Maîtrise de Sciences et Techniques « Eaux, Sols, Pollutions » Promotion 2003-2005 Recensement, caractérisation et cartographie des coulées boueuses dans le Bas-Rhin Julien GUYONNET Tutrice : Anne-Véronique Auzet Chargée de recherches au CNRS (IMFS) Responsable de Hubert Withechurch formation : Professeur EOST AVANT PROPOS Ce stage a été réalisé dans le cadre de la deuxième année de Maîtrise des Sciences et Techniques « Eaux, sols, Pollutions » de l’Université Louis Pasteur de Strasbourg, conjointement mené à l’Institut de Mécanique des Fluides et Solides et à la Direction Régionale de l’Environnement Alsace. La réalisation de ce stage nécessitant le travail de deux stagiaires, j’ai pu mener cette étude en collaboration avec Jean-Sébastien Moquet, étudiant de la même promotion que moi. Une grande partie du travail a été réalisé en commun. Nous avons choisi de scinder ce rapport en deux parties : la première partie présente le contexte de l’étude (présentation des structures d’accueil, description géomorphologique des coulées boueuses, méthodologie employée), et la seconde partie présente les résultats issus de nos travaux. En accord avec Mme AUZET, nous avons choisis de réaliser une rédaction commune pour la première partie, afin de pouvoir développer davantage les résultats issus de nos travaux. La partie de présentation des résultats diffère, chacun de nous ayant approfondi un aspect. Jean-Sébastien s’attache à localiser les coulées boueuses au niveau communal et à corréler nos résultats avec les travaux déjà réalisés dans ce domaine. Pour ma part, je réalise une localisation des coulées boueuses à l’échelle du bassin versant ainsi qu’une étude sur la relation entre précipitations et coulées boueuses, en utilisant les données climatiques disponibles à l’IMFS. REMERCIEMENTS Je voudrais remercier ici toutes les personnes qui m’ont permis de mener à bien ce travail. Je remercie tout d’abord Anne-Véronique AUZET pour m’avoir permis de réaliser ce stage au sein de son équipe. Par ses conseils, sa disponibilité et sa pédagogie, elle m’a permis d’approfondir un grand nombre de connaissances théoriques et de mettre en place des réflexions et méthodologies constructives. Je remercie également Matthieu GERLIER, de la DIREN Alsace, qui nous a permis l’accès à de nombreuses données. Merci pour ses conseils, sa disponibilité, ses explications, sans lesquelles il aurait était difficile de mener à bien ce stage. Merci à Mme AUZET et M. GERLIER qui nous ont permis de travailler en autonomie, ce qui fût très enrichissant d’un point de vue personnel. Je souhaite également remercier vivement Carine HEITZ et Romain ARMAND, respectivement étudiants en DEA et en thèse au sein de l’IMFS, pour tout le temps qu’ils nous ont consacré, pour leurs conseils, pour les explications des logiciels informatiques, et pour les sorties de terrain autant instructives qu’agréables. Merci à Betty SHAAL-GUTH du Service Interministériel De la Protection Civile (SDIPC, préfecture du Bas-Rhin), pour nous avoir permis l’accès à tous les dossiers de demande de classement en état de catastrophe naturelle dans le Bas-Rhin, et nous avoir fourni les explications relatives à la procédure. Je remercie également Caroline DELATSCH, cartographe à la DIREN, pour avoir partagé son bureau avec nous et pour ses conseils précieux sur les Systèmes d’Informations Géographiques. Je remercie tous les chercheurs associés au projet GERIHCO (Gestion des Risques et Histoires des Coulées de boue) pour nous avoir permis d’assister à une de leur réunion et à une sortie de terrain. Je tiens à remercier les personnes avec qui nous avons eu des entretiens très enrichissants : Gérard BOSSU du Conseil Général du Bas-Rhin, Stéphane WESTERMANN du BRGM, et Michel BATT, conseillé technique agricole à Bouxwiller. Je remercie vivement Jean-Sébastien MOQUET pour son aide, ses conseils et sa bonne humeur permanente. Enfin, je remercie tout le personnel de la DIREN pour leurs conseils et aides techniques. RESUME Les catastrophes naturelles touchent un grand nombre de communes en Alsace. Dans le Bas-Rhin, les coulées boueuses représentent une part importante des risques (Conseil Général 67, 2004). Selon le Dossier Départemental des Risques Majeurs, 211 des 526 communes du Bas-Rhin sont concernées par le risque de coulée boueuse. C’est dans ce cadre que s’inscrit ce stage de deuxième année de Maîtrise des Sciences et Techniques « Eaux, sols, Pollutions » de l’Université Louis Pasteur de Strasbourg, conjointement mené à l’Institut de Mécanique des Fluides et Solides (UMR 7507, ULP-CNRS) et à la Direction Régionale de l’Environnement Alsace. Les trois objectifs principaux de ce stage étaient : 9 synthétiser les différents travaux déjà menés sur les coulées boueuses dans le Bas-Rhin 9 réaliser une base de données formalisant de façon pérenne les informations contenues dans les dossiers de demande de classement en état de catastrophe naturelle, de 1985 à 2004. 9 localiser les coulées boueuses dans des bassins versants Le traitement de la base de données a permis de mettre en évidence trois zones soumises au risque de coulée boueuse : le Kochersberg, l’Outre Forêt et les Vignobles. La localisation de ces coulées boueuses à l’échelle des petits bassins versants (les zones hydrographiques) met en place une base de réflexion pour la gestion du risque de coulée boueuse à l’échelle de ces bassins versants, notamment par la DIREN. Recensement, caractérisation et cartographie des coulées boueuses dans le Bas-Rhin TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES .........................................................................................1 INTRODUCTION......................................................................................................3 1. Présentation des structures d’accueil ...................................................4 1.1. La DIREN Alsace ...................................................................................................4 1.2. L’IMFS ......................................................................................................................5 2. Les coulées boueuses : processus, facteurs et conséquences.7 2.1. Définition des principaux termes utilisés :...........................................................7 2.2. Erosion des sols et coulées boueuses : des processus physiques caractéristiques ........................................................................................................7 2.3. Les facteurs...............................................................................................................9 2.3.1. Occupation du sol :...................................................................................................................................9 2.3.2. Les précipitations : ....................................................................................................................................9 2.3.3. Sensibilité à la battance :...........................................................................................................................9 2.3.4. La pente ......................................................................................................................................................9 2.4. Causes et conséquences des coulées boueuses : .............................................. 10 2.4.1. Les principaux éléments augmentant l’aléa : .......................................................................................10 2.4.2. Les conséquences matérielles et environnementales..........................................................................10 2.5. Description des régions naturelles et Agricoles en Alsace ............................. 13 3. Situation du sujet ...................................................................14 4. Méthodologie et moyens utilisés...........................................15 Guyonnet Julien - 1 - Recensement, caractérisation et cartographie des coulées boueuses dans le Bas-Rhin 4.1. Synthèse des données existantes : ...................................................................... 15 4.1.1. L’étude du risque de coulées boueuses dans le Bas-Rhin du Conseil Général :.............................15 4.1.2. L’inventaire des mouvements de terrain du BRGM ..........................................................................16 4.2. Les dossiers de demande de classement en état de catastrophe naturelle ... 18 4.2.1. La définition de l’état de catastrophe naturelle :.................................................................................18 4.2.2. Le dispositif de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle :.................................................19 4.2.3. Les dossiers de catastrophes naturelles comme base de l’étude.......................................................20 4.3. Réalisation de la base de données « BD CAT NAT CB ».............................. 20 4.4. Structure de la « BD CatNat CB » :.................................................................... 21 5. PRESENTATION DES RESULTATS ET DISCUSSION 24 5.1. Analyse des données de la BD CATNAT CB ................................................. 24 5.1.1. Répartition des coulées boueuses par bassins versants......................................................................26 5.1.2. Evolution du contenu des dossiers de CAT NAT.............................................................................28 5.2. Evolution du nombre de coulées boueuses...................................................... 29 5.2.1. Répartition temporelle du nombre de coulées