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Septembre 2014

Programme d’aménagement et de gestion globale de la partie aval du Coulon

ANNEXE 1 – VOLET HYDRAULIQUE

SIÈGE SOCIAL PARC DE L'ILE - 15/27 RUE DU PORT 92022 NANTERRE CEDEX Agence d’Aix en Provence : Aix Métropole Bât D, 30 av Malacrida 13100 Aix en Provence

SIRCC Programme d’aménagement et de gestion globale de la partie aval du Coulon – Rapport de Présentation

RESUME

Suite à la crue du 6 et 7 janvier 1994, le Parc Naturel Régional du Luberon et la commune de Cavaillon décidèrent de définir un Programme d’Aménagement du Coulon à Cavaillon (PACC) afin de lutter contre les inondations sur la commune. Ce programme vise à améliorer les écoulements du Coulon en crue et à maîtriser le suivi et l’évolution de l’environnement de la rivière. Deux tranches de travaux « d’urgence » sont réalisées entre 1996 et 2002, entre la voie TGV et la RD 973 et la RD 98 et la RD 938, respectivement sous maîtrise d’ouvrage du Parc naturel Régional du Luberon et de la commune de Cavaillon.

Le PACC a été ensuite réajusté en 2004 suite au retour d’expérience des premiers travaux (étude PACC, SIEE). Depuis 2006, la Maîtrise d’Ouvrage des opérations d’aménagement est confiée au Syndicat Intercommunal de Rivière du Calavon- Coulon (SIRCC). Trois tranches de travaux sont réalisées successivement, entre 2007 et 2012, entre le Méandre des Grands Grès et la RD 938.

Une Étude de Réajustement du Programme d’Aménagement et de gestion globale de la plaine aval du Coulon est lancée par le Syndicat, en 2010. Cette étude intègre un territoire plus vaste et poursuit plusieurs objectifs de protection des biens et des personnes contre les inondations mais aussi la prise en compte des enjeux écologiques.

Ce projet trouve sa principale justification dans l’amélioration importante de la protection des personnes et des biens des communes de Cavaillon et de Robion, vis à vis des crues du Coulon.

Le projet permet la mise hors d’eau plus de 95 % des bâtiments touchés initialement pour un débit de crue de 300 m 3/s.

Les aménagements hydrauliques intègrent les objectifs environnementaux à travers notamment :

V Le maintien de la forêt alluviale dans l’emprise des digues (solution d’évitement en priorité), V La compensation des zones naturelles soustraites lorsque la sécurité des ouvrages est en jeu. La robustesse du projet vis à vis des sollicitations hydrauliques constitue un point important. Cela se traduit par :

V La mise en place de digue en recul dès que possible,

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V L’augmentation du gabarit du cours par aménagement d’une risberme plutôt que par création ou rehausse de digues, dès que possible, V L’aménagement de tronçons résistants à la surverse permet la gestion des débordements tandis qu’une des berges (en rive droite) est rendue submersible par sécurité. Pour ce faire, dans les secteurs ou la capacité du lit est insuffisante, le Syndicat procède à un « recalibrage » du lit alternativement en rive gauche et droite, afin de maintenir au maximum la ripisylve en place.

Parallèlement au recalibrage, sur les secteurs le nécessitant, des linéaires de digues ponctuels en rive droite et quasi continus en rive gauche viendront protéger les riverains contre des crues d’occurrence 300 m 3/s (RD) et 485 m 3/s (RG).

Outre le fait que la digue rive droite soit submersible pour des débits linéiques modérés, des surverses de sécurité sont aménagés sur 3 sites principaux (Noyers, Vignes et Fayardes) susceptibles d’être alimentés autour d’un débit de crue de 300 m3/s au canal de Carpentras, plus un quatrième en amont de la RD24 qui se met en eau pour un débit autour de 485 m3/s au canal de Carpentras. L’ensemble de ces surverses aménagées assurent la robustesse du projet vis à vis des cas de surcharge et de dysfonctionnement.

Le projet d’aménagement du Coulon entre le canal de Carpentras et la ligne LGV représente un coût de travaux de 24 Mio€HT décomposé en 9 tranches. A ces travaux, 650k€HT sont nécessaires aux acquisitions foncières.

Digues

Les travaux de recalibrage permettront d’accroitre considérablement la capacité du lit mineur, mais il est quand même nécessaire de conserver ou de créer des digues en rive gauche pour protéger la rive pour un débit de 485 m 3/s. Cette digue continue permettra de protéger les secteurs habités (quartier des Canfier et des Ratacans notamment). De même, la rive droite sera reconstruite si son état l’exige, conservée ou rehaussée selon les besoins, afin de résister et contrôler la surverse pour le scénario 485 m3/s et ne pas surverser pour le scénario 300 m3/s.

Secteur amont (Robion)

Les déversements contrôlés en rive droite dans le secteur des Noyers, des Vignes et des Fayardes visent à maintenir et sécuriser les zones de débordement actuelles. Les secteurs inondés sont occupés par de l’habitat diffus et des terres agricoles.

Les débits déversés lors d’un événement majeur (débit de pointe au canal de Carpentras de 485 m3/s) sont équivalents en situation actuelle et en situation aménagée, par contre leur répartition plus localisée génère des surinondations locales et sans sur-dommages majeurs (car localisées sur des terrains agricoles).

Ainsi, pour les scénarios à 300 m 3/s et 485m 3/s l’exposition aux risques des riverains rive droite est soit améliorée, soit équivalente.

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Entre le secteur des Vignes et celui des Noyers, la capacité du lit doit être augmentée pour lui permettre le transit d’un débit de 400m 3/s. Le pont de la RD31 permet le transit de ce débit sans mise en charge.

En aval de ce pont (et jusqu’aux Fayardes), les digues actuelles seront renforcées.

En amont de ce pont (et jusqu’au Noyers), la digue rive droite sera maintenue en place, la digue rive gauche actuelle sera démantelée et une risberme sera mise en œuvre à sa place. Une digue en recul de faible hauteur (de l’ordre d’1.2m) libérera un couloir d’écoulement en lit majeur rive gauche, entre la zone urbanisée protégée et la berge.

Secteur aval (Coulon/Durance)

Le secteur aval comprend le linéaire entre la RD 973 et la voie LGV.

Ce linéaire a été recalibré en 1996, lors de travaux d’urgence menés par la commune de Cavaillon.

La moitié aval est soumise au risque d’inondation de la Durance, notamment par le scénario de rupture du remblai RFF en amont (Sc. IIc). L’État interdit de faire obstacle aux écoulements en lit majeur de la Durance par la mise en œuvre de digues transversales au lit de la Durance dans l’emprise de la zone inondable de la Durance.

Figure 1 : Extrait de la cartographie de l’aléa PPRi Durance selon le scénario dominant en rive droite (Cavaillon)

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La protection de Cavaillon en rive gauche sans surinondation de la rive droite reporte les surdébits entre la RD 973 et la voie LGV.

Il n’est pas réaliste techniquement de porter les surdébits à la Durance (au delà de la ligne LGV) sans surinonder ou/et sans faire obstacle aux écoulements de la Durance en lit majeur.

Dans ces conditions, les surdébits déversent entre la limite de la zone inondable de la Durance et la voie LGV et génèrent une surinondation sur ce secteur. Le scénario déterminant l’emprise de la zone surinondée dans ce secteur d’habitat diffus est le scénario 300m 3/s (débit de pointe du Coulon de 300m 3/s au Canal de Carpentras concomitant avec une crue trentennale de la Durance).

Une analyse de variantes d’aménagement des digues entre la RD973 et la limite de la zone inondable de la Durance a permis de proposer l’aménagement suivant :

L im i te d e D u z r o a n n e c e in o ( s n c d . a II b c l ) e d L e G V la

Figure 2 : Interventions constructives entre la RD973 et la ligne LGV en tranche 4 Cet aménagement conduit à gérer la surinondation comme suit :

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Figure 3 : Incidence du projet dans le secteur aval pour le scénario 300m3/s (dimensionnant) et sc. 485m3/s. L’incidence hydraulique sur la zone surinondée se traduit par

V des sur-hauteurs, V les vitesses restent équivalentes V les temps de submersion sont réduits de quelques heures (de l’ordre de 10h pour une crue de 36h). En effet, le projet supprime l’apport provenant des débordements traversant Cavaillon V la fréquence des débordements sur la zone est augmentée dans la gamme de débit de pointe du Coulon au canal de Carpentras de 150 – 300m 3/s (soit pour des périodes de retour comprises entre 10 et 30 ans). Au delà, l’incidence du projet sur les hauteurs est maximale. En deçà, les conditions sont inchangées. A noter que dans ce secteur de confluence, les niveaux dans la zone surinondée sont fortement dépendant des crues de la Durance lorsque son occurrence dépasse 30 ans. A partir de cette occurrence, la Durance contrôle fortement la capacité de l’ouvrage principal du Coulon.

En situation aménagée, les cotes atteintes dans la zone surinondée lors du scénario 300m 3/s

V restent inférieures aux cotes PPRi Durance en cas de sc. 300m 3/s. V restent inférieures aux cotes PPRi Durance sauf sur une maison (dépassement de 4cm) en cas de sc. 485m3/s. Les conséquences en termes de surdommages de cette augmentation de l’exposition au risque sur la zone surinondée sont : V Sur le bâti : 7 maisons d’habitat sont incluses dans l’emprise de la zone surinondée. Sur ces 6 maisons : ® 3 maisons non inondées en situation de référence le deviennent en situation aménagée (n°13, 20 et 21)

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® 4 maisons non inondées en situation de référence demeurent non inondées malgré les surhauteurs (n°14, 15, 18 et 19) V Sur les zones cultivées (principalement des vergers), le surdommage est négligeable. En effet, les surhauteurs appliquées à des temps de submersion relativement faibles ne génèrent pas de surdommages significatifs Nota : Selon les données issues de la thèse de Mme Pauline Bremond, décembre 2011, « Caractérisation et évaluation économique de la vulnérabilité des exploitations agricoles aux inondations » (nous exploitons en particulier les p348 à 352) les dommages dans les zones de verger apparaissent pour des durées de submersion supérieures à 10 jours en période printemps-été à supérieure en période végétative (dommage au matériel végétal). Dans la présente situation, les temps de submersion sont inférieurs à 10 jours et l’incidence du projet sur le temps de submersion est une réduction des temps de submersion de l’ordre de 10h, donc n’est pas à l’échelle des temps impactant. Les vitesses d’écoulement constituent le premier facteur de dommage (au matériel végétal et au sol). Dans la présente situation, les vitesses d’écoulement avant et après projet restent faibles. La hauteur d’eau constitue le second facteur de dommage (au sol). Les seuils de surdommage (dommages au sol) se situent lorsque la hauteur d’eau dépasse 1m. Dans la présente situation, les hauteurs d’eau sont inférieures à 0.5m en situation actuelles et restent inférieures à 1m en situation projet. L’incidence du projet sur les dommages au sol n’est donc pas significative. Dans la présente situation, les crues majeures surviennent en période végétative (automne-hiver), lorsque les dommages potentiels sont les moins importants. A partir des données consultées, les surdommages générés par des surcotes de 10cm à 60cm pendant des durées inférieures à 10jrs en période végétative sur des vergers ne sont pas significatifs et en dessous des seuils quantifiables.

Les 3 maisons incluses dans la zone surinondée et rendues inondables par le projet ont fait l’objet d’un diagnostic de la vulnérabilité (niveaux d’inondation inférieurs à 20 cm dans la maison d’habitation).

Les mesures de protection localisées seront entièrement financées par la collectivité (non éligibles au fond Barnier).

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Secteur des Véginières (Oppède)

Le secteur des Véginières comporte 3 sites potentiels :

V La gravière Sylvestre : Une partie de cette gravière a été rétrocédée au Parc du Luberon. L’analyse à long terme du potentiel de laminage montre que ce site (couverture complète de la gravière en activité) n’est pas pertinent pour le développement d’une zone d’expansion de crue. V L’embouchure de la Sénancole V Le bras mort

L’Imergue (Goult)

Embouchure de l’Imergue, affluent rive droite du Calavon.

Le hameau des Lumières est exposé aux inondations. L’analyse de la pertinence d’araser les levés en lit mineur sur la partie aval de l’Imergue, pour mieux mobiliser les espaces en lit majeur (entre les méandres), montre que cette opération serait plutôt contre-productive.

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TABLE DES MATIERES

Programme d’aménagement et de gestion globale de la partie aval du Coulon ...... 1

1 Introduction ...... 1 1.1 Objectifs ...... 1 1.2 Situation ...... 3 1.3 Historique et contexte du projet ...... 5 1.3.1 Historique des crues ...... 5 1.3.1.1 Synthèse des crues passées ...... 5 1.3.1.2 Déroulement de la crue de janvier 1994 ...... 9 1.3.1.3 Déroulement de la crue de janvier 2003 ...... 9 1.3.1.4 Déroulement de la crue de janvier 2008 ...... 10 1.3.2 Historique des travaux ...... 12 1.4 Présentation des intervenants ...... 14 1.4.1 Localisation administrative...... 14 1.4.2 Propriétaires des ouvrages ...... 14 1.4.3 Propriétaires des terrains d’assises ...... 14 1.4.4 Gestionnaires des ouvrages ...... 15 1.4.5 Cas particuliers ...... 15 1.4.6 Renseignements relatifs au projet ...... 15

2 Méthodologie et bases ...... 17 2.1 Démarche générale ...... 17 2.2 Données de base ...... 18 2.2.1 Données exploitées ...... 18 2.2.2 Description du site ...... 22 2.2.2.1 Contexte Géologique ...... 22 2.2.2.2 Occupation des sols et enjeux ...... 23 2.2.2.3 Description des ouvrages existants ...... 26 2.2.2.4 Le mur d’Androuin ...... 31 2.3 Hydrologie ...... 33

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2.3.1 Pluviométrie ...... 33 2.3.2 Hydrométrie ...... 33 2.3.3 Évaluation théorique des débits ...... 34 2.3.4 Synthèse des débits de pointe ...... 36 2.4 Modélisation hydraulique ...... 36 2.4.1 Architecture du modèle hydraulique 2D ...... 36 2.4.1.1 Modèle hydraulique MIKE 11 ...... 37 2.4.1.2 Modèle hydraulique MIKE 21 ...... 38 2.4.2 Topologie du modèle ...... 38 2.4.2.1 Description ...... 38 2.4.2.2 Conditions aux limites ...... 41 2.4.3 Calage ...... 41 2.4.3.1 Processus pris en compte ...... 41 2.4.3.2 Pluviométrie de la crue ...... 42 2.4.3.3 Déroulement de la crue ...... 43 2.4.3.4 Dégâts occasionnés par la crue 2008 ...... 46 2.4.3.5 Conditions aux limites ...... 46 2.4.3.6 Frottement ...... 47 2.4.3.7 Comparaison entre résultats de modélisation et PHE ...... 48 2.4.3.8 Synthèse ...... 51 2.4.4 Programme de simulation ...... 52

3 Schéma d’aménagement du Coulon en aval du Canal de Carpentras...... 54 3.1 Situation actuelle vis à vis des crues ...... 54 3.1.1 Influence du niveau de la Durance ...... 54 3.1.2 Crue 300m 3/s au canal de Carpentras ...... 55 3.1.3 Crue 485m 3/s au canal de Carpentras ...... 60 3.1.4 Crue extrême...... 64 3.1.5 Transport solide et zones d’érosion ...... 66 3.1.6 Hydrogéomorphologie ...... 66 3.2 Concept de gestion des crues ...... 71 3.2.1 Principes à respecter pour la gestion des crues...... 71 3.2.2 Présentation du concept de gestion des crues ...... 76 3.2.2.1 Principe général de gestion des crues ...... 76 3.2.2.2 Gestion locale des déversements ...... 80 3.3 Aménagements du Coulon ...... 88 3.3.1 Phasage ...... 88 3.3.2 Nature des interventions ...... 92

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3.3.2.1 Recalibrage du lit ...... 92 3.3.2.2 Recalibrage des ouvrages ...... 92 3.3.2.3 Digues...... 93 3.3.2.4 Confortement du Mur d’Androuin ...... 104 3.3.2.5 Mitigation ...... 104 3.3.3 Montant des mesures ...... 109 3.3.4 Gestion des déblais-remblais ...... 114 3.4 Situation après mesure ...... 115 3.4.1 Crue 300m 3/s au canal de Carpentras ...... 115 3.4.2 Crue 485m 3/s au canal de Carpentras ...... 119 3.4.3 Crue extrême...... 123 3.5 Incidence hydraulique des aménagements ...... 125 3.5.1 Incidence hydraulique entre le canal de Carpentras et la ligne LGV .. 125 3.5.2 Justification du déclenchement des surverses contrôlées en rive droite138 3.5.3 Influence des aménagements sur le niveau de la Durance ...... 141 3.5.4 Incidence du projet sur les temps de submersion ...... 141 3.5.5 Limites et difficultés rencontrées liées à l’estimation de l’incidence du projet ...... 142 3.6 Enjeux – gains du projet ...... 143

4 Contexte réglementaire ...... 147 4.1 Historique du processus réglementaire ...... 147 4.2 Position du projet vis à vis de la réglementation ...... 147 4.3 Dossier "Loi sur l’Eau" ...... 149 4.4 Déclaration d’intérêt général ...... 150 4.5 Déclaration d’utilité publique, dossier d’enquête parcellaire ...... 150 4.6 Document d’incidence Natura 2000 ...... 151 4.7 Demande de dérogation pour destructions d’espèces protégées et de leurs habitats ...... 151

5 Aménagement de la confluence Boulon / Coulon ...... 152 5.1 Introduction ...... 152 5.2 Présentation du bassin versant du Boulon ...... 153 5.2.1 Situation ...... 153 5.2.2 Hydrologie ...... 154 5.3 Description de l’aménagement de la confluence Boulon / Coulon ...... 155 5.3.1 Objectifs de l’aménagement ...... 155

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5.3.2 Nature de l’aménagement ...... 156 5.3.2.1 État actuel ...... 156 5.3.2.2 Analyse de variante ...... 160 5.4 Contexte réglementaire ...... 166 5.5 Environnement naturel ...... 166 5.6 Appréciation sommaire des dépenses et phasage des travaux ...... 167 5.7 Risques de rupture de digue ...... 167 5.8 Extension du périmètre de la DUP ...... 168

6 Aménagement des secteurs en amont du Canal de Carpentras ...... 169

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TABLE DES ILLUSTRATIONS

Figure 1 : Extrait de la cartographie de l’aléa PPRi Durance selon le scénario dominant en rive droite (Cavaillon) ...... 3

Figure 2 : Interventions constructives entre la RD973 et la ligne LGV en tranche 4 .. 4

Figure 3 : Incidence du projet dans le secteur aval pour le scénario 300m3/s (dimensionnant) et sc. 485m3/s...... 5

Figure 4 : Situation du Coulon aval ...... 3

Figure 5 : Plan de situation générale ...... 4

Figure 6 : Contexte géologique ...... 24

Figure 7 : Occupation du sol ...... 25

Figure 8 : Pont de la route départementale 31 vu depuis l’amont ...... 26

Figure 9 : Pont de La RD 31 vu depuis l'amont ...... 26

Figure 10 : Pont de la route départementale 15 vu depuis l’aval ...... 26

Figure 11 : Pont de la route départementale 24, vu depuis l’amont (à gauche) et depuis l’aval (à droite) ...... 27

Figure 12 : Pont de la voie ferrée vu depuis l’amont ...... 27

Figure 13 : Pont de la route départementale 938 vu de l’amont ...... 28

Figure 14 : L’acqueduc de la Canaou ...... 28

Figure 15 : Le pont de la route départementale 98 vu depuis la rive gauche en amont 29

Figure 16 Le pont du Chemin du pont du Coulon vu de puis l’amont ...... 30

Figure 17 Pont de la RD 973 vu depuis l’aval ...... 30

Figure 18 Pont de la voie TGV vu depuis l’amont ...... 31

Figure 19 Localisation du mur d’Androuin ...... 32

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Figure 20 Mur d’Androuin ...... 32

Figure 21 : Présentation du code de calcul ...... 37

Figure 22 : Topologie du modèle aval ...... 40

Figure 23 : Cotes trentenales de la Durance à l’embouchure du Coulon (données SMDA) 41

Figure 24 : brèches en 2008 : 1- mur anti bruit aux Ratacans ; 2- Rive gauche du Boulon ; 3- Remblai voie RFF Cavaillon ...... 42

Figure 25 : Succession des événements en plaine ...... 45

Figure 26 : Hydrogramme de la crue 2008 ...... 47

Figure 27 : Implantation des PHE et zone inondable simulée de la crue 2008 ...... 48

Figure 28 : Hydrogrammes de crue du Coulon considérés au Canal de Carpentras . 52

Figure 29 : Crue 300m3/s – Hauteur d’eau en situation actuelle ...... 58

Figure 30 : Crue 300m 3/s – vitesse maximale en situation actuelle ...... 59

Figure 31 : Évolution des débits de pointe en situation actuelle - sc. 485m 3/s...... 61

Figure 32 : Crue 485m3/s – Hauteur d’eau en situation actuelle ...... 62

Figure 33 : Crue 485m3/s – Vitesses maximales en situation actuelle ...... 63

Figure 34 : Hauteurs d’eau maximales pour un débit d’occurrence 500 ans au droit du canal de Carpentras en situation actuelle ...... 65

Figure 35 : Croquis illustrant le fonctionnement hydraulique d’un déversement latéral à partir d’un lit mineur ...... 73

Figure 36 : Capacité des ouvrages en aval du canal de Carpentras ...... 74

Figure 37 : détail du déversement contrôlé des Noyers ...... 82

Figure 38 Schéma du recalibrage du lit ...... 92

Figure 39 : Capacité des ouvrages en aval du canal de Carpentras ...... 93

Figure 40 : Principe de calage des cote d’arase des digues crées ou rehaussées selon la différence de niveaux (∆) atteints par une crue sc. 485m 3/s et sc. 300m 3/s...... 94

Figure 41 Principales cotes relatives au projet (hors crénelage des déversoirs de sécurité) 96

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Figure 42 : Hauteurs des digues et des réhausses le long du Coulon (hors crénelage des déversoirs de sécurité) ...... 97

Figure 43 : Nature des aménagements sur le Coulon ...... 99

Figure 44 Coupes-types de digues crées (au dessus : en rive droite / en dessous : en rive gauche) avec piste d’exploitation en pied amont ou/et en crête. L’implantation de la piste en pied aval est symétrique...... 101

Figure 45 Confortement du talus amont (source GINGER CEBTP, FMO2B0016 (rive gauche) 102

Figure 46 Coupe de principe d’un déversoir de sécurité (calibré à 2m 3/s/m) (secteur des Vignes, des Fayardes, des Ratacans et de La Tapy) ...... 102

Figure 47 Mur existant en amont de la RD 938 en rive gauche (fragilité à contrôler à gauche et système de gestion des eaux pluviales par évacuation gravitaire ou par pompage) 104

Figure 48 : Interventions constructives entre la RD973 et la ligne LGV en tranche 4 105

Figure 49 : Incidence du projet dans le secteur aval pour le sc. 300m3/s (dimensionnant) et sc. 485m3/s...... 105

Figure 50 : Évolution des débits de pointe en situation actuelle et projet – Sc. 300m 3/s 116

Figure 51 : Hauteur d’eau en situation projet pour une crue 300m3/s...... 117

Figure 52 : Vitesse maximale en situation projet pour une crue 300m3/s...... 118

Figure 53 : Évolution des débits de pointe en situation actuelle et projet – Sc. 485m 3/s 120

Figure 54 : Hauteur d’eau en situation projet pour une crue 485m3/s...... 121

Figure 55 : Vitesse maximale en situation projet pour une crue 485m3/s...... 122

Figure 56 : Hauteurs d’eau maximales pour un débit d’occurrence 500 ans au droit du canal de Carpentras en situation projet ...... 124

Figure 57 Incidence du projet global sur les niveaux d’eau pour une crue de 300m3/s 126

Figure 58 : Incidence du projet global sur l’emprise de la zone inondable pour une crue de 300m3/s ...... 127

Figure 59 Incidence du projet global sur les vitesses pour une crue de 300m3/s .... 128

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Figure 60 : Incidence du projet global sur les niveaux d’eau pour une crue de 485m3/s 129

Figure 61 : Incidence du projet global sur l’emprise de la zone inondable pour une crue de 485m3/s ...... 130

Figure 62 : Incidence du projet global sur les vitesses pour une crue de 485m3/s .. 131

Figure 63 : Incidence sur les niveaux d’eau du déclenchement des surverses en rive droite pour un débit de pointe > 300m 3/s par rapport au du projet global proposé (et non par rapport à l’état actuel) pour une crue de 300m 3/s ...... 140

Figure 64 : Implantation des ERP ...... 146

Figure 65 : Secteur concerné par les aménagements complémentaires (fond de plan IGN Géoportail) 152

Figure 66 : Localisation du Boulon ...... 153

Figure 67 : Extrait plan des réseaux d’irrigation ...... 154

Figure 68 : Le Boulon en aval du Ch. des Vautes traversant une propriété privée . 156

Figure 69 : Processus d’inondation en crue du Coulon dans la zone de confluence Coulon-Boulon en situation actuelle ...... 157

Figure 70 : Cote d’inondation et casiers (en bleu) inondés en crue du Coulon dans la confluence Coulon – Boulon en situation actuelle ...... 159

Figure 71 : Implantation des aménagements de la confluence Boulon – Coulon. Variante sans dévoiement du Boulon ...... 161

Figure 72 : Implantation des aménagements de la confluence Boulon – Coulon. Variante avec dévoiement du Boulon ...... 164

Figure 73 : Extension de la DUP (en violet) ...... 168

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1

Introduction

1.1 Objectifs

Suite à la crue de janvier 1994, après une première expertise hydraulique 1, il a été décidé:

V d’aménager le lit du Coulon afin d’augmenter sa capacité dans la mesure du possible ; V de protéger la rive gauche aux enjeux forts par des digues ; V de protéger la rive droite par des digues de faible hauteur. Les digues en rive droite sont de faibles hauteurs pour permettre les débordements en rive droite où les enjeux sont moindres qu’en rive gauche, et pour pouvoir être rendues résistantes à la submersion sans protections trop coûteuses.

Une étude hydrologique 2 a suivi afin de déterminer les débits caractéristiques et de choisir un objectif de protection pour chaque crue. Ont alors été retenu les objectifs de protection suivants :

V débit de 485 m3/s en rive gauche V et débit de 300 m3/s en rive droite (d’occurrence évaluée alors à 100 ans et 30 ans). La crue de décembre 2008, qui a conduit à effectuer de nouvelles études hydrologiques pour mieux connaître l’occurrence des débits susmentionnés, couplées aux études hydrologiques du PPRi qui sont en cours et mettent à jour un débit de pointe centennal estimé à 545 m3/s, ont fait reconsidérer l’objectif initial de protection en rive droite.

1 La crue du 7 janvier 1994 sur le Calavon, expertise hydraulique, de Mr Philippe Lefort

2 Synthèse des études d’inondabilité et d’aménagements sur la commune de Cavaillon ; éléments particuliers liés à la voie ferrées Cavaillon Avignon – SIEE, Octobre 1995, dossier 95 10 01

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Cependant les débits de projet du PACC restent inchangés, l’objectif de protection est :

V en rive droite, conserver et sécuriser les débordements actuels (secteur des Noyers, des Vignes, des Fayardes, des Ratacans et de la Tapy) ; V empêcher les débordements en rive droite pour un débit au droit du canal de Carpentras inférieur à 300 m3/s (crue d’occurrence 20 - 30 ans) ; V empêcher les débordements en rive gauche pour un débit au droit du canal de Carpentras inférieur à 485 m3/s (crue d’occurrence 70 ans).

Pour cette raison, lorsqu’un débit sera mentionné, sa localisation sera spécifiée. En effet, lorsque le Coulon déborde de ses lits mineurs et moyens, son débit diminue de l’amont vers l’aval car les eaux débordées en rive droite ne reviennent pas au lit mineur. Préciser la situation de crue (en localisant les débits donnés) est nécessaire pour éviter toute confusion.

L’objectif principal du projet est donc sécuritaire vis à vis des crues. Parallèlement, les enjeux écologiques sont à prendre en compte et lorsque les contraintes ne sont pas trop fortes, à promouvoir.

Quelques points particuliers en amont du canal de Carpentras ont été analysés car ils présentaient : soit un intérêt écologique (embouchure de la Sénancole, bras mort des Guarrigues), soit un intérêt en terme de rétention et/ou laminage (gravière Sylvestre et Imergue).

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1.2 Situation

Le projet se situe sur les communes de Cavaillon et de Robion, et concerne :

V le Coulon du Canal de Carpentras (Commune de Robion – Secteur les Canfier), jusqu’à la ligne TGV méditerranée à l’aval, juste avant l’embouchure avec la Durance (Commune de Cavaillon – Secteur les Iscles du Temple) ;

Figure 4 : Situation du Coulon aval

V le Coulon sur le site des Véginières, en amont du canal de Carpentras, sur les communes de Maubec et d’Oppède, abritant notamment la gravière Sylvestre, l’embouchure de la Sénancole et un bras mort en rive droite, V l’Imergue de l’embouchure avec le Coulon jusqu’au lieu-dit des Barriots.

Dans le cadre des mesures compensatoires, des parcelles clairement identifiées sur la commune de Goult (« la Virginière ») ont été incluses dans le Programme d’aménagement et de gestion globale de la plaine aval du Coulon.

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Figure 5 : Plan de situation générale

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1.3 Historique et contexte du projet

1.3.1 Historique des crues

1.3.1.1 Synthèse des crues passées

Les crues recensées sur le Calavon-Coulon sont répertoriées dans le tableau suivant (source, EGIS EAU, Étude d’opportunité de l’extension au Calavon-Coulon de la prévision des crues assurée par l’État ).

Année Mois Jour(s) Commentaires Ou 1294 ; 2 ponts romains (?) emportés à Apt (dont celui des Cordeliers). 1292 10 14 Seul a résisté le pont Julien.

1524

1544 Apt : ponts St-Pierre et Bouquerie emportés

1578 Apt : terrible inondation

1616 8 21 Robion

1618

1670 11 Chemins ravagés sur Saignon, Gignac, Viens, Villars

1684

1685 - 92 Crues continuelles au Plan de Robion

1691 9 12 Robion

1701 10 Robion

1705

Goult : rappel obligation nettoyage rivières 1735 11 1 Apt : partie de la ville submergée, 1,25 m dans église des Cordeliers

1764 Année de crise météorologique (gelées, pluies)

1775 9 11 et 21 St-Martin-de-Castillon : orages emportent murets et terres Saignon, St-Martin-de-Castillon… : prés engravés, pertes des récoltes 1780 8 05 et 11 (raisins, légumes, olives…), routes coupées

1780 8 15

1780 9 8 Cavaillon : à propos de la crue de septembre 1780, ne sont évoqués que les dégâts occasionnés au canal de Cabedan par les

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eaux descendues de la montagne. Sur le Coulon ne sont évoquées que les réparations au pont Neuf.

1786 Crue du Calavon

1791 10 – 12 Automne pluvieux = pertes importantes de récoltes

Cavaillon : bords du canal de Cadedan dégradés par eaux 1792 10 pluviales

1794 10 22 Goult

1801 Robion

1824 10 6 Goult, Robion, St-Saturnin-d’Apt

1836 10 8

1840

1845 Goult

1866 Goult

Le canton d’Apt a été particulièrement affecté tant par le Coulon 1886 10 27-28 que ses affluents (berges, ponts, voie ferrée)

1887 Hiver

1888 - 89 Caseneuve : eaux attaques prises d’eau de la ville d’Apt

1898 St-Martin-de-Castillon

1899 St-Martin-de-Castillon

1906 11 8 Apt : passerelle de chantier emportée Goult, Apt, Cavaillon (niveau sur l’aqueduc de la Canaou)

Dégâts sérieux à Apt et dans le secteur de Cavaillon

Correspondance entre les élus et la préfecture :

- Télégramme du maire du Thor au préfet le 9 novembre à 10h50 : « Les

Sorgues et autres cours d’eau ont complètement inondé le terroir, des

secours immédiats nous sont nécessaires pour ravitailler la campagne » 1907 11 8 - Id. maire de Sorgues à préfet, 9 nov. 9h10 : « 1,5m d’eau dans certains

quartiers; rapidité d’arrivée des eaux, population mécontente de ne pas avoir

été prévenues à temps »

- Id, maire de l’Isle sur Sorgue, 9 nov, 9h20 : « (…) forte crue de la Sorgue et

débordement du Calavon… situation de nombreux habitants critique,

présence ingénieur utile de même soldats du Génie avec matériel

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sauvetage

indispensable pour sauver personnes en danger »

- Id, maire de St-Saturnin-les-Avignon, 10 nov, 2h15 : « réquisitionner bateau

au plus tôt pour opérer sauvetages »

- Coupure ligne chemin fer Cavaillon‐Apt le 9 nov en début matinée

- Maire de Caumont annonce au préfet inondation plaine

- Id Maire de Robion : demande de secours

- Sous-préfet d’Apt à préfet (9 nov 10h20) : « la crue du Calavon a atteint son maximum hier soir à 7 heures ; une partie de la ville est inondée, la passerelle emportée, un pont endommagé; le service d’ordre est assuré par la gendarmerie et cantonniers; 2 h du matin Coulon avait baissé de 2 m; pont écroulé sur route départementale de Bonnieux; de même voie ferrée au km 14 »

1909 9 17 Amont d’Apt : le moulin de Bosque est emporté

1910 11 – 12 Apt

1917 5 29 St-Martin-de-Castillon : dégâts au quartier de la Bégude

1918 St-Martin-de-Castillon, berges emportées (250 m)

1923 11 12 – 13 Cabrières : crues d’orage ; Roussillon : importants dégâts

1924 10 5 Robion, Roussillon (conduites d’eau emportées), Ap Beaumettes, Cavaillon, Goult, Ménerbes, Saignon, Apt

L’événement eu des conséquences particulièrement importantes sur

Cavaillon, Goult. A Apt, du fait de la rapidité du phénomène, les industriels et

commerçants perdent une grande partie de leurs stocks et matériels. On

relève encore la destruction de plusieurs ponts (Buisset, Coquière, Jean-

Jean), des murs du collège, de celui protégeant la conduite des 1925 8 24 – 25 eaux de la

source des Bégudes. Les rapports adressés au préfet décrivent ainsi de

manière détaillée l’événement, son origine, ses impacts et la mobilisation qui

a suivi. On dispose entre autre de la liste nominative détaillée des sinistrés et

de leurs pertes sur Apt (dont 200 000 frs au syndicat du Coulon, arrosants et

moulins).

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1926 10 9 Cabrières : crue catastrophique

1926 11 29 Apt : mur de l’aire neuve dégradé Apt, Beaumettes, Cavaillon, Robion, Roussillon (chemins ravinés,

éboulements > maisons effondrées) 1935 11 1 ou 12

L’événement de 1935 affecte tout particulièrement le secteur de Cavaillon.

1936 1 21 Beaumette Apt, Cavaillon : crue a causé dégâts dans secteur captage des eaux d’Apt >> 1942 10 28 travaux de réparation (épi).

1951 3 Apt, Beaumettes, Caumont, Cavaillon, Goult, Isle sur Sorgues, Robion, Saignon, Le Thor.

On compte plus 23 millions frs de pertes sur Apt tant aux infrastructures, aux industries, qu’aux particuliers. La canalisation 1951 11 20 des eaux de la ville et les murs de soutènement le long du Calavon sont fortement affectés. La remise en état des 80 km de chemins ruraux est évaluée à 2 millions frs. Sur Cavaillon, 2248 ha sont inondés (1904 ha par Coulon, le reste par la Durance), soit plus de 50 % du territoire. On compte plusieurs centaines de sinistrés, pour des montants allant de quelques milliers à quelques centaines de milliers de francs.

1960 Cavaillon

1961 Cavaillon

1964 Cavaillon

1971 Cavaillon

1972 2 8 Cavaillon, Goult

1973 Cavaillon

1994 1 6 – 7 Céreste, Apt, Beaumettes, Cavaillon…

1994 11 6

Oppedette, Apt, Cavaillon (niveau sur l’aqueduc de la Canaou), 2003 12 2 Oppède, St-Martin-de-Castillon

2008 12 14

Tableau 1 Historique des Crues sur le bassin versant du Calavon Coulon

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Le tableau suivant réunit des informations en termes de débit sur les crues les plus récentes.

Tableau 2 Estimations des débits pour les crues les plus récentes Le pont des Garrigues se situe en amont des aménagements projetés, sur la commune d’Oppède.

Sur la partie Robion – Cavaillon, la crue de janvier 1994 a été qualifiée de trentenale, tandis que la crue des 14 et 15 décembre 2008 a été qualifiée de cinquantennale par SIEE en 1995. L’essentiel des informations sur le comportement des digues provient des photographies et études sur ces deux évènements. Les autres crues sont peu documentées.

1.3.1.2 Déroulement de la crue de janvier 1994

Lors de la crue de janvier 1994, des déversements se sont produits de part et d’autre du barrage de Fugueirolles, sur les deux rives. Les digues du quartier des Ratacans, en rive gauche, ont été submergées, mais ces digues ayant par ailleurs étaient inondées côté val avant la surverse, les dégâts générés par la surverse ont été atténué. A l’aval de la voie ferrée, plusieurs brèches se sont formées en rive droite, au quartier Entre-les-Vallats (source, La crue du 7 janvier 1994 sur le Calavon, expertise hydraulique, de Mr Philippe Lefort).

Globalement, les débordements sont organisés en 3 secteurs (source, dossier SIEE n° 95 10 01) :

V secteur amont (Robion): débordements d’importance moyenne par les points bas de la digue ; V secteur central (Cavaillon): débordements importants de fait de la capacité moindre du lit de la rivière ; V secteur aval (aval Cavaillon): débordements faibles du fait de l’écrêtement du débit de pointe par les débordements amont.

1.3.1.3 Déroulement de la crue de janvier 2003

La crue de décembre 2003 est une crue d’ordre décennale, avec des débits de l’ordre de 200 m 3/s à Cavaillon. Les débordements ont été ponctuels, une quinzaine de maisons ont été inondées sous 50 cm d’eau sur les secteurs de Château Vert et du

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Grand Grés (verrous hydraulique du méandre du Grand Grès, où les érosions de berges ont été notables) (source : EGIS EAU, Étude d’opportunité de l’extension au Calavon Coulon de la prévision des crues assurée par l’État). Ont été aussi observés : des inondations par le Boulon et le canal des Sables ; des débordements entre la confluence entre le Boulon et le Coulon et la station d’épuration des Taillades ; une inondation au barrage de Fugueirolles ; une brèche en rive gauche en amont du pont de la RD 15 ; 4 points de débordements dans le secteur de la Clinique Saint Roch ; des érosions entre les ponts des routes de l’Isle et des Vignères ; des débordements à l’aval du pont de la route des Vignères, et, par ailleurs, des brèches ont été effectuées dans les digues pour permettre le ressuyage des eaux après crue.

1.3.1.4 Déroulement de la crue de janvier 2008

Lors de la crue de décembre 2008, les ruptures et surverses suivantes sont survenues :

Localisation : en rive droite, en aval du canal de Carpentras (secteur des Noyers), des surverses ont été observées (cf. photo ci-dessous) sur les voiries tandis que le périmètre intérieur était inondé.

Ce secteur abritera le déversoir de sécurité des Noyers.

Localisation : en rive droite, légèrement en aval de la station de pompage, la digue-merlon a surversé puis s’est érodée au droit du passage véhicule alimentant un ancien couloir d’écoulement.

Ce secteur abritera le déversoir de sécurité des Fayardes.

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Localisation : en rive gauche du STEP des Taillades Coulon – à l’aval de la STEP des Taillades (sur le territoire de Cavaillon)

A priori, cette brèche était importante et mesurait une dizaine de mètres.

Elle a été accentuée par des « trouées » dans la digue existante, constatées avant l’épisode de 2008

De plus, la STEP constitue un verrou hydraulique qui sautera

avec le projet de déplacement de la STEP des Taillades

Loca lisation : en rive gauche du Boulon – juste en amont de la confluence avec le Coulon

Cette ouverture était aussi importante (une dizaine de mètres). Les réparations sont encore visibles.

Localisation : en rive gauche du Coulon – juste en amont du pont Pont RD15 de la RD15

Le Coulon est « remonté » par le canal des Sables au niveau du retour à la rivière.

Depuis la crue, cette connexion a fait l’objet d’un aménagement avec la pause d’un clapet anti- retour.

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Localisation : en rive gauche du Coulon – au niveau du quartier des Ratacans

La rupture du mur antibruit (remblai en terre situé à l’ouest de la voie ferrée) a provoqué l’inondation du quartier des Ratacans.

Localisation : en rive droite du Coulon – lieu dit Les Girardes

Désordres importants sur la voie ferrée et rupture du remblai

1.3.2 Historique des travaux

Très tôt dans la plaine de Robion et Cavaillon, des endiguements ont été réalisés le long du Coulon pour protéger les constructions riveraines contre les crues.

Ainsi, dès le XVI ème siècle, des actes de notariat de Robion font état de travaux de réparation de « murailles » sur le territoire de Robion 3.

3 Source : Monographie de Robion, André Dumoulin, 2009

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Le 19 octobre 1670, le parlement de Robion se réunissait pour « l’accommodement de levades notablement gastées par les desbordements du Coulon, fraichement arrivés ».

Dans les archives municipales de Robion et Cavaillon, on retrouve ensuite, au cours des siècles suivants, de nombreux actes de notification faisant mention de travaux destinés à construire « une digue sur les bords du Coulon pour la défense des propriétés contre les crues de cet torrent ».

En 1951, à la suite d’une crue exceptionnelle, l’Association Syndicale Autorisée de défense contre le Coulon a été créée pour assurer la maîtrise d’ouvrage des travaux d’entretien ou d’urgence réalisés sur le cours d’eau, sur le territoire communal de Robion. Sur le territoire de Cavaillon, cette compétence est restée à l’initiative de la commune et des particuliers. Les travaux ont essentiellement consisté en l’entretien du lit (débroussaillage et enlèvement de végétaux), le curage et la remise en état des berges et des digues endommagées par les crues.

En 1995, suite à la crue de janvier 1994, des travaux d’urgence ont été engagés par l’Association Syndicale et le Parc Naturel Régional du Luberon avec l’appui de la Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt de Vaucluse. Au sein de notre zone d’étude, ces travaux ont essentiellement consisté en la protection des berges par enrochements, notamment sur les sites des Vignes, des Canfiers, des Noyers et du Moulin d’Oise à Robion.

C’est également en 1995 que la commune de Cavaillon a engagé, avec l’appui technique du Parc Naturel Régional du Luberon, l’étude de définition du Programme d’Aménagement du Coulon à Cavaillon (PACC). La première tranche de travaux a été réalisée en 1996, sous maîtrise d’ouvrage déléguée au PNR du Luberon. Cette tranche a consisté en un recalibrage du lit sur le tronçon entre le pont de la route d’Avignon et l’amont de la voie actuelle TGV. Sur ce tronçon, les digues en rive gauche et rive droite nécessaires à la protection contre 300 m 3/s n’ont pas été réalisées : la capacité actuelle du lit recalibré est donc inférieure à 300 m 3/s

Un élargissement du lit mineur à 11 mètres a ensuite été réalisé entre la RD 973 et la RD 938, en 2000 et 2001, sous maîtrise d’ouvrage de Cavaillon.

Entre 2008 et 2012, trois tranches de travaux ont été réalisées :

V Méandre des Grands Grès – PACC 1.1 et 1.2 ; V Méandre des Grands Grès / Canaou (non comprise) – PACC 2 ; V Secteur de la Canaù – PACC 2Bis. Plus de 4 km de cours d’eau ont été aménagés sur la base de la section projet, excepté les digues de protection non autorisées par l’État.

L’ensemble de ces mesures montrent l’ancienneté des digues et les sollicitations et raccommodements qu’elles ont pu recevoir. Les dommages des crues récentes montrent les faiblesses des ouvrages actuels.

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1.4 Présentation des intervenants

1.4.1 Localisation administrative

Région Provence Alpes Côte d’Azur

Département Vaucluse (84)

Communes Cavaillon, Robion, Goult

Lieu dit / Bassin versant Coulon

Propriétaire Commune et SIRCC (dans la limite de la DUP)

1.4.2 Propriétaires des ouvrages

A l’heure actuelle, deux propriétaires « publics » sont identifiés sur les terrains acquis dans le cadre de la DUP des travaux d’aménagement du Coulon : la commune de Cavaillon et le SIRCC (Syndicat Intercommunal de Rivière du Calavon-Coulon). Le Syndicat a délibéré le 25.06.2013 afin d’accepter la maîtrise d’ouvrage temporaire des travaux de réalisation des nouveaux ouvrages de protection, et devenir gestionnaire délégué des communes pour l’entretien et la surveillance des ouvrages. La commune de Cavaillon a adopté ce principe par délibération et la commune de Robion s’est engagée par lettre écrite (voir délibérations et courrier en pièce B du dossier DUP).

1.4.3 Propriétaires des terrains d’assises

Pour réaliser les aménagements comprenant l’ensemble des digues, le SIRCC a initié un Dossier d’Utilité Publique afin de permettre au syndicat et aux communes concernées de devenir propriétaire des terrains d’assises.

L’acceptation du dossier DUP est l’une des conditions nécessaires à la réalisation des aménagements.

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1.4.4 Gestionnaires des ouvrages

Le SIRCC se positionne comme le gestionnaire délégué des ouvrages de protection (via la signature d’une convention avec les communes concernées).

Les dotations et moyens opérationnels seraient alors propres au syndicat, ou / et mutualisés avec les services techniques des communes.

1.4.5 Cas particuliers

Les 5 habitations situées en aval de la RD973 et en rive gauche sont concernées par les mesures de protections à la parcelle. Le Syndicat a rencontré les propriétaires concernés afin d’établir un diagnostic précis. Par la suite, en phase projet, le Syndicat définira précisément la nature des aménagements à prévoir afin de prendre en charge les sur-débits au niveau des bâtiments et le coût estimatif des travaux.

En l’état des négociations, les riverains seraient maîtres d’ouvrage sur les travaux et les financements publics s’inscriraient dans le cadre du PAPI (entre 50 et 80 % de financements via dotation et fond Barnier). Le Syndicat de Rivière serait assistant technique de ces opérations.

1.4.6 Renseignements relatifs au projet

Maître d’ouvrage

Maison du Parc naturel régional du Luberon

60, Place Jean Jaurès – 84404 APT Cedex

Représenté par M. Didier PERELLO, Président

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Maître d’œuvre

Agence Aix en Provence

30, Avenue Henri Malacrida

13100, Aix-en-Provence

Rédigé par :

Stéphane BERNARD-PEYRE

Arnaud BONNAFE

Florent MONTARROS

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2

Méthodologie et bases

2.1 Démarche générale

Nous distinguons le Coulon en aval du Canal de Carpentras et les sites en amont qui sont étudiés au cas par cas.

Le Boulon fait l’objet d’un schéma d’aménagement non présenté ici.

Le schéma d’aménagement du Coulon en aval du canal de Carpentras est élaboré selon les principales étapes suivantes :

V Collecte des données topographiques, validation des bases hydrologiques, définition des conditions aux limites amont et aval, définition de l’état de référence V Modélisation 1D/2D du Coulon entre le canal de Carpentras et la Durance V Analyse de variante de concept de gestion des débits : ® Principe majeur ° Éviter autant que faire se peut d’aggraver l’exposition des biens bâtis aux crues en phase provisoire et définitive selon le principe d’évitement, de réduction et de compensation ° Ne pas rehausser les berges entre la voie LGV longeant la Durance et la limite de zone inondable ° Mettre aux normes les digues actuelles qui ne le sont pas ° Maintenir un bon état écologique selon le principe d’évitement, de réduction et de compensation. ® Principe qualitatif ° Conception robuste, à coût mesuré V Prédimensionnement, chiffrage, phasage des travaux ------NB technique : Le lecteur doit garder à l’esprit que l’estimation des débits par la modélisation hydraulique porte une incertitude. L’ingénieur et le maître d’ouvrage

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ont intégré cette incertitude de calcul et physique dans la conception du projet. L’incertitude de calcul (inhérente au paramétrage des ruptures, des coefficients et conditions de surverse, de la rugosité du lit…) traduit aussi une incertitude réelle / physique sur site (position des ruptures, moment et vitesse de progression de la rupture, conditions de surverse – embâcle / débâcle, développement végétal…).

Dans toute la démarche de description de la situation actuelle, aménagée, le dimensionnement des digues et des déversoirs de sécurité, nous avons manipulé 2 situations contradictoires :

V Se placer en condition conservative (sécuritaire) pour le dimensionnement de l’endiguement du lit mineur conduit à minimiser les déversements latéraux V Se placer en condition conservative (sécuritaire) pour le dimensionnement des déversements latéraux conduit à favoriser les déversements latéraux au détriment du transit en lit mineur Dans l’ensemble du rapport, nous présentons donc les valeurs retenues (conservatives) pour chacune des problématiques (dimensionnement en lit mineur / des déversements latéraux).

En poussant plus loin la démarche, chaque déversement latéral est dimensionné pour une capacité maximale. Cependant, la capacité maximale ne pouvant être atteinte que si la ligne d’eau (associé au débit en transit) est maximale au droit du déversoir, il n’est pas réaliste de considérer que les déversements latéraux soient tous maximum pour un même événement.

Ce formalisme conduit à des incohérences a priori lorsque l’on somme les débits déversés ou/et déversés + en lit mineur. Ces incohérences sont justifiées par le fait que l’on affiche des valeurs conservatives pour chacun des éléments.

2.2 Données de base

2.2.1 Données exploitées

Les données topographiques exploitées sont :

V Profils exploités lors de l’étude SIE 1995 V Levés terrestres Carlin 2008-2009 : ® Fichier 08-5182 levé en Juillet 2008; ® Fichier 08-5226 levé en septembre 2008; ® Fichier 09-5288 en Janvier 2009; ® Fichier 09-5312 en février, mars 2009; V Ouvrages de décharge de la voie LGV (fiches)

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V Relevés d’état des lieux travaux post crue du Calavon Coulon- Site n°6 « Androuin » et n°7 « Temps Perdu ». Déc. 2010 V Levés effectués en 2010 par le cabinet RICHER. ® levés photogrammétriques (relevé d’un point tous les 50 m) ® Profils en travers La synthèse des données exploitées dans le modèle est la suivante :

− 106 profils en travers lits mineur et moyens du cours d’eau (y compris les digues), levés en février 2010 par le cabinet ATGTSM dans le cadre de la mission de d’aménagement du Coulon à Cavaillon (SAFEGE 2010). Ces profils sont compris entre la limite communale de Robion et de Cavaillon à l’amont, et la confluence avec la Durance à l’aval ;

− 21 profils en travers lit mineur sur le Coulon dans la traversée de Robion, levés entre Mai et Décembre 2010 par le cabinet Richer dans la cadre de cette étude ;

− 18 profils en travers lit mineur sur le Boulon sur la commune de Robion, levés entre Mai et Décembre 2010 par le cabinet Richer dans la cadre de cette étude ;

− 19 ouvrages ont été décrits dans ce modèle (6 sur le Boulon et 13 sur le Coulon) ;

− 104 km² de levés photogrammétrique sur l’ensemble de la plaine de Cavaillon (prise de vue réalisée en Mai 2010).

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Les études exploitées sont :

MO Intitulé BE

PNRL La crue du 7 janvier 1994 sur le Calavon. Expertise P. Lefort Avril 1994 hydraulique

PNRL Synthèse des étude d’inondabilité et d’aménagement sur SIEE Oct. 1995 la Commune de Cavaillon ; Eléments particuliers à la voie ferrée Cavaillon – Avignon

PNRL Étude du fonctionnement physique et d’inondabilité du SIEE Mars 1999 Calavon. Phase 4 – Schéma de gestion physique. Vol. 2 Fiches tronçon et cartes. Dossier Minute

DDT 84 Classement des tronçons de digues sur les bassins Sept. 2009 versants du Calavon et de ses affluents. Zones protégées et classement des tronçons. V3.

Secteurs amont, centre et aval

SIRCC Analyse simplifiée des dangers sur les secteurs EGIS Mai 2011 d’Androuin et du Temps Perdu

SIRCC Reconnaissances géotechniques – lot 1 Lieu dit Hydrogéo Janv. 2011 « quartier du Temps perdu » et « Le mur d’Androuin » technique Sud-Est

SIRCC Étude géotechnique de projet (G12 + G2). Digue du Ginger Avril 2011 Coulon – Rive Sud

SIRCC Mission de suivi écologique des travaux d’aménagement Gaïa Domo Juin 2011 du Coulon à Cavaillon. Tranche 2

SIRCC Travaux d’aménagement du Coulon à Cavaillon – Gaïa Domo, Fev. 2012 Tranche 2 Suivi écologique après travaux. Année 2011 LPO PACA, GCP

SIRCC Convention Cadre de partenariat entre le SIRCC, le Mars 2012 CEN-PACA et la PNRL pour la gestion de sites naturels remarquables en bordure du Calavon. La Pérussière, La Virginière, La Bégude, Le Plan

SIRCC Crue du Coulon des 14 et 15 décembre 2008 sur les Envéo Oct. 2009 communes de Robion et Cavaillon. Vol. 2 - Inventaire des repères de crue

ASA Plan des réseaux Saint- Julien

ASA Schéma général de modernisation des irrigations – Juillet 1990 Saint- Section de Cavaillon. Julien Rapport administratif

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Cahier des profils en travers critiques

Diagnostic sur l’état du canal

ASA Étude de modernisation de la régulation du canal mixte SCP Juin 1994 Saint- Julien

Cavaillon Plan Communal de Sauvegarde Oct. 2010

Robion Plan Communal de Sauvegarde

Robion Document Communal synthétique des risques majeurs Nov. 2001

2.2.2 Description du site

2.2.2.1 Contexte Géologique

La géologie du bassin versant du Coulon est entièrement sédimentaire, l’ossature du vaste ensemble du bassin sédimentaire du Sud-est étant constituée de calcaires crétacés intensément karstifiés (Berriasien au Barrémo-Bédoulien). Le karst est présent à l’affleurement ou en profondeur sur l’ensemble du secteur.

Des remplissages sédimentaires tertiaires, et localement des alluvions quaternaires, couvrent le socle karstique dans les synclinaux. Ainsi, le bassin du Coulon recoupe 3 grandes entités géologiques et hydrogéologiques :

V le vaste plateau calcaire crétacé du versant Sud des Monts de Vaucluse et de la montagne de Lure ; V le bassin du synclinal d’Apt, rempli de formations diversifiées tertiaires (molasse Miocène, calcaires et marne Oligocène en particulier). V la montagne du Luberon, anticlinal formant un axe structural majeur formé de calcaires crétacés, également très épais et karstifiés. La zone de travaux est entièrement implantée au droit de dépôts alluvionnaires notés Fz sur la carte géologique (cf. Figure 20), témoin de l’histoire récente de ce secteur (quaternaire). D’après la notice géologique, dans la vallée du Coulon, il s’agit d’alluvions récentes plutôt calcaires, de nature caillouteuse.

La zone d’étude se situe au droit des alluvions récentes de la basse plaine du Coulon, reposant sur des assises calcaires ou marneuses.

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2.2.2.2 Occupation des sols et enjeux

Le Coulon dans sa partie aval coule dans une vaste plaine alluviale.

Les enjeux forts sont en rive droite avec les zones urbanisées de Cavaillon et des Canfier (Robion).

En rive gauche et en aval (1km en amont de la voie LGV), les terrains sont occupés par un habitat diffus et des exploitations agricoles (principalement des vergers).

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Figure 6 : Contexte géologique

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Figure 7 : Occupation du sol

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2.2.2.3 Description des ouvrages existants

De l’amont vers l’aval, les ouvrages concernés par ces aménagements sont les suivants (attention : ces ouvrages en sont pas modifiés en eux-mêmes, mais les débits qu’ils reçoivent sont modifiés par ces aménagements).

Pont de la Route Départementale 31 :

Figure 8 : Pont de la route départementale 31 vu depuis l’amont

Figure 9 : Pont de La RD 31 vu depuis l'amont L’affouillement en pied d’ouvrage est modéré. Sur les berges, des traces d’érosion sont visibles en amont, principalement en rive gauche. Elles s’expliquent par les remous occasionnés à l’approche du pont lors des fortes crues. A l’aval, les berges sont en bon état. Les érosions observées sont insuffisantes pour menacer la pérennité de l’ouvrage.

La longue portée des arches limite le risque de formation d’embâcles.

Le pont de la Route Départementale 15

Figure 10 : Pont de la route départementale 15 vu depuis l’aval Les piles sont ancrées sur un radier béton, ce qui empêche l’affouillement.

Malgré la chute d’eau au niveau du seuil, l’érosion reste limitée à l’aval. La berge en rive gauche est protégée contre l’érosion par des enrochements libres. La proximité

SAFEGE 26 MHY/10MEN073/SBP/FM/AB/ASM SIRCC Réajustement du programme d’aménagement et de gestion globale de la partie aval du Coulon – Rapport de Présentation de la rive gauche relativement aux ouvertures explique ce besoin de protection. Au contraire, l’ouverture en rive droite est limitée par de légers dépôts, et la rive en est plus éloignée : les vitesses y sont donc moindres lors des crues, ce qui explique qu’aucune protection n’y soit nécessaire.

Le pont de la Route Départementale 24

Figure 11 : Pont de la route départementale 24, vu depuis l’amont (à gauche) et depuis l’aval (à droite)

Ce pont est construit de la même façon que le pont de la route départementale 15. La végétation drue sur les rives les prémunit contre l’érosion latérale au niveau des appuis. Le radier en béton protège contre l’affouillement les piles du pont. La dalle elle-même est peu menacée par l’affouillement à l’amont comme à l’aval.

Le pont de la voie ferrée

Figure 12 : Pont de la voie ferrée vu depuis l’amont

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Ce pont ne présente aucun obstacle aux écoulements du Coulon.

Le pont de la Route Départementale 938

Figure 13 : Pont de la route départementale 938 vu de l’amont Seule l’unique pile du pont constitue un obstacle aux écoulements. La portée longue du pont limite fortement le risque d’embâcles. L’incision du lit est légère sous le pont. La faible contraction de la section explique qu’on n’observe pas d’érosion sur les berges au droit de ce pont.

Aqueduc de la Canaou

Figure 14 : L’acqueduc de la Canaou Les travaux qui ont été réalisés dans le cadre du PACC sur le secteur de la Canaou (2011-2012) et qui ont consistés à : V créer un bief de délestage en rive gauche de l’aqueduc ; V prolonger le siphon qui passe sous l’ouvrage de la Canaou ; V déplacer un bassin de rétention situé à proximité de la rive gauche,

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V règlent le problème de sous capacité de cet ouvrage.

Le pont de la Route Départementale 98

Figure 15 : Le pont de la route départementale 98 vu depuis la rive gauche en amont Il s’agit de l’ouvrage de traversée le plus sensible. La photographie illustre : V l’incision du lit est importante sous ce pont, comme en attestent les enrochements libres protégeant la fondation des piles. V des troncs se sont déjà coincés au niveau des piles ou du tablier, lorsque les niveaux sont hauts (limite de mise en charge). Néanmoins, la portée des 3 arches fait que les flottants restants bloqués sont peu nombreux, ce qui permet de les évacuer progressivement avec une pelle mécanique sans difficultés. L’expérience des crues passées montre que la durée de formation d’un embâcle est suffisamment lente pour intervenir et évacuer les flottants, mais qu’une intervention humaine est néanmoins préférable. En ce qui concerne le risque d’affouillement des appuis, il conviendra d’étudier en phase Avant-Projet ce risque plus en détail afin de vérifier la pérennité du pont, et de prendre des mesures constructives si cela s’avère nécessaire. Ces points pourront être étudiés en recueillant davantage de données sur le pont, notamment sur la profondeur des fondations et sur la qualité du sol. Le pont du chemin du pont du Coulon

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Figure 16 Le pont du Chemin du pont du Coulon vu de puis l’amont Ce pont est en bon état. Aucune érosion latérale ne s’observe. L’incision du lit au droit du pont est modérée.

Le pont de la Route Départementale 973

Figure 17 Pont de la RD 973 vu depuis l’aval

Seule la pile centrale de ce pont constitue un obstacle aux écoulements. L’érosion est donc très faible, de même que le risque d’embâcles. Le pont principal de la voie TGV

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Figure 18 Pont de la voie TGV vu depuis l’amont Ce pont participe à la transparence hydraulique de la Durance. Son ouverture est surdimensionnée par rapport au gabarit du Coulon dans sa zone de confluence avec la Durance. Ce pont dispose des plus grandes ouvertures. Aucun problème d’érosion ou d’embâcles ne risque de s’y produire. Par contre, la végétation doit être entretenue, notamment sur l’ouverture côté rive gauche qui n’est pas dans le lit mineur du Coulon. Sans cela, l’ouverture en rive gauche ne laissera passer que peu de débit, ce qui induira une rehausse des niveaux d’eau à l’amont. L’entretien est réalisé par RFF. Des contacts seront pris entre RFF et le SIRCC afin de s’assurer du bon entretien régulier de ces ouvrages.

2.2.2.4 Le mur d’Androuin

Le mur-digue d’Androuin, situé en rive droite en extrados d’un coude à 90°, est un ouvrage vertical qui a été érigé il y a plusieurs siècles pour : V Dévier le lit du Coulon vers Cavaillon ; V Éviter la surinondation des communes de Lagnes, Isles sur la Sorgue, et Caumont. Cette digue est constituée d’un mur maçonné d’environ 4m de hauteur, d’un talus et de bloc d’enrochement libre en pied. Le lit du Coulon est situé à plus de 5m sous la crête de l’ouvrage et en-dessous des fondations (A son confortement au début du XXième siècle, le lit du cours d’eau était au-dessus des fondations du mur). Longtemps non entretenu, le mur d’Androuin a été petit à petit recouvert par la végétation mettant en danger la stabilité de l’ouvrage (racine créant des renards dans le parement du mur). Fortement sollicité par les crues, la rupture du mur aurait une incidence directe en rive droite (cf. Étude de danger).

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Figure 19 Localisation du mur d’Androuin

Figure 20 Mur d’Androuin Pour contrer les affouillements, des blocs d’enrochement ont été disposés en pied d’ouvrage. Cependant, avec l’incision du lit, certains blocs massifs se retrouvent dans le Coulon générant des niches d’érosion à l’origine de dégradations supplémentaires. En amont du mur d’Androuin des épis qui ont disparus à ce jour ont été réalisés pour dévier les eaux vers la rive gauche afin de soulager hydrauliquement la digue. Les dates de ces types d’opérations n’ont pu être retrouvées, mais on peut raisonnablement les supposer nombreuses.

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2.3 Hydrologie

2.3.1 Pluviométrie

Le bassin versant est équipé des stations pluviométriques présentées ci-dessous :

Date de Altitude mise en Pas de temps Nom de la station Gestionnaire (m) service de la mesure CERESTE Méteofrance 350 2003J APT Méteofrance 242 1968J APT Méteofrance 22 20076 min BONNIEUX Méteofrance 250 1981J BONNIEUX PLAINE Méteofrance 175 1989 6 min CABRIERES D'AVIGNON Méteofrance 142 1985 6 min CASTELLET Méteofrance 438 19906 min CAVAILLON Méteofrance 70 19626 min GOULT Méteofrance 175 1991J LIOUX Méteofrance 282 1991J MENERBES Méteofrance 252 1989J MURS Méteofrance 488 2007J OPPEDE Méteofrance 672 2007J RUSTREL Méteofrance 398 2008J SAINT CHRISTOL Méteofrance 836 1970 6 min SAINT SATURNIN LES APT Méteofrance 322 1979 6 min VIENS Méteofrance 620 1959J VILLARS Méteofrance 1020 1989J SEDERON Méteofrance 900 19646 min OPPEDETTE SPC Grand Delta 430 5 min

J pas de temps journalier

Tableau 7 : Station pluviométriques au sein du bassin versant du Coulon Les 13 et 14 décembre 2008, le cumul de pluie de l’événement a été de 160 mm sur Cavaillon et de moins de 50 mm sur la partie amont. La répartition des pluies très hétérogène a été incomplètement mesurée par les pluviomètres. Dans le cadre de l’étude hydrologique présentée après, l’imagerie Radar a été utilisée en complément les données pluviométriques.

2.3.2 Hydrométrie

Sur le Coulon, 3 stations limnimétriques possèdent une courbe de tarage validées par le SPC. Les courbes de tarages étant valides uniquement pour les débits fréquents, une estimation des débits de pointe de la crue de décembre 2008 a été réalisée par ENVEO . Cette étude évalue l’occurrence de cette crue à 30 ans. Les informations connues sur ces stations figurent ci-dessous.

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Station Saint-Martin de Castillon Apt (pont de Coquière) Oppède (Pont de (Costeraste) Garrigue)

Code X3434010 X3454010 X3484020

Producteur DREAL PACA DREAL PACA SPC Grand Delta

Superificie du bassin versant 333 490 844 contrôlé (en km²)

Date de la mise en service 1964 2006 1988

Méhode de jaugeage Courbe calée sur des Courbe théorique issue de Courbe datant de 1994 jaugeages anciens en partie modélisation, non confirmée calée sur des jaugeages en basse puis extrapolée sur les par des jaugeages partie basse puis extrapolée hauts débits sur les hauts débits

Jaugeage maximum 40 m 3/s en janvier 1994 60 m 3/s en janvier 1994

Méthode d’estimation du débit Débit retenu sur la base des Calcul Manning Strickler à Calcul Manning Strickler à partir du levé de profils en de crue enveloppes de crue en amont partir du levé de profils en d’Apt et des estimations des travers et de la mesure PHE travers de la mesure PHE débits atteints lors de la crue du capteur SPC du capteur SPC confirmée de 1994 par le relevé de laisses de crue

Estimation du débit de pointe de la crue de décembre 2008 120 m 3/s 187 m 3/s 380 m 3/s (occurrence estimée : 30 ans)

Tableau 8 : Stations hydrométriques tarées sur le Coulon Deux autres stations limnimétriques ont été mises hors service en 1997 et 1998, leur fiabilité étant jugée douteuse. Le calcul de la courbe de tarage d’une quatrième station (Oppédette) est en cours.

Concernant les données statistiques disponibles issues de la banque Hydro, seuls les débits de pointe décennaux ont été estimés par la DREAL aux stations hydrométriques de Costeraste et Garrigue. Ces estimations par une loi de Gumbel sont aussi soumises aux incertitudes du tarage pour les hauts débits.

Station Débit instantanné maximum Débit instantanné maximum décennal décennal spécifique

Saint-Martin de Castillon 85 m 3/s 0.26 m 3/s/km² (Costeraste)

Oppède (Pont de Garrigue) 120 m 3/s 0.14 m 3/s/km²

Tableau 9 Données hydrométriques issues de la banque hydro

2.3.3 Évaluation théorique des débits

L’évaluation théorique des débits retenus se base sur l’hypothèse que des pluies de période de retour 100 ans génèrent des débits de pointe de même période de retour.

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Les pluies considérées sont des pluies double triangle 48 h-12 h provenant des quantiles SHYREG 100 ans (quantiles les plus élevés et les plus représentatifs des évènements récents). La durée du pic de pluie correspond au temps de concentration du bassin versant.

L’estimation des débits de pointe centennaux des affluents a été réalisée par l’analyse des résultats de méthodes empiriques (Socose, rationnelle pour l’estimation du débit de pointe décennale, puis méthode du Gradex pour l’estimation du débit centennal, Bressand Golossov et rationnelle pour l’estimation du débit de pointe centennal). L’estimation du débit de pointe centennal du Coulon a fait l’objet d’une modélisation pluie-débit, réalisée avec le logiciel HEC-HMS en utilisant la méthode de l’hydrogramme unitaire SCS sur 21 sous-bassins versants. Une fonction de transfert de type Muskingum Cunge a été utilisée pour estimer l’effet du laminage des crues. Un modèle numérique 1D, construit sous le logiciel Mike 11, a permis de caler puis vérifier les paramètres de la fonction de transfert, le laminage jouant un rôle important dans la propagation des crues. Dans ce cadre, les relevés topographiques de 2008 ont été utilisés.

Les divers paramètres du modèle ont été définis à partir des caractéristiques physiques du bassin versant (occupation du sol, superficie, pente et longueurs caractéristiques des sous-bassins versants, etc…) puis affinés par un calage du modèle en s’appuyant sur les résultats connus des crues de décembre 2008 et de janvier 1994. La seule crue de décembre 2008 est insuffisante pour caler le modèle pluie-débit, puisqu’elle s’est déroulée dans des circonstances favorables au ruissellement : les évènements pluvieux du mois de décembre, ont contribué à remplir l’épikarst du haut bassin, et des neiges couvraient les parties hautes du bassin versant. Ainsi, si les pluies des 14 et 15 décembre 2008 étaient d’occurrence décennale environ, les débits qui en ont résulté sont bien plus rares. Voilà pourquoi le calage du modèle pluie-débit par rapport à la crue des 6 et 7 janvier 1994, reconnue pour son caractère purement pluvieux, est nécessaire pour obtenir un modèle pluie-débit mieux représentatif des situations les plus fréquentes. On rappelle que les crues de décembre 2008 et janvier 1994 sont les seuls crues bien documentées ayant affecté l’ensemble du bassin versant du Coulon-Calavon.

Les résultats finalement obtenus apparaissent ci-dessous, avec les résultats d’autres études hydrologiques.

Localisation Superficie du Débit centennal Débit centennal Débit centennal bassin versant SAFEGE SIEE (1995) Hydris (2010) (en km²)

Pont de Garrigue 938 545 485 952

Aval confluence 671 450 460 avec l’Urbane

Apt, Pont de 493 385 369 Coquière

Costeraste 370 317 428

Oppedette 219 244

Tableau 10 : Débits centennaux (en m3/s) obtenus par différentes études

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Les résultats donnés par HYDRIS ont été obtenus par un modèle pluie-débit intégré SHYREG basés sur les mêmes quantiles de pluie que ceux employées par SAFEGE. Les différences proviennent du fait qu’HYDRIS n’a pas calé son modèle sur des évènements historiques ni évalué le laminage des crues en lit majeur. Ces hypothèses fortes nous conduisent à écarter ces résultats.

Les résultats de SIEE sont légèrement inférieurs, d’une part puisque les pluies utilisées sont plus faibles (notamment par la non prise en compte de l’événement 2008), d’autres part parce que SIEE manquait de données pour caler ses paramètres de calcul sur la partie aval. Les résultats SAFEGE et SIEE sont cohérents entre eux, les résultats SAFEGE sont donc retenus dans le cadre du PPRi du Coulon Calavon en cours puisqu’ils sont plus élevés et obtenus avec des données plus exhaustives que SIEE (16 ans plus tard).

On peut remarquer que les débits spécifiques centennaux sont inferieurs à 1 m3/s/km2. Au droit du pont des Garrigues, le débit spécifique retenu est de l’ordre de 0,6 m3/s/km2. Ces valeurs sont très peu élevées pour un contexte méditerranéen, ce qui est lié à la nature karstique du bassin versant (diminution du ruissellement direct).

2.3.4 Synthèse des débits de pointe

Les débits de pointe des crues du Coulon au Pont Garrigues (au canal de Carpentras) sont

V 300 m 3/s : référence pour le dimensionnement du lit mineur et pour mesurer la surinondation V 485 m3/s : référence pour le dimensionnement des ouvrages 3 V 545 m /s : Q 100 PPRi en cours V 800 m 3/s : Crue extrême exploitée pour l’évaluation du risque résiduel

2.4 Modélisation hydraulique

2.4.1 Architecture du modèle hydraulique 2D

Afin de modéliser la plaine aval, il a été choisi d’utiliser le code MIKE FLOOD qui permet de réaliser un couplage 1D/2D (à l’aide des logiciels MIKE 11/MIKE 21).

La représentation des lits mineurs à l’aide de profils en travers dans un code filaire permet d’obtenir une bonne représentation des lignes d’eau et des débits. Les débits qui peuvent surverser sur les berges en rive gauche ou rive droite (par des lois de déversement) sont repris par le code bidimensionnel qui poursuit la propagation.

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Loi de déversement Lit mineur

Figure 21 : Présentation du code de calcul

MIKE FLOOD est donc un outil qui permet d’associer des modèles à une dimension, qu’ils soient urbains (MOUSE/MIKE URBAN) ou fluviaux (MIKE 11), et des modèles à deux dimensions (MIKE 21), afin de permettre un couplage dynamique entre les deux représentations mathématiques des écoulements.

MIKE FLOOD est particulièrement adapté aux milieux tels que les plaines inondables, les estuaires, ou les zones urbaines et dispose donc d’un domaine d’application vaste (risque d’inondation et analyse détaillée des champs d’expansion, rupture de barrage et de digue).

2.4.1.1 Modèle hydraulique MIKE 11

MIKE 11 est un modèle hydraulique à « casier » ou pseudo-bidimensionnel capable de modéliser la propagation d’onde de crue en régime transitoire, quelle que soit le régime d’écoulement (fluvial/torrentiel). La résolution des équations de Barré Saint Venant est réalisée à l’aide d’un schéma implicite en différence finie. MIKE 11 permet de décrire de façon illimitée tous les déversements notamment ceux qui ont lieu pardessus des digues. Il permet aussi de décrire l’ensemble des ouvrages le long du linéaire d’un cours d’eau.

Les points forts de ce logiciel sont :

− la robustesse de son noyau de calcul qui permet d’étudier des écoulements torrentiels ou fluviaux en régime permanent ou transitoire ;

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− la puissance et la souplesse des moyens de description du relief des zones à étudier (lits mineurs, ouvrages, digues...) ;

− les interfaces de présentation de la topologie du modèle hydraulique mis au point et d’édition des résultats (courbes d’évolution temporelle des hauteurs d’eau ou des débits, profils en travers en long).

Dans le modèle réalisé dans le cadre de cette étude, seul les lits mineurs des différentes rivières et les ouvrages sont modélisés avec MIKE 11.

2.4.1.2 Modèle hydraulique MIKE 21

Le module hydrodynamique de MIKE 21 permet de modéliser en 2D toute zone assujettie à des écoulements multidirectionnels. Il simule les variations du niveau d’eau et des débits en réponse à une quantité de variables (vent, marée, précipitation, évaporation, rugosité du lit…). Les équations de Barré Saint Venant sont résolues par la méthode des volumes finis.

La propagation des ondes de crue s’appuie sur un maillage créé à partir de données topographiques surfaciques. La création de ce maillage est une étape importante pour la modélisation.

MIKE 21 offre la possibilité de créer un maillage rectangulaire ou triangulaire suivant les différentes utilisations possibles. Les cotes des points du maillage sont ensuite obtenues par interpolation des points du semis. Les simulations permettent d’obtenir les niveaux d’eau et les composantes de la vitesse dans le domaine étudié.

2.4.2 Topologie du modèle

2.4.2.1 Description

L’ensemble des données topographiques (c’est-à-dire les 145 profils en travers et les 19 ouvrages décrits précédemment) ont été intégrées dans la modélisation unidimensionnelle des lits mineurs du Coulon et du Boulon.

Pour la modélisation bidimensionnelle il a été choisi de réaliser un maillage triangulaire. L’avantage de ce type de mailles (par rapport aux mailles rectangulaires) est une meilleure description de zones particulières (bâtis denses, digues, remblais, ouvrage structurant hydrauliquement...) en conservant un nombre raisonnable d’éléments.

Afin de représenter au mieux les remblais situés dans le lit majeur du Coulon (remblai SNCF, RD22…) qui ont tendance à contraindre et organiser les écoulements, des mailles quadrangulaires ont été positionnées.

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Le maillage réalisé pour le modèle est décomposé comme ci :

− mailles quadrangulaires sur les différents remblais ;

− maillage fin autour du lit mineur afin de représenter les différences topographiques qui pourraient modifier les déversements (maille triangulaire de 30 m 2 maximum) ;

− maillage plus lâche sur le reste de la plaine. En effet, les variations topographiques sont faibles sur cette zone (en dehors des remblais) et ne justifient pas une densité importante du maillage (maille triangulaire de 50 000 m 2 environ).

Le maillage ainsi créé se compose de 100 000 éléments environ.

Les points du maillage ainsi réalisé sont ensuite interpolés sur la base des points levés par photogrammétrie (163 000 points environ).

La figure suivante donne un aperçu général du maillage. Les zones noires sur la vue d’ensemble sont les zones faisant l’objet d’un maillage plus fin. Le zoom est destiné à montrer que la représentation des remblais est correcte. En rouge apparaît le remblai SNCF qui est de 2 à 3 m plus haut que le terrain naturel (comme le montre l’extrait de l’orthophotoplan sur lequel figure quelques points photogrammétriques).

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Remblai SNCF

Canal de Carpentras

COULON

BOULON

Points photogrammétriques

Figure 22 : Topologie du modèle aval

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2.4.2.2 Conditions aux limites

Les conditions limites amont sont les hydrogrammes de la crue 2008 qui servent aux calages du modèle.

L’hydrogramme mesuré par la station du pont des Garrigues est utilisé pour le Coulon. Les hydrogrammes du Boulon et de la Sénancole ont été reconstitués par modélisation pluie-débit, à partir des données pluviométriques (voir volet hydrologie).

A l’aval, la Durance n’ayant pas connu une crue très significative en décembre 2008, la condition aval a été choisie de manière à ne pas influencer fortement les niveaux d’eau amont. Cela correspond à une crue trentennale de la Durance donnant une cote de 58.0 mNGF à l’ouvrage LGV du Coulon.

Figure 23 : Cotes trentenales de la Durance à l’embouchure du Coulon (données SMDA)

2.4.3 Calage

2.4.3.1 Processus pris en compte

Le calage du modèle est réalisé sur la crue du 14-15 décembre 2008.

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La simulation tient compte des brèches La crue de 1994 n’a pu être exploitée dont les principales sont : quantitativement compte tenu :

V Rive gauche : aval STEP Robion V du manque d’informations fiables sur les brèches, V Rive gauche du Boulon (2) V des modifications topographiques en lit V Rive gauche: Canal des Sables mineur, berges et digues anis qu’en lit (refoulement) majeur. V Rive gauche: mur antibruit Ratacans (1) V Rive droite: remblai SNCF (3)

1 2

3

Figure 24 : brèches en 2008 : 1- mur anti bruit aux Ratacans ; 2- Rive gauche du Boulon ; 3- Remblai voie RFF Cavaillon

2.4.3.2 Pluviométrie de la crue

La pluviométrie de l’événement du 14-15 décembre 2008 a été importante mais pas exceptionnelle avec des précipitations d’environ 160 mm à Cavaillon (soit une

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période de retour décennale). L’importance de la crue est expliquée par 2 autres facteurs :

• Ruissellements importants dus au couvert neigeux sur les massifs du Lubéron et de l’Albion ;

• L’automne pluvieux de 2008 qui a sans doute saturé le sol karstifié avant l’épisode, donnant une réponse très rapide des bassins versants des affluents en rive droite à l’aval d’Apt.

Ainsi, cet épisode pluvieux a généré un débit de pointe estimée à 380 m 3/s au pont des Garrigues (Oppéde).

2.4.3.3 Déroulement de la crue

La figure suivante (extraite de l’étude ENVEO AQUABANE 2009) donne le déroulement de la crue sur l’ensemble de la plaine de Cavaillon - Robion.

V Les premiers débordements ont lieu le 14 vers 17h. Ces débordements ont lieu au niveau de certains quartiers de Robion (Bel Air, Saint Julien, Hautes Vallées). Ces déversements sont principalement dus au ruisseau du Boulon et aux canaux d’irrigation (et pas directement au Coulon – Calavon). En effet, le Boulon et les canaux du Plan Oriental et des Sables drainent l’ensemble des eaux qui ruissellent des contreforts du nord ouest du Lubéron. Or le Boulon n’avait pas la capacité suffisante pour évacuer ces débits et les canaux d’irrigation ne sont pas dimensionnés pour évacuer les eaux pluviales (de plus le niveau important du Coulon gène l’évacuation des ces eaux). Ceci a entrainé des ruptures de berges et de débordements en divers points (non localisés dans les études antérieures). Ces débits déversés se retrouvent donc à l’arrière de la digue du Coulon, ils la longent jusqu’au niveau du remblai SNCF (inondant au passage le quartier des Basse Ferrailles et surversant sur la RD 24). V Les débordements suivant débutent entre 19h et 20h30. Ils ont lieu sur le Coulon au niveau du quartier des Noyers (Robion). Ces débordements ont lieu alors que le pic de la crue n’est pas passé à Apt. Ils sont principalement dus aux affluents en amont de Cavaillon et Robion (Imergue…). En rive gauche, c’est le quartier du Canfier qui est touché une première fois. En rive droite, les déversements qui ont lieu sur les Noyers vont ensuite poursuivre leur route vers l’ouest franchissant toutes les routes et chemins (RD15, RD31 et RD24 principalement) jusqu’à s’accumuler sur le remblai SNCF. V A l’aval de Cavaillon, premiers débordements vers 21h30. Les premiers débordements au niveau du secteur Entre les Vallats sont constatés vers 21h30. Aucune information supplémentaire n’est fournie dans l’étude ENVEO 2009. V Ensuite, la crue du Coulon parvient à Robion le 15 décembre vers 3h. Lors de la montée de crue, le niveau haut dans le Coulon va permettre aux écoulements « de s’engouffrer dans les canaux d’irrigations et inonder la plaine

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par les brèches apparues en début de soirée ». La plaine est donc continuellement alimentée durant la totalité de la crue. V Rupture du mur antibruit vers 4h (le 15 décembre). Sur la rive gauche, on distingue une grande zone d’accumulation aux Basses Ferrailles et aux Hautes Vallées due à l’accumulation sur le mur antibruit. Ce mur rompt vers 3h30 – 4h et inonde le quartier des Ratacans situé à l’aval. V Rupture du remblai SNCF vers 4h (le 15 décembre). En rive droite, les volumes qui circulent dans le lit majeur s’accumulent le long du remblai de la voie ferrée. Deux brèches dans ce remblai apparaitront entre 4h et 5h (secteur des Girardes – pas de données chiffrées sur ces brèches). V La décrue est amorcée vers 6h le matin du 15 décembre. Les niveaux d’eau dans le Coulon commencent à baisser alors que la crue dans la plaine n’a pas atteint son maximum. Les niveaux d’eau les plus importants sont observés entre 7h30 et 8h dans le quartier des Ratacans. Les inondations de la plaine se poursuivent vers l’ouest et les niveaux maximum sont observés en fin d’après- midi ou début de soirée au niveau des Vignières. La dynamique de l’extension des zones inondées en 2008 a été différente de celle de la crue précédente de1994. En effet, les débordements ont eu lieu très en amont de la voie ferrée (quartier des Noyers – Robion). Ces débordements ont circulé vers le nord jusqu’à la RD22. Ensuite, ils l’ont la départementale jusqu’au niveau du remblai SNCF (d’après l’étude GINGER 2010).

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Figure 25 : Succession des événements en plaine

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2.4.3.4 Dégâts occasionnés par la crue 2008

Les surverses et les brèches qui ont eu lieu en 2008 ont causés de nombreux dégâts.

L’emprise des zones inondées sur l’ensemble du secteur de la plaine de Cavaillon - Robion est très important (et supérieure à la crue de 1994).

Surfaces inondées Surfaces inondées Limite amont du secteur Limite aval du secteur 1994 (km²) 2008 (km²) Canal de Carpentras Sortie de Cavaillon 13,43 23,35

Tableau 2-1 : Surfaces inondées partie aval en 1994 et 2008 Extrait ENVEO/AQUABANNE 2009

On remarque sur le tableau précédent que la surface des zones inondées est quasiment 2 fois plus grande en 2008 qu’en 1994. Cette différence semble être due au fait que même si en 2008 la crue a été moins longue qu’en 1994 (12h à 13h contre 15h à 16h), le débit de pointe plus important (380 m 3/s contre 300 m 3/s au pont de la Garrigue) entrainant un volume de crue de déversement dans la plaine plus important.

D’après la mairie de Robion, 61 personnes ont été touché par les inondations.

Cette inondation a provoqué de nombreux dégâts sur des équipements et des infrastructures.

Ainsi la brèche du mur antibruit a permis une submersion importante du quartier des Ratacans (zone fortement urbanisée). Certaines habitations ont été noyées par 1.5 m d’eau.

L’accumulation d’eau à l’amont de la voie SNCF en rive gauche a provoqué la destruction du remblai (voir photo pages suivantes).

2.4.3.5 Conditions aux limites

La condition aval imposée par la Durance est prise telle qu’elle n’influence pas les écoulements du Coulon.

L’hydrogramme mesuré au pont Garrigues a été reconstitué et complété. Il constitue la condition limite amont injectée lorsque le Coulon passe sous le Canal de Carpentras.

Les calculs sont réalisés en régime transitoire.

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Figure 26 : Hydrogramme de la crue 2008

2.4.3.6 Frottement

Le frottement est représenté par des coefficients de Strickler de :

V 15 à 20 m 1/3 /s en lit mineur V 15 m 1/3 /s en lit majeur

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2.4.3.7 Comparaison entre résultats de modélisation et PHE

Figure 27 : Implantation des PHE et zone inondable simulée de la crue 2008 Lors de cette crue, des PHE ont été repérées sur l’ensemble de la plaine.

Sur les 104 repères de crue levés, 54 ont été nivelés (c’est à dire attachées au NGF). Sur ces 54 repères, 27 témoignent d’une « non inondation du plancher habitable » lors de la crue 2008 (ils donnent juste un niveau non atteint – information partielle).

Après analyse, ce sont 18 PHE qui ont été retenues pour le calage de la crue 2008. Elles sont répertoriées dans le tableau suivant.

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Numéro Repère Hauteur 2008 Niveau 2008 Niveau modèle Différence 3 0.4 60.51 60.25 -0.26 21 0.3 63.64 63.36 -0.28 22 0 64.12 64.13 0.01 36 0.1 68.29 67.78 -0.51 38 1.1 71.59 71.58 -0.01 40 0.49 71.62 71.71 0.09 41 2.01 72.86 72.6 -0.26 42 1.1 73.65 72.94 -0.71 45 0.8 73.57 73.13 -0.44 46 1.05 73.05 72.74 -0.31 47 0.35 72.89 72.66 -0.23 52 0.36 77.83 77.87 0.04 53 0.4 78.58 78.65 0.07 55 0.35 83.28 83.08 -0.2 61 0.5 91.1 90.73 -0.37 62 0.7 80.23 79.75 -0.48 64 0.7 78.58 78.11 -0.47 67 0.75 74.37 74.11 -0.26 Tableau 2 : Différence entre PHE et modélisation hydraulique

Secteur Ratacans – PHE 76 à 80

Ces PHE ne donnent que des hauteurs d’eau et non des niveaux.

Les PHE 77, 78 et 80 sont bien présentes dans la zone inondée simulée. Les PHE 79, 81, 82 et 83 sont bien hors de la zone inondée.

Le canal Saint Julien joue ici un rôle primordial dans l’évacuation de l’eau stockée derrière les digues. En effet, il permet d’éviter les surverses sur la route RD938.

Secteur Fayardes - PHE 52, 53 et 55

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Ces PHE donnent des niveaux très proches des niveaux modélisés (écart de 2 à 7 cm).

La modélisation est donc correcte sur ce secteur.

Remblai SNCF - PHE 39, 40, 41, 45, 46 et 47

Sous estimation de – 45 cm à - 23 cm pour les 3 PHE les plus au sud (45, 46 47).

Les 3 autres PHE (39, 40, 41) ont des différences comprises entre - 25 cm et 9 cm.

L’accumulation à l’arrière du remblai SNCF semble assez bien représentée sur la partie nord et légèrement sous-estimée au sud.

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2.4.3.8 Synthèse

Les résultats entre les résultats de modélisation et les PHE relevés aboutissent à

V Moyenne des écarts en valeur absolue = 28 cm V Moyenne des écarts : - 22 cm Les sources d’incertitudes sont imputables à :

V méconnaissance de l’ensemble des brèches ou ouvertures des digues V effets dynamiques des ruptures de remblais (formation de vague – témoignage) V forte pluviométrie locale (réseaux pluviaux et d’irrigation à saturation lors de la pointe de crue sur la plaine) Les principaux enseignements du calage sont :

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V Ces écarts donnent une mesure des incertitudes sur les niveaux absolus délivrés par le modèle. L’incertitude des résultats relatifs de modélisation est elle centimétrique. V Calage correct pour ce type de plaine – forte influence des éléments linéaires structurant la topographie (remblai, fossé, canal…) V Importance des canaux d’irrigation = « vecteurs » de la crue et de la décrue V Importance du système d’endiguement qui « structure » l’évolution de la crue par ses ruptures ou non V Fonctionnement de la plaine en casiers qui se remplissent les uns après les autres

2.4.4 Programme de simulation

Les simulations réalisées pour l’élaboration du schéma d’aménagement sont les suivantes.

Les différentes crues sont représentées par des hydrogrammes construits par homothétie de la crue 2008 sur les débits afin d’atteindre les débits de pointe calculés au canal de Carpentras.

500 Crue 2008 450 Q485 Q300 400

350

300

250

200

150

100

50

0 14/12/08 14/12/08 14/12/08 15/12/08 15/12/08 15/12/08 15/12/08 15/12/08 12:00 16:48 21:36 2:24 7:12 12:00 16:48 21:36

Figure 28 : Hydrogrammes de crue du Coulon considérés au Canal de Carpentras L’état de référence :

V tient compte des brèches de 2008 (remblai SNCF, Mur anti bruit Ratacans) et déversements accidentels en rive droite (Fayardes) et gauche (amont Cavaillon) ;

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V intègre les aménagements de tranche 1 et 2 (coupure du méandre des Gré, Canaou, recalibrage tranche 2) L’état projet tient compte de la brèche sur le remblai SNCF.

Les simulations réalisées sont :

Débit de pointe du Coulon État de référence État Projet final au canal de Carpentras

300 m 3/s Référence pour l’évaluation de la surinondation

Objectif de premiers débordements en état projet

485 m 3/s Référence pour le dimensionnement des ouvrages

800 m 3/s Prise en compte du risque résiduel

D’autre part, le SMDA a réalisé une simulation de la Durance en crue centennale avec un sur-apport ponctuel de 80m 3/s du Coulon afin d’apprécier l’incidence du projet sur les lignes d’eau de la Durance.

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3

Schéma d’aménagement du Coulon en aval du Canal de Carpentras

3.1 Situation actuelle vis à vis des crues

3.1.1 Influence du niveau de la Durance

Les aménagements se situant hors de la zone inondable de la Durance - afin de ne pas faire obstacle à ses écoulements- la Durance ne menace pas directement les aménagements. Par contre, elle peut empêcher la bonne évacuation des eaux du Coulon. Le choix suivant de débits dans le Coulon et la Durance a été retenu pour définir les aménagements :

V crue de 300m 3/s à 485 m 3/s au niveau du canal de Carpentras ; V crue d’occurrence 30 ans de la Durance (les niveaux de la Durance pour cette crue ont été fournis par le Syndicat Mixte d’Aménagement de la Vallée de la Durance, cf. 2.4.3.4). Une situation plus pénalisante pour les aménagements revêtirait une période de retour au delà de centennale.

En cas de contrôle aval du Coulon par la Durance plus important, le déversement de sécurité en rive droite entre le méandre des Grands Grès et la Durance permettrait de localiser les débordements et minimiser la portée de la courbe de remous. Voilà pourquoi cette surverse sera dimensionnée pour un débit plus important que pour le scénario avec 485 m 3/s au droit du canal de Carpentras.

On précise toutefois que le niveau de la Durance a une influence dominante devant le Coulon sur l’inondabilité des biens inclus dans la zone inondable de la Durance.

La moitié aval est soumise au risque d’inondation de la Durance, notamment par le scénario de rupture du remblai RFF en amont (Sc. IIc). Il s’agit du scénario de référence pour la définition de la zone inondable dans le cadre du PPRi de la Durance. L’État interdit de faire obstacle aux écoulements en lit majeur de la

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Durance par la mise en œuvre de digues transversales au lit de la Durance dans l’emprise de la zone inondable de la Durance.

Figure 42 : Extrait de la cartographie de l’aléa PPRi Durance selon le scénario dominant en rive droite (Cavaillon)

La protection de Cavaillon en rive gauche sans surinondation de la rive droite reporte les surdébits entre la RD 973 et la voie LGV.

3.1.2 Crue 300m 3/s au canal de Carpentras

Une crue caractérisé par un débit de pointe de 300m 3/s au canal de Carpentras correspond à une occurrence trentennale. Il s’agit d’une crue d’intensité inférieure à la crue 2008 (débit de pointe de 380m 3/s).

Cette crue constitue un objectif dans la mesure où en situation aménagée, les premiers débordements en lit majeur devront survenir autour de ce débit.

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Actuellement, les débordements surviennent à partir des débits dans le Coulon comme suit :

Secteur Rive processus

Noyers droite Déversement jusqu’à 20m 3/s. Inondation en plaine

Canfier gauche 10m 3/s transitent en lit majeur. Retour au Coulon (RD31)

Les Vignes droite Déversement jusqu’à 20m 3/s. Inondation en plaine

Fayardes droite Déversement jusqu’à 30m3/s en 4 points. Inondation en plaine

RD15 gauche Déversement dans Cavaillon jusqu’à 140m 3/s en lit mineur

Grand Grés droite Début de déversement à 300m 3/s. Inondation en plaine

L’ensemble des débordements rive droite ne regagnent pas le Coulon mais s’étalent dans la plaine, s’appuient sur le remblai de la voie ferrée de Cavaillon et gagnent la Durance par Caumont.

Les débordements rive gauche traversent la ville de Cavaillon et regagnent le Coulon entre la voie LGV et la RD973 dans le secteur aval soumis à l’influence de la Durance.

Pour un débit de pointe du Coulon de 300m 3/s au canal de Carpentras, le débit de pointe du Coulon sont les suivants aux différents secteurs :

Secteur Débit de pointe du Coulon

Canal de Carpentras 300m 3/s

Ratacans 140m 3/s

Amont RD973 130m 3/s

Ligne LGV 130m 3/s

A noter que les débordements traversant Cavaillon parviennent dans la zone aval après le passage du pic de crue dans le lit mineur et soutiennent ainsi la pointe dans la durée.

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Débits de pointe du Coulon et surverse Sc. 300m 3 /s - Situation actuelle

300

250 retour des débordements rive gauche Rive gauche + 200 Rive droite + 150 Rive gauche -

100 Rive droite - Lit mineur 50

0

s y ers es és ap oy RD15 rolles N Vign ayarde ei s Gr La T rpentras F Les rand Fugu G

Canal de Ca

Figure 42 : Évolution des débits de pointe en situation actuelle - sc. 300m 3/s.

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Figure 29 : Crue 300m3/s – Hauteur d’eau en situation actuelle

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Figure 30 : Crue 300m 3/s – vitesse maximale en situation actuelle

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3.1.3 Crue 485m 3/s au canal de Carpentras

Actuellement, les débordements surviennent à partir des débits dans le Coulon comme suit :

Secteur Rive processus

Noyers droite déversement jusqu’à 60m 3/s

Canfier gauche 50m 3/s transitent en lit majeur. Retour au Coulon (RD31)

Les Vignes droite Déversement jusqu’à 80m 3/s. Inondation en plaine

Fayardes droite Déversement jusqu’à 40m 3/s. Inondation en plaine

RD15 gauche Déversement dans Cavaillon jusqu’à 200m 3/s en lit mineur

Grand Grés droite Inondation en plaine

L’ensemble des débordements rive droite ne regagnent pas le Coulon mais s’étalent dans la plaine, s’appuient sur le remblai de la voie ferrée de Cavaillon et gagnent la Durance par Caumont.

Les débordements rive gauche traversent la ville de Cavaillon et regagnent le Coulon entre la voie LGV et la RD973 dans le secteur aval soumis à l’influence de la Durance.

Pour un débit de pointe du Coulon de 485m3/s au canal de Carpentras, les débits de pointe du Coulon sont les suivants aux différents secteurs :

Secteur Débit de pointe du Coulon

Canal de Carpentras 485m 3/s

Ratacans 200m 3/s

Amont RD973 185m 3/s

Ligne LGV 180m 3/s

A noter que les débordements traversant Cavaillon parviennent dans la zone aval après le passage du pic de crue dans le lit mineur et soutiennent ainsi la pointe dans la durée.

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Débits de pointe du Coulon et surverse Sc. 485m 3 /s - Situation actuelle

500 450 400 retour des débordements Rive gauche + 350 rive gauche 300 Rive droite + 250 Rive gauche - 200 Rive droite - 150 Lit mineur 100 50 0

s ers lles apy RD15 iro a T Noy L arpentras Fayardes nds Gré Les Vignes e C Fugue Gra

Canal d

Figure 31 : Évolution des débits de pointe en situation actuelle - sc. 485m 3/s.

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Figure 32 : Crue 485m3/s – Hauteur d’eau en situation actuelle

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Figure 33 : Crue 485m3/s – Vitesses maximales en situation actuelle

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3.1.4 Crue extrême

A la page suivante est visible la carte des hauteurs maximales pour une crue d’occurrence 500 ans, c’est-à-dire de 800 m 3/s au droit du canal de Carpentras. Aucune défaillance ne survient dans ce scénario.

L’emprise de la zone inondée est extrêmement vaste. Les hauteurs d’eau sont fortes à proximité du lit. La rive gauche est largement inondée.

Par rapport à une crue de 485m 3/s, un nouvel axe d’écoulement apparaît vers l’Isle- de-la-Sorgue alimenté par le déversement des Noyers. La « cuvette » au Nord de Caumont déborde vers le Sud. L’axe d’écoulement au Nord de la RD27 alimenté par surverse ou/et rupture du remblai de la voie ferrée atteint directement Caumont.

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Figure 34 : Hauteurs d’eau maximales pour un débit d’occurrence 500 ans au droit du canal de Carpentras en situation actuelle

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3.1.5 Transport solide et zones d’érosion

L’analyse des tendances morphodynamiques montre les faits suivants.

Entre 1937 et 1994, le lit s’est enfoncé de façon considérable, jusqu’à 4 m par endroits. Ceci est principalement du à l’extraction intensive de matériaux à l’amont de Robion qui a généré une érosion progressive à l’aval de la zone d’extraction. En conséquence, le Coulon a progressivement changé d’une géométrie constituée de chenaux tressé à un chenal unique plus rectiligne.

Le profil en long du Coulon est globalement à l’équilibre depuis 1995, après que les extractions aient cessées. Des zones d’érosions ponctuelles apparaissent au niveau des singularités (pont, extrados de méandre comme celui des Grands Grès, rétrécissement de la largeur du lit au niveau de la station d’épuration de Robion). L’amont des seuils de Fugueirolles et des Vignes se sont normalement comblés.

La pente du profil en long diminue progressivement depuis l’amont à Robion jusqu’à la confluence avec la Durance.

Outre l’évolution classique en amont d’une confluence, cela s’explique notamment par le fait que, comme les eaux débordent sans retourner dans le Coulon, le débit diminue peu à peu de l’amont vers l’aval. La capacité d’auto-curage de la rivière diminue de même, entrainant une diminution progressive de la pente.

Donc, les aménagements proposés augmentant les débits transitant à l’aval dans une gamme de débit où le transport solide est actif, du fait de la diminution de la pente à l’aval et des élargissements, des dépôts solides devraient apparaître en crue après les premières zones de débordements (soit à l’aval du quartier des Fayardes). Ces dépôts participent à la dynamique alluviale et le Coulon devrait ainsi disposer d’une amplitude de « respiration » plus ample dans ces tronçons élargis tandis que les incisions importantes imputables à un défaut de sédiments mobilisables seront lissées. En effet, les atterrissements en queue de crue majeure sont classiquement mobilisés lors des crues fréquentes. 2 sites sont favorables à ces atterrissements, l’un au droit des Noyers, l’autre en aval de la voie RFF. Il s’agit de sites naturels de dépôt temporaire qui permettent de lisser les charges sédimentaires.

3.1.6 Hydrogéomorphologie

Une analyse hydrogémorphologique a été effectuée en 2007 par H2GEO environnement. La carte établie, visible à la page suivante, montre les chemins préférentiels d’écoulements datant d’avant la construction du mur d’Androuin et la déviation du lit du Coulon. Ceci met en évidence que le mur d’Androuin constitue un obstacle fort aux tendances naturelles du Coulon, et est donc soumis à de fortes

SAFEGE 66 MHY/10MEN073/SBP/FM/AB/ASM SIRCC Réajustement du programme d’aménagement et de gestion globale de la partie aval du Coulon – Rapport de Présentation sollicitations lors des crues. Ceci doit être tempérer par l’âge multiséculaire du site mur d’Androuin (déjà présent sur la carte de Cassini).

Figure 39 : Extrait Géoportail de la carte de Cassini

En outre, cela montre les cheminements préférentiels des écoulements en cas de crue avec débordements dans les quartiers des Noyers ou des Vignes (secteurs de débordements dans la commune de Robion côté rive droite) où les principaux déversoirs de sécurité sont implantés.

D’autres part, "l’étude de délimitation de l’espace de mobilité du Calavon-Coulon", menée actuellement par le PNR du Luberon et réalisée par le bureau d’étude DynamicHydro (cf. Figure 41), a définis un espace fonctionnel du cours d’eau. Les ouvrages projetés de protection sont implantés autant que possible sur les limites extérieures de cet espace. Lorsque cela n’est pas le cas, des protections en pied seront mises en œuvre.

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Figure 40 : Lits majeurs du Coulon par une approche hydrogéomorphologique

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Figure 40 : Hydrodynamisme en lit mineur du Coulon

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Figure 41 : Espace de mobilité du Coulon et aménagements

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3.2 Concept de gestion des crues

3.2.1 Principes à respecter pour la gestion des crues

Le concept de gestion des crues du Coulon qui guide le programme d’aménagement du Coulon intègre les éléments suivants :

1- Les digues du Coulon au droit de cavaillon ont été dimensionnées en 1999 pour une capacité du lit mineur de 300m 3/s. Reprendre ce dimensionnement remettrait en cause les tranches 1 et 2 déjà réalisées sur cette base. Aujourd’hui, le débit de pointe centennal du Coulon au Canal de Carpentras est estimé dans le cadre PPRi en cours à 545m 3/s. Le projet doit pouvoir absorber une grande variabilité aux débits. Autrement dit, le projet doit être robuste.

Cet élément est pris en compte en privilégiant la robustesse du concept et des ouvrages qui ne doivent pas être sensibles à des variations de débit.

2- Protéger les zones de fort enjeu (urbanisation dense) en rive gauche (Cavaillon et Canfier) contre une crue de projet de 485m 3/s.

Cet élément constitue l’objectif principal du PACC

3- Protéger les zones d’habitat diffus en rive droite et en aval contre une crue de projet de l’ordre de 300m 3/s.

Cet objectif ne peut être complètement atteint car contradictoire avec le principe n°1 *.Cet objectif est partiellement atteint dans la mesure où l’exposition au risque est globalement améliorée en rive droite. Les surverses en rive droite:

V surviennent à des occurrences au moins supérieures à la situation actuelle (déversement moins fréquent) V les volumes déversés globalement en rive droite sont inférieurs à la situation actuelle (écoulements intenses sur une durée moins longue) V la concentration des points de déversement contrôlés conduit à une augmentation locale de l’intensité des écoulements dans des secteurs à moindre enjeux 4- Ne pas rehausser les berges dans la zone inondable de la Durance entre le remblai LGV et la RD973.

Ces 2 éléments 3 & 4 s’opposent dans la gestion du risque en aval. L’application du principe 4 associé au respect du principe 2 impose la non application à l’aval du principe 3.

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5- ne pas aggraver l’exposition aux inondations. Si éviter l’aggravation s’avère irréaliste, alors proposer des mesures de compensation.

Ce principe ne peut être respecté sur l’ensemble du territoire. Le concept cherchera donc à limiter les incidences négatives (en intensité et en emprise) et à ce que les aggravations se produisent dans des secteurs où les enjeux soient limités. Alors la compensation devra s’appliquer en ultime recours.

6- préserver, valoriser, les sites écologiques d’importance. Éviter, réduire, sinon compenser les incidences négatives sur l’environnement.

Bien que le PACC constitue un projet avant tout hydraulique (protection contre les crues), la dimension environnementale doit respecter ce principe

7- Mise aux normes des digues en place

Ce point impose la reprise partielle ou complète des digues en place. Un diagnostic des digues en place a permis d’identifier les linéaires déficients

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*: cet encart technique justifie le fait que le principe n°3 (protection de la rive droite contre une crue type sc. 300m 3/s) est contradictoire avec le principe n°1 (assurer le transit de 300m 3/s en aval des Ratacans pour le sc. 485m 3/s au Canal de Carpentras).

Les figures suivantes illustrent de manière schématique et simplifiée, le fonctionnement hydraulique d’un déversement latéral à partir d’un lit mineur :

V Le bief aval représente par exemple le bief au droit et en aval des Ratacans V Le déversoir latéral représente l’ensemble des surverses des Fayardes, Vignes et Noyers V Le bief amont représente chacun des biefs en amont de chaque surverse latérale, le débit de dimensionnement étant représenté par le sc. 485m 3/s au Canal de Carpentras V La première figure illustre un profil en long en situation avant surverse ; c’est à 3 dire que l’on cale les cotes de déversement tel que Q 0 = 300m /s pour respecter le principe n°3 – protection de la rive droite contre une crue sc. 300m 3/s. V La seconde figure illustre un profil en long pour le débit de dimensionnement ; c’est à dire pour le sc. 485m 3/s. Les cotes de seuil sont calées pour respecter le principe n°1 – la capacité du lit mineur en aval des Ratacans est de Q Dav = 300m 3/s. V La courbe de répartition des débits associée à la courbe de tarage à une section située en aval des déversoirs latéraux illustre le fait qu’il n’est pas possible de caler la crête des déversoirs latéraux pour 3 ® à la fois respecter le principe n°1 : Q Dav = 300m /s.

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3 ® à la fois respecter le principe n°3 : Q 0 = 300m /s

Profil en long avant surverse Bief aval déversement sécurisé en plaine Bief amont

digue

digue surverse nçon résistant à la Tro rse (Q0) de début de surve pondant au débit Ligne d’eau corres

fond

Profil en long au débit de dimensionnement digue Qdev Q digue D à la surverse Tronçon résistant nt (QD) e dimensionneme pondant au débit d Ligne d’eau corres

QDav = QD -Qdev fond

Courbe de répartition des débits Courbe de tarage (bief aval) Débit bief amont = Débit bief aval

QDav hDav Principe n°1 : 3 QDav = 300m /s

Q0 h0 Principe n°3 : 3 Q0 = 300m /s

Qdev

Q0 QD Q0 QD Débit bief amont

Figure 35 : Croquis illustrant le fonctionnement hydraulique d’un déversement latéral à partir d’un lit mineur

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Les marges de dimensionnement pour maîtriser le déversement latéral sont :

V Le calage du niveau de la crête des déversoirs détermine à quel débit dans le lit mineur la surverse débute V Le calage du linéaire de crête déversante permet de maîtriser les débits déversés

Le dimensionnement retenu constitue une solution consensuelle telle que :

V la surinondation en aval (Les Iscles du Temple) ® ne génère pas de cotes supérieures aux cotes PPR Durance ® que les hauteurs de submersion des biens restent gérables par des mesures de mitigation simple (< 30cm) ‰ favoriser le déversement RD en plaine V ne pas aggraver l’exposition au risque des biens bâtis en rive droite pour le sc. 300m 3/s ‰ favoriser l’alimentation du lit mineur V une augmentation significative de la capacité du lit mineur en aval des Ratacans conduit à une rehausse des digues rive droite et gauche, ce qui se traduit par : ® Une augmentation du risque induit par les digues ® Un surcoût lié ° à la rehausse des digues ° à la reprise de ponts (RD973, RD98, OH de la voie ferrée, RD15)

Analyse capacitaire des ouvrages de franchissement sur le Coulon aval 900

800 Q capable sous poutre Q capable début surverse 700

600 débit de point au canal de Carpentras (sc. 485m3/s) 500

400 débit de point au canal de Carpentras (sc. 300m3/s) 300 Débit capable (m3/s) capable Débit 200

100

0 avant contournement surverse RD31 RD15 RD24 VF RD938 Canaou RD98 RD973 RD973 ancien

Figure 36 : Capacité des ouvrages en aval du canal de Carpentras

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‰ favoriser le déversement RD en plaine

V ne pas concentrer les points de déversements en rive droite ‰ Augmenter le linéaire de crête déversante et le nombre de points de déversement

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