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Rupture de la digue d'Amboise en 1856

De Wikibardig

Ce cas d’application a pour finalité de reproduire les conditions d’inondation d’un val de Loire suite à une rupture de digue et d’analyser les conditions de submersion d’un hangar. A cet effet, deux modèles complémentaires ont été utilisés : un modèle 1D casiers sur une grande emprise complété par un modèle 2D local.

Sommaire

Problématique

Cette étude a été réalisée en 1997 par le Laboratoire d’Hydraulique Numérique pour le compte des laboratoires PFIZER implantés à Amboise sur le bord de Loire. Ce secteur de Loire [1]: le val de Cisse a été, à la fin du siècle dernier, le siège d’inondations catastrophiques, dues à plusieurs ruptures de levées qui protègent le val de la montée des eaux en Loire. Le fleuve subit au niveau d’Amboise un fort rétrécissement au niveau du pont d’Amboise, lequel produit une accélération des vitesses et donc une augmentation de la capacité érosive de l’écoulement le long des digues.
C’est ainsi que plusieurs ruptures se sont produites dans le secteur d’Amboise et de Nazelle-Négron en 1846, 1856 et 1866.
PFIZER a souhaité ériger un hangar à proximité de la zone de rupture de la digue à Amboise. Il s’est donc agit d’étudier plusieurs localisations possibles de rupture de la digue. Il convenait donc de s’assurer que la hangar ne constituait pas une gêne aux conditions d’écoulement de la crues et d’autre part d’analyser les conditions de submersion de l’infrastructure.

Historique

Nous avons trouvé dans les archives départementales des chroniques de l’époque donnant quelques informations sur le déroulement de la catastrophe et fournissant par la même occasion des ordres de grandeurs des temps de propagations, qui nous ont servi à valider les temps de propagation du phénomène.
Il semble que la montée du plan d’eau dans le lit mineur se soit accompagné avant la rupture de la levée par d’importantes résurgences d’eau en plusieurs endroits du val. Ces résurgences par le sol s’expliquent par la différence de pression hydraulique entre le fond du val et le même niveau en Loire. Ces résurgences produisent elles-mêmes des inondations, comme par exemple la coupure de la voie de chemin de fer à l’aval d’Amboise, entre Montlouis et Noisay, constatée le 2 juin 1856. Dans la nuit du 2 au 3 juin, l’alarme générale est données : l’eau monte de manière alarmante dans le val : certaines habitations sont noyées jusqu’au premier étage. Puis une série d’événements le 3 juin préfigurent la catastrophe à venir :

  • Rupture de la levée à Obergé qui produit une inondation en rive gauche à Amboise
  • Apparition d’un renard dans la digue entre l’église et le pont en face de la rue de Nazelle ;
  • Inondation de la rive gauche de la ville

Puis ce fut la rupture de la levée en rive droite qui inonde la rive droite, mais soulage la rive gauche. En quelques heures, la Loire envahit la plaine toute entière, atteignant une partie des maisons du bourg de Pocé-sur Cisse en face. Vers minuit, les eaux qui commençaient à baisser après envahissement de la plaine, s’élèvent à nouveau brutalement suite à l’arrivée de la crue provoquée par la brèche d’Ecures (Onzain) en amont.
Ce sont ces événements que nous avons reproduits localement, mais dans les conditions maximales, compte tenu de la faiblesse des dimensions du domaine.

Données disponibles

Limites du domaine

Les limites du domaine ont été fixées de la manière suivante :

  • La limite aval se situe en aval de la commune de Négron ;
  • La limite amont se situe le long du CD31B qui traverse le val ;

Le domaine s’étend donc sur une longueur de 2200 m et sur une largeur voisine du kilomètre encadré par les coteaux au Nord et par la levée au sud.

Données topographiques et bathymétriques

La topographie du val de Cisse a été obtenue par restitution photogrammétrique suivi d’un recalage par levés de géomètres. En complément, une dizaine de profils en travers de la Cisse ont été levés par géomètre.

Données hydrauliques

L’étude que nous avons menée s’appuie sur les résultats de l’étude HYDRATEC réalisée sur l’ensemble des vals de Loire, qui a estimé la valeur du débit ayant transité par la brèche d’Amboise et celle d’Onzain a été de 500 m3/s, alors que le débit en Loire était voisin de 10 000 m3/s. Le couple hauteur-débit a été ajusté à partir des laisses des eaux.
Nous avons modélisé en premier lieu la rupture de la digue d’Amboise, puis la rupture de la digue d’Onzain. Pour caler le modèle, nous disposions :

  • du débit de 500 m3/s, en provenance de la brèche d’Onzain ;
  • du débit de 500 m3/s en provenance de la brèche d’Onzain ;
  • de la côte maximale de 57,90 m atteinte par les eaux au droit de la limite amont du domaine, qui est représentée par le CD31B. ;
  • de la cote maximale atteinte par les eaux au droit de la limite aval de 56,8 m à La Griaire au PK 127.
  • de la cote aval au droit de la Griaire, qui a été légèrement ajustée pour correspondre à un débit de 1000 m3/s au maximum.

Résultats de la simulation

Les résultats de la simulation, illustrés de manière dynamique par la vidéo ci-dessous, ont permis de reproduire de manière assez satisafaisante la dynamique de la propagation des eaux et de leur conjonction au niveau d'Amboise, suite aux ruptures non simultanées des digues d'Amboise et d'Onzain.



WIKHYDRO - Simulation de rupture de la digue d... par Wikhydro

Les phénomènes suivants ont ainsi pu être précisés:

  • Dans les premiers instants de la propagation, l’onde de crue est assez symétrique et atteint les bâtiments de l’usine très rapidement (moins de 5 mn). Cependant, les vitesses sont relativement faibles ;
  • L’onde crue continue sa progression mais se dyssimétrise en se propageant vers l’aval, sous l’effet de la topographie locale ;
  • Au bout de 30 mn, l’onde de crue s’est largement répandue dans la partie ouest du val, rejoignant le cours d’eau La Cisse. Le site est plus inondé et l’on commence à percevoir une remontée de l’inondation vers l’amont sous l’effet de la remontée du niveau aval ;
  • Une heure après la rupture, l’inondation s’étend dans toutes les directions, mais évidemment plus vers l’aval. Dans la direction Sud-Est, les eaux envahissent les terrains situés entre la voie ferrée et la levée, qui est en remblai à cet endroit. Parallèlement, les eaux remontent davantage en direction du nord vers Pocé. Elles continuent également leur progression au travers du complexe pharmaceutique, mais davantage sous forme de remplissage que de propagation, donc avec des vitesses très faibles ;
  • Au bout de 4h30  l’inondation atteint la quasi-totalité du val. La partie sud est totalement recouverte et les eaux remontent presque jusqu’au CD31B qui constitue la limite amont du domaine d’étude. Une remontée s’est également créée le long de la levée et de la voie ferrée au sud ;

Ainsi, si l’on limite la simulation à la rupture d’Amboise, l’onde de crue se propage légèrement vers l’amont, inondant légèrement le site pharmaceutique, mais sans provoquer de courant important. Les simulations conduites avec et sans la présence de l’ouvrage montre que le nouveau bâtiment ne provoque qu’un impact négligeable, qui reste inférieur à 2 cm, sur les conditions de propagation de l’onde de crue. Les eaux vont davantage s’écouler vers le sud de la voie ferrée.

  • Une demi-heure plus tard, vers 5h10 mn  la situation évolue rapidement au nord-est du domaine. L’onde rupture d’Onzain apparaît et se propage le secteur du val situé au sud du bourg de Pocé. Le site pharmaceutique n’est pas encore touché par l’arrivée des eaux d’Onzain ;
  • A 6h, les eaux des deux brèches se mélangent et inondent la totalité du site et un courant principal s’établit plutôt au nord, le long de la limite du val. Au sud, un courant s’établit le long de la levée, avec des eaux en provenance de la brèche d’Onzain, produisant un isolement du site pharmaceutique pris entre les eaux en provenance d’Onzain au nord et au sud et les eaux en provenance de la brèche d’Amboise.

Conclusion

Cette étude a montré que si une rupture devait se produire dans la levée en rive droite de la Loire, dans les conditions de celles de 1856, l’impact du nouveau hangar resterait mineur et circonscrit au niveau du complexe pharmaceutique. La construction du hangar est en effet envisagée entre la proéminence topographique et la voie ferrée. Cette zone est très surélevée par rapport à la partie aval du val de Cisse.

Les résultats des calculs ont été confrontés aux données d’archives départementales qui sont assez révélatrices de la soudaineté et de l’ampleur de la catastrophe. L’exploitation de ces documents a fourni quelques éléments sur les temps de propagation qui sont disponibles dans les chroniques de l’époque.

Les résultats des calculs ont été confrontés aux données d’archives départementales qui sont assez révélatrices de la soudaineté et de l’ampleur de la catastrophe. L’exploitation de ces documents a fourni quelques éléments sur les temps de propagation qui sont disponibles dans les chroniques de l’époque.

Bibliographie

  1. Jean-Michel Tanguy, "Traité d'hydraulique environnementale", Editions Hermès-Lavoisier, volume 8, "rupture d'une digue en milieu urbain: Amboise", pp.57-61



Le créateur de cet article est Jean-Michel Tanguy
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