda 330 186 97 37 149 1995 188 69 89 43 26 1996 0 0 0 0 0 1997 184 137 53 0 137 1998 186 68 56 43 26 1999 0 0 0 0 0 2000 239 197 104 53 144 2001 327 278 144 104 174 2002 Dina 1141 1228 592 390 751 2003 0 0 0 0 0 2004 0 0 0 0 0 2005 0 0 0 0 0 2006 Diwa 558 438 229 120 318 2007 Gamède 1086 1239 579 352 734

1971/2007 10346 9841 4923 2837 6339 Minimum 0 0 0 0 0 Maximum 1141 1239 592 390 751 Moyenne 280 266 133 77 171

1964 Gisèle 550 683 296 218 333

Figure 66 - Capacité maximale de transport (milliers de m3) du Bras de la Plaine au droit des sections de prélèvements



6. Etudes des risques sanitaires sur la qualité des eaux

6.1. BILAN DE PERTURBATION DES CAPTAGES

6.1.1. Description des captages

a) Prise d'eau de la Cise

Ce site comprend deux puits de production de profondeur moyenne compris entre 15 et 20 m par rapport à la station de pompage (z = 371 m). Ils aboutissent dans des galeries horizontales de hauteur voisine 1,60 m (une au moins est visitable) situées sous la rivière, perpendiculairement à l’écoulement. Des crépines Johnson pourvues d'un massif filtrant relient et alimentent ces galeries. L’eau est prélevée au moyen de 4 pompes de 150 m3/h fonctionnant en cascade. La station est équipée d'un turbidimètre en continu depuis début 2007. Le débit prélevé est en moyenne égal à 450 m3/h.

Au cours des différents événements cyclonique, le lit a pu être affouillé ou comblé. Ces événements contribuent ainsi au colmatage du fond de la rivière par des sédiments fins. Ce phénomène a pour conséquence la réduction de la perméabilité du fond de la rivière et ainsi la baisse de productivité des ouvrages.

La section de la rivière est relativement droite et stable (tout au moins en largeur). Elle est limitée en rives droite et gauche par des roches volcaniques massives et sub-verticales.

b) Prise d'eau de la Saphir

Le site SAPHIR se situe à quelques centaines de mètres en amont du site des captages de la commune du Tampon (z = 405 m).

Il est constitué d’une prise avec seuil qui fut construite dans les années 1960. Un deuxième seuil a été construit afin de protéger le premier des phénomènes d'affouillement, quelques dizaines de mètres en aval. Elle alimente des zones irrigables et l’usine EDF située en aval (conduite forcée).

Le débit minimum désiré par la Saphir est de l'ordre de 2.5 m3/s afin de subvenir aux besoins du périmètre irrigué du Bras de la Plaine.



6.1.2. Vulnérabilité des captages

a) Données disponibles

La turbidité est la teneur en matières en suspension (ou MES) d’un liquide provoquant son opacité, et à un certain seuil (norme de 2 Nephelometric Turbidity Unit ou NTU, unité de mesure de la turbidité pour l'eau potable), le rendant impropre à la consommation. Le phénomène de turbidité survient lorsque ces conditions sont réunies :

- un sol à nu, dont l’absence de végétation rend aisé la mobilisation de matériaux par l’eau ou le vent ;

- des précipitations qui viennent mobiliser et transférer les matériaux jusqu’au cours d’eau.

Une trop forte turbidité amène les captages à interrompre momentanément leur production. Ces épisodes de fermetures sont des « évènements-repères » car ils permettent d’une part de mieux définir la relation qui existe entre turbidité et pluviométrie et d’autre part de juger de la pertinence de ces fermetures afin d'optimiser le fonctionnement de ces captages.

En ce qui concerne la Saphir, dès que la turbidité dépasse 5 NTU, l'eau n'est plus distribuée (au niveau du réservoir de Dassy), cependant, l'eau continue d'être captée en galerie. Si la valeur de turbidité se maintient à plus de 30 NTU pendant plus d'une demi-heure, le captage est fermé.

Les données mises à disposition sont les suivantes :

- Les données pluviométriques de Météo France de la station de Bras Sec pour 2004, 2005, 2006 et 2007.

- Les données horaires de turbidité exprimée en NTU issues des deux turbidimètres "côté montagne" au captage du Bras de la Plaine de la SAPHIR pour 2004, 2005, et 2006 ;

- Les données horaires de turbidité exprimée en NTU issues du turbidimètre "côté rivière" au captage du Bras de la Plaine de la SAPHIR pour 2007 et 2008 ;

- Le recensement des fermetures du captage de 2002 à 2006, document de la SAPHIR ;

- Les données journalières de turbidité exprimées en NTU issue du turbidimètre du forage de la CISE pour 2007.



b) Analyse

Les deux captages subissent des problèmes récurrents de turbidité. En ce qui concerne le captage de la Cise, les données fournies ne permettent pas une approche quantitative du phénomène. Les difficultés d'interprétations quantitatives sont relatives à une dérive de l'appareil de mesure et à des manques de données. Les données peuvent uniquement être comparées à celles de la prise de la Saphir (Figure 67) pour l'année 2007.

En première approximation et en se basant uniquement sur les données disponibles, les phénomènes de turbidité sont moins marqués sur les puits de la Cise que sur la prise de la Saphir. Le filtre naturel du terrain semble avoir une influence positive sur la réduction de la turbidité, notamment sur les événements turbides des mois de mai à juillet 2007.

Les données ont été fournies au pas de temps journalier et il n'a pas été possible de construire de relations temporelles entre le commencement de la crue (par déduction des données Saphir) et l'augmentation de la turbidité.



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

01/07 03/07 05/07 07/07 09/07 11/07 01/08

Turb

idité

(NTU

)

Cise 2007Saphir 2007

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

03/07 05/07 07/07 09/07 11/07 01/08

Turb

idité

(NTU

)

Cise 2007Saphir 2007

Figure 67 – Données de turbidité des captages Cise et Saphir pour l'année 2007 (échelle de turbidité 0-100 et 0-20 NTU)



En ce qui concerne la Saphir, la synthèse des observations est présentée en annexe. Vingt-trois événements remarquables ont été étudiés et convergent vers une hétérogénéité de la distribution de la turbidité en fonction de la pluviométrie (Figure 68). Les essais de mise en relation des paramètres ne permettent pas d’établir un modèle quantitatif fiable1 (coefficients de corrélation inférieurs à 0,5). La relation entre quantité d'eau précipité et turbidité ne peut-être quantifiée pour diverses raisons : saturation du capteur à 100 NTU, pas de donnée pluviométrique au droit du glissement de terrain, divergence des résultats entre saison sèche et humide, fonctionnement différent en fonction des événements antérieurs. Toutefois, la turbidité reste proportionnelle aux précipitations, tout en considérant un intervalle de confiance assez large.

Les temps de décalage entre les précipitations et l'augmentation de la turbidité varient entre 2 et plus de 24h. Cependant, ces temps ne peuvent être estimés correctement car les données pluviométriques ne sont pas localisées dans l'amont immédiat de la prise d'eau. Le seuil de précipitation engendrant une augmentation de turbidité est compris entre 15 et 20 mm.

Les conséquences des glissements de terrain survenus fin 2006 et début 2007 ne sont pas clairement visibles sur les données communiquées par la Saphir (Figure 69) en raison d'appareil de mesure différents pour les deux dernières années (2007 et 2008). Toutefois, la Saphir rapporte que l'année 2007 a été caractérisée par une fréquence de fermeture (liée à des problèmes de turbidité) beaucoup plus élevée que les années précédentes. Toujours d'après la Saphir, ces problèmes se sont amoindris en 2008 et le fonctionnement semble être désormais revenu à la normale.

1 La proportionnalité entre lame d'eau ruisselée et turbidité n'est pas vérifiée.



Saison humide

y = 0.0128x + 2.1449R2 = 0.4549

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0

Précipitations en mm

Tem

ps d

e st

abili

satio

n (jo

ur)

Série1

Linéaire (Série1)

Saison sèche

y = -0.057x + 5.024R2 = 0.2576

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0Précipitations (mm)

Tem

ps d

e st

abili

satio

n (jo

ur)

Série1Linéaire (Série1)

Figure 68 – Temps de stabilisation de la turbidité en fonction des précipitations



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2004 2005 2006 2007 2008

Turb

idité

(en

NTU

)

0

50

100

150

200

250

300

350

Pluv

iom

étrie

(en

mm

)

Turbidité moyenne annuelle

Pluviométrie moyenne annuelle

Nombre de jours de précipitation

Figure 69 –Turbidité et pluviométrie au cours des années 2004 à 2008



6.2. PROPOSITION DE SOLUTIONS ALTERNATIVES

Afin de protéger le captage de la CISE et limiter le dépôt des particules fines différentes opérations peuvent être proposées.

a) En conservant le système actuel de prise, il peut être envisagé :

- un recalibrage latéral (rive droite en priorité) du lit le long de la plateforme et des ouvrages de captage. Cette opération consisterait à réaliser une section courante constante afin de minimiser les éventuels courants de retour susceptibles de favoriser les dépôts de matériaux fins. Pour éviter une surélévation de la ligne d'eau, la section minimale actuelle devra être conservée, voire agrandie.

- un seuil de faible hauteur situé en aval immédiat des ouvrages permettant de stabiliser le lit et maintenir une couche filtrante suffisante sur les ouvrages de captage.

- réaliser un muret de protection de la plateforme afin d'éviter son ennoiement lors des crues importantes.

b) de modifier le système en remplaçant le système actuel par un ou des ouvrages latéral au lit mineur. Cependant, il est fortement probable que la productivité des ouvrages soit décevante car la nappe d'accompagnement semble être limitée au lit de la rivière.

c) d'envisager la réalisation d'un bassin de décantation en aval des pompes existantes afin d'améliorer la qualité des eaux distribuées.

Pour la prise SAPHIR, deux problématiques se confrontent : le maintien de la distribution d'eau au vu de la turbidité ponctuelle du Bras de la Plaine et la stabilité et la protection de l'ouvrage de captage.

6.2.1. Maintien de la distribution en eau

Afin de maintenir la distribution en eau, deux aspects doivent être considérés. Le premier porte sur le débit à prélever. Celui-ci est fixé à 2,5 m3/s. Le second concerne la qualité de l’eau. La limite de prélèvement est fixée par l’exploitant à 30 NTU actuellement. Cependant, la faible granulométrie du transport solide en suspension dans le Bras de la Plaine génère de fortes contraintes et une importante vulnérabilité de la distribution en eau.



Il parait ainsi, à l’issue de l’analyse du contexte morpho-dynamique et hydrologique du Bras de la Plaine décrit dans cette première phase d’étude, relativement difficile d’identifier une solution unique permettant de concilier à la fois le captage d’un débit important et le maintien d’un flux peu chargé.

Nous retiendrons ainsi deux axes de réflexion en fonction des choix stratégiques retenus :

(i) Dans l’hypothèse où le débit exigé puisse être réduit, des moyens de captages souterrains peuvent être envisagés ;

(ii) Dans l’hypothèse où le débit exigé ne peut être réduit, des moyens de traitement au niveau du réservoir de stockage de Dassy s’avéreraient nécessaires pour abattre une forte turbidité fréquentielle.

(i) Evaluation du débit mobilisable par l’intermédiaire d’un équipement sous fluvial

L’écoulement sous fluvial qui correspond à la nappe d’accompagnement du Bras de la Plaine peut être mobilisé par l’intermédiaire d’installations horizontales positionnées à quelques mètres de profondeur par rapport à la surface. Il peut s’agir de drains rayonnants ou de drains en ligne sur deux niveaux notamment. Les drains, au regard du contexte seraient constitués de crépines Johnson permettant une pérennité malgré le risque de remaniement des alluvions et les risques de colmatage. Une crépine de ce type est en fonctionnement depuis fin 2006 (diamètre = 16'' et ouverture de 0.4).

Sur la base d’un équipement constitué de crépines d’un diamètre compris entre 16" et 20", un essai de dimensionnement laisse supposer des possibilités d’exploitation d’un débit de l’ordre de 1/3 du débit total attendu par l’exploitant soit de l’ordre de 0,8 à 1 m3/s maximum soit environ 10 fois le débit sous fluvial capté avec l’équipement actuel. Le linéaire global de ces crépines est estimé à 160 m et 135 m environ en fonction du diamètre (respectivement 16" et 20"). Cette valeur ne pourra être confirmée que par des investigations plus poussées telles que des essais de perméabilité in-situ.

Les moyens de captages souterrains pouvant être employés devront être (i) localisés en amont immédiat de la prise afin de profiter de l'épaisseur de l'ensemble de la zone d'atterrissement et (ii) situés sous le prolongement horizontal de la prise d'eau afin de limiter les effets d'affouillement.

Suite au retour d’expérience mené par rapport au système actuellement mis en œuvre (positionnement d’une crépine Johnson en amont de la prise d’eau), il semble en revanche qu’un réel bénéfice soit à attendre en termes d’abattement de la turbidité. Celui-ci est de l’ordre de 80 à 90 % en moyenne en situation de décrue. A titre d’exemple, lorsque l’écoulement superficiel du Bras de la Plaine présente une turbidité



de l’ordre de 100 NTU, si seul l’écoulement sous fluvial est exploité, la turbidité s’élève à environ 10 NTU (Saphir, communication orale).

Dans la mesure où l’abaissement de la turbidité reste le paramètre prioritaire pour l’exploitant, l’extension des possibilités de captage sous fluvial est à préconiser. Ceci est également à corréler avec l’actualisation fine de volumes d’eau à distribuer en fonction des usages et cela en fonction des périodes de l’année.

(ii) Identification des possibilités de traitement au droit de l’ouvrage de stockage de Dassy

Le maintien d’une eau non turbide pendant une période la plus longue possible peut être obtenu par élimination de tout ou partie des particules en suspension par décantation ou filtration.

La décantation nécessite une emprise importante. La filtration nécessite moins d’espace, mais demande notamment une alimentation électrique et une maintenance régulière. Il paraît donc inopportun d’envisager ces ouvrages au niveau du même barrage du Bras de la Plaine. Ceux-ci pourront plus judicieusement être projetés au niveau du réservoir de Dassy.

Ce type d’ouvrage a été réalisé sur le site de Mon Repos, pour l’opération d’Irrigation du Littoral Ouest, en combinant décantation et filtration (coupure à 300 µm). Actuellement, un débit de 1.15 m3/s est traité par 12 filtres de 2 m. de longueur sur 80 cm de diamètre.

La définition plus précise de ce type d’équipement nécessitera cependant de disposer de plus d’éléments sur la turbidité à traiter (nature et taille des éléments, vitesses de chute,…).

(iii) Alternatives complémentaires

Dans le cadre d'une étude d'adéquation ressource-besoin (Sogreah, 2002), le stockage d'eau permettant de maintenir les débits réservés en cas d'étiage sévère avait été dimensionné à 500 000 m3 pour le Bras de la Plaine et le Bras de Cilaos. Ce stock, théoriquement utilisé lors des périodes d'étiage, pourrait compléter les débits attendus par la Saphir au cours des périodes de perturbation.

Enfin, les sources non exploitées actuellement et localisées dans le secteur du captage de la Saphir pourraient compléter les besoins de la Saphir. Le débit espéré est variable en fonction des estimations de débit. Il avoisine 200-240 l/s si l'on considère les deux



sources en aval immédiat du captage 2 x 20 à 40 l/s (Sogreah, 2007) et le système de sources en rive gauche, à 2.5 km en amont du captage (155 l/s) entre Ilet Boulon et Ilet Gabriel Técher.

6.2.2. Stabilité et protection de l'ouvrage de captage

D'autre part, afin de réduire, pour certaines gammes de débit, les dégradations de l'ouvrage de captage, notamment celles des plaques métalliques en pied de chute de la prise, une modification du profil du seuil peut être envisagé mais elle entrainerait probablement une modification de la ligne d'eau et une modification des bajoyers latéraux.

La possibilité de créer un bassin de dissipation d'énergie n'est pas envisageable en raison de la forte probabilité d'un comblement rapide et du relevage du niveau d'eau.

Il est recommandé d'étudier la protection de l'ensemble de la prise d'eau par une évaluation et une localisation précises des zones de dégradation, que cela soit pour le seuil amont ou aval. Il est rappelé que l'ouvrage n'a connu aucune crue centennale et qu'il sera très probablement "débordé" de toute part lors d'un tel événement.

Aucun dimensionnement visant à protéger l'ouvrage actuel n'a été étudié dans le cadre de la première phase de cette étude, il serait intéressant de s'y intéresser au cours de la seconde phase.

6.3. EXPOSITION DES ILETS

Depuis la construction de la prise Saphir, le niveau de base du Bras de la Plaine ne cesse d'augmenter. Cette sédimentation atteint plus de 15 m localement. Toutefois, la pente du profil du Bras de la Plaine semble actuellement être à l'équilibre entre la confluence Bras de Ste-Suzanne / Bras des Roches Noires et la prise d'eau Saphir (≈ 4%). Pour rappel, la pente en amont de cette confluence atteint 8% dans le Bras des Roches Noires. Dans la configuration actuelle du Bras de la Plaine, une marche d'escalier de l'ordre de 5 m de haut a été observée au niveau de la confluence. Cette différence altitudinale marque un point pivot (cote constante) dans le profil d'équilibre et illustre l'effet de "chasse" du Bras de Ste Suzanne.

En conséquence, le lit semble approximativement stabilisé entre la confluence et la prise d'eau. Cependant, il n'est pas envisageable d'écarter localement des effets de sédimentation entrainant une surcote pouvant atteindre quelques mètres. Le suivi de la dynamique sédimentaire doit être effectué régulièrement.



7. Conclusion

L'étude géomorphologique, constituée par l'analyse des photos aériennes et des observations terrain, met en évidence que les apports de sédiments dans le bassin versant du Bras de la plaine proviennent majoritairement de l’érosion en grand des versants du Bras des Roches Noires. Les remparts bordant le plateau du Dimitile sont assujettis à des déstabilisations en masse (écroulements dépassant 1Mm3), alors que l’érosion continuelle des reliefs à la base des versants (l’Eperon, l’Ilet Commandeur) contribue fortement à l’alluvionnement du Bras de la Plaine. En effet, ces derniers sont formés par des produits de démantèlement facilement érodables (brèches d’avalanche de débris), d’où une morphologie en "badlands" bien marquée. Ces secteurs sont "actifs" depuis les premières observations de 1950 et le resteront en raison de propriétés mécaniques faibles de ces formations.

En plus de l’érosion « diffuse » qui affecte les versants des Ilets Commandeur et de l’Eperon, il arrive que ces derniers soient affectés par des éboulements d’ampleur importante qui apportent une quantité considérable de sédiments à la rivière (volume pouvant atteindre 50 000m3). Cependant, la majorité des sédiments issus du Bras des Roches Noires sont restés stockés dans le Bras de la Plaine en amont de la prise d'eau de la Saphir. En effet, la prise d'eau constitue un véritable seuil dont l'action est amplifiée par la présence en amont de cette dernière de zones d'atterrissement particulièrement larges (jusqu'à 200 m).

L’éboulement de décembre 2006 reste un phénomène rare et exceptionnel à l’échelle du bassin versant car aucun événement d’une telle ampleur n’a été observé sur les photographies aériennes depuis 1950.

L’action érosive du Bras de la Plaine en période de crue se manifeste par une remobilisation et un transit vers l’aval des alluvions occupant le lit mineur. En outre, l’érosion est peu marquée latéralement par l’absence de recul net des bordures de terrasses sauf au droit de l’Ilet Cicielle ou la rivière forme des méandres bien prononcés.

En ce qui concerne l'évolution future, le volume de matériaux issu du mouvement de terrain exceptionnel du Bras de la Plaine, survenu fin 2006 stocké dans un cône d'éboulis, a été remobilisé pour moitié environ lors du cyclone Gamède (500 000 m3). La moitié restante ne semble pas évoluer significativement en l'absence de précipitations exceptionnelles. Il semble qu'un tel phénomène ne puisse se reproduire au même endroit avant que les conditions favorables à la rupture ne soient à nouveau réunies. Ces conditions ne semblent pas être réunies à l'heure actuelle.



L'étude pluviométrique a permis d'estimer, sur le secteur d'étude, des valeurs pluviométriques élevées, qu'elles soient décennales ou centennales et pour différents pas de temps.

En ce qui concerne l'étude hydrologique, au vu de l’absence de données disponibles, la démarche a consisté à déterminer l’ensemble des caractéristiques de crues nécessaires à la réalisation d’une évaluation du transport solide. Les temps de concentration des différents bassins versants, le temps de base des crues et le temps de pluie "efficace" ont été calculés. Parallèlement, les débits fréquentiels maxima des crues ont été définis en utilisant la formule rationnelle : on obtient ainsi, au droit des prises d’eau, un débit décennal estimé à 490 m3/s et un débit centennal compris entre 935 et 1075 m3/s.

A la suite de l'étude hydrologique, le calcul de la capacité maximale de transport a été réalisé au droit des sections où ont été réalisées des analyses granulométriques. La capacité maximale de transport :

o varie fortement d’une année à l’autre, notamment par absence de crue significative environ une année sur trois,

o s’élève en transit moyen annuel à :

• 280 000 m3 pour le Bras des Roches Noires,

• 170 000 m3 pour le Bras de la Plaine au droit de la prise SAPHIR, soit un dépôt moyen annuel d’environ 100 000 m3

o Peut atteindre voire dépasser 1 M de m3 durant une crue (Gamède).

Ainsi, la zone amont du seuil a vu son niveau de base augmenter de plusieurs mètres depuis la construction de la prise. La présence d'un stock de matériaux mobilisables, constitué par le mouvement de terrain d'ampleur exceptionnelle, a largement contribué au comblement de l'amont de la prise d'eau. En effet, la capacité maximale de transport du Bras de la Plaine dépend fondamentalement du stock solide disponible dans les parties amont.

Les mouvements de terrain de février 2007 ne présentent pas d'impacts significatifs sur la capacité de transport solide. Cependant, il apparaît que leur contribution en termes de turbidité soit prépondérante (communication orale – Saphir).

En termes de perturbations recensées sur les captages Cise et Saphir, les données disponibles ne permettent pas d'aborder la problématique par méthode quantitative. Il apparaît toutefois que l'impact du glissement de terrain est significatif sur le nombre de jour de perturbations (communication orale – Saphir).



Afin de réduire les perturbations des captages de la Cise et de la Saphir, différentes solutions sont proposées. Pour la Cise, il est proposé d'intervenir directement sur le lit et l'encaissant de la rivière.

Pour la prise SAPHIR, deux problématiques se confrontent : le maintien de la distribution d'eau à un débit de 2.5 m3/s (souhaité par la Saphir) en considérant la turbidité ponctuelle du Bras de la Plaine et la stabilité et la protection de l'ouvrage de captage.

Dans l’hypothèse où le débit exigé puisse être réduit, des moyens de captages souterrains localisés en amont immédiat de la prise peuvent être envisagés (0,8 à 1 m3/s maximum).

Dans l’hypothèse où le débit exigé ne peut être réduit, des moyens de traitement au niveau du réservoir de stockage de Dassy s’avéreraient nécessaires pour abattre une forte turbidité fréquentielle.

L'ensemble de ces propositions seront étudiées plus finement au cours de la seconde phase de l'étude.



8. Bibliographie

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Normand M. & Thiery D. – (Mars 2006) - Modélisation hydrologique globale pluie - débit des crues des ravines de La Réunion - Rapport BRGM/RP 54593 FR - Projet DYNTOR.

SOGREAH (2002) - Etude de définition pour l'interconnexion des périmètres du Bras de la Plaine et du Bras de Cilaos - rapport de phase 2. Département de la Réunion.

SOGREAH (2007) - Synthèse des ressources en eau du secteur de l’Entre-Deux (n°4700297 r2). Programme départemental de recherche en eau (PDRE). 71 p.

Stollsteiner et Aunay (2008) - Etude hydrogéomorphologique de la Rivière du Mât et propositions de solutions de gestion. Rapport BRGM RP-56364-FR ; 72 p.



Annexe 1 – Cartes des analyses photo-interprétatives

L'ensemble des observations ont été reportées sur un fond de photo aérienne datant de 2003.

L'ensemble des photos étudiées ne sont pas orthorectifiés : la réalisation de mosaïques n'est pas réalisable, exception faite de lourdes opérations de traitement numérique, non réalisées dans le cadre de cette étude.



Annexe 2 – Rapport de l'étude granulométrique



Annexe 3 – Synthèse des observations de fermetures de la prise Saphir


Evènement ou période

Motif de fermeture

Tps de fermeture théorique

Tps de stabilisation (temps en jrs nécessaire pour que

NTU regagne seuil dit normal)

Saison (sèche ou humide)

Date des dernières

précipitations (antérieures à la fermeture)

Dernières précipitations

en mm

Max des pluies sur la période

(mm)

Max de la turbidité

sur la période (NTU)

Commentaires Indice de confiance

2004

Fermeture du 20 février "Grosse crue" + de 5 jours 5 humide 04/01 69,7 77,7 27,3

FERMETURE ANTICIPEE. Pics de précipitation et de de turbidité le lendemain ( 77mm et 27.3 NTU le 21/02). Stabilisation le

25. A noter un possible dysfonctionnement des turbidimètres le 22

2

Fermeture du 28 février "Petite crue" 1 à 2 jours 3 humide 21/02 77,7 84,0 19,1

Dernières pluies remontent à très peu de jours, et sont assez abondantes le lessivage des sols a donc été fait d'où la faible turbidité au vu des précipitations par rapport à fermeture du 20/02

1

Fermeture du 6 mars "Petite crue" 1 à 2 jours 2 humide 28/02 84,0 23,6 43,0

FERMETURE INSTANTANEE. Les pics de turbidité ayant lieu tôt ( à partir de 3h59, près

de 50 NTU ) les précipitations ont commencé la veille au soir (6.5 mm) pour se renforcer à

l'approche de 12h00 (23.6 mm)

1

Fermeture du 11 avril "Petite crue" 1 à 2 jours 5 humide 15/03 55,0 22,5 38,5 FERMETURE TARDIVE car le max des

précipitations ont lieu la veille. Les pics de turbidité sont relevés le 10 au soir et le 12.

2

Fermeture du 12 mai "Petite crue" 1 à 2 jours 0 sèche 05/05 17,5 13,2 3,0 Aucune précipitation conséquente et aucune turbidité justifiant de la fermeture 2

Fermeture du 04 décembre "Petite crue" 1 à 2 jours 2 humide 24/09 51,3 20,0 41,0 Pluies la veille, pic de turbidité survient le 04/12

au matin vers 08h00 2

Fermeture du 18 décembre "Petite crue" 1 à 2 jours 6 humide 14/12 27,8 68,0 38,4 Pluies dans la nuit du 19, pic de turbidité vers

les 09h00. 1

Fermeture du 31/12 "Petite crue" 1 à 2 jours 1 sèche 26/12 19,2 73,0 5,5 FERMETURE TARDIVE car le max des

précipitations ont lieu la veille. Par ailleurs pour les quantités de précipitations relevées, il y a

"trop" peu de turbidité.

3

2005

Fermeture du 23 janvier "petite crue" 1 à 2 jours 1 humide 13/01 12,0 8,9 41,0 FERMETURE INSTANTANEE. On observe ici

peu de précipitations pour une forte turbidité 3


Motif de fermeture





Date des dernières



en mm


(mm)




Fermeture du 5 février Cyclone Gérard indéterminé 2 humide 23/01 8,9 117,8 91,0

FERMETURE TARDIVE. Les max de précipitation et de turbidité sont relevés la

veille. Plus précisément, 91 NTU sont relevés à 16h50 le 04/02 ce qui supposer que les

précipitations de 117.8 mm ont eu lieu à 14h le même jour

2

Fermeture du 4 mars "crue" 3 ou 5 jours 2 humide 14/02 36,0 42,0 47,0 FERMETURE INSTANTANEE. On se trouve

dans un enchainement de séries de précipitations qui durent depuis le 27/02

1

fermeture du 8 mars "petite crue" 1 à 2 jours 2 humide 14/02 36,0 42,0 47,0

Episode confondu avec le précédent du 4 mars seule accalmie du 05/02. Une fermeture a de

nouveau été entreprise à cause des précipitations de la veille 07/02 et de la turbidité

réaugmentant à 23.5 à cette même date

1

Fermeture du 20 mars "grosse crue" + de 5 jours 8 humide 03/03 25,0 122,0 17,3

FERMETURE INSTANTANEE mais auraient pu etre prévue si l'on se fie à l'indice

précipitation: il a plu 53 mm la veille. Le max de précipitation ne correspond pas au max de

turbidité qui n'est par ailleurs pas élevé sur la période

3

Fermeture du 22 Aout "petite crue" 1 à 2 jours 4 sèche 24/03 98,6 35,0 11,3

FERMETURE INSTANTANEE . Le max des précipitations ont lieu la veille de la fermeture.

La turbidité n'est pas forte au vu des Pmm, pourtant sols pas lessivés depuis longtemps.

On note défaillance du M2

3

Fermeture du 19 sept. "petite crue" 1 à 2 jours 2 seche 21/08 35,0 6,5 44,0

FERMETURE TARDIVE. Le max de la turbidité correspond à la veille soit le 18 sept. alors que les precip. De ce jour sont de 5 mm. Sur ces

deux jours la turbidité semble excessive au vu des faibles précip. A noter que les dernieres

pluies remontent à près d' 1 mois.

3

Fermeture du 23 nov. "petite crue" 1 à 2 jours 3 humide à sèche 21/08 35,0 36,0 97,0

FERMETURE INSTANTANEE. Les precip. Ont eu lieu tard la veille au soir ( 36 mm )

provoquant une forte turbidité très tôt dans la nuit le 23. Turbidité qui semble excessive MAIS

dernière pluies remontent à 3 mois

2



Motif de fermeture





Date des dernières



en mm


(mm)




2006

Fermeture du 1er janvier "petite crue" 1 à 2 jours 2 humide 23/11 23,0 98,5 93,2

FERMETURE INSTANTANEE. Le max des précipitations a lieu la veille au soir, le pic de

turbidité survient le 01/01 à 00h01 1

Fermeture du 17 janvier "petite crue" 1 à 2 jours 2 humide 31/12 98,5 7,5 79,5

FERMETURE INSTANTANEE. Turbidité semble excessive au vu des faibles

précipitations. L'autre turbidimetre affiche 26.8. Les dernières precipitations ne remontent qu'à

15 jours.

3

Fermeture du 22 janvier "petite crue" 1 à 2 jours 1 humide 31/12 98,5 44,2 43,7

FERMETURE TARDIVE. Les fortes précipitations de 44.2 et le pic de turbidité ont

lieu le 21, lesquelles sont très faibles le 22, jour de fermeture : 2mm et 1.2 NTU

1

Fermeture du 17 février "crue" 3 ou 5 jours 4 humide 21/01 44,2 92,5 13,1

FERMETURE INSTANTANEE. Faible turbidité compte tenu des fortes précipitations, les

dernières pluies remontant à près d'un mois. Possible dysfonctionnement des turbidimètres.

3

Fermeture du 4 mars Cyclone Diwa indeterminé 8 humide 26/02 50,5 500,0 90,4 FERMETURE INSTANTANEE. Les

turbidimetres connaissent un dysfonctionnement depuis cette date et

jusqu'au 8 mars

2

Fermeture du 17 avril "petite crue" 1 à 2 jours 2 humide à seche 06/03 385,0 40,0 19,8

FERMETURE ANTICIPEE. Le pic de turbidité intervient le lendemain des précipitations qui

ont eu lieu tard dans la nuit du 17. La fermeture s'est donc faite sur critères pluviométriques

1

Fermeture du 14 mai "petite crue" 1 à 2 jours 1 seche 02/05 43,5 54,0 8,4 FERMETURE TARDIVE. Les précipitations ont

lieu la veille tard dans la soirée, le pic de turbidité intervient le lendemain. Par ailleurs

faible turbidité au vu des précipitations

2

Fermeture du 27 juin "petite crue" 1 à 2 jours 3 humide à seche 13/05 54,0 60,0 42,9 FERMETURE INSTANTANEE. Les pluies ont

commencé la veille ( 50mm ) 1


Motif de fermeture





Date des dernières



en mm


(mm)




Fermeture du 23 juillet "petite crue" 1 à 2 jours 4 seche 27/06 60,0 3,8 61,6

FERMETURE INSTANTANEE. Forte turbidité au vu des faibles précipitations. L'épisode s'étend sur 4 jours mais on n'écarte pas dysfonctionnement des turbidimetres.

Dernières pluies 1 mois

3

Fermeture du 07 sept. "petite crue" 1 à 2 jours 9 seche 27/06 60,0 18,3 51,4

FERMETURE INSTANTANEE. Le max des précipitations a lieu la veille au soir soit 18.3

pour le 6 sept, les pics de turbidité surviennent le jour J. Forte turbidité au vu des faibles

précipitations MAIS pluies remontent à plus de 2 mois. Il pleut régulièrement mais peu depuis

le 2 sept.

1

Fermeture du 28 nov. "crue" 3 ou 5 jours 2 seche à humide 07/09 18,3 35,5 44,8 FERMETURE TARDIVE. Le max des

précipitations ET de la turbidité ont lieu la veille 3

Légende des indices L’indice de confiance 1 signifie que l’évènement signalé par la SAPHIR se déroule selon une logique pluie-turbidité avec un rapport correct et un comportement apparemment fiable de la part des turbidimètres.

L’indice de confiance 2 indique qu’il demeure un doute à propos de la fiabilité des données que ce soit à cause d’un temps de transfert qui paraît inadapté, d’un rapport pluie-turbidité qui semble disproportionné ou par un manque de données ou encore par le dysfonctionnement ponctuel des turbidimètres,

L’indice de confiance 3 enfin rassemble au moins deux des critères ci-dessus, et ne peut être envisagé comme un évènement aux données fiables.

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Étude d'exposition des captages et des ilets habités du bras de la ...

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