Les effets de la restauration des rivières sur le risque d'inondation à l'échelle du bassin versant et sur l'hydrologie des inondations.
Les aménagements structuraux (barrages, digues, etc) ont montré leurs faiblesses quant à leur efficacité pour limiter les dégâts des crues. Ces derniers ne sont majoritairement plus désirés.
L’augmentation de la vulnérabilité des zones inondables, liée elle-même à l’augmentation de l'urbanisation, est soumise aux changements climatiques qui affectent les rythmes hydrologiques. C’est dans ce contexte que l’ingénierie douce (_p.ex _ la restauration par un reboisement des plaines d’inondation ; la mise en place d'embâcles en bois ou la restauration des chenaux) intervient pour répondre au besoin de vivre avec l’eau, tout en limitant la diffusion des ondes de crues.
L’objectif de cet article est de démontrer qu’une approche de modélisation à complexité réduite peut aider à déterminer le déplacement d’ondes de crues en lien avec les techniques de restauration (utilisation des terres) pour améliorer les planifications du management des crues à l'échelle du bassin versant en aval (B.V).
Le modèle utilisé est "OVERFLOW" et consiste à simplifier de nbrx processus physiques :
Pour les 435 itérations réalisées, les effets du type de restauration sur les débits de crues variaient selon la position (et donc les caractéristiques locales). La contribution des eaux de ruissellement n’est également pas la même sur l’ensemble du B.V, elle dépend du type de sol, du couvert végétal et de la pente. Les résultats montrent que de courtes sections de restauration par embâcles ont des impacts très variables sur l'ampleur des pics d'inondation à ≠ échelles. La présence de forêts ainsi que leur âge a des effets plus généraux sur l’hydrologie des crues. Plus une forêt vieillit, plus elle se complexifie (meilleure interception), mais cette théorie a une limite. L'âge qui procurent les meilleurs effets sur la réduction des crues est de 25 ans et il faut que la forêt se situe au milieu et/ou dans la partie supérieure du B.V. De plus, il est nécessaire que ce type de forêt recouvre 20 à 40 % du B.V pour favoriser la désynchronisation des ondes de crues pour les limiter de 19%.
L’article souligne ce qui a été fait et explique bien les limites des approches, même celles employées dans l’étude pour ensuite aller plus loin.
Même si la méthode peut être compliquée à comprendre, les étapes de celle-ci sont bien décrites de façon à être reproductibles.
Comme cette étude comprend des financements dédiés à l'étude des controverses sur l'aménagement du territoire et qu'elle s'insère dans un doctorat, la démarche scientifique me semble sincère.
L'hydrologie des crues ne semble pas avoir été étudiée sur le long terme et à de larges échelles. Des recherches ont montré des effets satisfaisants pour la limitation des crues grâce au reboisement ou aux embâcles, mais ne font pas consensus. Ici, l'étude prouve (même si les effets sont très variables) que ces méthodes ont des effets considérables sur la gestion des risques. La gestion de l’eau est donc quelque chose de très complexe. Il est de ce fait nécessaire de continuer à employer la modélisation (faisant varier les échelles dans le B.V et la taille des tronçons pour détecter le plus d’effets). Ainsi, même avec des incertitudes, des réponses fines sont obtenues et la stratégie sera améliorée (surtout pour les embâcles). Bien que la restauration des rivières montre des effets positifs, il y a toujours des désaccords entre gestionnaires (effets trop variables, opportunistes ou peu efficaces). Comme la modélisation améliore la pertinence de la restauration, les conflits diminueront.
Le modèle "OVERFLOW" a été développé au cours d'une subvention RELU "Comprendre les controverses sur les connaissances environnementales", accordée à Sarah Whatmore (Université d'Oxford), Stuart Lane (alors Université de Durham), et Neil Ward (Université d'East Anglia).
Les scénarios de modélisation présentés dans ce document ont été élaborés et réalisés dans le cadre d'une bourse de doctorat financée par l'Agence pour l'environnement à Simon Dixon.
Modèle conceptuel illustrant les mécanismes à l'origine de la variabilité spatiale de la réponse au débit de pointe à la sortie du bassin versant suite à des traitements de restauration appliqués à de petites zones du bassin versant en différents endroits. Dans les hydrogrammes simplifiés, Q est le débit et t est le temps. Dixon et al., 2016
Cette figure permet d'illustrer comment la stratégie de restauration peut être perçue avec les scénarios de restauration et comment elle serait la plus efficace pour améliorer la réponse du débit de crues.
A rising exposure to flood risk is a predicted consequence of increased development in vulnerable areas and an increase in the frequency of extreme weather events due to climate change. In the face of this challenge, a continued reliance on engineered at a point flood defences is seen as both unrealistic and undesirable. The contribution of ‘soft engineering’ solutions (e.g. riparian forests, wood in rivers) to integrated, catchment scale flood risk management has been demonstrated at small scales but not larger ones. In this study we use reduced complexity hydrological modelling to analyse the effects of land use and channel changes resulting from river restoration upon flood flows at the catchment scale. Results show short sections of river-floodplain restoration using engineered logjams, typical of many current restoration schemes, have highly variable impacts on catchment scale flood peak magnitude and so need to be used with caution as a flood management solution. Forested floodplains have a more general impact upon flood hydrology, with areas in the middle and upper catchment tending to show reductions in peak magnitude at the catchment outflow. The most promising restoration scenarios for flood risk management are for riparian forest restoration at the sub-catchment scale, representing 20–40% of the total catchment area, where reductions in peak magnitude of up to 19% are observed through de-synchronization of the timings of sub-catchment flood waves. Sub-catchment floodplain forest restoration over 10–15% of total catchment area can lead to reductions in peak magnitude of 6% at 25 years post restoration.
