Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement Durable et de l'Aménagement du Territoire

Direction Départementale de l'Equipement du

Arrondissement Territorial de

Etude préalable aux plans de prévention des risques inondations par ruissellement sur l'arrondissement de Lille

Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Nord-Picardie Lundi 09 février 2009

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SOMMAIRE

A.2.B L‘approche historique et toponymique ...... 17 a) Méthodologie ...... 17 TITRE I PREAM BULE ...... 4 b) Anciens canaux de Lille...... 17 A. CONTEXTE DE L‘ETUDE ...... 4 A.2.C Analyse de l‘approche historique et toponymique ...... 17 a) Toponymes...... 17 B. OBJECTIFS DE L'ETUDE ...... 4 A.2.D Anciens canaux Lillois...... 17 A.3. La topographie...... 20 TITRE II INTRODUCTION...... 5 A.3.A La topographie générale...... 20 A. LA GENESE DU RUISSELLEMENT...... 5 A.3.B Les pentes...... 21 A.3.C Les zones potentielles d'accumulation...... 22 B. LES FACTEURS INTERVENANTS DANS LE RUISSELLEMENT...... 5 A.4. La géologie...... 23 B.1. Le bassin versant...... 5 A.5. Les nappes de l‘arrondissement de Lille...... 24 B.2. Le couvert végétal...... 6 A.5.A La nappe du calcaire carbonifère...... 24 B.3. Le travail du sol et la battance...... 6 A.5.B La nappe de la craie ...... 25 B.4. La saturation...... 6 A.5.C Les nappes superficielles ...... 25 B.5. L‘évolution de la zone non saturée...... 6 A.5.D Perméabilité et porosité...... 26 C. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET FONCTIONNELLES ENGENDRANT LE RUISSELLEMENT...... 7 A.6. Inventaire du milieu permettant de définir les coefficients de pertes initiales et D. LA SUPERFICIE DES AIRES DE COLLECTE...... 7 continues...... 27 D.1. La topographie...... 7 A.6.A Carte des boisements ...... 27 D.2. La pédologie...... 7 A.6.B Carte des zones urbaines et de la surface agricole utile...... 28 D.3. La géologie...... 7 a) Les zones urbaines :...... 28 D.4. L‘occupation du sol...... 7 b) Les zones agricoles:...... 28 D.5. Les axes d‘écoulement...... 7 c) Carte des sols...... 29 D.6. Axe drainant et obstacle à l‘écoulement...... 8 A.7. Les principaux ouvrages d'assainissement...... 30 D.7. Concentration des écoulements ...... 8 B. DECOUPAGE HYDRAULIQUE...... 31 D.8. Insuffisance des gabarits d‘ouvrage...... 8 B.1. Définition des bassins versants ...... 31 E. PRESENTATION DE L'ETUDE ...... 8 B.1.A Découpage des bassins versants ...... 31 B.1.B Découpage des sous-bassins versants élémentaires...... 33 TITRE III CARACTERISATION DU PERIM ETRE D'ETUDE ET DE SON B.2. Descriptif des bassins versants ...... 34 FONCTIONNEM ENT ...... 9 B.2.A La topographie des bassins versants...... 34 B.2.B Les pentes et les zones de production et d'aggravation de l'aléa...... 36 A. DESCRIPTION GENERALE ...... 9 B.2.C Les axes d‘écoulement...... 40 A.1. Le climat...... 9 B.2.D Ordre de Strahler ...... 42 A.1.A Précipitations...... 9 B.2.E Synthèse ...... 44 A.1.B Température ...... 10 B.3. Les écoulements et les infrastructures...... 48 A.1.C Brouillard...... 10 B.4. Détermination des pertes initiales et continues ...... 49 A.1.D Vents ...... 10 B.4.A Les quatre types de facteurs ...... 49 A.1.E Eléments d‘analyse ...... 10 a) les caractéristiques du sol...... 49 A.1.F Le réseau hydrographique...... 12 b) le type d‘occupation du sol...... 49 A.2. L‘hydrographie...... 12 c) les pratiques ou itinéraires techniques des agriculteurs :...... 49 a) La Lys ...... 13 d) le climat et les saisons...... 49 b) La Deûle...... 13 B.4.B Modalités pour la définition des pertes...... 49 c) La Marque...... 13 B.4.C Coefficients de pertes proposés...... 49 d) Le canal de ...... 14 B.4.D Méthodologie d‘évaluation des coefficients de ruissellement ...... 50 e) Les autres éléments du réseau hydrographique...... 14 B.4.E Synthèse des conditions de ruissellement et d‘écoulement ...... 51

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B.5. L‘hydrologie...... 53 TITRE VI M ETHODOLOGIE...... 101 B.5.A Plus long trajet hydraulique ...... 53 a) Plus long trajet hydraulique élémentaire ...... 53 A. LA NECESSITE DE MENER UNE ANALYSE APPROFONDIE DU TERRITOIRE ...... 101 b) Plus long trajet hydraulique associé...... 53 A.1. Lecture territoriale et urbanistique...... 101 B.5.B Pente hydraulique ...... 53 A.2. Lecture hydraulique...... 101 a) Pente hydraulique moyenne ...... 53 B. LES OUTILS DE LA PREVENTION DES RISQUES...... 101 b) Pente hydraulique pondérée ...... 53 B.1. Le PPR...... 101 c) Pente surfacique moyenne ...... 53 B.2. Les autres outils de l'aménagement...... 102 B.5.C Estimation des débits ruisselés ...... 56 B.2.A Le PLU et le SCOT...... 102 B.5.D Synthèse de l‘hydrologie...... 64 a) Le PLU...... 102 C. CONCLUSION ...... 64 b) Le SCOT...... 102 B.2.B Les agendas 21 locaux...... 103 TITRE IV APPROCHE DE LA SENSIBILITE AU RUISSELLEM ENT...... 65 B.2.C Le PAPI (Programme d'Actions de Prévention des Inondations)...... 103 B.2.D SDAGE et SAGE...... 103 A. ANALYSE A PRIORI...... 65 A.1.A Sensibilité des sous-bassins versants...... 65 B.2.E L‘OPAH (Opération programmée d'amélioration de l'habitat)...... 103 A.1.B Sensibilité des bassins versants ...... 67 B.2.F Le PIG (Programme d'Intérêt Général)...... 103 B.2.G Servitudes de rétention des eaux et de mobilité des cours d‘eau...... 103 B. ANALYSE DES DESORDRES CONSTATES...... 70 B.2.H Délimitation des zones d'érosion...... 103 B.1. Sources des sinistres et imprécision des données collectées ...... 70 B.1.A Processus...... 70 TITRE VII CONCLUSION GENERALE DE L'ETUDE ...... 104 a) Collecte des données ...... 70 b) Présentation des données recueillies...... 70 B.1.B Analyse des sinistres et des plaintes de riverain...... 71 a) Analyse des facteurs topographiques ...... 71 b) Analyse des facteurs historiques et toponymiques...... 72 c) Analyse des facteurs hydrogéologiques...... 72 d) Analyse des facteurs liés au sol...... 72 e) Analyse des facteurs pluviométriques ...... 72 f) Sinistres sur le réseau d‘assainissement de LMCU...... 73 B.2. Croisement analyse théorique/analyse des sinistres constatés...... 86 B.2.A Les bassins versants et les sinistres observés...... 86 B.2.B Vérification des bassins versants classés non sensibles a priori au ruissellement ...... 87 B.2.C Vérification des bassins versants classés sensibles a priori au ruissellement ..... 88 B.2.D Synthèse finale de la sensibilité au ruissellement des bassins versants...... 91

C. CONCLUSION...... 93

TITRE V HIERARCHISATION ...... 94

A. DECOUPAGE EN ENTITES HYDROGEOGRAPHIQUES HOMOGENES...... 94 B. HIERARCHISATION ...... 95 B.1. Hiérarchisation des bassins versants ...... 95 B.1.A 1ère étape:...... 95 B.1.B 2ème étape:...... 95 B.2. Hiérarchisation des entités ...... 97

Page 3 sur 104 Des recherches d‘autres cas de démarches identiques en n‘ont pas permis de dégager de TITRE I PREAMBULE similitudes avec le cas de l‘arrondissement de Lille, ni de méthodologies transposables. La présente étude est demandée par la Direction Départementale de l‘Equipement du Nord, et plus Le recensement des arrêtés de catastrophe naturelle pris depuis 1995 pour inondations par particulièrement par l‘Arrondissement Territorial de Lille représenté par son responsable, Luc ruissellement a permis de constater qu‘une grande majorité ( 60%) des 63 communes concernées FERET. par le PPR n‘ont connu qu‘un seul arrêté de catastrophe naturelle lié à ce phénomène si l‘on fait abstraction de l‘arrêté de catastrophe naturelle consécutif à la tempête de décembre 1999. Elle consiste à réaliser un diagnostic définissant les zones de l‘arrondissement de Lille présentant une susceptibilité au ruissellement afin de déterminer les secteurs qui devront faire l‘objet La question se pose alors de la pertinence de mettre en Œuvre une démarche PPR sur l‘ensemble d‘études précises pour prévenir et gérer le risque lié au ruissellement. de l‘arrondissement pour une problématique de ruissellement, et si certains secteurs ne sont pas plus concernés que d‘autres. Le PPR aboutit à des prescriptions ayant valeur de servitude d‘utilité Le présent document a été réalisé par le Centre d‘Etudes Techniques de l‘Equipement (C.E.T.E.) publique qui ont un impact fort sur le développement et l‘urbanisation du territoire ; il est donc Nord Picardie, (Département Infrastructures et Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de important de qualifier correctement le phénomène d‘inondation. Lille) et par la Direction Régionale de l‘Agriculture et de la Forêt du Nord Pas-de-Calais pour la pédologie. Le dossier a été remis en forme et complété par la DDE 59 œ Arrondissement Par ailleurs, comme l‘objet du PPR n‘est pas de prendre en compte des désordres liés aux Territorial de Lille. insuffisances de réseaux, il est nécessaire de mieux cerner les phénomènes et les dégâts qui ont abouti aux arrêtés de catastrophe naturelle, ceux-ci étant pris à la commune sans indication de

l‘ampleur des dégâts. A. CONTEXTE DE L‘ETUDE C‘est pourquoi une analyse des dossiers présentés à l‘appui des demandes d‘arrêtés de catastrophe naturelle depuis 1995 a été menée. Par arrêtés du 13 février 2001, 3 mai 2001, 10 septembre 2001 et 1er février 2002 , Monsieur le Les informations contenues dans ces dossiers sont toutefois très inégales dans leur précision. On Préfet de Région Nord œ Pas-de-Calais a prescrit l‘établissement de Plans de Prévention des relève toutefois un événement d‘occurrence centennale sur le secteur Lille-Mons-Villeneuve Risques pour toutes les communes de l‘Arrondissement de Lille ayant fait l‘objet de deux arrêtés d‘Ascq. de catastrophes naturelles consécutifs à des problèmes d‘inondation depuis 1991 et qui n‘étaient pas déjà concernées par des prescriptions de PPR débordement de cours d‘eau (Marque, Lys). En Un géoréférencement des secteurs touchés a été réalisé sur la base principalement des rapports tout, ces arrêtés concernent 63 communes de l‘arrondissement, dont 45 en communauté urbaine. d‘intervention des sapeurs-pompiers. Ces données ont été superposées aux informations disponibles en matière topographique (BD TOPO) et au réseau d‘assainissement de LMCU. Les PPR débordement sont toujours en cours d‘élaboration. Celui de la Lys aval a été approuvé en juillet 2005. Pour poursuivre l‘analyse des phénomènes intervenus, leurs liens avec des insuffisances de réseau d‘assainissement, et déterminer les éléments nécessaires pour appréhender le ruissellement sur Il est rappelé que les modulations de franchise des assurances sont gelées pendant une période de l‘arrondissement de Lille, la nécessité de réaliser une étude préalable est apparue. 4 ans à compter de la date de prescription d‘un PPR. Si au-delà de ce délai de 4 ans le PPR n‘a pas été adopté, les assureurs peuvent à nouveau moduler les franchises. La Direction Départementale de l‘Equipement du Nord a été chargée d‘instruire et d‘élaborer ces B. OBJECTIFS DE L'ETUDE Plans de Prévention des Risques. Une très grande partie de l‘arrondissement est concernée, le principe retenu est de considérer la totalité des communes de l‘arrondissement ; les logiques de La présente étude est une étude diagnostic à l‘échelle de l‘arrondissement de Lille. Elle vise à bassin versant dépassent les limites communales. définir les zones qui présentent une susceptibilité au ruissellement afin de déterminer les secteurs Le périmètre concerné par cette étude est donc celui de l‘Arrondissement Territorial de Lille, qui qui devront faire l‘objet d‘études prioritaires pour prévenir et gérer le risque lié au ruissellement. représente 125 communes, pour une population de 1 200 000 personnes, sur une superficie de 880 Elle prépare aussi la consultation de maîtrise d‘Œuvre qui suivra en apportant des préconisations km×. méthodologiques pour déterminer le ou les outils (PPR et autres) les plus adaptés au contexte Il s‘agit d‘une échelle particulièrement importante pour appréhender des phénomènes local. d‘inondations. Pour aborder ce phénomène spécifique qui fait appel à des mécanismes différents de ceux du débordement, un groupe de travail interne DDE s‘est monté sous le pilotage de l‘Arrondissement Territorial de Lille. Le premier travail de ce groupe a consisté à amorcer une approche historique des phénomènes de ruissellement et à répertorier un ensemble de données. Le questionnement principal a porté sur la caractérisation du phénomène de ruissellement sur l‘arrondissement de Lille où le relief est très peu marqué.

Page 4 sur 104 TITRE II INTRODUCTION A. LA GENESE DU RUISSELLEMENT Le ruissellement apparaît lorsque les eaux de pluie ne peuvent pas ou plus s'infiltrer dans le sol. Le ruissellement est la circulation de l'eau qui se produit sur les versants en dehors du réseau Cette incapacité à absorber les eaux apparaît soit lorsque l'intensité des pluies est supérieure à hydrographique lors d‘un évènement pluvieux. Sa concentration provoque une montée rapide des l'infiltrabilité de la surface du sol (ruissellement « hortonien »), soit lorsque la pluie arrive sur une débits des cours d‘eau, pouvant être amplifiée par la contribution des nappes souterraines. surface partiellement ou totalement saturée par une nappe (ruissellement par saturation). On peut aussi observer une combinaison des deux phénomènes. L'eau qui ruisselle va alors alimenter directement le thalweg en aval. Il existe différents types de ruissellement : Dès le début d‘une averse, les sols peuvent s‘humidifier par rétention d‘une partie de la pluie • le ruissellement en nappe, plutôt fréquent sur les pentes faibles, occupe toute la surface du qu‘ils reçoivent. Lorsque le sol refuse l‘infiltration, lors d‘une averse, il y a stockage de l‘eau dans versant. les dépressions de surface du sol, ce qui se traduit par la formation de flaques avant la génération • le ruissellement concentré organisé en rigoles ou ravines parallèles le long de la plus grande du ruissellement. pente. Il commence à éroder et peut marquer temporairement sa trace sur le versant, Ainsi, la part de l‘eau qui va ruisseler n‘est pas fixe ; elle est variable, en particulier pour les • le ruissellement diffus dont l'épaisseur est faible et dont les filets d'eau buttent et se divisent sur surfaces rurales ou naturelles : maquis, garrigues, landes, herbages, sols emblavés, forêts, etc. En le moindre obstacle, fonction du degré de sécheresse des sols et de leur couverture végétale, une pluie modérée peut ne pas générer de ruissellement : l‘eau est alors retenue par la végétation ou elle s‘infiltre.

A contrario, pour les épisodes pluvieux les plus intenses, les débits et les volumes de crue engendrés par l‘urbanisation sont pratiquement identiques à ceux générés par un bassin versant dont les sols sont saturés. Il en résulte que des communes peu exposées à des crues fréquentes peuvent être gravement endommagées par les crues rares.

B. LES FACTEURS INTERVENANTS DANS LE RUISSELLEMENT B.1. Le bassin versant Étant donnée une section d‘un cours d‘eau, l‘eau, qui transite à travers cette section lors d‘un événement pluvieux, provient d‘une surface bien délimitée que l‘on appelle le bassin versant. Cette section se définit alors comme l‘exutoire du bassin versant . Topographiquement, le bassin versant est donc limité par une ligne de crête. Ainsi les eaux ruisselant ou s‘écoulant à l‘intérieur de la ligne de crête atteignent toutes le cours d‘eau en amont de l‘exutoire. Cette ligne de crête, souvent très nette et facile à identifier, est parfois très peu marquée et très peu apparente sur les terrains à faible relief où la surface drainée peut varier en fonction de la hauteur de la lame d‘eau ruisselée. Cette délimitation topographique n‘est pas suffisante, surtout lorsqu‘un sol perméable recouvre un substratum imperméable. Dans ce cas, on distinguera un bassin versant réel. A chaque section d‘un réseau hydrographique correspond donc un bassin versant qui lui est Fig.1 œ Les différents types de ruissellement propre.

Le ruissellement est d'autant plus important que les terrains sont plus imperméables, le tapis végétal plus faible, la pente plus forte et les précipitations plus violentes. Mais il demeure un phénomène naturel que l‘on ne peut pas empêcher. Malheureusement, l'intervention humaine est parfois source d'aggravation de ce phénomène.

Page 5 sur 104 B.3. Le travail du sol et la battance Le sol est généralement constitué d‘agrégats dont la disposition dans l‘espace varie selon ses conditions de formation et les divers remaniements qu‘il subit. Les espaces existants entre ces divers agrégats constituent la porosité du sol. C‘est dans ce réseau d‘espace libre que circulent les eaux infiltrées. Une terre tassée et desséchée favorise un déclenchement rapide du ruissellement qui sera, au contraire, retardé si la même terre a été labourée récemment.

Fig.2 - Distinction entre bassin versant réel et bassin versant topographique

L‘estimation des apports en eau met en évidence les aléas et leur quantification. Cependant l‘évaluation de ces apports passe nécessairement par une bonne connaissance des bassins versants Fig.3 - La texture de la surface du sol change :granuleuse au début puis plus lisse. Les différences et des sous bassins versants, unités élémentaires de production du ruissellement. de couleur dans la photo de gauche traduisent une différence dans le type d‘encroûtement La topographie et la nature des bassins versants à l‘amont d‘un secteur inondable sont des facteurs (D‘après Estèves - LTHE). déterminants. Les bassins auront des temps de réponse d‘autant plus courts, et donc des débits La battance est un phénomène surtout observé sur les sols limoneux. L‘impact des gouttes d‘eaux d‘autant plus importants, que la pente moyenne de leur réseau d‘écoulement sera plus accentuée. peut contribuer à désagréger la structure du sol. Les agrégats se réorganisent alors en feuillets ne Les fortes pentes engendrent des vitesses d‘écoulement plus élevées. Les effets destructeurs de laissant aucun vide entre eux (Fig.1). La porosité est quasiment nulle. C‘est ce qu‘on appelle une l‘eau résultent souvent de son énergie cinétique (entraînements d‘objets et de personnes, croûte de battance. Les eaux de pluie ne s‘infiltrant plus, elles ruissellent dans leur quasi-totalité. effondrements de constructions au point d‘impact par choc, etc.). B.4. La saturation B.2. Le couvert végétal Le sol, matériel poreux, réagit comme une éponge absorbant une partie de la pluie. Lorsque les La nature des sols et du couvert végétal des bassins versants sont des éléments importants. La espaces poreux sont remplis et que la vitesse de pénétration dans le sol tend vers zéro, on dit que végétation favorise la rétention de la pluie en la retenant et en l‘absorbant, surtout si elle a formé, le sol est saturé. Une pluie modérée peut avoir saturé, partiellement ou totalement, le sol, avant le au cours du temps, un sol humifère épais. Les terrains à forte végétalisation ont donc moins déclenchement d‘une averse. tendance à ruisseler que les sols nus. La protection mécanique du sol qu‘offre le couvert végétal Ainsi, en cas de pluie suffisamment intense et prolongée, la proportion d‘eau qui ruisselle sur les réduit également la charge solide de l‘eau (argile, limon, etc.) qui ruisselle. A l‘inverse, un sol peu zones rurales peut atteindre (en débit de pointe) des valeurs du même ordre que sur les sols végétalisé favorisera le drainage des eaux et conduira à des temps de réponse beaucoup plus courts imperméabilisés. qu‘un sol forestier ou herbeux dense. La perméabilité des sols pourra également jouer un certain rôle en terme de coefficient de ruissellement. B.5. L‘évolution de la zone non saturée Cependant pour des précipitations très intenses, ce dernier aspect peut être relativement La zone non saturée est le siège de l‘infiltration vers la nappe. L‘épaisseur de cette zone non secondaire, et ceci d‘autant plus que les bassins sont plus pentus et moins végétalisés. Sous de tels saturée fluctue avec le degré de remplissage de l‘aquifère. Le niveau de l‘aquifère monte pendant épisodes les terrains naturels ou ruraux peuvent atteindre assez rapidement un certain degré de les périodes pluvieuses et baisse pendant les périodes sèches. Après une longue période pluvieuse, saturation tel que le ruissellement superficiel qui se forme est alors évacué par le réseau une remontée du niveau de la nappe peut favoriser la saturation des sols en surface et générer d‘écoulement, sans pertes importantes par infiltration. également de forts ruissellements pour de faibles lames d‘eau précipitées. Lorsque la végétation ne permet pas de dissiper l‘énergie cinétique de la pluie, la formation sur les sols de croûte de battance peut transformer les pluies longues et peu intenses en des événements générateurs de fort ruissellement.

Page 6 sur 104 C. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET FONCTIONNELLES D.3. La géologie ENGENDRANT LE RUISSELLEMENT La géologie qui constitue l‘étude des couches souterraines situées sous le sol n‘intervient pas directement sur la genèse du ruissellement. Ces effets ne peuvent avoir lieu qu‘après les L‘eau de pluie, tombée en un point quelconque de la surface du bassin versant, si elle n‘a pas été mécanismes d‘infiltration dans le sol. Deux exemples peuvent être donnés : évaporée ou échangée avec des couches profondes, va transiter par l‘exutoire. On notera qu‘en • la présence d‘une couche imperméable (argile) sous le sol. L‘infiltration est stoppée au crue le réseau hydrographique est principalement alimenté par des eaux de ruissellement, alors niveau de la couche imperméable, l‘eau s‘accumule dans la couche pédologique puis la qu‘en étiage son débit provient du drainage des nappes. sature, La notion de ruissellement est donc intrinsèque à la définition même du bassin versant. La plupart • la présence d‘une nappe à faible profondeur selon le même principe par infiltration, des paramètres définissant le bassin versant influence ainsi la genèse du ruissellement. l‘aquifère se remplit et le niveau de la nappe monte jusqu‘à affleurement. Le sol est donc saturé (cf. § Evolution de la zone non saturée). D. LA SUPERFICIE DES AIRES DE COLLECTE D.4. L‘occupation du sol La superficie des aires de collecte est le principal indicateur de l‘importance d‘un bassin versant. Ce paramètre influence directement sur le coefficient de ruissellement. Une surface bâtie C‘est aussi un paramètre fondamental dans la quantification du ruissellement. Pour une occupation favorisera plutôt le ruissellement. En effet, la rétention de la pluie dans ces structures est de sol donnée, plus l‘aire de collecte est grande, plus le volume ruisselé sera important à quasiment nulle et l‘eau ne peut s‘infiltrer. Pratiquement toute l‘eau ruisselle. Le terme de surface l‘exutoire. imperméabilisée est alors employé. L‘urbanisation génère ainsi, pour les épisodes les plus courants, une augmentation des volumes et débits ruisselés, une concentration des ruissellements, une réduction des temps de propagation des écoulements, une réduction des capacités de stockage D.1. La topographie et d‘épandage des volumes excédentaires, une augmentation des entraves à l‘écoulement. Les gradients de pente sont propices à la formation de ruissellement. En effet, sur terrain plat ou à Les sols agricoles montrent une grande variabilité au ruissellement. Les cultures et pratiques faible pente, les eaux ont tendance à stagner et à s‘infiltrer sous l‘influence de la gravité. En culturales peuvent contribuer à aggraver les phénomènes de ruissellement. Les parcelles revanche sur terrains pentus, cette même gravité incite les gouttes d‘eaux à dévaler la pente vers céréalières sont, par exemple, plus aptes à absorber la pluie que les parcelles où sont cultivées les les points bas. Plus la pente est forte, plus les vitesses d‘écoulement sont importantes. L‘écart plantes sarclées. En effet, les longs sillons de terres nues laissés pour la culture de ces dernières entre la vitesse d‘écoulement et la vitesse d‘infiltration devient plus important et le ruissellement favorisent le ruissellement surtout s‘ils sont dans le sens de la pente. En outre, les sols nus entre augmente. les périodes végétatives, le drainage intensif, la suppression de haies et fossés, etc. sont autant de Ainsi, l‘observation des gradients de pentes sur une carte topographique permet de déceler des facteurs aggravants pour la production du ruissellement. zones à risques vis-à-vis du ruissellement. Le passage de la polyculture à la monoculture et la mécanisation ont provoqué une augmentation de la taille des parcelles. D'un point de vue fonctionnel, les pratiques culturales récentes ont D.2. La pédologie éliminé du paysage de nombreux éléments structuraux gênant la circulation des engins. Ainsi, des Le ruissellement des eaux de pluie est directement lié à la saturation du sol et à la vitesse haies ont été arrachées, des fossés et des mares comblés, des talus rasés, des chemins communaux d‘infiltration. Cette dernière est propre à chaque type de sol et fonction de sa porosité. supprimés. Ces structures favorisaient l'infiltration des eaux de ruissellement et leur stockage et limitaient leur concentration. La capacité de stockage du bassin versant se voit donc amoindrie. Pour un sol macro poreux, le mécanisme qui prévaut est l‘écoulement gravitaire à travers les macropores. Pour un sol microporeux, le mécanisme essentiel est la rétention par capillarité et Toutefois, le comportement de la parcelle vis-à-vis du ruissellement varie selon la saison. En donc la saturation rapide. période végétative, l‘eau de pluie sera en grande partie absorbée pour les besoins de la plante. La porosité du sol est liée à ses éléments constitutifs. Les sols sont ainsi classés en fonction de leur En outre, l‘encombrement de la parcelle par les structures végétales est un frein au ruissellement. texture. Cette classification s‘articule autour de trois pôles : sables, argiles, limons. Par contre, après la récolte, le sol nu et tassé va favoriser un déclenchement rapide du ruissellement. Le ruissellement pourra être d‘autant plus important que la récolte sera effectuée Du point de vue de la perméabilité, les pôles extrêmes sont les sables macroporeux (bonne juste avant l‘été, période propice aux événements pluvieux intenses. perméabilité) et les argiles microporeuses (imperméables), les limons constituant le pôle intermédiaire. D.5. Les axes d‘écoulement En définitive, les sols argileux sont les plus aptes à engendrer le ruissellement. Les axes d‘écoulement se définissent grâce à l‘étude topographique. Cette étude s‘avère nécessaire car s‘il est aisé de repérer les vallées ou les thalwegs en terrain accidenté, la détermination des axes d‘écoulement sur un terrain peu pentu n‘est pas toujours facile. L‘urbanisation peut alors s‘installer sur un axe majeur créant une barrière à l‘écoulement.

Page 7 sur 104 L‘étude de ces axes d‘écoulement permet de préciser les parcours à gérer en temps de crise aussi particulièrement aigu dans les cas de « pièges à eau » dans lesquels l‘eau d‘inondation peut bien pour la protection des personnes et des biens que pour l‘efficacité de l‘acheminement des s‘accumuler sans possibilité d‘évacuation gravitaire. secours. Ce sont aussi les axes qui seront en eau en cas d‘insuffisance des ouvrages de protection. D.8. Insuffisance des gabarits d‘ouvrage D.6. Axe drainant et obstacle à l‘écoulement C‘est le cas des ponts franchissant des vallées sèches ou des fonds de thalweg qui ont été busés. Le risque d‘inondation est particulièrement aggravé par la multiplication, en particulier dans les Le cas le plus répandu est l‘ouvrage de franchissement offrant une section inférieure à celle du agglomérations, d‘obstacles dans les axes d‘écoulement. Ils provoquent ou augmentent les thalweg, ce qui entraîne une surélévation du niveau d‘eau à l‘amont et favorise ainsi le débordements, ils accroissent les hauteurs de submersions, etc. Ils sont souvent eux-mêmes, débordement. détruits ou endommagés par la crue et constituent, ainsi, autant de vulnérabilités. L‘autre cas est le cours d‘eau canalisé et enterré dans sa traversée du milieu urbain. Le gabarit de Ces obstacles à l‘écoulement prennent différentes formes. Il peut s‘agir : la partie canalisée a été prévu pour absorber les crues d‘une occurrence donnée. Lorsqu‘un événement exceptionnel d‘occurrence supérieure survient la crue passe par-dessus les ouvrages et • de l‘occupation (urbanisation, activités,etc.) du fond du thalweg, poursuit son cheminement dans le tissu urbain. • d‘empiétements sur les flancs,

• de rétrécissement généralisé par multiplication d‘empiétements, E. PRESENTATION DE L'ETUDE • du retracé contraint et « anguleux » des cours d‘eau, • du comblement du thalweg, Au regard des éléments précédents, le ruissellement est l‘expression d‘un processus complexe, souvent délicat à appréhender à l‘échelle d‘un bassin versant. La modification de ce processus • d‘effet de barrière : il s‘agit de l‘édification d‘une rangée de constructions transversalement peut se traduire par un accroissement des débits et des volumes à l‘exutoire des bassins versant par rapport à la direction d‘écoulement des eaux, d‘infrastructures de transport, lors de précipitations courantes. Pour les fortes précipitations, les débits de pointe et les volumes • d‘urbanisation diffuse se densifiant : dans ce processus, la multiplication d‘obstacles à de crue peuvent être du même ordre de grandeur sur un bassin versant à l‘état naturel que sur un l‘écoulement résulte du « mitage » progressif, de plus en plus dense, d‘un territoire qui était bassin versant artificialisé. rural et dans lequel les risques sont inhérents à une situation topographique et hydrographiques Les ouvrages d‘assainissement ont une capacité d‘évacuation limitée. Le risque résiduel doit être particulières. géré par des aménagements. L‘urbanisation « à effet de barrière », c‘est-à-dire une urbanisation continue transversalement à la Les effets des inondations par ruissellement se voient amplifiés par : direction d‘écoulement des eaux, accroît l‘aléa d‘inondation en augmentant les hauteurs de submersion des biens exposés. Ces constructions subissent un aléa qui préexistait mais qu‘elles • l‘urbanisation dans les axes d‘écoulement, ont aggravé. La barrière aggrave également l‘inondation en amont : des terrains qui n‘étaient pas • l‘urbanisation dans les lits majeurs, qui diminue la fonctionnalité des zones naturelles inondables peuvent ainsi le devenir. d‘expansion des crues, La présence de ces obstacles peut dans certain cas expliquer à elle seule le phénomène • la réduction de la capacité de rétention naturelle des sols en zone agricole, par la d‘inondation. Il est donc impératif d‘identifier les axes d‘écoulement aval aux zones de production suppression des haies, des talus, des prairies et des bosquets, en particulier sur les terrains du ruissellement. Ils sont de deux types : en pente et par les pratiques culturales (sens des labours, défaut de couverture des sols en • les axes courants : outre les rivières, il s‘agit des fonds topographiques : thalweg, vallée sèche. hiver, cultures favorisant le compactage des sols), Ces axes ne sont pas toujours identifiables à l‘Œil nu surtout dans les zones où les dénivelées • l‘absence d‘entretien des cours d‘eau et des ouvrages hydrauliques. topographiques sont faibles. Il est essentiel de s‘appuyer sur l‘outil cartographique, Pour répondre aux objectifs de l'étude, on procède selon la trame suivante: • les axes exceptionnels : lors d‘événements pluvieux importants, les obstacles édifiés sur un axe d‘écoulement naturel, ou les dérivations volontaires des lits de cours d‘eau peuvent engendrer Le fonctionnement hydraulique du périmètre est analysé grâce à une description générale (titre III- la dérivation d‘un débit important sur une voie d‘écoulement inattendue. Il est donc important A). Ainsi le périmètre d'étude peut être découpé en bassins versants pertinents pour lesquels les d‘appréhender les mécanismes d‘écoulement et de débordement, et d‘identifier les points les caractéristiques du ruissellement sont identifiées (titre III-B). plus critiques. La sensibilité au ruissellement des bassins versants sera approchée (titre IV) en croisant l'analyse a priori des éléments du titre III avec l'analyse des événements historiques. D.7. Concentration des écoulements Enfin, en tenant compte de biais possibles dans l'analyse théorique, les secteurs qui devront faire Il s‘agit de secteurs à la confluence de plusieurs axes d‘écoulement. Le cumul des écoulements en l‘objet d‘études prioritaires pour prévenir et gérer le risque lié au ruissellement sont identifiés et provenance de ces divers secteurs d‘apport engendre le débordement. Le risque est d‘autant plus des préconisations méthodologiques pour déterminer le ou les outils (PPR et autres) les plus grand que les temps de concentration des sous-bassins versants amonts sont comparables. Il peut adaptés au contexte local sont proposées. se produire alors un cumul des débits de pointe au point de rencontre. Ce phénomène est

Page 8 sur 104 Lorsqu'un tel événement est localisé sur un bassin versant qui concentre fortement le ruissellement, il peut entraîner des crues catastrophiques, comme celles, entre autres, survenues : TITRE III CARACTERISATION DU • à Nîmes le 3 octobre 1988 (400 mm de précipitations en 6 heures) • à Vaison-La-Romaine le 22 septembre 1992 (300 mm de précipitations durant l'épisode, PERIMETRE D'ETUDE ET DE SON dont 150 mm en moins de 2 heures) FONCTIONNEMENT • à Puisserguier le 28 janvier 1996 1992 (300 mm en quelques heures) • dans l'Aude les 12 et 13 novembre 1999, où plus de 400 mm ont été recueillis en 36 heures Pour caractériser le périmètre d'étude et son fonctionnement, la première partie sera consacrée à sur 4 départements, avec une pointe supérieure à 600 mm dans les Corbières. une description générale qui passe par le climat, l'hydrographie, la topographie, la géologie, les nappes, la définition des coefficients de pertes, ce qui permettra dans la deuxième partie un découpage en bassins versants et en conclusion d'élaborer une synthèse du fonctionnement Entre 1958 et 1999, on a recensé 142 épisodes donnant lieu à des précipitations supérieures à 190 hydraulique de l'arrondissement. mm en 24 heures sur l'arc méditerranéen et 33 sur la Corse. Ces épisodes de pluies intenses surviennent principalement au début de l'automne, quand la mer est encore suffisamment chaude :

55 % des cas se sont produits entre le 15 septembre et le 15 novembre. A. DESCRIPTION GENERALE La pluviométrie moyenne annuelle est de 659 millimètres par an à Lille-, et se répartit régulièrement sur l‘année, variant de 42 millimètres en février à 62 millimètres en juin et A.1. Le climat novembre. Les masses d‘air maritime très humides poussées par les vents de sud-ouest accrochées par le relief, pourtant modeste de l‘Artois, font de ce secteur le moins arrosé de la région Nord- Les données sont celles de la station météorologique de Lesquin. Pas-de-Calais. Le nombre moyen de jours de précipitations atteint 175 jours par an. 11 et 19 jours Situé au carrefour des deux mers, sur la route empruntée par les grandes perturbations d'orage. La pluie journalière centennale est estimée par Météo France à 77 mm en été et 50 mm en atmosphériques qui relient l‘Irlande aux Pays Nordiques, l‘arrondissement de Lille est soumis à un hiver (hauteur de pluie de fréquence 100 ans sur 24 heures). La pluie journalière décennale est de climat de type océanique: les amplitudes thermiques saisonnières sont faibles, les précipitations ne l‘ordre de 53 mm en été et 38 mm en hiver (hauteur de pluie de fréquence 10 ans sur 24 heures). sont négligeables en aucune saison. Hauteurs de précipitations théoriques calculées avec les coefficients de Montana de Météo France La spécificité du climat de l‘arrondissement de Lille au sein des climats océaniques français est (station LILLE - LESQUIN période d‘observation : 1955 œ 2005) pour la période hivernale très liée à sa septentrionalité : ensoleillement réduit (1600 heures), hivers assez froids (2,6°C en (octobre à mars) janvier).

A.1.A Précipitations Période de 5 ans 10 ans 20 ans 30 ans 50 ans 100 ans Dans l'atmosphère, lorsque l'air monte et si le refroidissement de l'air est suffisant, la vapeur d'eau retour qu'il contient va se condenser et donner naissance à un nuage. La vapeur d'eau se transforme alors Durée H (mm) H (mm) H (mm) H (mm) H (mm) H (mm) en gouttelettes d'eau en libérant de la chaleur. Le réchauffement de l'air qui en résulte va renforcer les mouvements ascendants dans le nuage qui devient de plus en plus épais. Son sommet peut 1h 10.28 12.12 13.92 14.96 16.26 18.06 ainsi s'élever progressivement jusqu'à atteindre 8 à 15 km de hauteur. Le nuage devient alors un 3h 16.07 18.52 20.77 22.04 23.57 25.66 puissant cumulonimbus. Sous l‘impulsion initiale à la fois de l'ensoleillement (l'air au contact du sol s'échauffe, devient plus léger et s'élève) et du relief (sous l'effet du vent, l'air s'élève le long des 6h 21.29 24.20 26.73 28.15 29.80 32.04 pentes), l‘événement devient orageux. 12h 27.32 30.70 33.82 35.51 37.38 39.90 C'est pourquoi, les orages se forment principalement sur les reliefs et l'après-midi. 24h 33.92 38.19 42.27 44.48 46.99 50.36 En général, une cellule orageuse ne dure pas plus d'une heure ce qui limite la quantité d'eau tombée. Mais dans certaines situations, il arrive que le nuage se reforme constamment pratiquement sur place. Les cumuls de précipitation sont alors très importants : plusieurs centaines de millimètres en vingt-quatre heures (à titre de comparaison, il tombe en moyenne 659 mm de pluie par an à Lille).

Page 9 sur 104 Hauteurs de précipitations théoriques calculées avec les coefficients de Montana de Météo France imperméable dans le cadre de la démarche PPR ne semble pas adapté au contexte de (station LILLE - LESQUIN période d‘observation : 1955 œ 2005) pour la période estivale (avril à l‘arrondissement de Lille. Les événements pluviométriques associés à un contexte géologique septembre) parfois favorable (secteurs crayeux favorisant l‘infiltration) nécessitent d‘analyser plus précisément les conditions de sol vis à vis du ruissellement.

Période de 5 ans 10 ans 20 ans 30 ans 50 ans 100 ans retour Durée H (mm) H (mm) H (mm) H (mm) H (mm) H (mm)

1h 20.20 24.50 29.07 32.02 35.78 41.34

3h 26.53 31.54 36.74 40.07 44.23 50.22

6h 31.51 36.99 42.58 46.15 50.56 56.77

12h 37.76 44.91 51.80 56.13 62.04 70.10

24h 45.24 52.92 59.83 64.08 69.66 76.82

A.1.B Tem pérature Agissant également comme régulateurs thermiques, la Manche et la Mer du Nord étendent leur influence à la faveur de vents marins opposés (hiver plus doux et été moins chaud) jusqu‘au territoire communautaire. La température moyenne annuelle est de l‘ordre de 10 °C, la plus forte étant de 17, 3 °C en juillet et août, la plus faible de 2, 6 °C en janvier. La température maximale observée à Lille est de 36°C.

Les jours de gelée, 56 jours en moyenne par an, sont fréquents au mois de janvier.

A.1.C Brouillard D‘octobre à janvier, les journées de brouillard sont importantes, surtout dans les secteurs proches de l‘eau : La Lys, La Deûle, la Marque, le Canal de et dans les plaines ouvertes comme le Nord de la Pévèle.

A.1.D Vents Les mois les plus ventés sont en hiver, de novembre à février. Les vents dominants sont du secteur ouest / sud ouest. Le nombre de jours où la vitesse maximale du vent est supérieure à 16 mètres par seconde est de 48 par an. A.1.E Elém ents d‘analyse Compte-tenu de son relief peu marqué et de températures modérées, le climat de l‘arrondissement de Lille ne ressemble sans aucune mesure aux climats méditerranéens. Les orages sont moins fréquents et leurs intensités très inférieures. La pluie peut atteindre des hauteurs de plus de 400 mm en 6 heures dans le sud/est de la France contre 97 mm en 12 heures à Lille (maximum observé à Lille suivant les données des services techniques de la communauté urbaine de Lille). On a même observé une hauteur de pluie de 840 mm en une journée dans les Pyrénées œ orientales. Aussi fixer le coefficient de ruissellement volontairement à la valeur de 0,9 (valeur retenue dans le guide « PPR : les risques d‘inondation Le ruissellement péri-urbain ») en considérant que le sol, quelle que soit sa nature, tend à ne plus infiltrer et à se comporter comme une structure

Page 10 sur 104 Page 11 sur 104 A.2. L‘hydrographie

A.1.F Le réseau hydrographique Le réseau hydrographique correspond à un ensemble hiérarchisé et structuré des chenaux qui assurent le drainage superficiel, permanent ou temporaire, d‘un bassin versant ou d‘une région donnée. La hiérarchie du réseau hydrographique se manifeste par l‘importance croissante de ses éléments, depuis les ramifications originelles de l‘amont dépourvues de tributaires jusqu‘au collecteur principal. Le réseau hydrographique est d‘autant plus dense que le climat est plus humide, que les pluies sont plus abondantes, les pentes plus fortes, les roches ou formations superficielles moins perméables. Le réseau hydrographique de l‘arrondissement de Lille fait partie du bassin hydrographique de la LYS et de la SCARPE. Il est marqué par la présence de cours d‘eau se dirigeant vers la Belgique, à peine encaissés et sortant parfois de leur lit pour inonder les plaines voisines. Ce réseau est principalement composé des rivières de la Deûle et de la Lys, de La Marque et du canal de Roubaix. Le réseau hydrographique de l‘arrondissement de Lille est majoritairement de type ramifié à l‘exception de la zone de la plaine de la Lys située à l‘ouest de l‘arrondissement où les cours d‘eau sont maillés. Ce maillage est essentiellement lié à une topographie particulièrement plane dont la pente dépasse rarement 0,4 %. Cette organisation du réseau hydrographique de la plaine de la Lys permet de répartir les eaux de ruissellement et donc de réduire les risques inondations.

Page 12 sur 104 Bassée où le débit de la Deûle passe pour moitié dans le canal — d‘Aire à La Bassée “ vers a) La Lys Dunkerque. La Lys prend sa source à Lisbourg à 115 mètres d‘altitude dans les collines de l‘Artois. Cette Le débit de la Deûle est en moyenne de 4 mètres cubes par seconde à Don et de 8 mètres cubes par rivière transfrontalière, qui devient canalisée à Aire-sur-la-Lys, parcourt près de 85 kilomètres en seconde à W ambrechies, à l‘aval de sa confluence avec la Marque canalisée. France, puis 25 kilomètres en mitoyenneté avec la Belgique, avant de se jeter dans l‘Escaut à Gand. La qualité de cette rivière s‘est nettement améliorée depuis 30 ans. Malgré cela, elle est en classe de qualité 3 en amont de la Marque et de qualité 4 en aval. La pollution des eaux du canal et de ses Pendant des siècles, les paysans durent drainer les terres pour pouvoir mieux les cultiver et rendre sédiments dans le secteur de la Basse Deûle est le résultat de plusieurs phénomènes : la rivière plus navigable. Cela a d‘abord consisté à compléter et raccorder les nombreux ruisseaux, — becques “ et — courants “ par un dense réseau de canaux, fossés et rigoles qui est encore l‘un des • les rejets des installations industrielles des bords de la Deûle ; traits marquants du paysage rural de la plaine de la Lys. • les rejets directs des eaux usées et pluviales d'une partie des habitations du bassin versant ; Ainsi, cette rivière, qui décrivait autrefois de nombreux méandres, a, depuis le XVIIIème siècle et • les rejets des eaux pluviales non traitées qui, par ruissellement sur les sols jusqu‘à nos jours, connu de nombreux travaux de canalisation et de rectification. imperméabilisés, De par sa faible pente et son bassin versant assez vaste (1 700 kilomètres carrés) , la Lys est se chargent en polluants ; sujette aux crues. Son débit moyen au niveau d‘Erquinghem-Lys est de 9 mètres cubes par seconde, avec un débit d‘étiage de 2 mètres cubes par seconde et un débit de crue de 41 mètres • la confluence avec la Marque qui apporte des eaux fortement polluées (métaux lourds) ; cubes par seconde. • le faible débit du canal qui ne permet pas d'assurer une auto-épuration suffisante. La Lys présente la particularité d‘être une ressource d‘eau potable pour la métropole Lilloise d‘où L‘objectif de qualité qui lui est assigné est d‘atteindre une classe de qualité 2. Cet objectif reste l‘importance des actions menées en faveur de l‘amélioration de la qualité de ses eaux. Elle conditionné par les efforts d‘épuration qui seront réalisés sur la Scarpe, sur la Marque (notamment présente en 1998, une classe de qualité 4 (mauvaise ou très mauvaise qualité) après le confluent à Marquette-lez-Lille) et directement sur la Deûle (industries et station d‘épuration). avec la Deûle et de qualité 3 (qualité médiocre) en amont du mélange des eaux des deux rivières. Le Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux du bassin Artois-Picardie a assigné Son gabarit est variable : 3 000 tonnes de jusqu'au port de Lille, 1 350 tonnes dans la un objectif de qualité 2 (qualité acceptable) pour la Lys. traversée de Lille, 600 à 800 tonnes du Grand Carré à Lille jusque Quesnoy-sur-Deûle et 1 350 tonnes de Quesnoy à Deulémont. La fonction dominante du canal est le transport fluvial de Son gabarit est variable : 600 tonnes dans la traversée d'Armentières, 250 à 400 tonnes marchandises, ainsi que la plaisance dans une moindre mesure. Parallèlement, il assure une d'Armentières à Deulémont et 1 350 tonnes entre Deulémont et . fonction hydraulique importante. En effet ce cours d'eau reçoit la Marque et le canal de Roubaix et C'est principalement la partie de la Lys située à l'aval, à partir de Deulémont, qui reçoit la sert d'exutoire à des petits cours d'eau et aux réseaux d'assainissement des communes avoisinantes. navigation fluviale, notamment de marchandises du fait de son gabarit (1 350 tonnes). Il a également un fonctionnement hydraulique important en gestion de crise et période d'étiage (transfert des eaux de la Scarpe et l'Escaut) b) La Deûle La Deûle, à l‘origine peu navigable, irrégulière et capricieuse se divisait dans un terrain c) La Marque marécageux en isolant de multiples petits îlots dont la réunion fut le prélude à la naissance de la La Marque prend naissance au lieu dit — W asquehal “ à Mons-en-Pévèle à l‘altitude de 50 mètres, ville de Lille. pour devenir canalisée au Port — du Dragon “ à W asquehal à l‘altitude de 20 mètres après un La Deûle a sa source dans les collines de l‘Artois, au village de Carency et passait à Lens, Don et parcours de plus de 31 kilomètres, ce qui représente une pente moyenne très faible de 0,1%. avant d‘arriver à Lille. La Marque a sa confluence avec la Deûle à Marquette-lez-Lille. ème C‘est au milieu du XIII (1244) siècle que Marguerite, comtesse de Flandre, concède l‘usage Le profil en long de cette rivière est caractérisé par une faible pente sur une longueur de 6 collectif des marais de la Haute Deûle aux habitants des paroisses riveraines. Là où existait un kilomètres environ à l‘entrée dans le marais d‘ œ et . Cette faible pente lacis de chenaux et de tourbières empêchant toute circulation, un canal prend forme. Par la suite, est à l‘origine de l‘existence de zones humides et marais qui présentent un patrimoine écologique la ville de Lille achète la Haute Deûle, le châtelain fait creuser un canal de Lille à Don puis de important tant à l‘échelle communautaire que régionale et qui servent de zones tampons en Don à La Bassée (1271), avant que la Deûle soit reliée définitivement à la Scarpe. période de crues. Après l‘annexion de la Flandre à la France, Vauban fait creuser un canal joignant la Haute Deûle à Le débit de la Marque est assez irrégulier et très dépendant des pluies. Il est de un mètre cube par sa citadelle en construction (1669) pour accélérer l‘acheminement des pierres d‘Esquermes ; puis seconde en moyenne à Forest-sur-Marque, avec un étiage de 100 litres par seconde et un débit de il imagine un canal de contournement de la ville par l‘esplanade pour relier Haute et Basse Deûle. crue de 5,4 mètres cubes par seconde. Ce projet ne fut entrepris qu‘en 1750. Victime de son faible débit et de ses nombreux rejets, la qualité de la Marque en 1998, bien qu‘en La Deûle fut élargie au grand gabarit en 1970. Elle relie actuellement la Scarpe amont (dont elle net progrès, reste en classe de qualité 4 à l‘aval de Forest-sur-Marque et de qualité 3 à l‘amont.. capte la plus grande partie du débit) à la Lys sur la commune de Deulémont en passant par La L‘objectif de qualité qui lui est assigné dans le S.D.A.G.E. est d‘atteindre une classe de qualité 2.

Page 13 sur 104 d) Le canal de Roubaix la Rigole du Nord constitue la partie amont de la Tortue. La limite entre les deux est fixée Classé dans le domaine fluvial, le canal de Roubaix assure la liaison entre la Deûle et le canal de arbitrairement au niveau des Ansereuilles à W avrin. l'Espierre en Belgique. Il comporte treize écluses : 7 écluses rachètent une différence de 19 mètres La Rigole Saint-M artin est située sur la commune de et se jette dans le canal d‘Aire à la pour le versant de la Deûle et 5 autres pour une différence de 15,50 mètres pour le versant de limite des départements du Nord et du Pas-de-Calais. l'Escaut. Sa fonction hydraulique est donc majeure. C'est un canal artificiel alimenté par pompage la petite M arque : Deux cours d‘eau distincts ont le même nom « la petite Marque ». Ceux sont depuis la Deûle et la rivière de la Marque. Pour maintenir son niveau (30-31 mètres), les Voies deux principaux affluents de La Marque. Le premier prend naissance à l'est de la commune de Navigables pompent une fois par semaine 5 000 à 6 000 mètres cubes d'eau. Le point Mons-en-Pévèle et traverse la commune de Mérignies avant de se jeter dans la Marque à l‘amont d'alimentation est situé sur la commune de W asquehal. A partir de ce point, les eaux s'écoulent de la commune de Pont-à-Marcq. Le second plus au nord, prend sa source sur la commune de vers l'Espierre au nord et vers la Marque au sud. W illems et longe le territoire de la commune de Hem avant de se jeter dans la Marque à Le canal est ouvert à la navigation uniquement sur deux kilomètres de la confluence de la Deûle l‘extrémité ouest de la commune de Hem. jusqu'à l'aval de l'écluse de Marcq. C'est une voie à petit gabarit (250 à 400 tonnes). Sa vocation le Zécart : c'est également un des principaux affluents de La Marque. Il prend sa source au nord est tournée vers le trafic de plaisance, le trafic de bateaux de commerce est très faible. de la commune de Bersée et traverse les communes de Capelle-en-Pévèle et Templeuve qu‘il Un projet de remise en navigation est actuellement à l'étude. longe avant de se jeter dans la Marque à l‘extrémité Nord de la commune de Templeuve. D'après les données de l'Agence de l'Eau, l'eau du Canal de Roubaix est de qualité 2. L'objectif de qualité est de maintenir ce niveau. D'autre part, l'Agence de l'Eau a réalisé (en 1992) une étude sur la qualité des boues du canal. Les conclusions mettent l'accent sur les concentrations très importantes en métaux lourds (cadmium, chrome, mercure, plomb, zinc, cuivre, fer manganèse) ce qui nécessiterait, lors de l'enlèvement de ces boues, une mise en décharge contrôlée. e) Les autres éléments du réseau hydrographique De nombreux petits cours d'eau ou becques, affluents des principales rivières, morcèlent le territoire de l‘arrondissement de Lille.

On peut citer : la becque de Neuville : elle se jette dans la Lys à la frontière Halluin / Menin puis dans l'Escaut après avoir reçu les eaux de ses petits affluents. La becque a aujourd'hui une mauvaise qualité (qualité 4). L‘objectif de qualité qui lui est assigné est d‘atteindre une classe de qualité 3 (qualité médiocre) ; la Naviette : c'est un cours d'eau qui draine les zones de marais de la vallée de la Deûle, en particulier à l'ouest de Seclin et de Houplin-Ancoisne ; la becque de W attignies : elle prend naissance légèrement en amont de la zone de marais, à l'extrémité ouest de W attignies, puis longe les limites communales nord-ouest de Noyelles-les- Seclin et sud d'. Elle se jette ensuite dans le canal de la Deûle au niveau des marais d'Haubourdin ; le Flot de W ingles : c'est la plus ancienne rigole recensée. Il est divisé en deux petits cours d'eau : seule la partie avale traverse l‘arrondissement de Lille au niveau de Don où il se jette dans la Deûle un peu en avant de la centrale thermique des Ansereuilles ; la Libaude : c'est un des principaux affluents du Flot de W ingles. Elle prend naissance à l'extrémité sud-ouest du territoire communal de Fournes-en-W eppes, traverse les communes de W icres et et suit la limite communale Nord de Hantay avant de se jeter dans la rigole Saint Martin après un parcours de 7,5 km environ ; la becque de la Tortue : c'est une rigole artificielle de dessèchement des marais de la Haute Deûle. Elle prend naissance à la limite des départements du Nord et du Pas-de-Calais sur la commune de Billy-Berclau et se jette dans la Deûle à Haubourdin ;

Page 14 sur 104 Page 15 sur 104 Page 16 sur 104 A.2.B L‘approche historique et toponym ique A.2.C Analyse de l‘approche historique et toponym ique

a) Méthodologie a) Toponymes Le CETE a cartographié les toponymes intéressant la problématique du ruissellement sur Etude toponymique simplifiée l‘arrondissement. Un toponyme est le nom propre attribué à une entité géographique ("Toponyme" - du grec topos Ces toponymes concernent essentiellement les marais de la vallée de la Deûle au sud et les marais (lieu) et onoma (nom) - est en quelque sorte synonyme de "nom géographique"). de la Marque (Cf. carte ci-après). ème L‘analyse des hydronymes (toponymes liés à l‘eau) sur les cartes IGN au 1/25000 permet Les anciennes cartes permettent essentiellement de confirmer le caractère marécageux du centre souvent dès la première approche de déterminer des secteurs présentant un risque d‘inondation ou de Lille. de stagnation d‘eau. Elle permet notamment de relever des secteurs relativement concis qui n‘ont pas été répertoriés comme problématiques lors de l‘étude topographique de l‘analyse globale. Et La carte des toponymes et des désordres constatés (CAT NAT et plainte LMCU) qui est présentée ainsi parfois d‘expliquer la présence de sinistre sur certains secteurs. en page 74 montre que le secteur du centre ville de Lille le plus touché par les désordres liés à l‘eau peut s‘expliquer par le fait que le centre ville de Lille était une ancienne zone marécageuse. ème L‘intégralité des hydronymes présents sur les cartes IGN au 1/25000 à l‘intérieur de D‘autres secteurs comme Mons-en-Pévèle, Roubaix, ou Villeneuve d‘Asq ne sont pas l‘arrondissement de Lille a été répertoriée sous la forme d‘une base de donnée Map Info (Cf. carte corrélés aux toponymes. ci-après).

De même une étude toponymique a été réalisée sur d‘anciennes cartes de l‘arrondissement : • Plan de Lille dédié à la ville et agréé par le conseil municipal dans sa séance du 17 août A.2.D Anciens canaux Lillois 1820, Les anciens canaux Lillois semblent bien se superposer aux désordres liés à l‘eau rencontrés dans le centre de Lille(Cf carte page 75). • Plans de Lille du 20 juillet 1860 L‘interprétation plus détaillée de cette carte n‘est pas pertinente au vu de l‘imprécision des • Plan de la ville et citadelle de Lille datant de 1744 données recueillies. Cette carte indique simplement que les problèmes de ruissellement qui se • Carte de Cassini au 1/25000ème du 18ème siècle situent sur l‘emplacement d‘anciens canaux ont vraisemblablement comme explication des phénomènes d‘accumulation d‘eau. • Plan de la ville et des environs de Lille vers l‘an 1066

• Carte N°8-c au 1/10000ème de 1934 représentant le secteur de ASCQ

Cette étude a permis de répertorier les secteurs qui ont anciennement portés des hydronymes (ex : Marais à l‘intérieur de la ville de Lille actuelle… ) (Cf. carte page suivante).

b) Anciens canaux de Lille Une carte des anciens canaux de Lille a été réalisée par les services de LMCU. Cette carte montre la présence de nombreux canaux aujourd‘hui disparus dans le centre ville de Lille. (Cf. carte page 19) Ce centre peut ainsi être considéré comme une zone d‘accumulation des eaux de ruissellement, et peut expliquer en partie les problèmes d‘inondations nombreux sur ce secteur (caves inondées essentiellement).

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Page 19 sur 104 A.3. La topographie

A.3.A La topographie générale L‘arrondissement de Lille appartient à l‘immense plaine de l‘Europe du Nord qui se continue au-delà de la frontière vers la Moyenne et la Basse Belgique. L'altitude de l‘arrondissement de Lille varie entre 10 m dans la vallée de la Lys à Halluin et 106 m à Mons-en-Pévèle. L‘arrondissement de Lille est marqué par la présence de cinq régions géographiques distinctes : • le Ferrain, situé au nord-est de la zone étudiée, est caractérisé par quelques petites butte-témoins dont les principales sont celles situées sur les communes de Halluin, et W ervicq-Sud. Ces buttes, avec des altitudes avoisinant les 60 mètres, offrent un contraste bien marqué avec la plaine de la Lys localisée plus à l‘ouest ; • la plaine de la Lys, qui occupe les parties nord et ouest de l‘arrondissement de Lille, accuse des altitudes remarquablement uniformes qui oscillent autour des 20 mètres. Cette plaine présente une continuité géographique avec la présence de la vallée de la Deûle, qui présente, elle aussi, des altitudes relativement uniformes situées autour des 20 mètres. Cette vallée, où s‘est d‘ailleurs implantée la ville de Lille, constitue une coupure entre les deux entités géographiques que constituent le pays des W eppes et le Mélantois ; • le pays des W eppes, constitué d‘une étroite bande de plaine vallonnée, est orienté sud-ouest / nord-est. Cette plaine argileuse se situe entre la plaine de la Lys, qu‘elle borde par un léger abrupt d‘une dizaine de mètres et la vallée de la Deûle ; • Le Mélantois est situé au sud-est de Lille et se trouve limité au nord par une ligne allant de W illems à La Madeleine. Il correspond à un plateau crayeux dont les altitudes varient de 20 mètres à 45 mètres. • Le pays de Pévèle occupe la partie sud-est de l‘arrondissement de Lille. C‘est la zone la plus élevée de l‘arrondissement de Lille. Le point culminant est situé à Mons-en-Pévèle à une altitude de 106 m. La partie basse suit la vallée de la Marque pour atteindre une altitude de 24 m à Chèreng.

Page 20 sur 104 A.3.B Les pentes L‘arrondissement de Lille est globalement peu pentu : • 40% de la surface de l‘arrondissement de Lille a une pente inférieure à 0,5% • 31,1% de la surface de l‘arrondissement de Lille a une pente comprise entre 1% et 0,5% • 26,1% de la surface de l‘arrondissement de Lille a une pente comprise entre 1% et 3% • 1,9% de la surface de l‘arrondissement de Lille a une pente comprise entre 3% et 5% • 0,4% de la surface de l‘arrondissement de Lille a une pente supérieure à 5%

Les bassins versants situés sur les communes de W ervicq-Sud, Halluin, Neuville-en-Ferrain, W attrelos, Mouveaux, Hem, Villeneuve d‘Ascq, W ambrechies, Prémesques, Ennetières-en- W eppes, Loos, Haubourdin, Emmerin, , , W anehain, , , Templeuve, , Seclin, W ahagnies, , , Mons-en-Pévèle, Allenes-les-Marais et W icres présentent des secteurs dont les pentes dépassent 5%. Le secteur le plus pentu de l‘arrondissement de Lille est situé sur la commune de Mons-en-

Pévèle.

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A.3.C Les zones potentielles d'accum ulation

La détermination des zones potentielles liées à un aléa accumulation des eaux consiste à identifier : • Les plans d‘eau, • Les cuvettes représentant les zones de dépression topographique favorables à l‘accumulation des eaux. La détermination des cuvettes a été réalisée à l‘aide de la BD Topo Pays et du SCAN 25 de l‘IGN avec si nécessaire utilisation du modèle numérique de terrain de LMCU au pas de 1 mètre, • Les ruptures de pentes importantes représentant une brusque variation de la pente du terrain naturel (diminution brutale de la pente), • Les obstacles à l‘écoulement représentant les secteurs potentiels perturbés par les infrastructures

Les zones potentielles liées à un aléa accumulation des eaux sont représentées sur la carte ci-contre.

Page 22 sur 104 Tertiaire (Eocène) : Yprésien : Sables de Mons en Pévèle A.4. La géologie Argile des Flandres La géologie est examinée au travers de la carte des sols de la Communauté Urbaine (document Landénien : Sables d‘Ostricourt produit par le LRPC) et de la carte géologique (cartes au 1/50000 « Lille-Halluin » et « Carvin ») Argile de et Tuffeau Les limites des couches de terrains ont été reprises sur SIG (format MAPINFO) et font l‘objet de la figure suivante. Secondaire (Crétacé) Sénonien : Craie Blanche Turonien : Niveaux repères et craies à silex, marnes en profondeur

A partir de la surface, on rencontre donc : De la terre végétale (épaisseur moyenne correspondant à l‘épaisseur des sols retournés par les labours, soit 0.3 à 0.4m). Cette terre végétale est souvent relayée par des remblais récents. Sous ce vocable, on désigne aussi bien les dépôts ou apports de matériaux que les sols de surface remaniés à l‘occasion de travaux. La grande variabilité et la répartition très locale de ces variétés de sols ne permettent pas de les cartographier à l‘échelle de l‘arrondissement. Ces matériaux jouent cependant un rôle dans la circulation des eaux superficielles en particulier en écrêtant par drainage les crues des nappes superficielles (voir plus loin). Les formations superficielles quaternaires que l‘on peut différencier en deux familles : • Les formations superficielles limoneuses. Il s‘agit de limons loessiques apportés par les vents lors de la dernière glaciation et souvent mêlés en cours de dépôt aux produits d‘érosion issus du substrat soit à des argiles et des sables. Ce sont des silts sablonneux, parfois argileux qui se classent dans la catégorie granulométrique 4-64µ et sont ainsi peu perméables, hydrophiles (succion développée) mais aussi peu aquifères. La quantité d‘eau libre qu‘ils sont capables de contenir est très faible (rarement supérieure au %) de ce fait, de faibles infiltrations se traduisent par des variations piézométriques sensibles.. L‘épaisseur de ces limons varie rapidement, de 0 à une dizaine de mètres. • Les alluvions : Elles comblent les dépressions creusées par les cours d‘eau (Deûle et Marque pour l‘essentiel) sur des épaisseurs importantes ; 10 à 20m pour la Marque en amont de W asquehal et pour la Deûle en amont de Haubourdin, 20 à 25m au-delà. Elles sont constituées par un ensemble constitué d‘alternances irrégulières de limons et de sables La succession locale des sols (« échelle stratigraphique locale ») peut être résumée comme suit : reposant sur des graves de craie et de silex plus ou moins pollués par des particules fines et surmontées localement par des sols organiques (tourbes et vases) dans la partie supérieure. Comme les limons, ces sols baignés par les nappes sont peu productifs. Leur perméabilité Actuel : Terre végétale et remblais récents est cependant plus affirmée. Les sables de M ons en Pévèle. Ce sont des sables fins et argileux donc peu productifs et qui renferment une nappe retenue par l‘argile sous jacente. Leur gisement est restreint et cantonné aux Quaternaire : Formations superficielles limoneuses et alluvions. environs de Mons en Pévèle. Leur épaisseur pourrait atteindre 30m d‘après la carte géologique.

L‘argile de Flandres. C‘est une argile de teinte gris bleu, roux-jaune « flammée » lorsqu‘elle est altérée. Homogène et massive, son caractère plastique est surtout accentué en tête, dans la zone d‘altération. Imperméable, elle retient une nappe dans les formations qui la surmontent (Sables de Mons en Pévèle, limons, alluvions). Elle peut atteindre 30 à 40m d‘épaisseur. Les sables d‘Ostricourt. Ce sont des sables très fins, homométriques, très argileux en pied, plus propres vers le sommet(« sables du Quesnoy »). Les niveaux argileux de base renferment des

Page 23 sur 104 bancs de grès tendre dénommés « tuffeau ». L‘épaisseur totale de l‘ensemble est de l‘ordre de 25- Qui se répartissent dans les terrains comme suit : 30m. Ils renferment une nappe souvent très minéralisée (présence fréquente de sulfates) et d‘exploitation difficile. L‘argile de Louvil. Ce niveau, épais de 10 à 15m, montre pour l‘essentiel une argile analogue à l‘argile des Flandres mais un peu plus compacte et sablonneuse. Sur quelques mètres en pied, l‘argile se charge en sable fin et présente souvent un faciès tuffacé comparable à celui des sables d‘Ostricourt. L‘argile de Louvil, peu perméable retient une nappe dans les formations qui la surmontent (sables d‘Ostricourt, limons et alluvions). La craie blanche. C‘est une craie blanche, tendre et poreuse, souvent très fissurée voire fragmentée ce qui favorise sa perméabilité et sa porosité en grand. Epaisse au maximum de 20- 30m elle ne contient des silex que vers la base. Elle renferme une nappe puissante et activement exploitée. Sous la craie blanche apparaissent des niveaux peu épais mais caractéristiques, les « tuns » ou « meules » niveaux peu épais (<1m) mais très résistants composés de craie durcie, parfois congloméroide, phosphatée et glauconieuse. Ces bancs recouvrent quelques mètres de craie glauconieuse verdâtre à consistance sableuse puis une dizaine de mètres d‘une craie grise à silex.

Cet ensemble recouvre des alternances de craie dense, dure et de marnes gris vert ou gris bleu. Ces alternances qui s‘enrichissent en argile en profondeur (les marnes prédominent) constituent le A.5.A La nappe du calcaire carbonifère plancher (« mur ») de la puissante nappe de la craie. C‘est la plus profonde, elle est retenue dans les niveaux calcaires du substratum d‘âge primaire par A grande profondeur, sous les marnes du Cénomano-turonien et les formations de base du Crétacé des niveaux imperméables plus profonds(Schistes) et se trouve exploitable dans le quart nord-est apparaît le socle primaire Dévonien et surtout Carbonifère où les niveaux calcaires fissurés et de l‘arrondissement.. Recouverte presque partout par des formations imperméables, elle est ponctuellement karstifiés contiennent également une nappe, en charge sous les marnes du Crétacé. « captive » et n‘est alimentée par la pluviométrie sur un secteur limité situé hors frontière. Elle et a fait et fait encore l‘objet d‘exploitations intensives. Alimentation limitée et exploitation intensive A.5. Les nappes de l‘arrondissement de Lille ont abouti naturellement à un abaissement sensible de son niveau statique. A titre indicatif, le diagramme ci dessous montre l‘abaissement du niveau (près de 36m) depuis 1961 à . Cet De nombreuses nappes coexistent sur le site de l‘arrondissement de Lille, différenciées par la abaissement rapide a provoqué un certain nombre de désordres en surface (effondrements) liés à nature et la géométrie du réservoir (limons et alluvions, sables, craie) par la nature et la pente du l‘instabilité de cavités karstiques profondes en Belgique et débordant sur le territoire français vers mur ou support (argiles, marnes) et par la structure géologique générale qui détermine la . A ce propos, il est intéressant de noter sur la courbe, l‘abaissement suivi d‘une remontée profondeur du niveau statique. A ces paramètres, il faut encore ajouter la climatologie qui est à tout aussi rapide autour de la période 1974-1976 ; cette interruption est liée à une réalimentation l‘origine des variations saisonnières du niveau statique ainsi que les zones de réinjection d‘eau et artificielle involontaire de la nappe. les captages qui perturbent localement l‘équilibre. Dans les dernières années, on observe une stabilisation du niveau probablement liée à Les relevés qui sont utilisés ici sont issus de la banque de données de l‘agence de l‘eau Artois l‘augmentation de la pluviométrie moyenne. Picardie en ce qui concerne les nappes puissantes utilisées pour l‘AEP (nappe de la craie et du calcaire) et des archives du LRPC en ce qui concerne les nappes superficielles. Il est d‘usage de distinguer sur ce secteur trois types de nappes : • La nappe du calcaire carbonifère • La nappe de la craie • La nappe superficielle

Vis à vis des risques d‘inondation par remontée de nappe et des variations de saturation du sol, la nappe du calcaire carbonifère, captive et profonde, n‘intervient pas.

Page 24 sur 104 A.5.B La nappe de la craie atteints au printemps. L‘été, à l‘inverse, est une période d‘infiltration réduite voire d‘un appauvrissement de la réserve hydrique, la période de basses eaux se situe donc en automne Elle est retenue dans la craie et les terrains perméables qui la recouvrent par des marnes argileuses plus profondes. A la différence du calcaire elle est libre (elle communique directement avec la A ce cycle annuel se surimposent des variations plus erratiques liées aux grandes tendances surface du sol) sur une grande partie de l‘arrondissement (sud et est). Elle devient captive annuelles. Ainsi la pluviométrie abondante de 2000-2001, succédant elle-même à quelques années (recouverte par une couche imperméable) sous les formations tertiaires imperméables à l‘Ouest, excédentaires s‘est traduite par une année de hautes eaux exceptionnelles de la nappe de la craie. au Nord et à l‘extrême sud et semi-captive (recouverte par une couche peu perméable) sous les alluvions épaisses de la vallée de la Deûle. Elle est activement exploitée par pompage et constitue la principale ressource en eau potable de l‘arrondissement.

Cycles annuels Variations pluriannuelles Exemples de courbes piézométriques de la nappe de la craie; en abscisse, le temps en années, en ordonnée la profondeur de l‘eau sous le sol (ronds bleus) et la pluie efficace (représentée sans échelle, par le cumul de la valeur [Pluie-ETP(Penman) œvaleur moyenne] : carrés roses)

Ces hautes eaux exceptionnelles se sont traduites en certains points par des remontées du niveau statique de la nappe de la craie jusqu‘au niveau du sol, inondant ainsi quelques dépressions topographiques (caves, sous-sol) voire quelques points bas topographiques (anciennes zones « marécageuse »).

A.5.C Les nappes superficielles En théorie, deux types coexistent dans cette catégorie : la nappe supportée par l‘argile des Flandres et la nappe des sables supportée par l‘argile de Louvil. Dans la pratique, à l‘exception de la nappe des sables captive1, le comportement de ces deux nappes diffère peu. Le plus souvent proches de la surface, elles réagissent très rapidement à la pluviométrie et, si comme pour la nappe de la craie on observe un cycle annuel comportant basses et hautes eaux, ces périodes correspondent ici aux périodes de variation de l‘évapotranspiration, sans décalage. Les hautes eaux correspondent ainsi à la période allant de la fin de l‘automne jusqu‘au début du printemps, les basses eaux surviennent le plus souvent à la fin de l‘été. En ce qui concerne le niveau moyen, sauf années sèches exceptionnelles, il varie peu d‘une année Captages (en rouge captage influençant le niveau de la nappe phréatique), en hachure zone de captivité à l‘autre et reste toujours proche de la surface du sol. Il varie légèrement en fonction du substrat, de la nappe de la craie sous des formations imperméables. plus élevé (de l‘ordre du mètre de profondeur sous le sol) sur l‘argile des Flandres, un peu plus profond, surtout dans les zones de limites de gisement (à proximité du contact sables d‘Ostricourt-

argile des Flandres), soit à une profondeur moyenne de l‘ordre de 1.5 à 2m. Cette nappe peut affleurer localement la surface du sol, voire inonder certains points bas dans les Les niveaux extrêmes peuvent varier : Le niveau des hautes eaux correspond le plus souvent à la zones où elle est libre et semi-captive. Dans les zones où elle est captive, sans relation avec la surface du sol ou au niveau des réseaux VRD, il est atteint presque chaque année. Les basses eaux surface du sol (hormis sur une bande souvent réduite en limite de la zone de captivité) elle ne peut affleurer ni inonder directement.

L‘évolution de son niveau est fonction de la pluie efficace : l‘hiver est une période d‘infiltration 1 maximale mais, en raison de l‘inertie du système aquifère, les niveaux d‘eau les plus élevés sont Qui ne concerne pas le problème d‘inondation, dont l‘exploitation est difficile (sables très fins, faibles débits, minéralisation ) mais qui commence à être exploitée depuis quelques années pour les pratiques agricoles nouvelles.

Page 25 sur 104 sont fonction de la position du substrat, en période très déficitaire, les niveaux de basses eaux A titre indicatif, le tableau suivant donne un ordre de grandeur de la vitesse d‘infiltration (gradient peuvent s‘approfondir de plusieurs mètres ou, si le substrat est peu profond, la nappe peut de 1) en fonction de la perméabilité. La distance parcourue est obtenue par le produit de la disparaître temporairement. La dessiccation extrême des sols de surface ou de la partie supérieure perméabilité, de la durée et du gradient, de l‘écoulement. Ce gradient est le rapport entre la du substrat aboutit alors à des désordres en surface (tassements différentiels) surtout marqués si les différence d‘altitude et la longueur parcourue dans le sol. Dans le cas d‘un écoulement vertical, ce sols de surface sont argileux. gradient est égal à 1 :

Il est utile de rappeler qu‘il s‘agit de valeurs situées plutôt dans la borne maximale. A titre indicatif, des mesures effectuées par prélèvements (bougies poreuses) sur eaux marquées dans des matériaux limoneux (en théorie 3 à 30m/an en milieu saturé) ont montré, en milieu alternativement saturé et non saturé (frange superficielle) des vitesses d‘infiltration de l‘ordre de Exemples de courbes piézométriques des niveaux de nappes retenues sur l‘Argile des 0.6m par an. Flandres et les sables d‘Ostricourt ; en abscisse, le temps en années, en ordonnée la En résumé, les matériaux de la couche de surface de l‘arrondissement présentent presque partout profondeur de l‘eau sous le sol (carrés, rose) et la pluie efficace (représentée sans échelle, par les caractéristiques de perméabilité des limons, soit une perméabilité maximale (en période le cumul de la valeur [Pluie-ETP(Penman) œvaleur moyenne] : ronds, bleu) hivernale, de novembre à février 2) de l‘ordre de 1E-7 à 1E-6 m/s ce qui correspond à une vitesse d‘infiltration verticale de l‘ordre de 3 à 30m/an. En dehors de cette période, la vitesse est A.5.D Perm éabilité et porosité beaucoup plus faible et tend vers 0. La perméabilité des différents matériaux a fait l‘objet d‘essais de type ponctuel (Lefranc, Ces valeurs ne sont pas représentatives des vitesses d‘infiltration de surface : ces dernières sont en Lugeon) ou globaux (pompages). Les résultats indiquent des domaines de variation étendus dont effet déterminées, non seulement par le type de sol mais aussi par son état (cas des crevasses liées les bornes sont autant liées à des problèmes de mode opératoire que de réelles variations. Par à la sécheresse dans les matériaux argileux) et les vides liés à l‘activité végétale (racines et ailleurs, il est d‘usage de mesurer la conductivité hydraulique dans des conditions saturées, les radicelles) et animale (trous de vers, taupes, terriers etc.) : voir à ce propos le paragraphe 7. Les valeurs obtenues sont donc représentatives des valeurs maximales ; on sait en effet que la conditions de ruissellement et d‘écoulement liées au sol. conductivité hydraulique croit avec la teneur en eau avec un maximum à saturation. D‘une maière globale, l‘ordre de grandeur de la perméabilité pour les différents types de sols peut être récapitulé comme suit : M atériaux Perméabilité en m/s Remblais et sols de surface (TV) Non connu, voir mesures pédologiques Limons 1E-7 à 1E-6 Alluvions limoneuses 1E-7 à 1E-6 Alluvions sableuses 1E-5 à 1E-7 Sols organiques Mal connus <1E-7 Sables de Mons en Pévèle Non connus Argile des Flandres <1E-10 Sables d‘Ostricourt, partie supérieure 1E-6 à 1E-5 Sables d‘Ostricourt, partie inférieure 1E-8 à 1E-7 Argile de Louvil <1E-10 Très variable, 1E-7 à 1E-2, valeurs moyennes comprises entre 1E- Craie E 5 et 1 -4 E Marnes <1 -8 2 Et bien entendu hors gel…

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A.6. Inventaire du milieu permettant de définir les coefficients de pertes initiales et continues L‘inventaire du milieu, en vue de définir les coefficients de pertes3, comprend : • une carte des boisements ; • une carte des zones urbaines et de la SAU ; • une carte des sols. Chacune de ces variables permet de définir successivement pour les différentes portions de territoire concerné, les coefficients de pertes indicateurs des quantités d‘eau qui peuvent être retenues dans les sols. Ces coefficients sont utilisés dans les formules en vue du calcul hydraulique.

A.6.A Carte des boisem ents La carte des boisements a été réalisée à partir des éléments de la carte IGN à 1/25 000ème, seuls les polygones de très petites dimensions, inférieurs à 0,25 ha, n‘ont pas été repris. Des mises à jour et compléments peuvent être envisagés à partir de photographies aériennes récentes si cela s‘avérait indispensable.

3 On distingue les pertes initiales qui correspondent au volume infiltré avant ruissellement et les pertes continues qui correspondent au débit résiduel s‘infiltrant après le déclenchement du ruissellement.

Page 27 sur 104 A.6.B Carte des zones urbaines et de la surface agricole utile

a) Les zones urbaines :

Les zones urbaines ont été divisées en 3 classes d‘habitat plus ou moins dense.

Types de zones % surfaces % jardins imperméabilisées

1. forte densité 85 % 15 %

2. moyenne densité 55 % 45 %

3. faible densité et pavillonnaire 20 % 80 %

- NB ces pourcentages seront précisés.

Chacune de ces classes a été affectée d‘un coefficient se rapportant à la surface réellement imperméabilisée, le reste étant occupé par des pelouses et jardins qui constituent des zones permettant un stockage important comparable à celui des forêts et des surfaces toujours en herbe.

b) Les zones agricoles: Les cartes suivantes présentent le pourcentage par commune des Surfaces Toujours en Herbe (STH) qui participent à la lutte contre le ruissellement ainsi que les différentes cultures suivantes pratiquées en % de Surface Agricole Utile des exploitations situées sur la commune (SAUe): • Céréales d'hiver (céré h) • Céréales de Printemps (cér p) • Betteraves sucrières (bett) • Pois protéagineux (pois) • Pomme de terre (pdt) • Légumes (leg) • Autres cultures (aut) • Maïs (maïs)

Les explications précises des différents calculs sont reprises en annexe 1 du cahier d'annexes.

Page 28 sur 104 c) Carte des sols Seuls sont représentés les sols pouvant entraîner une variation importante des pertes : pertes initiales et pertes continues. Il s‘agit des sols de vallées alluviales et des sols de craie subaffleurante avec/ou granules de craie mélangés avec les limons de surface. On considère que les autres sols, en raison d‘une couverture limoneuse superficielle et généralisée, auront pratiquement le même comportement. Zone 1 : vallées alluviales parfois engorgées Zone 2 : limons carbonatés très perméables Zone 3 : limons, limons sableux et limons argileux moyennement perméables

Page 29 sur 104 A.7. Les principaux ouvrages d'assainissement

La carte suivante présente les principaux ouvrages d'assainissement dont le gestion est assurée par les services de Lille Métropole Communauté Urbaine. La prise en compte du réseau d‘assainissement est un problème très complexe. Une première approche présentée dans le cadre de cette étude a été simplifiée à la présence ou non du réseau pluvial principal au droit des rues présentant des sinistres permettant ainsi de distinguer les problèmes liés strictement au ruissellement des désordres liés à une insuffisance du réseau d'assainissement.

Page 30 sur 104 B. DECOUPAGE HYDRAULIQUE La délimitation de ces bassins versants et sous-bassins versants est réalisée à l‘aide de la BD Topo Pays et du SCAN 25 de l‘IGN avec si nécessaire utilisation du modèle numérique de terrain de LMCU au pas de 1 mètre (application FRUIT) dans les zones au relief peu marqué. B.1. Définition des bassins versants

Les bassins versants et les sous-bassins versants sont les unités élémentaires de production du ruissellement. Il est donc important d‘avoir une bonne connaissance de la délimitation des bassins Les bassins versants pourront être repérés sur le territoire à l'aide de la carte au format A0 jointe versants et des sous-bassins versants afin de pouvoir évaluer les apports en eau permettant de au rapport. mettre en évidence les aléas et leur quantification. Un bassin versant est caractérisé par trois composantes principales : Sa limite, l‘enveloppe des surfaces potentiellement drainantes et les extrémités aval du réseau de drainage

Son organisation qui peut être reliée à la structure du réseau, à la distribution surfacique des

éléments de drainage, etc…

Sa composition, les types de recouvrements de surface, et quelques grandeurs géométriques associées. En considérant un point unique sur le bassin versant, l‘eau qui y transite provient d‘une surface bien délimitée que l‘on appelle le bassin versant. Ce point se définit alors comme l‘exutoire du bassin versant.

Topographiquement, le bassin versant est donc limité par une ligne de crête (ligne de partage de eaux). Ainsi les eaux ruisselant ou s‘écoulant à l‘intérieur de la ligne de crête atteignent toutes l‘exutoire du dit bassin versant. B.1.A Découpage des bassins versants Le CETE a procédé au découpage en bassins versants de l‘arrondissement de Lille. En se basant sur les 15 bassins versants correspondant aux secteurs d‘assainissement de LMCU, l‘arrondissement peut ainsi être découpé en 50 bassins versants. (cf. « carte des bassins versants de l‘arrondissement de Lille » sur la page ci-après ). Dans un premier temps, les bassins versants sont délimités à une échelle équivalente aux sous bassins correspondant aux secteurs d‘assainissement de LMCU et « hors LMCU ». Chaque bassin versant est par la suite découpé en sous-bassin versant afin de mieux appréhender l‘évaluation des apports notamment dans les secteurs de confluence de plusieurs axes d‘écoulement. Les principaux grands cours d‘eau ne sont pas intégrés dans la délimitation de ces bassins versants et sous-bassins versants. Certaines rigoles situées aux abords des grands cours d‘eau sont également exclues du découpage. L‘objectif de l‘étude est d‘analyser la sensibilité au

ruissellement des coteaux des bassins versants et non d‘identifier les risques de débordement des cours d‘eau. Ces cours d‘eau sont : • La Deûle (rivière et canal) • Le canal de l‘embranchement de Seclin • La Lys (rivière et canal) • Le ruisseau la Naviette • La rivière la Marque • La rigole du nord • Le canal de Roubaix • La rigole Saint-Martin

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Page 32 sur 104 B.1.B Découpage des sous-bassins versants élém entaires

Le CETE a procédé à un découpage plus fin en sous- bassins versants (248 sous-bassins versants élémentaires. Ce découpage est nécessaire afin de mieux localiser les sensibilités au ruissellement sur l‘arrondissement de Lille (cf. carte ci-contre).

Page 33 sur 104 Surface Altitude point bas Altitude point haut Altitude moyenne Bassins versants B.2. Descriptif des bassins versants (km×) (m) (m) (m) B.2.A La topographie des bassins versants BV28 14.17 19 56 37.2 BV29 31.32 33 107 50.1 36.23 27 75 43.1 Surface Altitude point bas Altitude point haut Altitude moyenne BV30 Bassins versants (km×) (m) (m) (m) BV31 76.88 14 51 23.7 BV01 10.70 10 56 24.1 BV32 11.19 17 41 24.3 BV02 33.84 15 66 33.1 BV33 6.69 18 40 24.5 BV03 20.65 10 57 22.6 BV34 7.74 26 54 42.5 BV04 12.30 12 22 18.4 BV35 24.58 23 54 32.6 BV05 13.02 15 49 20.1 BV36 10.96 28 56 47.9 BV06 16.79 16 52 26.0 BV37 3.16 28 51 36.4 BV07 14.13 17 56 28.9 BV38 9.65 20 52 33.6 BV08 5.19 21 52 33.4 BV39 17.14 15 52 32.7 BV09 41.62 12 51 21.8 BV40 1.52 34 56 44.5 BV10 18.38 13 32 21.1 BV41 26.44 17 56 33.8 BV11 17.39 15 50 28.1 BV42 28.10 25 75 43.4 BV12 14.55 18 51 28.6 BV43 3.43 22 33 26.7 BV13 20.66 18 47 28.0 BV44 5.35 18 26 20.7 BV14 44.40 17 63 31.3 BV45 4.20 20 33 25.3 BV15 21.03 21 56 31.3 BV46 2.92 22 33 26.6 BV16 13.70 27 60 42.5 BV47 8.31 20 41 29.5 BV17 14.33 19 44 29.6 BV48 21.34 19 43 29.1 BV18 31.16 18 57 35.5 BV49 24.52 23 94 42.1 BV19 23.73 27 56 37.9 BV50 1.52 41 74 53.9 BV20 42.93 18 66 31.7 Ensemble 895.534 10 107 31.7 BV21 2.01 15 23 19.8 BV22 4.02 17 30 21.8 BV23 20.30 24 93 44.9 BV24 33.46 17 50 24.8 BV25 1.60 14 16 15.1 BV26 10.05 28 59 35.7

BV27 16.25 26 75 41.5 4 La superficie totale est supérieure au 880 km× de l'arrondissement de Lille car le découpage des bassins versants ne se limite aux limites administratives et déborde donc sur les arrondissements voisins

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B.2.B Les pentes et les zones de production et d'aggravation de l'aléa

Les pentes sont susceptibles d‘intervenir dans la définition de la zone de production et d‘aggravation de l‘aléa. Plus la pente sera élevée plus les vitesses seront élevées et donc plus les débits sont importants. Cependant, les conditions de ruissellement et d‘écoulement des bassins versants et l‘influence des nappes interviennent également dans le processus de ruissellement et doivent absolument être prises en compte pour définir ces zones de production et d‘aggravation de l‘aléa. Dans un premier temps, une classification des pentes a permis de dégager les secteurs où la pente pouvait intervenir dans la définition de la zone de production et d‘aggravation de l‘aléa. Les pentes considérées sont les pentes ayant des valeurs supérieures à 2% en zone rurale et 0,41% en zone urbaine. Dans un second temps, une hiérarchisation des pentes a été adoptée afin d‘analyser la sensibilité de la zone de production vis à vis du ruissellement. En zone urbaine, les différentes classes de pentes adoptées sont: - pentes > 4% - pentes comprises entre 3% et 4% - pentes comprises entre 2% et 3% - pentes comprises entre 1,15% et 2% - pentes comprises entre 0,41% et 1,15% Le seuil de pente de 0,41% est évalué en estimant une hauteur d‘eau maximum de ruissellement de 20 cm (cette hauteur d‘eau de référence ressort de l‘observation de terrain sur l‘arrondissement de Lille) et une vitesse de référence de 0,75 m/s (cette vitesse de référence est tirée du guide « PPR : les risques d‘inondation Le ruissellement péri-urbain » et est considérée par ce présent guide comme « vitesse forte ») sur une voirie de 10m de largeur. Le seuil de pente de 1,15 % correspond à une vitesse de référence de 1,25 m/s (« vitesse très forte » pour le guide PPR). En zone rurale, les différentes classes de pentes adoptées sont: - pentes > 4%

- pentes comprises entre 3% et 4% - pentes comprises entre 2% et 3% Les cartes suivantes reprennent les différentes pentes et les zones de production sur l'arrondissement de Lille Le détail pour chaque sous-bassin versant est fourni en annexe 2 du cahier d'annexes.

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La carte globale des zones de production et les cartes spécifiques des zones de production rurales et urbaines sont consultables en annexe 2 du cahier d'annexes.

Page 37 sur 104 L‘analyse topographique permet de donner des pistes afin de déterminer la sensibilité éventuelle Rapport surface de Surface Surface de Surface de Surface de des bassins versants aux phénomènes de ruissellement. Bassins production/surface élémentaire du production production production versant élémentaire du BV BV en ha urbaine en ha rurale en ha totale en ha Un bassin versant dont les versants ont des pentes élevées favorise le ruissellement. En effet, sur en % terrain plat ou à faible pente, les eaux ont tendance à stagner et à s‘infiltrer sous l‘influence de la gravité. En revanche sur terrains pentus, cette même gravité incite les gouttes d‘eaux à dévaler la BV26 946 55 99 154 16% pente vers les points bas. Plus la pente est forte, plus les vitesses d‘écoulement sont importantes. BV03 2061 171 160 331 16% L‘écart entre la vitesse d‘écoulement et la vitesse d‘infiltration devient alors plus important et le BV35 2459 274 113 387 16% ruissellement augmente. De plus si la pente hydraulique pondérée du talweg ou axe d‘écoulement est faible, l‘écoulement sera alors ralenti et favorisera l‘accumulation d‘eau et donc le risque BV23 2185 82 259 341 16% d‘inondation. BV47 806 28 96 124 15% Le tableau ci-après classe les bassins versants selon leur rapport entre la surface de production BV19 2388 273 92 365 15% totale et la surface élémentaire par ordre décroissant. BV11 1701 241 16 256 15% BV45 418 57 3 60 14% Rapport surface de Surface Surface de Surface de Surface de BV20 4334 469 133 602 14% Bassins production/surface élémentaire du production production production versant élémentaire du BV BV21 202 21 4 25 12% BV en ha urbaine en ha rurale en ha totale en ha en % BV30 3611 223 206 429 12% BV40 152 146 0 146 96% BV28 1423 112 39 151 11% BV39 1701 1430 10 1440 85% BV44 547 56 1 57 10% BV08 553 402 53 455 82% BV09 4201 259 164 423 10% BV41 2660 1788 70 1858 70% BV48 2140 158 42 200 9% BV14 4396 2832 110 2942 67% BV37 311 19 10 28 9% BV13 2073 1278 42 1320 64% BV17 1443 106 25 131 9% BV12 1454 862 26 888 61% BV25 160 14 0 14 9% BV01 1015 378 188 566 56% BV24 3358 241 31 272 8% BV38 975 478 6 484 50% BV36 1098 56 25 82 7% BV02 3443 1116 554 1670 49% BV31 7704 319 202 521 7% BV15 2200 855 32 886 40% BV42 2833 103 85 188 7% BV22 429 157 0 157 37% BV10 1855 71 14 84 5% BV07 1438 322 144 466 32% BV05 1307 24 24 48 4% BV16 1356 304 118 422 31% BV46 330 10 0 10 3% BV18 3104 761 116 877 28% BV32 1123 24 0 24 2% BV06 1683 249 209 458 27% BV04 1235 5 1 7 1% BV27 1664 204 222 426 26% Total 89775 17828 4607 22435 25% BV49 2460 261 368 629 26% BV34 747 90 97 187 25% La carte en page suivante présente le tableau ci-dessus. On remarque que 25 % de la superficie de l‘arrondissement de Lille est considéré comme zone de production. BV29 3088 254 397 652 21% BV43 339 68 4 71 21% 19 bassins versants sur un total de 50 ont au moins 25 % de leur surface totale définie comme zone de production. BV33 668 123 0 123 18% 99 sous-bassins versants sur un total de 248 ont au moins 25 % de leur surface totale définie comme zone de production.

Page 38 sur 104 Page 39 sur 104 Pris séparément, le critère topographique ne permet pas de déterminer précisément des zones sensibles au ruissellement. Certains bassins présentent une urbanisation très forte (et un grand nombre de désordres liés à l‘eau, comme Lille) avec des pentes très faibles.

Cependant, la topographie est plus favorable au ruissellement dans la partie Nord Est de l‘arrondissement de Lille (secteur d‘Halluin, Tourcoing, Roubaix, etc.) ainsi qu‘au sud de l‘arrondissement (secteur de Mons en Pévèle), où les bassins versants présentent notamment les pentes surfaciques moyennes les plus élevées.

Du point de vue de l‘importance relative des surfaces favorables au ruissellement (facteur qui inclut l‘occupation des sols), le secteur de Roubaix-Tourcoing est le plus sensible de l‘arrondissement lillois. Un autre secteur sensible se situe à l‘est de Lille principalement sur les communes de Lille, Villeneuve d‘Asq, et Mons en Baroeul.

La topographie permet donc de mettre en évidence les secteurs suivants comme étant

potentiellement sensibles au ruissellement :

• Secteur nord-est de l‘arrondissement (de Halluin à Roubaix),

• Secteur à l‘est de Lille,

• Secteur de Mons en Pévèle.

B.2.C Les axes d‘écoulem ent L‘étude de ces axes d‘écoulement permet de préciser les secteurs où les apports en eau des bassins versants vont se concentrer. Ils sont donc les endroits privilégiés aux risques d‘inondations en cas de débordement des cours d‘eau naturels, talwegs ou ouvrages de recueil des eaux (becques, réseau d‘assainissement, canaux… .). Dans le cadre de l‘étude, les axes d‘écoulement sont définis en 2 classes distinctes : les cours d‘eau et les talwegs :

Les cours d‘eau (rivières, canaux, ruisseaux, courants et becques) correspondent aux écoulements répertoriés à l‘aide de la base de données Carthage (Base de Données sur la CARtographie Thématique) réalisée par les agences de l‘Eau et le ministère de l‘Ecologie et du Développement Durable.

Les talwegs correspondent aux écoulements répertoriés dans le cadre de la présente étude. Ils sont considérés comme le siège d‘écoulement intermittent. Ils correspondent en général aux lignes joignant les points les plus bas d'une vallée (ligne du fond d‘une vallée) ou d‘une zone urbaine. Ce sont ainsi les lieux les plus propices à la concentration des eaux. En zone rurale, sur ces talwegs se

situent souvent des fossés qui recueillent les eaux lors des événements pluviométriques. En zone urbaine, ces fossés voire même cours d‘eau ont souvent disparu suite à l‘urbanisation et l‘évacuation des eaux pluviales s‘effectuent par des collecteurs dont les diamètres peuvent dépasser les 3 mètres.

En zone rurale, les talwegs des bassins versants élémentaires ont été tracés à l‘aide du modèle numérique de terrain de la BD Topo Pays au pas de 25 mètres, avec si nécessaire utilisation du modèle numérique de terrain de LMCU au pas de 1 mètre (application FRUIT) dans les zones au relief peu marqué.

En zone urbaine, le modèle numérique de terrain de LMCU a permis dans un premier temps de tracer les talwegs des bassins versants. Ces talwegs ou axes d‘écoulement sont ensuite modifiés afin de respecter le bâti, en considérant que les écoulements s‘effectuent suivants les axes de circulation présentant l‘altimétrie la plus faible.

Page 40 sur 104 Page 41 sur 104 Le bassin versant BV2 est le seul bassin versant ayant un ordre de Strahler de 3. Il s‘agit du bassin B.2.D Ordre de Strahler versant de la Becque de Neuville situé sur les communes de , HALLUIN, La méthode de strahler permet de dégager des grandeurs significatives portant sur la hiérarchie, la LINSELLES, NEUVILLE-EN-FERRAIN, , et TOURCOING. densité et la structure des réseaux, et de définir des types d‘organisation de l‘écoulement. 23 bassins versants ont un ordre de Strahler de 2. Ils s‘agit des bassins versants BV3, BV6, BV7, La méthode, devenue classique, de hiérarchisation des branches d‘un réseau hydrographique est BV11, BV14, BV15, BV16, BV17, BV18, BV19, BV20, BV23, BV24, BV26, BV27, BV29, fondée sur l‘importance croissante de ces branches, depuis les ramifications originelles jusqu‘à la BV30, BV32, BV35, BV36, BV42, BV48. fin du collecteur principal.

Tant que celui-ci est dépourvu de tributaires d‘égale puissance, il est dit « d‘ordre 1 ». Par le jeu de confluences successives, son numéro d‘ordre croît (« ordre 2 » puis « ordre 3, 4, 5 etc. ») avec Les autres bassins versants ont un ordre de Strahler de 1. la taille du bassin et la densité du drainage. Ainsi 18 % de la superficie de l'arrondissement de Lille est classé en ordre de Stahler 1, 56 % en Le principe de base de la classification de Strahler consiste à ordonner les tronçons d‘un réseau de ordre 2, 4 % en ordre 3 et 22 % en diffus. drainage à partir de quelques règles élémentaires : • Tous les tronçons situés à l‘extrémité amont sont d‘ordre 1, Les ordres de Strahler de chaque sous-bassin versant sont disponibles en annexe 3 du cahier d'annexes. • deux tronçons de même ordre n se joignant, le tronçon aval est d‘ordre n+1 • deux tronçons d‘ordre différent (n,v) se joignant, le tronçon aval est d‘ordre max(n,v).

Cet ordre d‘écoulement suivant la méthode de Strahler se détermine de l‘amont vers l‘aval du réseau hydrographique. Dans le cadre de cette étude, le réseau hydrographique est étendu aux talwegs sans cours d‘eau. Suivant cette méthode, les écoulements des bassins de tête sont d‘ordre 1. L‘ordre de Strahler d‘un écoulement augmente de 1 (par rapport aux écoulements à l‘amont) à la condition d‘être à la suite d‘une confluence de deux écoulements de même ordre. Ainsi deux écoulements d‘ordre 1 donnent suite à un talweg d‘ordre 2 ; un écoulement d‘ordre 1 et un écoulement d‘ordre 2 donnent aussi naissance à un écoulement d‘ordre 2. Il faut pour avoir un écoulement d‘ordre 3 être à la suite de la confluence de deux écoulements d‘ordre 2.

Cette méthode permet de dégager les bassins versants ayant la densité de drainage les plus importantes et donc ceux qui sont potentiellement les plus contributifs au ruissellement.

Page 42 sur 104 Page 43 sur 104 Bassin versant 7 : B.2.E Synthèse Bassin versant 1 : Le bassin versant 7 se situe en zone semi-urbaine sur les communes de Marquette-Lez-Lille, W ambrechies, Bondues, , Marcq-en-Baroeul et W asquehal, il s‘étend sur une superficie Le bassin versant 1 se situe en zone semi-urbaine sur les communes de W ervicq-Sud, Bousbecque de 14.18 km×. Les écoulements s‘effectuent vers le canal de Roubaix d‘une manière concentrée. et Halluin, il s‘étend sur une superficie de 10.74 km×. Les écoulements s‘effectuent vers la Lys Le relief est marqué, on se situe sur les buttes du Ferrain. d‘une manière principalement diffuse. Le relief est marqué, on se situe sur la plaine de la Lys à la limite avec les buttes du Ferrain. Bassin versant 8 :

Bassin versant 2 : Le bassin versant 8 se situe en zone urbaine sur les communes de W asquehal, Croix, Villeneuve- d‘Asq et Roubaix, il s‘étend sur une superficie de 5.21 km×. Il se présente sous la forme d‘un Le bassin versant 2 se situe sur les communes d‘Halluin, Neuville-en-Ferrain, Roncq, Linselles, versant unique descendant en pente douce vers le canal de Roubaix, on se situe sur les buttes du Tourcoing, Bondues et Bousbecque, il s‘étend sur une superficie de 33.63 km×. Mis à part la partie Ferrain. Les écoulements sont peu marqués, ils sont parallèles et indépendants les uns des autres. au sud-est qui est fortement urbanisée, le bassin versant se situe dans une zone semi-urbaine. Le relief est marqué, on se situe dans le secteur du Ferrain qui se caractérise par ses nombreuses buttes. Les écoulements se présentent sous une forme ramifiée, ils sont concentrés et s‘effectuent Bassin versant 9 : vers la Lys. Le bassin versant 9 se situe en zone rurale sur les communes de , , Pérenchies, Prémesques, , Ennetières-en-W eppes et la Chapelle d‘Armentières, il Bassin versant 3 : s‘étend sur une superficie de 41.77 km×. Il est inscrit sur la plaine de la Lys, les écoulements sont peu marqués, le réseau hydrographique se présente sous la forme d‘un maillage de petits de cours Le bassin versant 3 se situe sur les communes de Linselles, Bousbecque, W ervicq-Sud et d‘eau de faibles importances qui se rejettent dans la Lys. Comines, il s‘étend sur une superficie de 20.73 km×. Mis à part la commune de Comines au nord- A la limite avec la plaine des W eppes, le secteur situé au sud-est du bassin versant présente un ouest, le bassin versant est de type rural. Il est inscrit sur la plaine de la Lys, seule la partie à relief plus marqué, une forte rupture de pente existe entre ce secteur vallonné et la plaine située en l‘ouest du bassin versant située à la limite avec les buttes du Ferrain présente un relief marqué. Les contre-bas. écoulements sont concentrés, leur exutoire est la Lys.

Bassin versant 10 : Bassin versant 4 : Le bassin versant 10 se situe en zone rurale sur les communes de Frelinghien, , Le bassin versant 4 se situe en zone rurale sur les communes de Deûlémont, W arneton et Quesnoy-sur-Deûle, Deûlémont et W ambrechies, il s‘étend sur une superficie de 18.45 km×. Il se Comines, il s‘étend sur une superficie de 12.35 km×. Le relief est très modéré, les écoulements ne situe dans la vallée de la Deûle, en limite avec la plaine de la Lys. Le relief est relativement plat. sont pas très marqués, ils sont indépendants les uns des autres. Au nord, les écoulements Les écoulements sont peu marqués, ils sont indépendants les uns des autres et se réalisent s‘effectuent vers la Lys, au sud ils s‘effectuent vers la Deûle. perpendiculairement à leur exutoire : la Deûle.

Bassin versant 5 : Bassin versant 11 :

Le bassin versant 5 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Quesnoy-sur- Le bassin versant 11 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Capinghem, Deûle, Linselles, W ambrechies et Comines, il s‘étend sur une superficie de 13.07 km×. Il est , , Prémesques, Pérenchies, , Verlinghem, Marquette-lez-lille et Saint- inscrit dans la vallée de la Deûle. Le relief est modéré, seule la partie à l‘ouest du bassin versant André-lez-Lille, il s‘étend sur une superficie de 17.45 km×. L‘ouest du bassin versant se situe dans située à la limite avec les buttes du Ferrain présente un relief plus marqué. Les écoulements se le secteur des W eppes, l‘est dans la vallée de la Deûle. Le bassin versant présente un relief modéré présentent sous une forme maillée, leur exutoire est la Deûle. qui descend en pente douce vers la vallée de la Deûle, les écoulements sont de type concentré.

Bassin versant 6 : Bassin versant 12 :

Le bassin versant 6 se situe en zone principalement rurale sur les communes de W ambrechies, Le bassin versant 12 se situe principalement en zone urbaine sur les communes de , Bondues et Linselles, il s‘étend sur une superficie de 16.85 km×. Il est inscrit dans la vallée de la Lomme, Lambersart, , Capinghem, Ennetières-en-weppes, il s‘étend sur une superficie de Deûle. Au nord et à l‘est du bassin versant , le relief est bien marqué, on se situe à la limite avec 14.6 km×. L‘ouest du bassin versant se situe dans le secteur vallonné des W eppes, l‘est dans la les buttes du Ferrain. Les écoulements qui s‘effectuent vers la Deûle se présentent sous une forme vallée de la Deûle. Le bassin versant présente un relief modéré qui descend en pente douce vers la ramifiée. vallée de la Deûle, les écoulements s‘effectuent de manière diffuse.

Page 44 sur 104 Bassin versant 13 : Bassin versant 19 :

Le bassin versant 13 se situe principalement en zone urbaine sur les communes de la Madeleine, Le bassin versant 19 se situe en zone rurale sur les communes de Ennevelin, Avelin, Fretin, Mons-en-Baroeul, Lille, Villeneuve d‘Ascq, W asquehal, Marcq-en-Baroeul et Marquette-Lez- Perronne-en-Mélantois, Sainghin-en-Mélantois et Lesquin, il s‘étend sur une superficie de 23.82 Lille, il s‘étend sur une superficie de 20.73 km×. Le bassin versant se situe dans le Mélantois. Le km×. Il se situe dans le Mélantois, le relief est modéré, il descend en pente douce vers la Marque. relief est modéré, il descend en pente douce vers le canal de Roubaix. Les écoulements Les écoulements s‘organisent en deux axes majeurs. s‘effectuent de manière diffuse, ils sont pour la quasi-intégralité repris dans le réseau d‘assainissement LMCU. Bassin versant 20 :

Bassin versant 14 : Le bassin versant 20 se situe dans une zone rurale sur les communes de , Seclin, Houplin-Ancoisne, , , et Camphin-en-Carembault, il s‘étend sur une Le bassin versant 14 se situe en zone urbaine sur les communes de la Madeleine, Mons-en- superficie de 42.65 km×. Il est inscrit dans le secteur du Mélantois, le relief est plutôt marqué, Baroeul, Lille, , Ronchin, Faches-Thumesnil, Loos et Haubourdin, il s‘étend sur une notamment sur toute la partie située à l‘est du bassin versant. Les écoulements qui s‘effectuent superficie de 42.94 km×. Le bassin versant est inscrit dans le Mélantois. Le relief est modéré, les vers la Deûle sont de type concentré. écoulements s‘effectuent de manière totalement artificielle par l‘intermédiaire du réseau d‘assainissement LMCU. Bassin versant 21 :

Bassin versant 15 : Le bassin versant 21 se situe dans une zone rurale sur les communes de Quesnoy-sur-Deûle et Deûlémont, il est relativement petit avec une superficie de 2.02 km×. Il se situe dans la vallée de la Le bassin versant 15 se situe en zone principalement urbaine sur les communes de Villeneuve Deûle, le relief est peu marqué. Les écoulements ne sont pas concentrés, ils s‘effectuent en d‘Ascq, et , il s‘étend sur une superficie de 22.20 km×. Il est inscrit dans le direction de la Deûle. Mélantois, le relief est assez modéré. Les écoulements s‘effectuent vers la Marque selon trois axes principaux indépendants les uns des autres. Bassin versant 22 :

Bassin versant 16 : Le bassin versant 22 se situe dans une zone urbaine sur les communes de Saint-André-lez-lille, Marquette-lez-Lille et Lambersart, il est assez petit avec une superficie de 4.04 km×. Le bassin Le bassin versant 16 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Lesquin et versant est inscrit dans la vallée de la Deûle, le relief est peu marqué. Les axes d‘écoulements sont Sainghin-en-Mélantois, il s‘étend sur une superficie de 13.75 km×. Le bassin versant est inscrit sur peu marqués, les écoulements s‘effectuent de manière diffuse dans le réseau d‘assainissement le secteur du Mélantois, le relief est assez marqué. Les écoulements sont concentrés, ils LMCU. s‘effectuent vers la Marque. Bassin versant 23 : Bassin versant 17 : Le bassin versant 23 se situe dans une zone rurale du Pévèle sur les communes de Bersée, Mons- Le bassin versant 17 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Fournes-en- en-Pévèle, Moncheaux et , il s‘étend sur une superficie de 21.90 km×. Le relief est bien W eppes, Beaucamps-Ligny, Erquinghem-le-sec, Hallennes-lez-Haubourdin, Englos et marqué. Les écoulements s‘effectuent de manière concentrée avec des axes d‘écoulement ramifiés , il s‘étend sur une superficie de 14.38 km×. L‘ouest du bassin versant se situe dans le bien dessinés en direction de la Scarpe Intérieure. secteur des weppes, l‘est dans la vallée de la Deûle. Le bassin versant est bien marqué, le secteur est vallonné. Les écoulements qui s‘effectuent vers la Deûle sont de type concentré. Bassin versant 24 :

Bassin versant 18 : Le bassin versant 24 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Bauvin, , Annoeullin, , Allenes-les-Marais, Herrin et Gondecourt, il s‘étend sur une superficie de Le bassin versant 18 se situe en zone semi-urbaine sur les communes de Loos, Emmerin, 33.58 km×. Il se situe sur le plateau du Mélantois dans un secteur relativement plat. Les W attignies, Faches-Thumesnil, , , Noyelles-lez-Seclin et Houplin- écoulements s‘organisent perpendiculairement à la Deûle par une multitude d‘axes d‘écoulement Ancoisne, il s‘étend sur une superficie de 31.28 km×. Il est inscrit dans le secteur du Mélantois, le indépendants les uns des autres. relief est plutôt marqué, notamment sur toute la partie située à l‘est du bassin versant. Les écoulements qui s‘effectuent vers la Deûle sont de type concentré.

Page 45 sur 104 Bassin versant 25 : Escobecques, Beaucamps-Ligny, Fournes-en-W eppes, , , et , il s‘étend sur une superficie de 71.16 km×. On se situe sur la plaine de la Lys, les écoulements sont Le bassin versant 25 se situe en zone semi-urbaine sur la commune d‘Armentières, il est peu marqués, le réseau hydrographique se présente sous la forme d‘un maillage de petits de cours relativement petit avec une superficie de 1.6 km×. Les écoulements s‘effectuent vers la Lys d‘une d‘eau de faibles importances qui se rejettent dans la Lys. manière principalement diffuse. Le relief est peu marqué, on se situe sur la plaine de la Lys. A la limite avec la plaine des W eppes, le secteur situé au sud-est du bassin versant présente un relief plus marqué, une forte rupture de pente existe entre ce secteur vallonné et la plaine située en Bassin versant 26 : contre-bas. Le bassin versant 26 se situe en zone rurale sur les communes de Avelin, Ennevelin et Pont-à- Marcq, il s‘étend sur une superficie de 10.08 km×. Il est inscrit sur le plateau du Mélantois, le relief Bassin versant 32 : y est assez marqué. Les écoulements s‘effectuent de manière concentrée avec un axe d‘écoulement bien dessiné. Le bassin versant 32 se situe en zone principalement rurale sur les communes de et W avrin, il s‘étend sur une superficie de 11.22 km×. L‘ouest du bassin versant se situe dans le secteur des W eppes, l‘est dans la vallée de la Deûle. Le bassin versant présente un relief modéré qui descend Bassin versant 27 : en pente douce vers la vallée de la Deûle, les écoulements sont de type concentré. Le bassin versant 27 se situe en zone rurale sur les communes de W annehain, Bachy, Boughelles, , Louvil et Bouvines, il s‘étend sur une superficie de 16.30 km×. Il se situe dans le secteur Bassin versant 33 : vallonné du Pévèle. Les écoulements s‘effectuent de manière concentrée vers la Marque. Le bassin versant 33 se situe en zone principalement rurale sur les communes de W avrin et Sainghin-en-W eppes, il s‘étend sur une superficie de 6.70 km×. L‘ouest du bassin versant se situe Bassin versant 28 : dans le secteur des W eppes, l‘est dans la vallée de la Deûle. Le bassin versant présente un relief modéré qui descend en pente douce vers la vallée de la Deûle, les écoulements s‘effectuent Le bassin versant 28 se situe en zone rurale sur les communes de Templeuve, Ennevelin, Pont-à- principalement de manière diffuse. Marcq et Mérignies, il s‘étend sur une superficie de 14.22 km×. Le bassin versant est inscrit dans la vallée de la Marque, à la limite sur la partie à l‘est avec les collines du Pévèle. Le relief descend en pente douce d‘est en ouest. Les écoulements s‘effectuent vers la Marque selon trois axes Bassin versant 34 : principaux indépendants les uns des autres. Le bassin versant 34 se situe en zone rurale sur les communes de , Bouvines, Cysoing, Chéreng, il s‘étend sur une superficie de 7.76 km×. Il est inscrit dans le pays de Pévèle, le relief est Bassin versant 29 : modéré, il descend en pente douce d‘est en ouest vers la vallée de la Marque. Les écoulements s‘effectuent vers la Marque selon deux axes principaux. Le bassin versant 29 se situe en zone rurale sur les communes de Thumeries Mons-en-Pévèle, la Neuville, Attiches, , Mérignies, Avelin et Pont-à-Marcq, il s‘étend sur une superficie de 31.43 km×. Le bassin versant est inscrit dans le pays de Pévèle, le relief est assez important, Bassin versant 35 : notamment au sud est du bassin versant sur la commune de Mons-en-Pévèle. Les écoulements sont concentrés, ils forment une ramification organisée autour de la Marque qui prend sa source Le bassin versant 35 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Hem, Sailly-lez- sur ce bassin versant. Lannoy, W illems, Forest-sur-Marque, Chéreng et , il s‘étend sur une superficie de 24.67 km×. Il est inscrit au sud dans le pays de Pévèle et au nord dans le Mélantois, le relief est assez marqué. Les écoulements s‘effectuent vers la vallée de la Marque, au nord sur la commune de Bassin versant 30 : Hem et au sud sur celle de Chéreng, les écoulements ont un caractère diffus. Sur le reste du bassin versant, ils sont concentrés. Le bassin versant 30 se situe en zone rurale sur les communes de Louvil, Cysoing, Bourghelles, , Genech, Templeuve, Cappelle-en-Pévéle et Bersée, il s‘étend sur une superficie de 36.35 km×. Le bassin versant est inscrit dans le pays de Pévèle, le relief est assez marqué. Les Bassin versant 36 : écoulements sont concentrés, ils forment une ramification bien dessinée qui se rejette dans la Marque. Le bassin versant 36 se situe en zone rurale sur les communes de Camphin-en-Pévèle, Baisieux et Gruson, il s‘étend sur une superficie de 11 km×. Il est inscrit sur le secteur vallonné du Pévèle, le relief est assez marqué. Les écoulements qui sont de type concentré s‘effectuent vers la Belgique. Bassin versant 31 :

Le bassin versant 31 se situe en zone rurale sur les communes de Erquinghem-Lys, La chapelle d‘Armentières, Bois-Grenier, Radinghem-en-W eppes, Ennetières-en-W eppes, Englos,

Page 46 sur 104 Bassin versant 37 : Bassin versant 43 :

Le bassin versant 37 se situe en zone rurale sur les communes de , Sailly-lez-Lannoy et Le bassin versant 43 se situe dans les W eppes en zone semi-urbaine sur les communes de la Hem, il est relativement concis avec une superficie de 3.17 km×. Il est inscrit dans le secteur du Bassée et de Salomé, il s‘étend sur une superficie de 3.44 km×. L‘urbanisation est concentrée sur la Mélantois, le relief est assez marqué. Les écoulements qui sont de type concentré s‘effectuent vers commune de la Bassée à l‘ouest du bassin versant. Le bassin versant présente un relief modéré qui la Belgique. descend en pente douce vers le canal d‘Aire, les écoulements s‘effectuent principalement d‘une manière diffuse.

Bassin versant 38 : Bassin versant 44 : Le bassin versant 38 se situe en zone semi-urbaine sur les communes de Leers, Lys-lez-Lannoy, Toufflers et Hem, il s‘étend sur une superficie de 9.68 km×. Il est inscrit dans le secteur du Le bassin versant 44 se situe en zone rurale sur les communes de Sainghin-en-W eppes, Don, Mélantois, le relief est modéré. Les écoulements sont concentrés, ils s‘effectuent d‘ouest en est en W avrin et Bauvin, il s‘étend sur une superficie de 5.37 km×. Il est inscrit dans la vallée de la direction de la Belgique. Deûle, secteur marécageux sans relief apparent. Les écoulements s‘effectuent d‘une manière diffuse. Bassin versant 39 : Bassin versant 45 : Le bassin versant 39 se situe en zone urbaine sur les communes de Roubaix, Croix, Leers, Lys- lez-Lannoy et Hem, il s‘étend sur une superficie de 17.20 km×. Il est inscrit sur le secteur du Le bassin versant 45 se situe dans les W eppes en zone rurale sur les communes de Salomé, Hantay Mélantois, le relief est modéré. Sur la commune de Roubaix au centre et à l‘ouest du bassin et Marquillies, il s‘étend sur une superficie de 4.21 km×. Le bassin versant présente un relief versant, les écoulements s s‘effectuent de manière totalement artificielle par l‘intermédiaire du modéré qui descend en pente douce vers le canal d‘Aire, les écoulements s‘effectuent réseau d‘assainissement LMCU. A l‘est sur les communes de Lys-Lez-Lannoy et de Leers, les principalement d‘une manière concentrée avec comme exutoire le canal d‘Aire. écoulements qui s‘effectuent en direction du canal de Roubaix sont diffus.

Bassin versant 46 : Bassin versant 40 : Le bassin versant 46 se situe dans les W eppes en zone rurale sur les communes de la Bassée et Le bassin versant 40 se situe en zone urbaine sur les communes de Mouvaux et W asquehal, il Illies, il s‘étend sur une superficie de 2.93 km×. Le bassin versant présente un relief modéré, les s‘étend sur une superficie de 1 km×. Il est inscrit dans le secteur du Ferrain, le relief est modéré. écoulements qui sont de type concentré se dirigent vers le réseau hydrographique maillé présent Les écoulements s‘effectuent d‘une manière totalement artificielle par l‘intermédiaire du réseau dans la plaine de la Lys. d‘assainissement LMCU.

Bassin versant 47 : Bassin versant 41 : Le bassin versant 47 se situe dans les W eppes en zone rurale sur les communes de Illies, Herlies et Le bassin versant 41 se situe en zone urbaine sur les communes de Mouvaux, Tourcoing, Aubers, il s‘étend sur une superficie de 8.33 km×. Le bassin versant présente un relief bien marqué, W attrelos et Roubaix, il s‘étend sur une superficie de 27.05 km×. Il est inscrit sur les buttes du les écoulements sont de type concentré. Ils se dirigent vers le réseau hydrographique maillé Ferrain, le relief est bien marqué. Sur la commune de Tourcoing au centre et à l‘ouest du bassin présent dans la plaine de la Lys. versant, les écoulements s s‘effectuent de manière totalement artificielle par l‘intermédiaire du réseau d‘assainissement LMCU. A l‘est, les écoulements sont de type concentré en direction du canal de Roubaix. Bassin versant 48 : Le bassin versant 48 se situe en zone principalement rurale sur les communes de Hantay, Bassin versant 42 : Marquillies, Illies, Salomé, W icres, Sainghin-en-W eppes, Herlies et Fournes-en-W eppes, il s‘étend sur une superficie de 21.42 km×. Le nord-ouest du bassin versant se situe dans le secteur Le bassin versant 42 se situe en zone rurale sur les communes de , Bachy, Cobrieux et des W eppes, le sud-est dans la vallée de la Deûle. Le bassin versant présente un relief modéré qui Genech, il s‘étend sur une superficie de 28.19 km×. Il est inscrit dans le pays de Pévèle, le relief est descend en pente douce vers la vallée de la Deûle, les écoulements sont de type concentré. assez marqué. Les écoulements sont concentrés, ils forment une ramification qui s‘écoule en direction de la Scarpe Intérieure.

Page 47 sur 104 Bassin versant 49 : néfastes en entraînant des inondations en amont de l‘ouvrage de rétablissement hydraulique, Le bassin versant 49 se situe dans une zone rurale du Pévèle sur les communes de Camphin-en- bénéfiques en retardant l‘arrivée des eaux pluviales recueillies sur la partie amont du bassin Carembault, Phalempin, W ahagnies, Ostricourt, Thumeries et Moncheaux, il s‘étend sur une versant naturel et en désengorgeant de ce fait la partie aval plus propice aux inondations. superficie de 24.6 km×. Le relief est bien marqué. Les écoulements s‘effectuent de manière concentrée en direction de la Deûle. Lors de l‘analyse, plusieurs types d‘infrastructures ont été pris en compte comme pouvant être un obstacle potentiel aux écoulements des bassins versants. Bassin versant 50 : • Les infrastructures autoroutières Le bassin versant 50 se situe dans une zone rurale du Pévèle sur la commune de Moncheaux, il • Les routes nationales s‘étend sur une superficie de 1.32 km×. Le relief est bien marqué. Les écoulements s‘effectuent de • manière concentrée en direction de la Scarpe Intérieure. Les routes départementales, • Le réseau ferré. Ce découpage permet une première analyse simple des zones sensibles au ruissellement. Un secteur se situant sur une crête de bassin versant ou à son immédiate proximité n‘est ainsi pas lié à des phénomènes de ruissellement. Par contre, un secteur se situant sur un talweg ou axe d‘écoulement ou à son immédiate proximité peut être lié à des phénomènes de ruissellement. Sa sensibilité au ruissellement sera d‘autant plus forte si le secteur considéré est situé à l‘aval du bassin versant. Mais le découpage en bassin versant est insuffisant pour une approche globale du ruissellement d‘autres paramètres des bassins versants doivent être pris en compte comme la topographie, l‘hydrologie, l‘hydrogéologie et les conditions de ruissellement et d‘écoulement liées au sol. B.3. Les écoulements et les infrastructures Les écoulements d‘un bassin versant peuvent être perturbés par les infrastructures. Trois cas de figures sont ainsi généralement rencontrés : L‘infrastructure franchit un ou plusieurs talwegs du bassin versant. Si aucun ouvrage hydraulique de rétablissement d‘écoulement naturel n‘est présent, l‘infrastructure fait barrage aux écoulements naturels et induit une accumulation d‘eau dans le talweg en amont de l‘infrastructure. Dans le cas où un ouvrage hydraulique de rétablissement d‘écoulement naturel est réalisé, l‘infrastructure peut faire barrage aux écoulements naturels pour des événements pluviométriques exceptionnels et induit donc un risque d‘accumulation d‘eau dans le talweg en amont de l‘infrastructure. L‘infrastructure est orienté dans le sens de la pente du bassin versant. Elle ne fait pas obstacle à l‘écoulement mais augmente le ruissellement. L‘infrastructure traverse un flanc du bassin versant, les écoulements naturels sont perturbés par l‘infrastructure qui fait barrage. Cependant, contrairement au premier cas de figure, ici le caractère diffus des écoulements (absence de talweg) rendent le risque d‘accumulation plus limité. Bien que d‘une manière générale la transparence des infrastructures soit assurée par la mise en place d‘un ouvrage hydraulique de rétablissement d‘écoulement des eaux, une perturbation des écoulements superficiels existe néanmoins localement à proximité de ces ouvrages (concentration de l‘intégralité des écoulements au niveau de l‘ouvrage hydraulique). Vis-à-vis des inondations par ruissellement d‘un bassin versant, ces perturbations peuvent être soit :

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B.4. Détermination des pertes initiales et continues Les pertes dans le sol sont conditionnées par la perméabilité et les possibilités d‘infiltration de Facteurs déterminant les pertes pour chacune des différentes occupation des sols l‘eau dans le sol : elles dépendent donc de l‘organisation du sol et des vides macroscopiques • STH (Surface Toujours en Herbe) permettant l‘infiltration, évitant ainsi que l‘eau ne reste en surface et ne se mette ainsi à ruisseler. Pour ces zones les pertes sont importantes en toutes saisons en raison d‘une structure stable et L‘organisation des vides et donc l‘écoulement vertical dans le sol dépend d‘un ensemble de d‘une bonne porosité favorisée par plusieurs facteurs : facteurs complexes pouvant inter-réagir entre eux. o Taux de matière organique élevé ; B.4.A Les quatre types de facteurs o Chevelu racinaire abondant ; o Excellente bioturbation ; a) les caractéristiques du sol o Absence de semelle de labour. Les caractéristiques sont principalement: • céréales d‘hiver • la granulométrie du sol Les céréales d'hiver permettent une bonne protection superficielle du sol, sauf en période hivernale • le pH si les semis sont trop tardifs. En période de printemps et d‘été, si les précipitations restent • la réserve en eau modérées, des fentes de retrait favorisant l‘infiltration peuvent apparaître dans le sol. • la réserve en matière organique du sol • céréales de printemps (analogies avec les céréales d‘hiver) • cultures de printemps (betteraves, pois protéagineux, pomme de terre, légumes, autres b) le type d‘occupation du sol cultures, maïs fourrager) : L'urbanisation, prairie, forêt, friches ou cultures qui sont implantées à des périodes distinctes de l‘année et pour lesquelles les travaux du sol sont différents. La faible protection du sol dans la période initiale de la culture favorise le colmatage du sol. L‘affinement des terres est souvent assez poussé en vue de permettre un bon contact avec les c) les pratiques ou itinéraires techniques des agriculteurs : graines, ou pour les pommes de terre en vue d‘éviter la présence de mottes gênant la croissance des tubercules. La présence de terre fine entraîne sous l‘effet de la pluie un colmatage relatif du Pour chaque type de culture correspondent des travaux du sol (labour, hersage) différents sol limitant les pertes continues. déterminant des vides et un affinement du sol plus ou moins grand. La présence plus élevée de particules fines indépendantes détermine un colmatage des fentes du sol. B.4.C Coefficients de pertes proposés Un nombre de passages plus important peut déterminer un tassement du sol. Les coefficients de pertes proposés pour les différentes occupations du sol sont repris dans le tableau ci-dessous: d) le climat et les saisons Pertes initiales en Pertes continues en L‘importance de la pluviométrie (excès ou déficit) par rapport à la moyenne inter-annuelle dans Occupation du sol les trois mois qui précédent l‘événement ou la saison (consommation plus ou moins importante de mm mm/h l‘eau par les plantes) déterminent, par exemple, les possibilités de dessiccation du sol et Forêts 8,8 29,05 l‘apparition de fentes augmentant ainsi la perméabilité du sol. Les pluies intenses peuvent aussi déterminer l‘état de surface du sol et son imperméabilisation superficielle, par effet de battance, Zones Surfaces imperméabilisées 3,3 1 etc… urbaines Pelouses et jardins 8,8 29,05

B.4.B Modalités pour la définition des pertes 0 en période humide et d'inondations Pour définir les pertes nous devons donc tenir compte de ces différents facteurs. Cela signifie que Terrains des vallées alluviales (zone 1) pour chacun des événements climatiques, il est nécessaire de définir pour chaque zone le sol, son Idem que la zone 3 en période non humide occupation, éventuellement les itinéraires techniques agricoles et la situation climatique durant la Surfaces > 33 sans excès de travail du sol période précédente. Agricoles Terrains avec craie sub-affleurante avec/ou Utiles granules de craie dans les limons Le volume des pertes est obtenu par analogie à d‘autres situations de sol comparable sur lesquelles Idem que la zone 3 en cas de travail excessif (SAU) (zone 2) ont été quantifiés les volumes infiltrés sous pluies simulées. du sol

Les pertes initiales correspondent au volume infiltré avant ruissellement. Terrains limoneux, limons sableux, Le détail des différents coefficients de perte Les pertes continues correspondent au débit résiduel s‘infiltrant après le déclenchement du limono-argileux pour la zone 3 est présenté en annexe 4 du (zone 3) cahier d'annexes. ruissellement.

Page 49 sur 104 Pour les coefficients de pertes proposés pour la SAU en zone 3 (Terrains limoneux, limons L‘analyse successive de ces pluies montre que les coefficients de ruissellement les plus sableux, limono-argileux),la pluviométrie (excès ou déficit) par rapport à la moyenne inter- défavorables vis-à-vis du ruissellement sont obtenus avec la pluie centennale de juillet 1999 : annuelle dans les trois mois qui précédent l‘événement climatique et les caractéristiques Les coefficients de ruissellement des zones urbaines calculés suivant la méthode du réservoir pluviométriques de ce dernier sont prépondérantes à l‘évaluation des coefficients de pertes. Aussi, linéaire sont: nous avons évalué les coefficients de pertes pour plusieurs événements pluviométriques Juillet 2005 J uillet 2005 caractéristiques afin d‘analyser les différences de pertes en fonction des saisons. Pluie Juillet 1999 Lesquin (Seclin) (Houplines) D‘autre part, nous avons distingué des valeurs différentes de pertes pour les sols fins et les sols grossiers. En effet pendant les périodes de travaux et d‘affinement des sols (semis), l‘agriculteur Urbain dense 0,77 0,74 0,74 0,73 affine plus ou moins son sol et contribue donc à une variation des pertes. Cependant, au bout d‘un Urbain moyen 0,54 0,49 0,50 0,52 certain temps la structure du sol évolue à nouveau et cette distinction entre sols fins et sols grossiers ne doit plus être faite. C‘est pourquoi, en fonction de l‘événement choisi il n'existe pas Urbain faible 0,32 0,20 0,23 0,26 de différences de pertes entre sols fins et sols grossiers. Pour cette pluie, les coefficients de ruissellement suivant chaque type de sol sont : Sol C B.4.D Méthodologie d‘évaluation des coefficients de ruissellem ent r Urbain dense 0,77 Le coefficient de ruissellement Cr d‘une surface est égal à la fraction de pluie qui participe au ruissellement. VR étant le volume ruisselé et VP le volume d‘eau issu de la pluie brute, on l'obtient Urbain moyen 0,54 en divisant V par V : R P Urbain faible 0,32 V Cr = R Forêt, Surfaces enherbées 0,13 V P Cultures céréalières 0,06 Le coefficient de ruissellement dépend de la nature et de l‘état du sol ainsi que de la pluie considérée. Autres cultures en sol fin 0,7 Les caractéristiques des sols rencontrés sur l‘arrondissement de Lille disponibles dans le cadre de Autres cultures en sol grossier 0,03 cette étude sont les pertes initiales et les pertes continues en zones urbaines et rurales définies dans la partie précédentes Les coefficients de ruissellement entre les cultures en sol fin et en sol grossier (betteraves, pommes de terre, maïs, etc.) varient d‘un rapport de 1 à 20 environ. Cette disparité montre Les coefficients de ruissellement de chaque type de sol sont alors évalués suivant un modèle l‘importance des bonnes pratiques agricoles en la matière, un sol fin agricole pouvant générer classique de réservoir linéaire, en considérant des pertes par infiltration proportionnelles au autant de ruissellement qu‘une zone urbaine. remplissage du réservoir. Lorsque le réservoir modélisant le sol déborde, les volumes excédentaires constituent la fraction de la pluie brute VR qui ruisselle pour un type de sol donné. Dans l'impossibilité de connaître précisément le pourcentage de cultures en sol fin et le pourcentage de cultures en sol grossier, une hypothèse médiane a été adoptée. Les surfaces des Les pluies considérées pour la détermination des coefficients de ruissellement par la méthode du autres cultures en sol fin et en sol grossier sont supposées égales dans les différentes classes de réservoir linéaire sont : surface agricole utile déterminées par la D.R.A.F. • La pluie centennale du 7 juillet 1999, • Cas « sols Hypothèse La pluie centennale du 4 juillet 2005 (pluviomètres de Seclin et de Houplines), Type de SAU Cas « sols fins » grossiers » médiane • La pluie centennale obtenue à partir des coefficients de Montana de la station Météo France de Lille Lesquin (pluie double triangle non centrée de durée 4h). Zone 1 0,32 0,05 0,18 Les principales caractéristiques des pluies utilisées pour la détermination des coefficients de Zone 2 0,37 0,05 0,21 ruissellement sont: Zone 3 0,42 0,05 0,23 Zone 4 0,32 0,06 0,19 Juillet 1999 Juillet 2005 Juillet 2005 Pluie Lesquin (Lille) (Seclin) (Houplines) Zone 5 0,39 0,06 0,22 Zone 6 0,37 0,06 0,21 Hauteur d‘eau 55,6 mm 48,1 mm 96,9 mm 94,3 mm Zone 7 0,30 0,07 0,19 Durée 3 h 54 4 h 00 11 h 26 12 h 23 Zone 8 0,27 0,08 0,18

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Les coefficients de ruissellement globaux des sous-bassins versants sont alors calculés en pondérant les coefficients de ruissellement élémentaires par type de sol par leurs surfaces respectives dans le sous-bassin versant considéré. Pour la période hivernale, les coefficients de ruissellement ont été calculés suivant la même méthode mais en considérant la pluie d‘hiver de décembre 2000 et les pertes initiales et continues à cette date.

B.4.E Synthèse des conditions de ruissellem ent et d‘écoulem ent Les cartes suivantes montrent les coefficients de ruissellement des sous- bassins versants pour la période estivale et hivernale. Il ressort de ces cartes qu'en période estivale les zones urbaines très denses comme Lille, Roubaix et Tourcoing sont les plus génératrices de ruissellement. En période hivernale, les coefficients sur les zones rurales augmentent nettement et demeurent également élevées pour les zones urbaines.

Le détail des différents coefficients de ruissellement calculés par sous-bassin versant est disponible en annexe 5 du cahier d'annexes.

Page 51 sur 104 Page 52 sur 104 ≈ ’2 B.5. L‘hydrologie ∆ ÷ ∆ ÷ L‘objectif de cette partie est de réaliser une évaluation des apports d‘eau produits par les bassins versants. = L I P ∆ ÷ Il s‘agit de déterminer un débit prévisible à l‘exutoire du bassin versant. Cette évaluation permet de L ∆ L i ÷ comparer les bassins versants en fonction de leur capacité de production. ∆ ƒ i ÷ « i Di ◊ B.5.A Plus long trajet hydraulique Selon l‘endroit du bassin versant où tombe une goutte d‘eau, elle doit suivre un itinéraire différent pour Cette pondération permet de mieux caractériser la réalité du terrain naturel, notamment en cas de fortes atteindre l‘exutoire. Parmi tous les itinéraires possibles, celui qui est le plus long à parcourir constitue le variations de pente du trajet hydraulique : la pente hydraulique pondérée peut alors être nettement plus long trajet hydraulique. inférieure à la pente hydraulique moyenne. Cette donnée est importante car elle permet de déterminer une évaluation du temps de concentration du A la lecture de la carte des pentes hydrauliques pondérées des sous-bassins versants, on peut remarquer bassin versant qui permet d‘aboutir aux estimations de débit. Le temps de concentration correspond au que les pentes sont majoritairement inférieures à 0,5%. Seuls 6 sous-bassins versants ont des pentes temps mis par l‘eau pour parcourir la distance entre le point le plus éloigné de l‘exutoire et ce dernier. supérieures à 1,5 %. On peut donc considérer que les axes d‘écoulement de l‘arrondissement de Lille génèrent un régime d‘écoulement de type fluvial dont l‘énergie cinétique est faible provoquant des a) Plus long trajet hydraulique élémentaire hauteurs d‘eau parfois importantes et des vitesses faibles évitant les phénomènes de ressaut qui est Le plus long trajet hydraulique élémentaire correspond au parcours de l‘eau maximal sur le sous-bassin générateur d‘affouillements donc d‘érosion. versant. Pour chaque sous-bassin versant élémentaire, le plus long trajet hydraulique élémentaire a été calculé de la crête du sous-bassin versant à son exutoire pour les bassins de tête. Pour les sous-bassins c) Pente surfacique moyenne versants en aval, la distance est celle parcourue par l‘eau de l‘amont à l‘aval. La pente surfacique moyenne correspond à la moyenne des pentes sur la totalité du sous-bassin versant.

La pente surfacique moyenne (Is) a été calculée à partir de la BD Topo Pays et du logiciel Vertical Mapper b) Plus long trajet hydraulique associé pour chaque sous-bassin versant élémentaire. Les sous-bassins versants élémentaires sont découpés en N Pour les sous-bassins versants élémentaires qui ne sont pas en tête, cette distance est égale à leur plus long cellules de 25 m de côté auxquelles a été affectée une pente surfacique élémentaire Isi : trajet hydraulique élémentaire auquel on ajoute les trajets hydrauliques des bassins en amont. Ce calcul fournit à l‘exutoire du bassin la distance réelle parcourue par les eaux de ruissellement depuis la crête

(distance qui peut alors atteindre plus de 10 km avant l‘exutoire). ƒ I si = i I s B.5.B Pente hydraulique N En termes mathématiques, la pente d‘une droite est égale à la tangente de l‘angle qu”elle fait avec une horizontale. Cette pente surfacique moyenne permet d‘apprécier les pentes des versants des sous-bassins versants et En hydraulique, la pente est un facteur important des écoulements à surface libre puisqu‘elle permet de donc de comparer les potentialités de production du ruissellement des sous-bassins versants. mesurer la quantité d‘énergie potentielle récupérable lorsqu‘une particule liquide parcourt une distance La carte des pentes moyennes surfaciques des sous-bassins versants montre que les pentes moyennes donnée. Elle conditionne en particulier la vitesse instantanée de l‘eau et la stabilité des sols, donc le surfaciques sont inférieures à 3%. Deux secteurs situés au sud et nord de l‘arrondissement de Lille se ruissellement, les risques d‘érosion et la capacité de transport solide. La pente hydraulique est un distinguent par une pente surfacique supérieure à 1,5 % par rapport au reste de la zone d‘étude. Ses 2 paramètre important pour évaluer la vitesse de l‘eau et donc le temps de concentration du bassin versant. secteurs paraissent donc plus sensibles au ruissellement vis à vis du critère pente des versants. a) Pente hydraulique moyenne

La pente hydraulique moyenne (IM) est la pente du plus long trajet hydraulique élémentaire de chaque sous-bassin versant. Elle est égale à la dénivelée (D) entre la crête et l‘exutoire divisée par la longueur du plus long trajet hydraulique élémentaire (L) : D I = M L

b) Pente hydraulique pondérée

La pente hydraulique pondérée (Ip) est plus représentative de la réalité des écoulements du plus long trajet hydraulique élémentaire que la pente hydraulique moyenne. En effet, le cheminement hydraulique est fractionné en segments auxquels sont associés une dénivelée élémentaire (Di). Pour chaque sous-bassin versant, les pentes de ces segments sont pondérées suivant leur longueur (Li).

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Page 54 sur 104 Page 55 sur 104 B.5.C Estim ation des débits ruisselés L‘objectif de cette partie est d‘évaluer les apports d‘eau produits par les bassins versants. Il s‘agit de déterminer un débit prévisible à l‘exutoire du bassin versant. Cette évaluation permet de comparer les bassins versants en fonction de leur capacité de production. La méthode employée pour estimer les débits ruisselés est la « Méthode rationnelle ». Cette dernière est une méthode empirique qui permet le calcul du débit maximum à l‘exutoire de chaque sous-bassin versant soumis à une précipitation donnée. Elle est basée sur le concept du temps de concentration. Les hypothèses de linéarité et les difficultés d‘évaluation des variables limitent son domaine d‘emploi. En outre, la non prise en compte de l‘amortissement dans le transfert des écoulements ne permet pas de donner des résultats proches de la réalité des phénomènes. La plus grande prudence est donc de rigueur sur les résultats de débits obtenus. Cependant compte tenu du niveau d‘étude abordé, cette méthode permet de donner une première évaluation des apports d‘eau produits par les sous-bassins versants et d‘en tirer les premiers enseignements sur la capacité de production de chaque sous-bassin versant. Les cartes suivantes présentent sur chaque sous-bassin versant: • Les vitesses hydrauliques qui correspondent à la vitesse de l‘écoulement de l‘eau sur le bassin versant (carte B5C1)

• Les temps de concentration tc pour T = 100 ans qui correspond au temps mis par l‘eau pour parcourir la distance entre le point le plus éloigné de l‘exutoire et ce dernier. (carte B5C2) • Les débits de pointe centennaux (hiver et été) qui correspondent aux débits de pointe pour une période de retour donnée T=100 ans calculés sur la base des coefficients de ruissellement déterminées au paragraphe B.4. (cartes B5C3 et 4) • Les débits spécifiques centennaux (hiver et été) qui correspondent aux débits de pointe pour une période de retour donnée T=100 ans rapportés à la surface des bassins versants. (cartes B5C5 et 6) Le détail concernant les méthodes de calculs de ces différents éléments est disponible en annexe 6 du cahier d'annexes.

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