Convention MEDD-Cemagref : « Prévention des Inondations »

Annexe au Guide Ralentissement Dynamique

Fiche d’analyse de retour d’expérience (2005)

Aménagements pour le ralentissement dynamique des crues du bassin de la : un grand fleuve international F04 - août 2005

Les études et projets en cours sur le bassin versant de la Meuse pour la réduction des aléas et des risques d’inondation présentent l’intérêt d’une approche globale à une très grande échelle (10 000 km², 500 000 habitants, 2 régions, 5 départements).

S’ajoute le contexte particulier de ce grand fleuve qui traverse plusieurs pays : les actions entreprises en ne doivent en aucun cas entraîner une aggravation en aval (Belgique et Pays Bas).

La Meuse à Mouzon en janvier 1995. Crédit photographique DIREN

1. Contexte géographique

1.1. Physiographie et géologie Le bassin versant de la Meuse présente une superficie de 32 000 km² dont 10 350 km² pour sa seule partie française. L’altitude est de 384 m à la source et passe à 100 m à Givet (frontière belge), après un parcours de 450 km.

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On distingue de l’amont vers l’aval (voir carte suivante, source EPAMA) :  la Meuse amont (1700 km²) et ses affluents (le Mouzon, le Vair) qui ont entaillé leurs vallées dans des plateaux argilo-gréseux ou calcaires, à forte pente et sans véritable champ d’expansion des crues ;  le très long couloir Meusien, sans affluent notable, avec un lit alluvial large de plusieurs centaines de mètres et même de plusieurs kilomètres vers Stenay ;  en aval de Stenay, le bassin versant de la Meuse draine 4150 km² avant l’arrivée du premier gros affluent, la Chiers (2200 km²) issue de plateaux calcaires dont la pente est forte en amont sans champ d’expansion, puis faible avec un lit majeur de plusieurs centaines de mètres ;  en aval de la Chiers, la Meuse pré ardennaise continue dans une dépression argileuse, sa pente est faible et les gisements alluviaux sont importants ;  en aval de Charleville-Mézières, la Meuse ardennaise, ainsi que son deuxième gros affluent, la Semois (1350 km²) ont creusé un lit sinueux et pentu dans les schistes anciens.

On notera que les importantes zones naturelles d’expansion des crues sont plutôt rares, localisées dans les régions de Stenay, de la confluence Meuse - Chiers et de Sedan, donc toutes en amont de Charleville-Mézières. On notera aussi la forme très longiligne du bassin jusqu’à la Chiers : 66 % du parcours français, mais seulement 40 % du bassin versant.

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1.2. Occupation du sol / enjeux Les vallées de la Meuse amont et la Meuse médiane jusqu’à la Chiers sont essentiellement rurales (prairies en majorité et cultures) avec quelques villages dispersés et les villes de Neufchâteau, , Saint-Mihiel, et Stenay.

La vallée de la Meuse aval est fortement urbanisée (Sedan, Charleville Mézières, Givet) et très peu cultivée.

La vallée de la Chiers est essentiellement rurale avec quelques villages dispersés et la ville de Longwy.

Lors des deux grandes crues de 1993 et 1995, la moitié des dégâts totaux a concerné les zones industrielles et commerciales, un petit quart les logements en ville, un autre petit quart les habitations hors centre ville. Les agglomérations de Charleville-Mézières, Sedan et Givet concentrent à elles seules 60 % des dégâts totaux sur la Meuse.

Il faut noter que les enjeux les plus importants se trouvent en aval de la Chiers, c'est-à-dire dans la zone où les crues sont susceptibles d’être les plus fortes, compte tenu du régime des pluies.

1.3. Equilibre sédimentaire Une étude globale de la morphologie de la Meuse a été réalisée par Hydratec, qui conduit à conclure que la rivière est peu mobile en plan et en profil en long. Les conséquences des petits ouvrages envisagées sont a priori faibles.

2. Contexte hydrométéorologique

2.1. Données disponibles On dispose de 22 stations hydrométriques, gérées par la DIREN Lorraine auxquelles il faut ajouter 12 échelles d’annonce de crue.

Il y a plusieurs dizaines de stations pluviométriques. Six stations représentatives ont été retenues qui disposent en outre de mesures de température. S’ajoutent environ 20 postes pluviographiques dont les séries démarrent en 1993.

La carte précédente montre celles des stations hydrométriques actuellement intégrées dans le système d’annonce et de prévision des crues (source DIREN Lorraine : http://www.lorraine.ecologie.gouv.fr/ )

2.2. Régime des pluies La majeure partie des crues provient de perturbations d’origine océanique venant globalement de l’ouest. Ces perturbations touchent l’ensemble du bassin avec des variations dues aux effets orographiques. Le bassin aval (Ardennes) est en règle générale le plus arrosé, et au contraire l’extrémité amont (sud) est en général moins arrosée.

2.3. Régime des crues et crues historiques Le régime hydrologique de la Meuse est très fortement marqué par la morphologie particulière du fleuve et de ses rares affluents importants, comme présenté au § 1.1.

On distingue trois types de crues :

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- des crues simples à prédominance amont , qui ne sont pas très fortes à l’aval ; la crue du 30 décembre 2001 au 1 er janvier 2002 est particulièrement instructive ; il s’agit d’un épisode pluvieux court et intense intervenant sur un sol enneigé et combinée à un fort redoux ; il en a résulté une crue de période de retour 50 à 100 ans dans la Meuse amont jusqu’à Verdun, alors qu’en aval de Stenay et sur la Chiers, la période de retour était inférieure à 5 ans ;

- des crues simples à prédominance aval dues à de fortes pluies sur le massif ardennais, qui peuvent être fortes et même exceptionnelles ; ce fut le cas des crues de janvier 1993 (1100 m 3/s à Chooz ; période de retour 16 ans) puis de décembre de la même année (1500 m3/s à Chooz ; période de retour 75 ans) ;

- et des crues généralisées (ou crues multiples) dues à des épisodes pluvieux successifs concernant les deux parties du bassin ; la très forte crue de janvier 1995 en est la plus typique, la Meuse amont, la Chiers et la Semois ayant toutes largement contribué (1600 m3/s à Chooz ; période de retour 130 ans).

Nota : les indications de période de retour correspondent à des ajustements de débits de pointe (et non de volumes) sur la période 1919-1997 (source BCEOM).

Pour le cours aval de la Meuse , la crue généralisée de 1995 est de loin la plus forte depuis 1784. Celle de décembre 1993 avait été dépassée aussi en 1784 et 1945.

Pour le cours médian et amont de la Meuse , la crue amont de décembre 2001, environ centennale, surpasse nettement la crue généralisée de 1995 (6 ans à Stenay). Elle n’a toutefois pas atteint le niveau de la crue amont record de février 1844 (plus de 200 ans à Verdun).

3. Contexte institutionnel

3.1. Maîtrise d’ouvrage L’Etablissement Public d’Aménagement de la Meuse et de ses Affluents (EPAMA) a été créé en 1996 par les élus, en concertation avec le Préfet coordonnateur de Bassin à la suite des crues catastrophiques de 1993 et de 1995.

C’est un Syndicat mixte de collectivités (EPTB) regroupant les régions Champagne-Ardenne et Lorraine, les départements des Ardennes, de la Haute-Marne, de la Meuse et des Vosges ainsi que les Communautés de Communes de la Région de Chooz, de la vallée de la Semoy, du Pays Sedanais, des cantons de Carignan-Mouzon-Raucourt, du pays de Neufchâteau, du Sammiellois, de Commercy, de Void Vacon, du Val des Couleurs, le SIVU de Charleville-Mézières-Warcq, le Syndicat intercommunal d’aménagement de la Chiers, la commune de Revin. Voir carte ci-après.

L’EPAMA a un rôle de maître d’ouvrage des études, de coordination et de programmation des travaux, et des ouvrages de ralentissement des crues. Les collectivités gardent leurs prérogatives de maîtrise d’ouvrage des travaux d’intérêt local.

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3.2. Autres acteurs impliqués

La DIREN Lorraine gère le système Moïse de prévision des crues. Il intègre les modèles hydrologiques et hydrauliques de la Meuse conçus par le BCEOM pour l’EPAMA.

La DIREN Lorraine a également apporté son soutien technique au suivi de l'étude générale, assistée de la DIREN Champagne-Ardenne, de l'Agence de l'Eau Rhin-Meuse et du Service de la Navigation du Nord-Est représentant VNF.

Les associations de riverains et d'inondés ont été associées au déroulement de l’étude.

A noter également les collaborations avec les chambres d’agriculture de la Meuse et des Ardennes portant sur l’étude des conséquences pour l’activité agricole des projets de sur- inondation.

4. Historique et évolution de la réflexion sur la prévention des inondations

4.1. Crues historiques (voir aussi § 2.3) Les deux crues de 1993 et 1995 marquent encore les esprits et ont motivé la création de l’EPAMA (voir § 3.1). La crue de 1995 a causé 245 M€ de dégâts, 315 communes ont été sinistrées, 800 entreprises ont été touchées entraînant le chômage technique de plus de 10 000 salariés, la navigation a été interrompue pendant 3 mois. La crue de décembre 1993 avait provoqué 120 M€ de dégâts.

Enfin, la crue de fin décembre 2001 qui est restée très modérée en aval est venue rappeler que la Meuse amont pouvait aussi être touchée (crue environ centennale jusqu’à Verdun).

4.2. Stratégie choisie L’EPAMA propose de travailler sur trois axes :  La réalisation de protections localisées contre les inondations dans les secteurs les plus fortement urbanisés ou industrialisés, et d’ouvrages de ralentissement dynamique des crues ;  la prévention (amélioration des systèmes d’annonce des crues et de gestion des crises inondation, gestion de l’urbanisme dans les secteurs à risque…) ;  la réhabilitation du fleuve et la protection de l’environnement, par la préservation des zones humides notamment.

Les aménagements localisés (coupures de boucles, calibrages, suppression d’obstacles aux écoulements, endiguements) visent à augmenter la capacité d’écoulement et donc à réduire localement les hauteurs de submersion ou à mettre hors d’eau les zones les plus exposées. Ces aménagements ayant tendance à aggraver les crues à leur aval, ne sont entrepris que conjointement avec des actions de ralentissement dynamique destinées à au moins compenser cette aggravation (voir au § 6.2 l’exemple de la première tranche).

Les zones de sur-stockage ne sont entreprises que sous réserve de l’accord explicite des collectivités locales.

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4.3. Niveau cible de protection Le niveau de protection recherché n’est pas défini a priori, ni en période de retour de crue, ni en pourcentage de volume de crue stocké... La démarche est en fait pragmatique. Elle consiste à faire l’inventaire de toutes les opportunités d’aménagements, soit ponctuels (coupure de méandre, endiguement défensif…), soit de stockage. La modélisation permet ensuite d’évaluer leur bénéfice hydraulique. S’il est significatif, le rapport entre réduction des dommages et coût d’aménagement est estimé.

Les comparaisons en terme de hauteur d’eau et de coût des dommages ont été établies par l’auteur de l’étude (BCEOM) pour trois crues de référence. Ce sont trois crues centennales, une à prédominance amont (type avril 1983), une à prédominance aval (type décembre 1993), et une généralisée (type janvier 1995). Ces crues de référence sont déduites des crues observées par affinité.

5. La démarche mise en œuvre

5.1. Etudes de prévention des inondations

Priorité a été donnée par l’EPAMA à la réalisation d'une étude complète de modélisation des écoulements en crue de la Meuse confiée au BCEOM et réalisée en 1998-2000.

Elle a comporté en particulier une photorestitution du champ d’inondation (1/5000 sur la Meuse médiane, 1/2500 sur la Meuse aval), un modèle pluie - débit, un modèle hydraulique transitoire à casiers calé sur les crues d’avril 1983, décembre 1993 et janvier 1995 et un modèle macro-économique d’estimation du coût des dommages calé sur les deux dernières crues.

Elle a permis de comparer plusieurs scénarios d'aménagement afin de réduire la fréquence des inondations et d’en éliminer certains.

 La réalisation d’endiguements longitudinaux n’a pas été retenue malgré son efficacité intéressante car non compatible avec le SDAGE Rhin Meuse ni avec les engagements européens de l’EPAMA, et d’un coût élevé.

 Quatre sur les cinq coupures de méandres étudiées (de Charleville à Chooz) ont été écartées pour rentabilité économique insuffisante. La dernière (Charleville) a été écartée dans un second temps au profit d’autres aménagements localisés (élargissement, ouvrages de décharge sous voie ferrée, seuil fixe remplacé par un seuil mobile…).

 Outre les aménagements de Charleville, 14 autres protections ponctuelles (calibrages, endiguements défensifs, actions sur les seuils) ont été retenues, tout au long du cours français.

 Un grand barrage écrêteur de crue (secteur de la Wame : 60 hm 3) n’a pas non plus été retenu pour sa conception délicate (pompage de 100m3/s en Meuse) et son coût élevé en investissement (150 M€) et en fonctionnement ; il ne concernait en outre que la partie aval du bassin.

 Des retenues collinaires sur les affluents (30 à 60) n’ont pas été retenues, leur effet d’amortissement des crues de la Meuse étant limité.

 Enfin, 14 zones de ralentissement dynamique en lit majeur (8 sur la Meuse, 5 sur la Chiers, 1 sur la Sormonne) ont été envisagées. Après étude des conséquences

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hydrauliques, 8 ont été retenues (7 sur la Meuse, 1 sur la Sormonne), l’efficacité des 6 autres étant marginale.

5.2. Le plan d’actions de prévention des inondations dans le bassin de la Meuse

La circulaire du 1er octobre 2002 du Ministère de l’Ecologie a initié un appel à projets de plans d’action de prévention des inondations (PAPI). Le dossier de l’EPAMA a été retenu en tant que projet pilote.

Le coût prévisionnel du projet est de 27 M€, non compris les opérations d’aménagement et de protections localisées de Charleville Mézières et de Givet qui sont prévues au titre du Contrat de Plan Etat Région Champagne Ardenne.

 Travaux de protection des personnes et des biens : protections localisées et ZRDC (23,7 M€)  Amélioration des systèmes d’information et de prévision des crues : réseau d’observation (échelles, repères de crue), de communication (Internet), outils cartographiques d’aide à la gestion locale des crises (1,2 M€)  Développement de la conscience du risque : actions de communication en lien avec les associations (0,1M€)  Réduction de la vulnérabilité : aides au diagnostic du risque et aux travaux, mise en place d’un outil SIG de suivi de la vulnérabilité (images satellites), accélération de la mise en place des PPR (1,2 M€).

Le plan de financement prévisionnel du projet comporte la participation de l’Etat et de ses établissements publics (Agence de l’Eau Rhin Meuse) pour 32 %. Il est également prévu des subventions des fonds européens (FEDER), des deux Conseils Régionaux et des Conseils Généraux au profit des maîtres d’ouvrages qui s’inscrivent dans ce projet (l’EPAMA et les groupements de collectivités locales, notamment).

Le principal projet financé est constitué de la zone de ralentissement dynamique des crues de Mouzon (08), pour un montant de 10 M€ (voir § 6.2).

6. Aménagements prévus

6.1. Aménagement global et protections localisées Le programme général des actions prévoit 15 aménagements de protection localisée et 8 zones de ralentissement dynamique des crues (voir carte).

L’efficacité de l’aménagement global est répartie sur tout le cours de la Meuse :

Gain obtenu en crue centennale (cm) Commercy St Mihiel Verdun Stenay Sedan Villers S Charleville Revin Givet -10 Hors d’eau -30 à 35 -15 à -30 -25 à 40 -60 à 70 -50 à 100 -20 à 60 -80 à 100

Il est intéressant de noter que les retenues seules entraînent une réduction significative partout en France et à l’aval, et que les protections localisées seules engendrent localement des effets négatifs qui se cumulent et aggravent les crues à la frontière.

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La réduction des dommages est estimée à :

En M € Crue 10 ans Crue 100 ans Coût moyen annuel actuel projet actuel V actuel projet Meuse amont 45 33 88 71 25 19 Meuse aval 91 49 290 160 30 15 Meuse complète 137 82 380 231 55 34

Le coût (valeur 2000) des aménagements est estimé à 80 M€ (dont 35 pour le ralentissement dynamique), soit un retour sur investissement de l’ordre de 4 ans (sans tenir compte des dépenses d’entretien et de gestion).

6.2. Première phase d’aménagement de la Meuse dans les Ardennes La première tranche concerne la zone aval de Charleville-Mézières-Warcq à Givet (Maîtrises d’ouvrage SIVU de Charleville-Mézières-Warcq, VNF, CODECOM Région de Chooz).

Des protections localisées, du type calibrage, endiguement et aménagement de seuil permettent localement d’abaisser significativement les hauteurs d’eau en crue et de réduire l’étendue des zones inondables ; mais elles engendrent une accélération des crues et des surcotes en aval. Parallèlement l’EPAMA a assuré la maîtrise d’ouvrage d’une étude de faisabilité d’une zone de ralentissement dynamique des crues de la Meuse en amont de Mouzon dans l’objectif principal de compenser ces effets négatifs.

Les analyses juridiques effectuées avec l’appui du Cabinet Huglo-Lepage et les services de l’Etat ont conduit à adopter un schéma de procédures incluant une étape préalable de qualification en Projet d’Intérêt Général des trois opérations qui seraient à réaliser conjointement (Charleville, Givet et Mouzon).

Une fois le PIG approuvé, les demandes d’autorisation relatives à chaque aménagement seront élaborées par chacun des maîtres d’ouvrage.

6.3. La zone de ralentissement dynamique des crues (ZRDC) de Mouzon Le premier ouvrage de ralentissement dynamique prévu est donc situé à Mouzon, peu en amont de la confluence avec la Chiers. Sa localisation précise a été choisie après prise en compte des critères de vocation des sols et environnementaux.

Cette zone de ralentissement dynamique sera obtenue par construction de deux demi barrages déversants de faible hauteur construits en travers du lit majeur de la Meuse et ne barrant pas le lit mineur. Un tel ouvrage permet d'augmenter le volume de rétention en zone inondable à l’amont, et d’écrêter ainsi des crues moyennes à fortes, sans avoir d’incidence importante pour les crues d’intensité plus faibles. Il est situé à environ 1,5 kilomètre en amont du centre-ville de Mouzon.

L’ouvrage sera haut de 3 à 5 m et long de 650 mètres. Il sera en terre revêtu d’enrochements liés au béton puis enherbés. Le lit mineur est rétréci à une valeur de 30 m, compatible avec la navigation.

Il fait diminuer le débit de 35 m 3/s à l’aval pour une crue centennale à prédominance amont (type avril 1983), 7 m3/s pour une crue à prédominance aval (type décembre 1993), et 14 m3/s pour une crue généralisée (type janvier 1995). Dans tous les cas, le retard de la pointe de crue est de 5 à 6 h.

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Les impacts écologiques, paysagers, agricoles, piscicole, transports ont été étudiés. Sur la Meuse, les conséquences morphologiques d’un petit ouvrage qui ne modifie la ligne d’eau que pendant un tout petit nombre de jours peuvent être considérées comme imperceptibles.

Le volume de crue supplémentaire retenu lors d’une crue exceptionnelle, provoquera une sur-inondation des terres de la vallée, presque exclusivement des prairies. Cette sur- inondation se traduit plus par l’augmentation des hauteurs de submersion et des temps de submersion que par un accroissement des surfaces inondées, car le lit majeur est encaissé.

Afin de réduire la durée de submersion, et pour rendre l’ouvrage «transparent» aux crues les plus pénalisantes vis à vis de l’agriculture, des vannages mobiles seront aménagés dans le corps du barrage. Ces vannages situés dans le lit majeur, seront ouverts pour les crues d’intensité faible à moyenne (jusqu’à la biennale), afin de les laisser passer sans impact, et seront fermés lors des fortes crues.

Le projet a fait l'objet d'une modélisation au 1/50ème afin d'évaluer le comportement pour différents débits de crue. Ces tests ont permis de préciser les dimensions de l’ouvrage, les mesures de protection du fond et des berges ainsi que la gestion du vannage.

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Les secteurs sur-inondables en amont de l'ouvrage sont surtout agricoles. Deux zones habitées sont concernées dans les parties les plus basses de deux villages et quelques bâtiments d’exploitation isolés, déjà exposés aux inondations de la Meuse en situation actuelle. Ces secteurs habités seront mis hors d'eau par des protections localisées. Un groupe de travail constitué des représentants de la chambre d’agriculture et de syndicats d’exploitants a posé les principes de base des compensations à mettre en œuvre (en tenant compte de l’augmentation de SAU inondée et de l’augmentation de durée d’inondation).

Le coût du projet est estimé à 10 M€ TTC.

6.4. Calendrier Le calendrier de principe prévoit l’achèvement du programme pour décembre 2008 (échéance des subventions et des crédits européens). - 2002-2003 : état des lieux et analyse de l’inondabilité actuelle de la vallée, études de faisabilité de l’aménagement, étude des incidences sur l’écoulement des crues, le milieu physique, les activités humaines… - 2004 : étude d’avant projet de la ZRDC de Mouzon, étude d’impact pour l’élaboration des dossiers réglementaires. - mars 2005, le Préfet des Ardennes a qualifié en Projet d'Intérêt Général (PIG) les opérations d'aménagement de la Meuse contre les inondations projetées à Mouzon, Charleville-Mézières, Warcq et Givet, suite à la demande présentée par l’EPAMA au nom de tous les maîtres d’ouvrage concernés : SIVU de Charleville Mézières Warcq, Ville de Givet, Communauté de Communes Ardennes et Rives de Meuse et Voies Navigables de France. - 2005 : études de réalisation. - 2006-2008 : exécution des travaux et mise en place des mesures compensatoires.

7. Pour en savoir plus

7.1. Coordonnées utiles Etablissement Public d’Aménagement de la Meuse et de ses Affluents 10 rue Jean Jaurès – 08 000 CHARLEVILLE-MEZIERES 03 24 33 49 02 –  03 24 57 51 49 Directeur : Guy ROUAS

7.2. Rapports BCEOM, EPAMA, étude et modélisation des crues de la Meuse, études hydrologiques préalables, février 1999 BCEOM, EPAMA, étude et modélisation des crues de la Meuse, rapport général, avril 2001 BCEOM, EPAMA, étude des zones de ralentissement dynamique des crues, site de Mouzon, diagnostic, juillet 2003 BCEOM, EPAMA, étude des zones de ralentissement dynamique des crues, site de Mouzon, étude de faisabilité, juillet 2004 DIREN Lorraine, Météo France, rapport de crue décembre 2001 – janvier 2002, bassins de la Meuse et de la Moselle, mars 2002

7.3. Site Internet http://www.lorraine.ecologie.gouv.fr/programmes/Risques/mouzon.htm

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