Différences entre les pages « Fabrication d'une maquette de bassin de versant » et « Attention, ça déborde ! »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Fabrication_d_une_maquette_de_bassin_de_versant_Sans_titre.png
 
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Fabrication d'une maquette de bassin versant en polystyrène extrudé. Cette fiche propose aussi quelques idées pour animer avec la maquette.
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|Description=Lorsqu'un cours d'eau est en crue, quelles en sont les conséquences ?
|Disciplines scientifiques=Earth Sciences, Life Sciences
+
|Disciplines scientifiques=Earth Sciences
|Difficulty=Technical
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|Difficulty=Easy
|Duration=2
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|Duration=30
|Duration-type=month(s)
+
|Duration-type=minute(s)
|Tags=bassin versant, maquette, Eau, Agence de l'eau
+
|Tags=Bassin versant, eau, crues, rivières, inondations, biodiversité
 
}}
 
}}
 
{{Introduction
 
{{Introduction
|Introduction=Avec un peu de matériel, un peu de temps et un esprit créatif, il est possible de créer une maquette représentative d'un paysage et de tout ce qui le compose. Ici, nous avons surtout mis l'accent sur le côté bassin versant, avec le ruissellement de la pluie le long des montagnes en passant par les cours d'eau pour arriver à la mer.
+
|Introduction=En cas de crue ou de forte pluie, les rivières débordent parfois, un petit peu ou beaucoup. Il est important d’enregistrer l’amplitude de ces débordements : ces données sont prises en compte dans l’aménagement du territoire.  
  
  
Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 1 : Fonctionnement d'un bassin versant. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne.
+
Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 2 : Problématiques. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne.
  
La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable [https://www.wikidebrouillard.org/images/f/f1/Fabrication_d_une_maquette_de_bassin_de_versant_01_Fiche-maquette-bassin-versant.pdf ici].
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La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable ici.
 
}}
 
}}
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
|Item=Styrodur
+
|Item=Maquette de bassin versant
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Cutter
+
|Item=Arrosoir
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Papier à poncer
+
|Item=Figurines
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Peinture - gouache
+
|Item=Eau
}}{{ItemList
 
|Item=Piques à brochette
 
}}{{ItemList
 
|Item=Feutre de couleur
 
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|Item=Fer à souder
 
}}{{ItemList
 
|Item=Pistolet à colle ou pistocolle
 
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|Item=Alcool à 90 degrés non dénaturé
 
 
}}
 
}}
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
+
|Prerequisites={{Prerequisites
|Attachment=Fabrication_d_une_maquette_de_bassin_de_versant_01_Fiche-maquette-bassin-versant.pdf
+
|Prerequisites=Le bassin versant
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Découpe et assemblage des couches
+
|Step_Title=La vie autour du cours d'eau
|Step_Content=Commencer par découper le polystyrène et faire plusieurs couches, afin de créer le relief de la maquette.
+
|Step_Content=''Précisions sur le matériel : Rassembler des figurines et personnages en lien avec les activités humaines et la biodiversité : tracteur, voiture, randonneur, pêcheur, bateau, maison, vache, loutre, cerf, arbre...''
  
 
+
''L'arrosoir peut être remplacé par une bouteille d'eau dont on aura percé le bouchon avec plusieurs trous.''
Puis, coller les couches entre elles avec de la colle blanche (vous pouvez utiliser d'autres colles, mais il faut les tester sur des chutes).  
 
 
 
Planter des piques à brochette pour stabiliser et renforcer la structure (attention à ce qu'elles ne dépassent pas).
 
|Step_Picture_00=Bassin_versant_copie_1.jpg
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Mise en forme
 
|Step_Content=Casser les angles pour donner la forme de la pente en les coupant au cutter. L’idée est de dégrossir le travail avant le ponçage.
 
 
 
 
 
Poncer au papier de verre gros grain de préférence ou utiliser des limes à bois.
 
|Step_Picture_00=Bassin_versant_copie_2.jpg
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Création de la rivière
 
|Step_Content=Arrivé à cette étape, la forme souhaitée de la montagne est réalisée. Il faut maintenant tracer la rivière et la creuser.
 
  
  
Pour cela, utiliser le cutter et le papier à poncer (ou improviser avec d'autres outils, comme des limes à bois de menuisier).
+
Mettre une première quantité d’eau de façon à remplir la zone la plus creusée de la maquette.
  
  
La rivière doit permettre à l'eau de bien s'écouler (tester la pente de la rivière avec une bille).
+
Disposer sur la maquette différentes figurines et discuter de l’organisation possible de la vie autour du cours d’eau : maisons, champs, promeneurs, agriculture, animaux, pêcheurs, bateaux.
|Step_Picture_00=Bassin_versant_copie_3.jpg
 
|Step_Picture_01=Bassin_versant_IMG_20210429_225124.jpg
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Ponçage et finition
 
|Step_Content=Lisser la maquette en ponçant avec du papier de verre au grain de plus en plus fin (par exemple 80, 120, 200).
 
|Step_Picture_00=Bassin_versant_IMG_20210311_152115.jpg
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Peinture
+
|Step_Title=Débordement du cours d'eau dans le lit majeur
|Step_Content=Avant de peindre, tester la peinture sur une chute de polystyrène (attention : certaines peintures contiennent un solvant qui attaque le polystyrène).
+
|Step_Content=Ajouter une grande quantité d’eau supplémentaire sous forme de pluie (arrosoir) ou crues. Observer ce qu’il se passe.
  
  
Pour finir, il reste à peindre la maquette avec la peinture de votre choix . Pour la gouache, il faudra la vernir. Pour avoir plusieurs couleurs et ne pas avoir besoin de vernir, il est possible de prendre les formats test des rayons peinture cuisine et salle de bain ( moins de 2€ par pot).
+
Discuter sur la manière dont le débordement impacte la vie imaginée à l’étape précédente.
|Step_Picture_00=Bassin_versant_IMG_20210311_161127.jpg
 
|Step_Picture_01=Bassin_versant_IMG_20210312_132254.jpg
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Test
+
|Step_Title=Activité complémentaire (option) : Définir les différentes parties d'un cours d'eau
|Step_Content=Installer une bassine au bas de la maquette et tester-la en faisant pleuvoir au sommet du relief (avec une bouteille au bouchon percé de petits trous par exemple).
+
|Step_Content=''N.B. : Si le vocabulaire lié au bassin versant n'a pas été abordé lors d'une précédente activité, il est conseillé de réaliser cette étape.''
  
  
Il sera peut-être nécessaire de rajouter quelques chutes sur les bords.
+
À l’aide des définitions suivantes, replacer chacun des mots en gras sur un point de la maquette :
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{{Notes
 
|Avertissement=Il faut bien faire attention avec la colle et la peinture utilisées, faire des essais sur des chutes et vérifier qu'elles n'attaquent pas le polystyrène.
 
  
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Tester votre rivière avant de peindre, afin d'éviter d'avoir à creuser à nouveau et faire des retouches de peinture.
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*Le '''lit du cours d’eau''' est l’espace occupé de manière permanente ou ponctuelle par l’écoulement de l’eau. On distingue le '''lit mineur''', ou lit naturel, où l’eau s’écoulera de façon permanente, du '''lit majeur''' qui est l’espace occupé par l’eau en période de crue ou d’inondation.
  
 +
*Lors de son cheminement, le cours d’eau crée parfois des '''méandres'''. Ces courbes très prononcées se produisent naturellement lorsque l’érosion naturelle des berges est détournée par la présence de matériaux plus solides.
  
Respecter les temps de séchage de la peinture et de la colle pour avoir le meilleur résultat possible.
+
*'''Les berges''' délimitent le lit mineur. Elles sont maintenues par de la végétation composée d’arbres (par exemple  d’aulnes, de saules, de frênes), d’arbustes et d’herbacées. L’ensemble des végétaux présents sur les berges et dans le lit majeur d’une rivière est appelé '''la ripisylve'''.
|Explanations=Une maquette de bassin versant permet de se familiariser avec le cycle naturel de l'eau et de réaliser de nombreuses observations et expériences en reconstituant le comportement de l'eau dans le paysage. En versant de l'eau en pluie sur les hauteurs de la maquette, on peut observer le chemin pris par l'eau en fonction des reliefs.
 
  
 +
*'''Les annexes hydrauliques''', telles que les bras morts ou les mares, sont reliées au cours d’eau en période de débordement du lit mineur sur le lit majeur.
  
Quand toute l'eau qui tombe sur une zone se retrouve au même point à l'arrivée (la même embouchure de rivière), cette zone est appelée un bassin versant. Sur les hauteurs, l'eau s'écoule de part et d'autre de lignes qui correspondent aux limites de différents bassins versants. Ces lignes sont appelées lignes de crête.
+
*Le cours d’eau s’écoule de '''l’amont''', où il prend sa source, souvent en montagne, vers '''l’aval''' en direction de la vallée, jusqu’à l’embouchure dans un autre cours d’eau plus grand, en lac ou en mer.
  
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{{Notes
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|Observations=En cas de crue ou de forte pluie, le cours d’eau déborde de son lit mineur pour s’étendre sur une partie ou sur la totalité du lit majeur.
  
On observera que l'eau qui ruisselle sur le bassin versant rejoint des ruisseaux, des rivières puis s'écoule finalement en mer, où le cycle naturel de l'eau se poursuivra avec l'évaporation, qui forme les nuages, dont les pluies ramèneront l'eau sur les terres.
 
  
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Cela peut compliquer les activités se déroulant dans ces espaces. Certaines peuvent se déplacer sans grande difficulté (la navigation, la pêche, la randonnée, l’élevage d’animaux). Mais d’autres activités humaines pourront difficilement être déplacées, et dans ce cas les crues pourront causer des dégâts (cultures, habitations, constructions...).
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|Avertissement=Si personne n’installe d’activité près de la rivière ; questionner après coup ce qui se serait passé si on l’avait fait.
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|Explanations=Le lit d’une rivière est l’espace occupé lors de l’écoulement de l’eau en période normale. Cependant, certains phénomènes peuvent entraîner une montée du niveau de l’eau. C’est le cas d’une forte pluie, des crues (à la fin de l’hiver), des marées à fort coefficient, de la libération de l’eau des barrages…
  
Un aspect du cycle naturel de l'eau reste difficilement visible sur ce type de maquette, il s'agit de l'infiltration d'une partie des eaux de pluie dans les sols (puisque le polystyrène une fois peint ou verni est imperméable). Mais l'ajout de quelques éléments sur la maquette (éponges, sable) permet d'aborder ce point.
 
  
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+
Cette montée du niveau de l’eau se fait dans le lit majeur du cours d’eau, c’est ce qu’on appelle communément les « zones inondables  ». Ce lit correspond au plus haut niveau d’eau enregistré le long du cours d’eau. En fonction de la quantité d’eau, l’augmentation du niveau de l’eau va occuper une partie ou la totalité du lit majeur.
|Deepen=Une maquette de bassin versant peut être animée et complétée selon les notions que l'on souhaite aborder. On pourra par exemple ajouter au sol, notamment sur les bords et aux embouchures des rivières, des morceaux de mousse ou d'éponge, du sable, de la terre, pour illustrer le comportement de l'eau dans des zones humides et les marais littoraux.
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|Deepen=Historiquement, la vie s’organise autour des cours d’eau : accès à la ressource en eau pour la consommation ou l’irrigation des cultures, voie de transport et de commerce, zone de pêche, force pour la production d’électricité. Or ces 60 dernières années, des constructions sont apparues de plus en plus près des rivières, augmentant ainsi le risque de dégradation lors de débordement.  
  
  
Sur les pentes du bassin versant, on peut disposer de longs boudins de pâte à modeler, pour représenter les sillons des champs cultivés et les talus qui bordent certaines parcelles agricoles. En ajoutant des carréponges sur les "champs" et les berges des rivières, ceux-ci absorberont en partie l'eau, comme le font les haies et le couvert végétal que l'on fait pousser entre les récoltes pour limiter le ruissellement.
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Les risques sont définis à partir des aléas (augmentation du niveau de l’eau) et des enjeux (constructions proches de la rivière) : s’il n’y a pas de maison dans le lit majeur de la rivière, il n’y a pas de risque à ce qu’elle se retrouve les pieds dans l’eau.  
|Applications=La circulation de l'eau est essentielle dans notre environnement. Depuis l'antiquité, les populations humaines se sont installées à proximité directe de la ressource en eau , et ont utilisé les cours d'eau pour le transport, la pêche, ou l'irrigation. Aujourd'hui l'eau fait partie des grands enjeux de gestion des territoires. Les activités humaines (agriculture, industrie, aménagements) peuvent avoir des conséquences importantes sur la qualité de l'eau et sa disponibilité. Avec les effets du changement climatique, la gestion durable de l'eau et des milieux aquatiques est plus que jamais décisive pour lutter contre la sécheresse, les inondations, la pollution et l'effondrement de la biodiversité.
 
|Related=Voir aussi sur wikidebrouillard l'expérience : [[Eponge contre inondation|Éponge contre inondation]], dont on peut réaliser une variante directement sur la maquette de bassin versant.
 
  
  
Pour mieux comprendre le rôle joué par les sols, les zones humides et la végétation dans la filtration de l'eau : [[Filtration de l'eau]].
+
Bien connaître les limites du lit majeur permet de les prendre en compte lors des politiques d’aménagement du territoire à proximité des cours d’eaux.
|Objectives=- Visualiser la partie terrestre du cycle naturel de l'eau ;
 
  
- Savoir reconnaitre et nommer les principaux milieux aquatiques (rivière estuaire, zone humide, littoral...) et les composantes du bassin versant (rivière, affluent, berges, lignes de crête...) ;
+
Il faut aussi savoir qu’au sein du lit majeur, le tracé du lit mineur peut évoluer au cours du temps. Après une décrue, le tracé peut être différent de celui observé avant la crue. Ce phénomène est par exemple très visible dans les grands torrents de montagnes.  
  
- Illustrer et comprendre les problématiques liées à l'aménagement du territoire et à la gestion du bassin versant (ruissellement, inondations, pollutions, qualité de l'eau, biodiversité, agriculture, production d'eau potable...).
+
C’est également le cas après une forte inondation. Ceci s’explique entre autres par une modification des zones de dépôts de sédiments (voir la fiche expérience « transport et sédimentation »).
|Animation=En introduction, la maquette de bassin versant est un bon support pour situer les connaissances des participants sur le cycle de l'eau.
 
  
  
Il est très intéressant de comparer la quantité et la vitesse de ruissellement de l'eau entre une maquette de bassin versant "nue" — équipée de sillons agricoles tracés dans le sens de la pente — avec une maquette équipée de sillons tracés dans le sens perpendiculaire à la pente, de zones humides, de haies et de couvert végétal (éponges et autres matériaux absorbants), et de faire le lien avec les enjeux liés aux inondations et à la pollution.
+
Enfin, d’autres facteurs peuvent augmenter le risque d’inondation  :
  
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- L'artificialisation des sols : moins les sols sont perméables plus l’eau va s’étendre (voir fiche expérience « les sols épongent ») ;
  
On peut également tester les impacts d'évènements particuliers : un épisode de pluies très important, d'un encombrement de la rivière par des déchets végétaux ou artificiels, ou encore de constructions sur les berges.
+
- La modification du tracé du cours d’eau, qui va jouer sur son débit (voir fiche expérience « la chenalisation »).
  
Pour mieux comprendre la vulnérabilité des cours d'eau, il est intéressant aussi de verser sur la maquette quelques gouttes de colorant qui symboliseront des polluants chimiques ou organiques (lisiers, engrais...) et d'observer leur trajet. Une partie pourra être filtrée ou piégée par les sols, la végétation et les zones humides, mais ces milieux et la biodiversité qu'ils abritent pourront être contaminés. En cas de pollution importante, les polluants risquent de se répandre jusque sur le littoral et de polluer le milieu marin.
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|Notes=Sur les cycles naturel et domestique de l'eau :
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|Applications=Par exemple à La Roche-sur-Yon, dans la vallée de l’Yon, les abords de la rivière sont dédiés aux loisirs, à la promenade en période sèche. Chaque hiver, après plusieurs jours de grosses pluies, les espaces sont en grande partie inondés.
 
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|Related=Fiche expérience sur l'imperméabilisation des sols
- L'émission "[https://www.youtube.com/watch?v=9duLTGkzHns C'est pas sorcier]" de France Télévisions ;
 
  
- La page [https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l%27eau Wikipedia] "Cycle de l'eau".
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Fiche expérience sur le débit
  
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Fiche expérience sur la chenalisation
  
Pour tout savoir sur le bassin versant Loire-Bretagne sur Wikipedia : [https://fr.wikipedia.org/wiki/Bassin_Loire-Bretagne]
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Fiche expérience sur le transport et la sédimentation
 
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|Notes=Émission de France Télévisions "C'est pas Sorcier  «INONDATIONS : les sorciers prennent l'eau»
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|Complete=Published
 
|Complete=Published
 
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Version du 27 janvier 2023 à 19:03

Auteur avatarMaud Milliet | Dernière modification 23/10/2023 par Quentin G.

Pas encore d'image

Introduction

En cas de crue ou de forte pluie, les rivières débordent parfois, un petit peu ou beaucoup. Il est important d’enregistrer l’amplitude de ces débordements : ces données sont prises en compte dans l’aménagement du territoire.


Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 2 : Problématiques. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne.

La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable ici.
  • Expériences pré-requises

Étape 1 - La vie autour du cours d'eau

Précisions sur le matériel : Rassembler des figurines et personnages en lien avec les activités humaines et la biodiversité : tracteur, voiture, randonneur, pêcheur, bateau, maison, vache, loutre, cerf, arbre...

L'arrosoir peut être remplacé par une bouteille d'eau dont on aura percé le bouchon avec plusieurs trous.


Mettre une première quantité d’eau de façon à remplir la zone la plus creusée de la maquette.


Disposer sur la maquette différentes figurines et discuter de l’organisation possible de la vie autour du cours d’eau : maisons, champs, promeneurs, agriculture, animaux, pêcheurs, bateaux.

Étape 2 - Débordement du cours d'eau dans le lit majeur

Ajouter une grande quantité d’eau supplémentaire sous forme de pluie (arrosoir) ou crues. Observer ce qu’il se passe.


Discuter sur la manière dont le débordement impacte la vie imaginée à l’étape précédente.

Étape 3 - Activité complémentaire (option) : Définir les différentes parties d'un cours d'eau

N.B. : Si le vocabulaire lié au bassin versant n'a pas été abordé lors d'une précédente activité, il est conseillé de réaliser cette étape.


À l’aide des définitions suivantes, replacer chacun des mots en gras sur un point de la maquette :


  • Le lit du cours d’eau est l’espace occupé de manière permanente ou ponctuelle par l’écoulement de l’eau. On distingue le lit mineur, ou lit naturel, où l’eau s’écoulera de façon permanente, du lit majeur qui est l’espace occupé par l’eau en période de crue ou d’inondation.
  • Lors de son cheminement, le cours d’eau crée parfois des méandres. Ces courbes très prononcées se produisent naturellement lorsque l’érosion naturelle des berges est détournée par la présence de matériaux plus solides.
  • Les berges délimitent le lit mineur. Elles sont maintenues par de la végétation composée d’arbres (par exemple d’aulnes, de saules, de frênes), d’arbustes et d’herbacées. L’ensemble des végétaux présents sur les berges et dans le lit majeur d’une rivière est appelé la ripisylve.
  • Les annexes hydrauliques, telles que les bras morts ou les mares, sont reliées au cours d’eau en période de débordement du lit mineur sur le lit majeur.
  • Le cours d’eau s’écoule de l’amont, où il prend sa source, souvent en montagne, vers l’aval en direction de la vallée, jusqu’à l’embouchure dans un autre cours d’eau plus grand, en lac ou en mer.


Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

En cas de crue ou de forte pluie, le cours d’eau déborde de son lit mineur pour s’étendre sur une partie ou sur la totalité du lit majeur.


Cela peut compliquer les activités se déroulant dans ces espaces. Certaines peuvent se déplacer sans grande difficulté (la navigation, la pêche, la randonnée, l’élevage d’animaux). Mais d’autres activités humaines pourront difficilement être déplacées, et dans ce cas les crues pourront causer des dégâts (cultures, habitations, constructions...).

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Si personne n’installe d’activité près de la rivière ; questionner après coup ce qui se serait passé si on l’avait fait.

Explications

Le lit d’une rivière est l’espace occupé lors de l’écoulement de l’eau en période normale. Cependant, certains phénomènes peuvent entraîner une montée du niveau de l’eau. C’est le cas d’une forte pluie, des crues (à la fin de l’hiver), des marées à fort coefficient, de la libération de l’eau des barrages…


Cette montée du niveau de l’eau se fait dans le lit majeur du cours d’eau, c’est ce qu’on appelle communément les « zones inondables  ». Ce lit correspond au plus haut niveau d’eau enregistré le long du cours d’eau. En fonction de la quantité d’eau, l’augmentation du niveau de l’eau va occuper une partie ou la totalité du lit majeur.

Plus d'explications

Historiquement, la vie s’organise autour des cours d’eau : accès à la ressource en eau pour la consommation ou l’irrigation des cultures, voie de transport et de commerce, zone de pêche, force pour la production d’électricité. Or ces 60 dernières années, des constructions sont apparues de plus en plus près des rivières, augmentant ainsi le risque de dégradation lors de débordement.


Les risques sont définis à partir des aléas (augmentation du niveau de l’eau) et des enjeux (constructions proches de la rivière) : s’il n’y a pas de maison dans le lit majeur de la rivière, il n’y a pas de risque à ce qu’elle se retrouve les pieds dans l’eau.


Bien connaître les limites du lit majeur permet de les prendre en compte lors des politiques d’aménagement du territoire à proximité des cours d’eaux.

Il faut aussi savoir qu’au sein du lit majeur, le tracé du lit mineur peut évoluer au cours du temps. Après une décrue, le tracé peut être différent de celui observé avant la crue. Ce phénomène est par exemple très visible dans les grands torrents de montagnes.

C’est également le cas après une forte inondation. Ceci s’explique entre autres par une modification des zones de dépôts de sédiments (voir la fiche expérience « transport et sédimentation »).


Enfin, d’autres facteurs peuvent augmenter le risque d’inondation  :

- L'artificialisation des sols : moins les sols sont perméables plus l’eau va s’étendre (voir fiche expérience « les sols épongent ») ;

- La modification du tracé du cours d’eau, qui va jouer sur son débit (voir fiche expérience « la chenalisation »).


Applications : dans la vie de tous les jours

Par exemple à La Roche-sur-Yon, dans la vallée de l’Yon, les abords de la rivière sont dédiés aux loisirs, à la promenade en période sèche. Chaque hiver, après plusieurs jours de grosses pluies, les espaces sont en grande partie inondés.

Vous aimerez aussi

Fiche expérience sur l'imperméabilisation des sols

Fiche expérience sur le débit

Fiche expérience sur la chenalisation

Fiche expérience sur le transport et la sédimentation

Éléments pédagogiques


Sources et ressources

Émission de France Télévisions "C'est pas Sorcier «INONDATIONS : les sorciers prennent l'eau»

Dernière modification 23/10/2023 par user:Quentin G..

Commentaires

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