Inondations en aval : quelles aides réelles peuvent fournir les zones humides en amont ?

Dr Aurore Degré, Ir Catherine Sohier

ULg Gembloux Agro-Bio Tech

Unité d’Hydrologie et Hydraulique agricole

Journée européenne des Parcs Naturels – Eupen - 20 mai 2010

Hydrologie des bassins versants

moyenne1971-2005

Vesdre

moyenne1971-2005

Amblève

moyenne1971-2005

Ourthe

Percolation de base

Hypodermiques lents

Ruissellement directEvapotranspiration réelle

Pluie

0

200

400

600

800

1000

1200Percolation de base

Hypodermiques lents

Ruissellement direct

Evapotranspiration réelle

Pluie

mm

Affluents de la Meuse à Liège :Ourthe, Amblève et Vesdre

Éléments clefs du bilan hydrologique : - météo, - sol et sous-sol, - pente, - occupation du sol,- mode de transfert des flux vers l’exutoire

leviers de la limitation des inondations en aval (ruissellement direct)

Qu’attend-on d’une zone de rétention?

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Débit observé

Débit après rétention

Dépassement du seuil

seuil admissible

Une année calendrier

En termes hydrologique, la rétention à l’amont consiste en une limitation des pics de crue sous un seuil admissible en aval (qui conduit à des dommages acceptables)

Besoin d’un volume de stockage disponible pendant le pic de crue

Besoin d’une vidange après le passage du pic

Déb

it à

l’exu

toire

(m

³/s)

Source : C. Wastiaux

L’état d’humidité de la tourbière au moment de la pluie détermine sa capacité de rétention.La tourbière intacte est en équilibre avec la nappe affleurante. La rétention d’eau est très élevée, il y

a peu de volume de stockage disponible. La tourbière dégradée voit son degré d’humidité varier en surface. La rétention d’eau varie également

et périodiquement un volume de stockage limité peut être disponible

Tourbe « vraie »Tourbe dégradéeArgile blanche

Les zones humides peuvent elles remplir cette fonction de rétention?

L’exemple des tourbières

Source S Dautrebande

Observation des stockages disponibles et écoulements observés – 2 mois en fin d’été

Source C Wastiaux

Les précipitations n’entrainent pas de débit à l’exutoire lorsque le niveau de la nappe est bas au début de la pluie.

Les précipitations entrainent un débit à l’exutoire quand la nappe affleure

Evolution temporelle du stockage disponible dans une tourbière vraie – modélisation sur 30 ans

Modèle EPICmaille - Evolution journalière du stock d'eau dans le profil de sol sur 1.5m - Fagne non drainée - Tourbe "vraie"

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1/0

1/1

971

1/0

1/1

973

1/0

1/1

975

1/0

1/1

977

1/0

1/1

979

1/0

1/1

981

1/0

1/1

983

1/0

1/1

985

1/0

1/1

987

1/0

1/1

989

1/0

1/1

991

1/0

1/1

993

1/0

1/1

995

1/0

1/1

997

1/0

1/1

999

1/0

1/2

001

1/0

1/2

003

Sto

ck

en

eau

/ w

ate

r s

toc

k (m

³/m

²)

teneur en eau à la saturationvolume disponible pour un stockage temporaire

Été 1976

Les zones humides peuvent elles remplir cette fonction de rétention?

L’exemple des wetlands

Zone où le facteur dominant est un excès d’eau qui influence tant la nature du profil pédologique que la phytosociologie et la faune en présence. Elle consiste en une zone de continuum où les écosystèmes aquatique et terrestre s’intègrent. Cowardin et al. (1979)

Le terme « wetland » ou « zone humide » inclut une large variété de zones de transition où des écosystèmes terrestres et aquatiques s’interpénètrent. Elles sont connues selon

les régions et selon les intérêts de chacun sous différentes appellations.

Wetland construit Wetland restauré

Les zones humides peuvent elles remplir cette fonction de rétention?

L’exemple des wetlands

Wetland sans rôle de rétention

Wetland dimensionné

pour une rétention « full spectre » de

pluies de projet

Déb

it de

cru

e

Intensité de la pluieSource : Wulliman J. et al, Peak flow control for a full spectrum of design storms. Novatech 2007; 1115-1122

Dimensionnées ou aménagées à cette fin, les zones humides peuvent limiter les pics de crue produits localement.

Effet de la restauration des zones humides à l’échelle du bassin versant

Le dimensionnement ET la répartition spatiale des zones humides dans un grand bassin versant sont nécessaires pour obtenir un effet significatif en aval

Conclusions

• Au site même de rétention, la modification du bilan hydrologique varie selon les types de zone humide et peut limiter les pointes de crue à l’origine des dommages en aval– Si une période sèche a précédé et a libéré une partie du volume de

stockage– Si un aménagement approprié permet un stockage supplémentaire– Contre exemple : tourbières intactes en équilibre avec nappe

affleurante

• A l’échelle du bassin versant, l’importance relative des zones humides est déterminante pour quantifier la transposition de leur effet éventuel en aval

Présentation du site de suivi AMICE

Afin de générer une donnée chiffrée pour des fonds de vallée humide, un suivi a été mis en place dans le cadre du projet européen AMICE par la DGARNE et l’asbl Riou en collaboration avec GxABT.

2 BV voisins en tête d’Amblève, l’un comprenant une zone de vallée humide, l’autre boisé.

Mesures météo et limnigraphiques

Unité d’Hydrologie et Hydraulique agricole

Gembloux Agro-Bio Tech, ULg

aurore.degre@ulg.ac.be

www.fsagx.ac.be/ha