E « LE GIER - Loire

MINISTERE DE L’ECOLOGIE, DE L’ENERGIE , DU DEVELOPPEMENT DURABLE ET DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE. DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L’EQUIPEMENT DE LA LOIRE.

ETUDE HYDROLOGIQUE OCTOBRE 2009 1741145 R1

ETUDE HYDRAULIQUE DE LA RIVIERE « LE GIER » ET DE SES AFFLUENTS.

DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L’EQUIPEMENT DE LA LOIRE (DDE 42) ETUDE HYDRAULIQUE DE LA RIVIERE « LE GIER » ET DE SES AFFLUENTS

RAPPORT D’ETUDE HYDROLOGIQUE

SOGREAH – JCC / CJE – 1741145 R1 – OCTOBRE 2009 PAGE I

SOMMAIRE

LISTE DES FIGURES (CORPS DU RAPPORT).......................................................... III

LISTE DES TABLEAUX (CORPS DU RAPPORT)....................................................... III

LISTE DES FIGURES (ANNEXE C)........................................................................ IV

LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE D) ..........................................................V

LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE E) .........................................................VI

LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE F).........................................................VII

OBJET DE L’ETUDE.........................................................................................VIII

SYNTHESE ET CONCLUSIONS............................................................................. IX

1. METHODOLOGIE....................................................................................... 1 1.1. LA PROBLEMATIQUE ................................................................................... 1

1.1.1. EN GENERAL ..............................................................................................................1 1.1.2. EN PARTICULIER........................................................................................................1

1.2. LA METHODE SPEED ................................................................................... 2 1.3. APPLICATION................................................................................................ 3

2. ANALYSE REGIONALE DES PLUIES .............................................................. 4 2.1. PRELIMINAIRE SUR LE PIVOT..................................................................... 4

2.1.1. FLUX D’OUEST............................................................................................................4 2.1.2. PLUIES CEVENOLES..................................................................................................4 2.1.3. PLUIES D’ALTITUDE...................................................................................................4 2.1.4. LES PLUIES D’ORAGE ...............................................................................................5 2.1.5. CASSURES SUR LES AJUSTEMENTS......................................................................5

2.2. LES STATIONS PLUVIOMETRIQUES........................................................... 5 2.3. LE PIVOT........................................................................................................ 6 2.4. ANALYSE REGIONALE DES PLUIES MAX ANNUELLES........................... 7

3. ANALYSE DES STATIONS LIMNIMETRIQUES ................................................ 10 3.1. LES STATIONS LIMNIMETRIQUES ............................................................ 10 3.2. VERIFICATION DES COURBES DE TARAGE............................................ 10 3.3. ANALYSE DES DEBITS REDUITS .............................................................. 11

3.3.1. PRINCIPE ...................................................................................................................11 3.3.2. ANALYSE GENERALE DES DEBITS REDUITS.......................................................12 3.3.3. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA COISE A LARAJASSE [NEZEL] .....................12



SOGREAH – JCC / CJE – 1741145 R1 – OCTOBRE 2009 PAGE II

3.3.4. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA COISE A SAINT MEDARD [MOULIN BRULE] 13 3.3.5. STATION LIMNIMETRIQUE DU DORLAY A LA TERRASSE SUR DORLAY..........13 3.3.6. STATION LIMNIMETRIQUE DU GIER A RIVE DE GIER..........................................14 3.3.7. STATION LIMNIMETRIQUE DU GIER A GIVORS ....................................................15 3.3.8. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA VALENCIZE A CHAVANAY.............................16 3.3.9. SYNTHESE GENERALE............................................................................................16 3.3.10. COMPARAISON AVEC LES RESULTATS D’ETUDES PRECEDENTES.................20 3.3.11. CONCLUSION : DEBITS REDUITS ADOPTES.........................................................22

3.4. DEBITS CARACTERISTIQUES DE CRUE ADOPTES ................................ 23

4. CRUES HISTORIQUES .............................................................................. 25

5. ANALYSE DES HYDROGRAMMES DE CRUE.................................................. 29 5.1. HYDROGRAMMES OBSERVES.................................................................. 29

5.1.1. LE GIER A GIVORS ...................................................................................................29 5.1.2. LE GIER A RIVE DE GIER.........................................................................................30

6. LE RHONE ............................................................................................. 32

ANNEXE A --- PRESENTATION DE LA METHODE SPEED ................................... 35

ANNEXE B --- DETERMINATION DES COURBES DE TARAGE ................................ 43

ANNEXE C --- ANALYSES PROBABILISTES PLUIE-DEBIT ................................... 61

ANNEXE D --- AJUSTEMENTS DES PLUIES MAX ANNUELLES............................... 87

ANNEXE E --- AJUSTEMENTS PLUIE – DEBITS REDUITS FINAUX A RIVE DE GIER ET A GIVORS .............................................................................................. 88

ANNEXE F --- PLANS ET FIGURES................................................................... 89

oOo



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LISTE DES FIGURES (CORPS DU RAPPORT)

Figure 1 – Pluviométrie caractéristique ..............................................................................................................8 Figure 2 – Cartographie des zones de pluviométrie ...........................................................................................9 Figure 3 – Géologie aux alentours des zones étudiées....................................................................................17 Figure 4 – Ajustement final des pluies - débits réduits à Givors.......................................................................18 Figure 5 – Ajustement final des pluies - débits réduits à Rive de Gier .............................................................19 Figure 6 – Comparaison des valeurs de débit réduit avec les études précédentes .........................................21 Figure 7 – Débits réduits adoptés.....................................................................................................................22 Figure 8 – Hydrogrammes réduits – Le Gier à Givors ......................................................................................30 Figure 9 – Hydrogrammes réduits – Le Gier à Rive-de-Gier ............................................................................31

LISTE DES TABLEAUX (CORPS DU RAPPORT)

Tableau 1 – Liste des stations pluviométriques traitées .....................................................................................6 Tableau 2 – Pluies journalières de période de retour 2, 10 et 100 ans ..............................................................7 Tableau 3 – Stations hydrographiques considérées.........................................................................................10 Tableau 4 – Liste des stations pluviométriques traitées ...................................................................................16 Tableau 5 – Débits réduits adoptés ..................................................................................................................22 Tableau 6 – Débits de pointe en différents points du Gier................................................................................23 Tableau 7 – Débits de pointe en différents points du Janon.............................................................................23 Tableau 8 – Débits de pointe des affluents du Gier..........................................................................................24



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LISTE DES FIGURES (ANNEXE C)

Corrélations Equifréquence Pluies – Débits réduits

Annexe C - Figure 1 – Débits à Larajasse / Pluies à Grammond

Annexe C - Figure 2 – Débits à Larajasse / Pluies à Mornant

Annexe C - Figure 3 – Débits à Larajasse / Pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe C - Figure 4 – Débits à Saint Médard / Pluies à Grammond

Annexe C - Figure 5 – Débits à Saint Médard / Pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe C - Figure 6 – Débits à Saint Médard / Pluies à Saint Symphorien

Annexe C - Figure 7 – Débits à La Terrasse sur Dorlay / Pluies à La Valla en Gier

Annexe C - Figure 8 – Débits à La Terrasse sur Dorlay / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

Annexe C - Figure 9 – Débits à Chavanay / Pluies à Chavanay

Annexe C - Figure 10 – Débits à Chavanay / Pluies à Les Haies

Annexe C - Figure 11 – Débits à Chavanay / Pluies à Pelussin

Annexe C - Figure 12 – Débits à Givors / Pluies à Châteauneuf

Annexe C - Figure 13 – Débits à Givors / Pluies à Genilac

Annexe C - Figure 14 – Débits à Givors / Pluies à La Valla en Gier

Annexe C - Figure 15 – Débits à Givors / Pluies à Mornant

Annexe C - Figure 16 – Débits à Givors / Pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe C - Figure 17 – Débits à Givors / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

Annexe C - Figure 18 – Débits à Givors / Pluies à Saint Genis - Laval

Annexe C - Figure 19 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Châteauneuf

Annexe C - Figure 20 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Génilac

Annexe C - Figure 21 – Débits à Rive de Gier / Pluies à La Valla en Gier



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Annexe C - Figure 22 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Mornant

Annexe C - Figure 23 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe C - Figure 24 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

Annexe C - Figure 25 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint genis - Laval

LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE D)

Annexe D – Figure 1 – Ajustement des pluies à la station d’Ampuis

Annexe D – Figure 2 – Ajustement des pluies à la station d’Andrezieux Bouthéon

Annexe D – Figure 3 – Ajustement des pluies à la station de Chasse sur Rhône

Annexe D – Figure 4 – Ajustement des pluies à la station de Châteauneuf

Annexe D – Figure 5 – Ajustement des pluies à la station de Chavanay

Annexe D – Figure 6 – Ajustement des pluies à la station de Colombier

Annexe D – Figure 7 – Ajustement des pluies à la station de Communay

Annexe D – Figure 8 – Ajustement des pluies à la station de Condrieu

Annexe D – Figure 9 – Ajustement des pluies à la station de Génilac

Annexe D – Figure 10 – Ajustement des pluies à la station de Grammond

Annexe D – Figure 11 – Ajustement des pluies à la station de La Valla en Gier

Annexe D – Figure 12 – Ajustement des pluies à la station des Haies

Annexe D – Figure 13 – Ajustement des pluies à la station de Mornant

Annexe D – Figure 14 – Ajustement des pluies à la station de Pelussin

Annexe D – Figure 15 – Ajustement des pluies à la station de Rive de Gier

Annexe D – Figure 16 – Ajustement des pluies à la station de Saint Chamond

Annexe D – Figure 17 – Ajustement des pluies à la station de Saint Didier sous Riverie

Annexe D – Figure 18 – Ajustement des pluies à la station de Saint Etienne (Le Métare)

Annexe D – Figure 19 – Ajustement des pluies à la station de Saint Etienne (Rochetaillée)



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Annexe D – Figure 20 – Ajustement des pluies à la station de Saint Genis

Annexe D – Figure 21 – Ajustement des pluies à la station de Saint Symphorien sur Coise

Annexe D – Figure 22 – Ajustement des pluies à la station de Tarentaise

Annexe D – Figure 23 – Ajustement des pluies à la station de Tupins et Semons

Annexe D – Figure 24 – Ajustement des pluies à la station de Vaugneray

LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE E)

Ajustements finaux des pluies / débits réduits

Annexe E – Figure 1 – Débits à Givors et pluies à Châteauneuf

Annexe E – Figure 2 – Débits à Givors et pluies à Génilac

Annexe E – Figure 3 – Débits à Givors et pluies à La Valla en Gier

Annexe E – Figure 4 – Débits à Givors et pluies à Mornant

Annexe E – Figure 5 – Débits à Givors et pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe E – Figure 6 – Débits à Givors et pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

Annexe E – Figure 7 – Débits à Givors et pluies à Saint Genis Laval

Annexe E – Figure 8 – Cumul des ajustements des figures 1 à 7 de l’annexe E

Annexe E – Figure 9 – Débits à Rive de Gier et pluies à Châteauneuf

Annexe E – Figure 10 – Débits à Rive de Gier et pluies à Génilac

Annexe E – Figure 11 – Débits à Rive de Gier et pluies à La Valla en Gier

Annexe E – Figure 12 – Débits à Rive de Gier et pluies à Mornant

Annexe E – Figure 13 – Débits à Rive de Gier et pluies à Saint Didier sous Riverie

Annexe E – Figure 14 – Débits à Rive de Gier et pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

Annexe E – Figure 15 – Débits à Rive de Gier et pluies à Saint Genis Laval

Annexe E – Figure 16 – Cumul des ajustements des figures 9 à 15 de l’annexe E



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LISTE DES PLANS ET FIGURES (ANNEXE F)

Annexe F - Plan n°1 Plan de situation général.

Annexe F - Plan n°2 Plan de situation des stations pluviométriques.

Annexe F - Plan n°3 Plan de situation des stations limnimétriques.

Annexe F - Figure n°1 - Analyse régionale des pluies

Annexe F - Figure n°2 - Analyse des pluies de la Zone A

Annexe F - Figure n°3 - Analyse des pluies de la Zone B

Annexe F - Figure n°4 - Analyse des pluies de la Zone C

Annexe F - Figure n°5 - Analyse des pluies de la Zone D

Annexe F - Figure n°6 - Analyse régionale des débits réduits

Annexe F - Figure n°7 - Graphique des débits de pointe en fonction de la surface de bassin versant interceptée pour T=2 ans









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OBJET DE L’ETUDE

L’Etat, Ministère de l’Ecologie, du Développement et de l’Aménagement Durables a décidé de lancer une étude hydraulique du Gier et de ses différents affluents ainsi qu’une étude des enjeux liés au Gier dans le cadre de la prévention des inondations et de la gestion des zones inondables, en complément de l’étude réalisée sur le Gier en 1999 par SOGREAH (rapports 550 443).

La Direction Départementale de l’Equipement de la Loire a donc commandé à SOGREAH (marché n° 317-2008 en date du 20 octobre 2008) une étude dont les objectifs sont les suivants :

• Actualiser l’étude hydraulique de 1999 en intégrant les différents événements climatiques ainsi que les épisodes pluvieux exceptionnels (crues de décembre 2003 et novembre 2008) et la compléter par une cartographie des aléas.

• Etudier les inondations des affluents du Gier sur l’ensemble du bassin versant ainsi que leurs influences sur le Gier.

• Etudier et cartographier les zones d’érosion des berges par des visites de terrain et le retour d’expérience des crues de décembre 2003 et novembre 2008.

• Identifier les enjeux dans les zones soumises à l’aléa inondation et aux risques d’érosion de berges et évaluer les risques sur ces mêmes zones.

• Réaliser les documents nécessaires à la mise en œuvre d’un plan de prévention des risques naturels prévisibles d’inondations (P.P.R.N.P.I) et d’érosion du Gier et de ses affluents conformément aux dispositions du décret n°95-101 du 2 février 1995 pris en application de l’article 16 du code de l’Environnement.

Depuis le démarrage de l’étude, une crue de forte ampleur est survenue le 2 novembre 2008 ; ses caractéristiques et conséquences sont intégrées à la présente étude.

Cette étude comporte donc les différentes phases suivantes :

o Recueil et synthèse des données.

o Reconnaissance de terrain, identification des laisses de crues et des zones d’érosion.

o Reprise et mise à jour de l’hydrologie.

o Simulations hydrauliques des crues sur le Gier et tous ses affluents avec le logiciel Hec Ras, calage du modèle sur la crue de 2003 et détermination des aléas inondations.

o Cartographie des zones soumises aux inondations et à l’érosion.

o Définition des enjeux sur le Gier et ses affluents.

Le présent rapport concerne la mise à jour de l’hydrologie du Gier et de ses affluents. Un plan de situation se trouve en annexe F (plan 1).



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SYNTHESE ET CONCLUSIONS

METHODOLOGIE

L’étude hydrologique est fondée sur la méthode SPEED.

La méthode SPEED est une méthode probabiliste développée par SOGREAH et présentée en annexe A. Elle se compose d’une analyse régionale de la pluviométrie journalière et d’une relation probabiliste pluie-débit.

ANALYSE REGIONALE DE LA PLUVIOMETRIE

C’est essentiellement la pluviométrie journalière qui nous intéresse dans la méthode SPEED.

Nous avons analysé selon une loi de Gumbel, les données de pluies journalières max annuelles aux 24 stations suivantes :

Station pluvio Code Nb années Début Fin Altitude (m)1 AMPUIS 69007001 59 13/07/1931 04/09/2008 1522 ANDREZIEUX 42005001 64 17/08/1946 01/11/2008 3993 CHASSE-SUR-RHONE 38087001 26 21/08/1975 22/10/1999 2224 CHATEAUNEUF 42053001 61 23/01/1948 01/11/2008 2775 CHAVANAY 42056001 72 03/06/1936 04/09/2008 1506 COLOMBIER 42067001 18 27/04/1936 21/03/1956 8207 COMMUNAY 69272001 42 20/05/1968 04/09/2008 2448 CONDRIEU 69064001 23 23/06/1957 04/09/2008 1499 GENILAC 42225001 51 06/03/1959 01/11/2008 250

10 GRAMMOND 42102001 30 26/08/1980 01/11/2008 80511 LES HAIES 69097002 36 30/08/1974 04/09/2008 38012 MORNANT 69141001 85 21/06/1889 01/11/2008 36213 PELUSSIN 42168001 49 15/07/1877 01/11/2008 45014 RIVE-DE-GIER 42186001 19 26/07/1943 30/09/1961 23515 ST-CHAMOND 42207001 29 03/06/1936 01/11/2008 30016 ST-DIDIER-SOUS-RIVERIE 69195001 51 19/08/1958 01/11/2008 47017 ST-ETIENNE (LE METARE) 42218001 79 10/04/1877 01/11/2008 58818 ST-ETIENNE (ROCHETAILLEE) 42218002 62 22/04/1948 01/11/2008 90019 ST-GENIS-LAVAL 69204001 124 31/08/1880 01/11/2008 26020 ST-SYMPHORIEN 69238001 62 24/01/1948 01/11/2008 57521 TARENTAISE 42306001 73 27/04/1936 01/11/2008 98022 TUPIN 69253001 31 07/08/1978 22/11/2007 15023 VALLA-EN-GIER 42322001 57 18/08/1952 01/11/2008 53024 VAUGNERAY 69255001 40 04/08/1947 05/11/1985 450



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Ces analyses ont consisté à déterminer le pivot de l’ajustement (cf annexe A), le Gradex ainsi que d’éventuelles cassures liées au relief.

Nous avons pu mettre en évidence les éléments suivants :

- La valeur du pivot est de l’ordre de -3,3, valeur communément trouvée sur la France relativement aux phénomènes liés à des perturbations Ouest-Est d’origine océanique comme vu précédemment.

Il faut cependant considérer que les phénomènes extrêmes sont générés par des flux méditerranéens (phénomènes cévennols). Ces phénomènes ne concernant que les événements rares, le pivot de -2,5 associé à ces phénomènes n’apparaît pas pour les branches supérieures (période de retour proche ou inférieure à 100 ans).

- Un grand nombre des stations (20 sur 24) présentent des cassures. Comme expliqué en annexe A, la dernière branche de la polyligne est également alignée sur le pivot et s’apparente à des pluies que l’on retrouve sur des postes plus exposés (donc plus à l’ouest).

- L’analyse de l’ensemble des pluviomètres (cf annexe D) conduit à la répartition suivante des pluies journalières de période de retour 2 ans (en vert), 10 ans (en bleu) et 100 ans (en rouge).

- La pluviométrie centennale varie autour de 120 mm sur le bassin, atteignant 130 à 150 mm sur l’amont.



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On notera cependant que la station de Châteauneuf donne une valeur de Pj100 supérieure, ce qui indique la possibilité que des phénomènes intenses franchissent les barrières montagneuses sans être aussi atténués que les phénomènes plus courants. Le fait qu’on ne retrouve pas cette particularité sur les autres stations est dû vraisemblablement au hasard de l’échantillonnage.

VERIFICATION DES COURBES DE TARAGE

Nous avons effectué une analyse des courbes de tarage à partir d’une modélisation numérique des écoulements du Gier aux stations de Givors et de Rive de Gier (annexe B).

Ses conclusions sont les suivantes :

La courbe de tarage utilisée à Givors a été révisée. Les jaugeages effectués à fort débit confirment un écoulement en régime critique sur le seuil en amont duquel est située la station. On a pu constater une variation de la géométrie du seuil lors de la crue de 2003 : une brèche s’est formée en rive droite sur une largeur de l’ordre de 3 à 4 m et une profondeur de 1,20 m.

Il en découle un abaissement de la courbe de tarage de l’ordre de 25 cm.

En ce qui concerne la courbe de tarage de la station de Rive de Gier, une révision a également été effectuée. Il apparaît en effet qu’un phénomène de creusement du lit intervient sous le pont (section rétrécie), les gros matériaux arrachés au lit lors des crues de 2003 et 2008 s’étant déposés à l’aval, là où le lit est plus large, formant un seuil dont le niveau a augmenté encore lors de la crue de 2008.

ANALYSE PROBABILISTE PLUIE-DEBIT

Cette analyse est fondée sur les formules probabilistes suivantes (cf annexe A) :

( ) 00 TTsiPCQ TRE <=

( ) 00 TTsiPPQ TRE >−=

où Qre est le débit réduit, obtenu à partir du débit par la formule suivante :

CO = coefficient de proportionnalité des faibles crues aux pluies.

75,0

.12S

QQre=



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P0 correspond à la quantité moyenne de pluie qui ne ruisselle pas et qui va remplir la nappe et les flaques de surface (théorie des « aires contributives »). C’est une variable aléatoire qui dépend de l’ « histoire » qui précède l’événement générateur de la crue et qui est liée à l’état du sol lors de cet événement. L’analyse probabiliste comparative des pluies journalières et débits réduits permet d’en déterminer la moyenne (lorsque les échantillons dont on dispose ont une taille suffisante pour mettre en évidence le phénomène de saturation du bassin (Taille > T0). Dans le cas où les pluies caractéristiques varient sur le bassin considéré, la valeur P0 résultant de l’analyse probabiliste comparative n’est valable que vis-à-vis du poste pluviométrique considéré.

T0 est la période de retour du phénomène à partir duquel il y a saturation du bassin.

Analyse générale des débits réduits

Le report sur un même graphique (figure 6 en annexe F) montre que :

Les échantillons des stations du Gier à Givors et Rive de Gier et de la Coise à Larajasse se superposent bien ce qui tendrait à montrer leur homogénéité en termes de pluviométrie et géologie.

La station du Dorlay s’apparente à celles du Gier mais diverge un peu entre T = 3 ans et T=20 ans. Cela peut provenir du hasard de l’échantillonnage.

Les débits réduits de la Valencize sont nettement plus faibles que les autres ; le bassin est différent géologiquement.

On décèle des possibilités de cassures qui sont liées à des phénomènes de saturation du sol (à partir du point de saturation toute la pluie qui tombe ruisselle – théorie du Gradex).

Paramètres C0, P0 et T0

L’analyse probabiliste par corrélation équifréquente conduite en annexe C a permis de mettre en évidence :

Des pertes initiales de l’ordre de 28 à 31 mm caractérisent le bassin du Gier.

Le coefficient C0 est compris entre 0,25 et 0,36.

La saturation du bassin est nettement mise en évidence avec une valeur de P0 comprise entre 60 et 70 mm. Elle interviendrait pour une période de retour comprise entre 5 et 10 ans.

Débits réduits caractéristiques :

Compte tenu des incertitudes sur l’estimation des débits eux-mêmes et du hasard de l’échantillonnage, nous avons retenu, pour l’ensemble des stations du bassin du Gier, les débits réduits suivants :



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Les incertitudes relatives sont donc comprises entre 10 et 15%, ce qui correspond aux valeurs minimales couramment obtenues lorsque la courbe de tarage est issue d’une modélisation numérique des écoulements.

Les débits réduits adoptés pour le bassin versant de la Plaine sont les suivants :

T (ans) 2 5 10 20 30 50 100 Qre moyen (mm) 8 16 27 38 44 52 62 Qre min (mm) 7 12 20 31 37 45 55 Qre max (mm) 9 20 33 45 52 61 73

L’incertitude est de plus ou moins 18% ce qui reste une incertitude classique pour des études conduites avec une modélisation des écoulements.

Ces résultats sont présentés graphiquement ci-dessous :

Débits réduits adoptés

100 ans50 ans30 ans20 ans10 ans5 ans2 ans

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Gumbel

Qre

(mm

)

Qre Moyen Qre Min Qre Max



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Comparaison avec les résultats des études précédentes

Le graphique suivant rassemble les résultats affichés à l’occasion des études antérieures.

Globalement, les résultats obtenus par la présente étude sont au dessus des valeurs de débits réduits calculées dans les études précédentes. On notera que l’on est dans la fourchette des valeurs hautes annoncées par Sogreah dans l’étude de 1998.



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Cette augmentation des valeurs caractéristiques est liée :

- à l’augmentation de l’estimation des pluies caractéristiques moyennes sur le bassin (en rouge sur la figure),

- à la révision des courbes de tarage (ce qui donne à présent des valeurs de débit plus élevées que précédemment pour une même période de retour),

- au fait que deux crues (décembre 2003 et novembre 2008) sont survenues, confirmant la tendance à la saturation du bassin.

Les valeurs des débits caractéristiques adoptées sont donc les suivantes :

S Q2 Q5 Q10 Q20 Q30 Q50 Q100GIER

km² m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s Barrage de Soulages 41.6 11 21 37 51 60 70 85 Aval couverture Giat 51 13 25 43 60 70 82 99 Aval confluence Janon 100 21 41 71 99 116 136 163 Limnigraphe Saint Chamond 115 23 46 79 110 128 151 181

Amont Dorlay 145 28 55 94 131 153 180 216 Aval Dorlay 195 35 68 117 164 191 224 270 Amont Rive de Gier (aval Egarande) 244 41 81 139 194 226 265 319

Limnigraphe Rive de Gier (amont Gaise) 323 51 100 171 239 278 328 394

Amont Givors (Noailly) 409 61 119 204 286 332 391 470 Aval Givors (Rhône) 421 62 122 209 292 340 400 480

S Q2 Q5 Q10 Q20 Q30 Q50 Q100km² m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s

Amont 7 2.9 6 10 14 16 18 22Amont Ricolin (RD) 17 5.6 11 19 26 31 36 43Aval Ricolin (RD) 20.7 6.5 13 22 30 35 42 50Amont Ricolin (RG) 23.7 7.2 14 24 34 39 46 55Aval Ricolin (RG) 30.6 8.7 17 29 41 48 56 67Amont Langonand 31.5 8.9 17 30 42 49 57 69Confluence Gier 49 12.3 24 42 58 68 80 96

JANON



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Les crues récentes

Les fortes crues récentes auraient donc les périodes de retour suivantes :

Qix Qre Tmin Tmoy Tmax02/12/2003 402 53.34 32 56 9002/11/2008 338 44.84 20 32 5024/04/2002 202 26.80 7 10 16

GIVORSCrues historiques


Crues historiques RIVE DE GIER

On constate que la crue de novembre 2008 aurait sensiblement la même période de retour à Rive de Gier et à Givors.

En revanche, la crue de décembre 2003 aurait une période de retour supérieure à Givors qu’à Rive de Gier. Ceci est en accord avec l’analyse des hydrogrammes de la crue à Rive de Gier et Givors, effectuée en annexe B, et


Ricolin 6.9 2.8 5.6 9.6 13 16 18 22Langonant (amont) 13.1 4.6 9.0 15.5 22 25 30 36Langonant (aval) 16.5 5.5 10.7 18.4 26 30 35 42Mornante (M1) 9.1 3.5 6.9 11.8 16 19 23 27Mornante (aval serres) 10.2 3.8 7.5 12.8 18 21 25 29Onzion 11.5 4.2 8.2 14.0 20 23 27 32Les Arcs (amont Fay) 5.35 2.3 4.6 7.9 11 13 15 18Les Arcs (aval Fay) 7.6 3.1 6.0 10.3 14 17 20 24Dorlay 50 12.5 25 42 59 69 81 97Frein 0.58 0.4 0.9 1.5 2.1 2.4 2.9 3.4Faverge 2.95 1.5 3.0 5.1 7.1 8.2 9.7 11.6Collenon 4.6 2.1 4.1 7.0 10 11 14 16Egarande 7.5 3.0 5.9 10.2 14 17 19 23Durèze 29.1 8.4 16.4 28 39 46 54 65Féloin (amont couverture) 6.32 2.7 5.2 9 13 15 17 21Féloin (aval petit Féloin) 9.12 3.5 6.9 12 16 19 23 27Couzon 34.3 9.4 18.6 32 44 52 61 73Bourbouillon 1.77 1.0 2.0 3.4 4.8 5.6 6.6 8Frigerin 0.8 0.6 1.1 1.9 2.7 3.1 3.6 4Bozançon 29.7 8.5 16.7 29 40 46 55 66Lozange (amont Dargoire) 4.08 1.9 3.8 6 9 10 12 15Lozange (amont Frédières) 5.63 2.4 4.8 8 11 13 16 19Lozange (aval Frédières) 7.52 3.0 6.0 10 14 17 20 23Combe d'Ailliex 6.62 2.8 5.4 9.3 13 15 18 21Godivert (amont Barny) 4.07 1.9 3.8 6.4 9 10 12 15Godivert (aval Barny) 6.32 2.7 5.2 8.9 13 15 17 21Gaïse 2.6 1.4 2.7 4.6 6 7 9 11Cotéon 6.1 2.6 5.1 8.7 12 14 17 20

AFFLUENTS



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qui montre que les apports intermédiaires traduisent une lame d’eau plus importante que celle ruissellée en amont de Rive de Gier.

CRUES HISTORIQUES

L’analyse des crues intervenues depuis le XVIIème siècle confirme les périodes de retour obtenues pour les crues de 2003 et 2008.

En effet, les plus forts événements observés sur une période de 325 années sont les suivants :

Août 1684Novembre 1777Août 1834Novembre 1840 (> 500 m3/s)Novembre 1856 (500 m3/s)Mai 1872Août 1900Mai 1959Décembre 2003Novembre 2008

Selon le rang de la dernière plus forte crue (2003), sa période de retour expérimentale serait la suivante :

RANGPERIODE

DE RETOUR (ans)

3 1094 825 656 547 478 419 36

10 33

On retiendra donc que la crue de 2003 est d’ordre cinquantennal et celle de 2008 d’ordre trentennal.

LE RHONE

L’analyse des niveaux et des crues du Rhône a montré que la pointe d’une crue rare du Gier ne sera pas simultanée à la pointe de crue du Rhône du fait de la différence des temps de concentration des deux cours d’eau.

Les crues rares du Gier ne sont pas associées à des débits rares du Rhône. Un débit du Rhône décennal est un ordre de grandeur vraisemblable.



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1. METHODOLOGIE

1.1. LA PROBLEMATIQUE

1.1.1. EN GENERAL

La détermination des débits caractéristiques de crue est en général effectuée à partir des mesures existantes.

Ces mesures permettent la constitution d’échantillons de valeurs maximales.

Il existe deux méthodes d’évaluation des valeurs maximales caractéristiques (de période de retour donnée) :

Ajuster sur les échantillons des lois statistiques particulières et retenir celle qui « colle » le mieux. C’est la méthode dite « Statistique » ;

Considérer que les échantillons suivent une loi bien particulière et chercher à déterminer les paramètres de cette loi. C’est la méthode dite « Probabiliste ».

Le problème qui se pose alors est de savoir si l’extrapolation des ajustements pour des fréquences rares est légitime.

La théorie du Gradex [EDF-DTG 1968] vient à notre secours pour cela en exprimant qu’à partir du moment où le bassin versant est saturé, tout supplément de pluie ruisselle intégralement. L’ajustement des débits maximum de crue prend alors une pente (le gradex) directement liée à celle de l’ajustement des pluies. La difficulté est de savoir pour quelle période de retour la saturation intervient. A l’origine de la mise au point de la méthode, une valeur de 10 ans était trouvée sur les bassins tests. Mais, depuis, on a pu constater qu’elle peut être très variable.

1.1.2. EN PARTICULIER

Le bassin du Gier est équipé de trois limnigraphes (Givors, Rive de Gier et Saint Chamond) ce qui permet qu’une analyse probabiliste soit menée.




1.2. LA METHODE SPEED Nous proposons dans ce qui suit de suivre une méthode probabiliste qui intègre la théorie du Gradex. C’est la méthode SPEED mise au point par SOGREAH et validée en France par de nombreuses études sur tout le territoire.

La méthode SPEED (Système Probabiliste d'Etude par Evènements Discrets), présentée en détail en annexe A, est fondée d'une part sur une analyse particulière et régionale des pluies et, d'autre part, sur la relation probabiliste mise en évidence par SOGREAH entre pluie et débit de crue. Elle présente donc deux aspects distincts :

Les maxima annuels des pluies journalières, comme d’autres phénomènes météorologiques accidentels, suivent une loi de Gumbel ; L’ajustement des pluies observées sur graphique de Gumbel se traduit par une droite définie par Y0, le pivot de la distribution et Pjm, la valeur moyenne des pluies journalières. Le pivot est la valeur de la variable de Gumbel pour laquelle la droite de Gumbel coupe l’axe Pj=0.

On a pu démontrer qu’il est lié au nombre d’événements indépendants d’où sont tirés les maxima annuels. Ce nombre est donc invariant sur une région donnée.

Ce paramètre Y0 étant connu, la caractérisation des pluies sur le bassin ne dépend plus alors que de la seule valeur moyenne des pluies.

Cette méthode a donc, en principe, l’avantage de réduire l’incertitude sur la détermination des pluies.

Les recherches théoriques ont montré que la formulation suivante est compatible avec les théories de l’hydrogramme unitaire et du Gradex, en tenant compte de précipitations réparties en intensité-durée-fréquence par une loi classique de Montana :

( ) 00

75,0

12TTsiPPSQ TT >−=

( ) 00

75,0

12TTsiPCSQ TT <=

avec QT = débit de pointe de crue de période de retour T (années),

PT = précipitation journalière ponctuelle de même période T,

S = superficie du bassin versant, enkm²,

P0 = seuil probabiliste de ruissellement, en mm,

Co = coefficient de proportionnalité des faibles crues aux pluies.




La théorie s’ajuste aussi à la pratique pour inciter à choisir la loi de Gumbel comme loi universelle d’ajustement des maxima annuels de crues et de précipitations journalières.

Ces formules sont utilisables dans le sens direct : calcul probabiliste des crues caractéristiques connaissant P0 ou Co et les pluies.

Elles sont surtout très utiles pour visualiser la relation probabiliste pluie-crue à partir des séries de mesures concomitantes sur une rivière : on peut ainsi à la fois valider le modèle et calculer la valeur régionale des paramètres P0, T0 et Co. Pour ce faire, on dispose sur un même graphique de Gumbel les précipitations journalières observées et l’équivalent Qre en mm des débits de pointe de crue (appelé débit réduit) :

1.3. APPLICATION Il s’agit donc de déterminer les paramètres C0 et P0 propres au bassin du Gier.

Pour cela, une analyse régionale des pluies doit d’abord permettre d’établir la pluviométrie caractéristique de chacun des sous-bassins étudiés, en s’appuyant sur la notion de pivot. Elle fait l’objet du chapitre 2 et permet de mettre à jour l’étude déjà réalisée en 1999 par SOGREAH.

Ensuite, la recherche des paramètres C0 et P0 est effectuée (cf chapitre 3). Cette deuxième partie complète et affine l’étude menée en 1999.

75,0

.12S

QQre =




2. ANALYSE REGIONALE DES PLUIES

Elle est conduite dans l’objectif premier de caractériser les pluies journalières sur le bassin versant du Gier, mais également de mettre éventuellement en évidence une variation régionale des pluies qui pourrait avoir une incidence sur la détermination des débits de crues exceptionnels.

2.1. PRELIMINAIRE SUR LE PIVOT Les études conduites jusqu’à présent en France nous ont permis de dégager quatre classes différentes de valeur du pivot. Chacune de ces classes est associée à un processus pluviométrique particulier.

2.1.1. FLUX D’OUEST

La majeure partie de la France est soumise à un flux la traversant d’Ouest en Est.

Les pluies journalières max annuelles qui en découlent ont un pivot compris entre -3,3 et -3,5.

Les ajustements des pluies journalières max annuelles pivotent donc autour de ce point et c’est le Gradex des pluies qui varie en fonction de l’altitude, de la latitude et de la longitude du poste d’observation.

2.1.2. PLUIES CEVENOLES

La partie Sud-Est de la France comprise entre les versants Est et Sud du Massif Central (Cévennes) et la vallée du Rhône est un peu à l’abri des flux d’Ouest (du fait des Pyrénées) et est soumise aux flux d’air chaud et humide provenant de la Méditerranée et donnant des pluies pouvant être très intenses (Pj100 # 400 mm au Mont Aigoual).

Le pivot associé est de -2,5.

2.1.3. PLUIES D’ALTITUDE

Sur les régions à haute altitude des Alpes (département de l’Isère, de la Haute Savoie), des Hautes Pyrénées, du Massif Central, on a constaté un pivot de -4,5 qui indiquerait des perturbations plus fréquentes.




Nous n’avons pas véritablement d’explication mais nous avons pu établir une similitude avec les analyses effectuées par le CEMAGREF et METEO-France qui ont comptabilisé le nombre de jours de pluie supérieure à un seuil : il apparaît bien que ces zones d’altitude sont plus souvent arrosées.

2.1.4. LES PLUIES D’ORAGE

Les orages (phénomènes convectifs – ascension de l’air chaud) sont, en général, moins fréquents que les passages de perturbations océaniques.

Dans le Sud de la France, les intensités induites par les orages sont bien inférieures à celles des perturbations de type cyclonique. On ne retrouve donc pas de pluie d’orage dans les pluies journalières max annuelles (Pj100 # 150 à 200 mm voire plus). En revanche, dans le Nord de la France où la pluie cyclonique est de moindre intensité (Pj100 # 50 à 70 mm), les orages peuvent générer des pluies journalières plus fortes pour les phénomènes rares (Pj100 # 90 à 110 mm).

2.1.5. CASSURES SUR LES AJUSTEMENTS

Du fait de ces différentes classes de phénomènes, on peut parfois observer des cassures dans les ajustements. Ces cassures interviennent pour des stations situées en limite de deux zones de flux ou, dans le Nord de la France essentiellement, lorsque les orages exceptionnels provoquent des pluies supérieures à celles du flux d’Ouest.

Il s’agira donc, pour notre étude, de déterminer le ou les pivots à considérer et d’établir si des cassures sont envisageables.

2.2. LES STATIONS PLUVIOMETRIQUES Les 24 stations pluviométriques analysées sont listées dans le tableau page suivante.

Elles figurent sur le plan n°2 en annexe F.

Les données extraites de la banque PLUVIO de METEO-France ont été les pluies journalières maximales annuelles et les pluies journalières maximales saisonnières.

Pour certaines stations, après vérification de l’homogénéité des données, les mesures faites en deux ou plusieurs postes différents mais proches ont été regroupées.

L’année considérée est l’année hydrologique c'est-à-dire du 1er septembre de l’année au 31 août de l’année suivante.




Station pluvio Code Nb années Début Fin Altitude (m)1 AMPUIS 69007001 59 13/07/1931 04/09/2008 1522 ANDREZIEUX 42005001 64 17/08/1946 01/11/2008 3993 CHASSE-SUR-RHONE 38087001 26 21/08/1975 22/10/1999 2224 CHATEAUNEUF 42053001 61 23/01/1948 01/11/2008 2775 CHAVANAY 42056001 72 03/06/1936 04/09/2008 1506 COLOMBIER 42067001 18 27/04/1936 21/03/1956 8207 COMMUNAY 69272001 42 20/05/1968 04/09/2008 2448 CONDRIEU 69064001 23 23/06/1957 04/09/2008 1499 GENILAC 42225001 51 06/03/1959 01/11/2008 250

10 GRAMMOND 42102001 30 26/08/1980 01/11/2008 80511 LES HAIES 69097002 36 30/08/1974 04/09/2008 38012 MORNANT 69141001 85 21/06/1889 01/11/2008 36213 PELUSSIN 42168001 49 15/07/1877 01/11/2008 45014 RIVE-DE-GIER 42186001 19 26/07/1943 30/09/1961 23515 ST-CHAMOND 42207001 29 03/06/1936 01/11/2008 30016 ST-DIDIER-SOUS-RIVERIE 69195001 51 19/08/1958 01/11/2008 47017 ST-ETIENNE (LE METARE) 42218001 79 10/04/1877 01/11/2008 58818 ST-ETIENNE (ROCHETAILLEE) 42218002 62 22/04/1948 01/11/2008 90019 ST-GENIS-LAVAL 69204001 124 31/08/1880 01/11/2008 26020 ST-SYMPHORIEN 69238001 62 24/01/1948 01/11/2008 57521 TARENTAISE 42306001 73 27/04/1936 01/11/2008 98022 TUPIN 69253001 31 07/08/1978 22/11/2007 15023 VALLA-EN-GIER 42322001 57 18/08/1952 01/11/2008 53024 VAUGNERAY 69255001 40 04/08/1947 05/11/1985 450

Tableau 1 – Liste des stations pluviométriques traitées

2.3. LE PIVOT L’analyse selon une loi de Gumbel de l’ensemble des échantillons fait l’objet de la figure 1 en annexe F (analyse régionale des pluies). On constate une convergence des séries d’ajustement vers un point (le pivot).

La valeur du pivot est de l’ordre de -3,3, valeur communément trouvée sur la France relativement aux phénomènes liés à des perturbations Ouest-Est d’origine océanique comme vu précédemment.

Il faut cependant considérer que les phénomènes extrêmes sont générés par des flux méditerranéens (phénomènes cévennols). Ces phénomènes ne concernant que les événements rares, le pivot de -2,5 associé à ces phénomènes n’apparaît pas pour les branches supérieures (période de retour proche ou inférieure à 100 ans).

L’analyse du paragraphe suivant montre que la majorité des ajustements semblent présenter des cassures ce qui se répercute sur la ligne enveloppe supérieure des points expérimentaux de cette figure 1.




2.4. ANALYSE REGIONALE DES PLUIES MAX ANNUELLES Chacune des stations a fait l’objet d’un ajustement par une droite passant par le pivot de valeur -3,3 (cf annexe D).

Il est apparu qu’un grand nombre d’entre elles (20 sur 24) présentait des cassures. Comme expliqué en annexe A, la dernière branche de la poly ligne est également alignée sur le pivot et s’apparente à des pluies que l’on retrouve sur des postes plus exposés (donc plus à l’ouest).

NOTA BENE : comme indiqué précédemment, il est probable que l’extrapolation au-delà de la période de retour 100 ans doivent tenir compte des phénomènes cévenols (pivot = -2,5). La taille des échantillons ne permet pas de le mettre en évidence.

Les valeurs des pluies journalières de période de retour 2, 10 et 100 ans sont reportées dans le tableau ci-dessous ainsi que sur le plan ci-après.

Station pluviométrique Code Altitude (m)

Pj 2 (mm)

Pj 10 (mm)

Pj 100 (mm) Cassure

1 AMPUIS 69007001 152 58 88 125 Non 2 ANDREZIEUX 42005001 399 47 73 117 Oui 3 CHASSE-SUR-RHONE 38087001 222 57 86 123 Non 4 CHATEAUNEUF 42053001 277 53 100 150 Oui 5 CHAVANAY 42056001 150 54 82 116 Non 6 COLOMBIER 42067001 820 47 86 125 Oui 7 COMMUNAY 69272001 244 55 83 118 Non 8 CONDRIEU 69064001 149 58 88 125 Non 9 GENILAC 42225001 250 46 70 118 Oui

10 GRAMMOND 42102001 260 54 93 133 Oui 11 LES HAIES 69097002 805 54 88 125 Oui 12 MORNANT 69141001 530 48 81 115 Oui 13 PELUSSIN 42168001 362 53 87 125 Oui 14 RIVE-DE-GIER 42186001 450 50 97 138 Oui 15 ST-CHAMOND 42207001 300 42 67 120 Oui 16 ST-DIDIER-SOUS-RIVERIE 69195001 235 51 83 118 Oui 17 ST-ETIENNE (LE METARE) 42218001 588 50 75 130 Oui 18 ST-ETIENNE (ROCHETAILLEE) 42218002 900 60 91 130 Non 19 ST-GENIS-LAVAL 69204001 470 48 82 117 Oui 20 ST-SYMPHORIEN 69238001 575 49 80 120 Oui 21 TARENTAISE 42306001 980 63 97 150 Oui 22 TUPIN 69253001 150 56 95 135 Oui 23 VALLA-EN-GIER 42322001 380 51 84 120 Oui 24 VAUGNERAY 69255001 450 45 67 117 Oui

Tableau 2 – Pluies journalières de période de retour 2, 10 et 100 ans




Figure 1 – Pluviométrie caractéristique

Cette cartographie des résultats permet d’établir des zones de pluviométrie homogène :

- Zone A : au nord de la zone d’étude, avec un Pj100 de 115 à 120 mm en moyenne. La seule exception est l’ajustement fait à partir des données de pluies max annuelle de la station de Grammond : le Pj100 est de 130mm. Cela s’explique probablement par le fait que la station est plus haute que les autres (805m d’altitude)

- Zone B : au centre de la zone d’étude, le Pj100 varie autour de 120 mm. La station de Châteauneuf donne une valeur de Pj100 supérieure, ce qui indique la possibilité que des phénomènes intenses franchissent les barrières montagneuses sans être aussi atténués que les phénomènes plus courants. Le fait qu’on ne retrouve pas cette particularité sur les autres stations est dû vraisemblablement au hasard de l’échantillonnage.

- Zone C : à l’Est de la zone B, sur le bassin versant du Rhône, le Pj100 varie autour de 125 mm.

- Zone D : au Sud Ouest de la zone B, il y a une zone de plus forte pluviométrie, avec un Pj100 de l’ordre de 130 à 150 mm. Ces épisodes pluvieux sont généralement atténués lorsqu’ils arrivent en zone B (effet orographique : la masse d’air est asséchée). Cependant, dans le cas d’un phénomène très intense, l’assèchement de la masse d’air entre la zone D et la zone B n’est pas significative, et l’on retrouve des pluies comparables sur les deux zones.




Figure 2 – Cartographie des zones de pluviométrie

Les données de pluie journalière max annuelles regroupées par zone A, B, C et D sont présentées en annexe F (figures 2, 3, 4 et 5).




3. ANALYSE DES STATIONS LIMNIMETRIQUES

3.1. LES STATIONS LIMNIMETRIQUES Nous avons recueilli les données de débits instantanés maximum annuels aux stations suivantes (cf. plan n°3 en annexe F):

Rivière Nom Station Code Nb

années Début Fin Superficie (km²)

1 La Coise La Coise à Larajasse [Le Nézel] K0663310 34 12/07/1971 01/11/2008 61

2 La Coise La Coise à Saint-Médard-en-Forez [Moulin Brûlé] K0673310 36 11/12/1961 23/10/1999 181

3 La Valencize La Valencize à Chavanay V3315010 30 20/03/1979 11/04/2008 36 4 Le Dorlay Le Dorlay à la Terrasse-sur-Dorlay V3115010 25 01/09/1969 01/06/1995 17 5 Le Gier Le Gier à Saint-Chamond V3104010 19 01/05/1973 10/06/1992 114 6 Le Gier Le Gier à Rive-de-Gier V3114010 35 01/03/1974 02/11/2008 319 7 Le Gier Le Gier à Givors V3124010 37 25/07/1965 02/11/2008 406

Tableau 3 – Stations hydrographiques considérées

Nota Bene : Les données relatives à la station du Gier à Saint Chamond ne sont pas exploitées dans la mesure où la taille des échantillons est insuffisante (station arrêtée depuis 1992 - les crues de 2003 et 2008 n’ont pas été enregistrées).

3.2. VERIFICATION DES COURBES DE TARAGE Nous avons effectué une analyse des courbes de tarage à partir d’une modélisation numérique des écoulements du Gier à Givors et à Rive de Gier.

Cette analyse fait l’objet de l’annexe B.

Ses conclusions sont les suivantes :

La courbe de tarage utilisée à Givors a été révisée. Les jaugeages effectués à fort débit confirment un écoulement en régime critique sur le seuil en amont duquel est située la station. On a pu constater une variation de la géométrie du seuil lors de la crue de 2003 : une brèche s’est formée en rive droite sur une largeur de l’ordre de 3 à 4 m et une profondeur de 1,20 m.

Il en découle un abaissement de la courbe de tarage de l’ordre de 25 cm.




En ce qui concerne la courbe de tarage de la station de Rive de Gier, une révision a également été effectuée. Il apparaît en effet qu’un phénomène de creusement du lit intervient sous le pont (section rétrécie), les gros matériaux arrachés au lit lors des crues de 2003 et 2008 s’étant déposés à l’aval, là où le lit est plus large, formant un seuil dont le niveau a augmenté encore lors de la crue de 2008.

3.3. ANALYSE DES DEBITS REDUITS

3.3.1. PRINCIPE

Les débits maximum instantanés sont transformés en débits réduits par la formule suivante

(cf. annexe A) : 75,0

.12S

QQre=

L’analyse des débits réduits est fondée sur les relations probabilistes développées par SOGREAH entre pluies journalières et débits réduits (cf. annexe A). Ces relations s’expriment comme suit :

( ) 00 TTsiPCQ TRE <=

( ) 00 TTsiPPQ TRE >−=

CO = coefficient de proportionnalité des faibles crues aux pluies.

P0 correspond à la quantité moyenne de pluie qui ne ruisselle pas et qui va remplir la nappe et les flaques de surface (théorie des « aires contributives »). C’est une variable aléatoire qui dépend de l’ « histoire » qui précède l’événement générateur de la crue et qui est liée à l’état du sol lors de cet événement. L’analyse probabiliste comparative des pluies journalières et débits réduits permet d’en déterminer la moyenne (lorsque les échantillons dont on dispose ont une taille suffisante pour mettre en évidence le phénomène de saturation du bassin (Taille > T0). Dans le cas où les pluies caractéristiques varient sur le bassin considéré, la valeur P0 résultant de l’analyse probabiliste comparative n’est valable que vis-à-vis du poste pluviométrique considéré.

T0 est la période de retour du phénomène à partir duquel il y a saturation du bassin.

La détermination des paramètres C0 et P0 (voire T0) nécessite de comparer des échantillons de pluie et débit portant sur des périodes communes.

Les analyses qui suivent consistent donc à comparer, sur un graphique de Gumbel, les échantillons de débits à des échantillons de pluie disponibles sur la même période que celle des débits. Cette analyse s’effectue séparément pour chaque station limnigraphique.

Après avoir déterminé ces paramètres, on en déduit l’ajustement statistique effectif des débits réduits en les appliquant à l’ajustement réel de la station pluviométrique considérée, ajustement supposé correspondre à la population mère dont est tiré l’échantillon.

Cette détermination fait l’objet de l’annexe C.

Les résultats sont synthétisés ci-après.




Les analyses ont également concerné les stations situées hors du bassin du Gier afin de pouvoir conforter les valeurs des paramètres C0 et P0 ou d’expliquer les différences à partir de la pluviométrie et/ou de la géologie.

3.3.2. ANALYSE GENERALE DES DEBITS REDUITS

En préliminaire à ces analyses, nous avons reporté sur un même graphique de Gumbel l’ensemble des stations étudiées. Le résultat fait l’objet de la figure 6 en annexe F.

Cette figure appelle les observations suivantes :

Les échantillons des stations du Gier à Givors et Rive de Gier et de la Coise à Larajasse se superposent bien ce qui tendrait à montrer leur homogénéité en termes de pluviométrie et géologie.

La station du Dorlay s’apparente à celles du Gier mais diverge un peu entre T = 3 ans et T=20 ans. Cela peut provenir du hasard de l’échantillonnage.

Les débits réduits de la Valencize sont nettement plus faibles que les autres ; le bassin est vraisemblablement très différent géologiquement.

On décèle des possibilités de cassures qui sont, vraisemblablement, liées à des phénomènes de saturation du sol (à partir du point de saturation toute la pluie qui tombe ruisselle – théorie du Gradex). Ceci va être confirmé dans ce qui suit.

3.3.3. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA COISE A LARAJASSE [NEZEL]

Nous avons étudié successivement la corrélation probabiliste des débits de cette station avec les pluies à Grammond, Saint Didier sous Riverie et Mornant.

Le tableau suivant récapitule les paramètres déterminés à partir de l’analyse probabiliste.

PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE LARAJASSE (Nézel)

Station pluviométrique P0 initial C0 P0 total minimum Saturation

Grammond 27 0.28 70 oui Mornant 24 0.28 65 oui Saint Didier 30 0.29 65 oui

« oui » dans la colonne intitulée « saturation » signifie que les données permettent de mettre en évidence un phénomène de saturation. La valeur de P0 total minimum est alors le P0 de saturation.

Le P0 total est la somme du P0 de ruissellement pur et du P0 associé aux pertes initiales lorsqu’il y en a.

On retiendra donc comme valeurs caractéristiques de ce bassin versant :

P0i = 26 mm C0 = 0,28 P0 = 65 mm Qre100 = 50 à 65 mm




Note : La valeur de P0 obtenue par corrélation avec Grammond est plus élevée que les autres du fait que les pluies y sont plus intenses. Les pluies de Mornant et de Saint Didier correspondent à la pluie moyenne du bassin (zone A), ce qui justifie le choix de garder 65 mm comme valeur de P0 caractéristique du bassin

La saturation du bassin interviendrait pour une période de retour de 5 à10 ans.

3.3.4. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA COISE A SAINT MEDARD [MOULIN BRULE]

La corrélation probabiliste est étudiée successivement avec les pluies à Grammond, Saint Didier-sous-Riverie et Saint Symphorien.


PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE SAINT MEDARD (Moulin

Brûlé)


Grammond 16 0.16 55 à 65 probable Saint Didier 24 0.20 50 Probable Saint Symphorien 23 0.21 50 Probable

« probable » dans la case saturation signifie que les données ne permettent pas de mettre en évidence un phénomène de saturation net. Il est cependant probable que les valeurs des débits des crues les plus fortes sont sous-estimées. En effet, sur la majorité des analyses effectuées, on décèle une amorce de cassure.

Notes :

- La corrélation avec Grammond est moins fiable que les autres car le nombre d’années communes est moindre. De plus, les pluies de Grammond sont plus intenses que la pluie moyenne du bassin versant (zone A), ce qui explique l’obtention d’une valeur plus forte de P0 minimum.

- On ne retiendra pas les valeurs obtenues pour cette station, du fait de l’incertitude sur les débits et, donc, sur la validité des analyses effectuées.

3.3.5. STATION LIMNIMETRIQUE DU DORLAY A LA TERRASSE SUR DORLAY

Nous avons analysé successivement la corrélation des débits de cette station avec les pluies à La Valla en Gier et Saint Etienne (Rochetaillée).

Le tableau suivant récapitule les paramètres déterminés à partir des probabilistes.




PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE LA TERRASSE SUR DORLAY


La Valla en Gier 28 0.28 65 oui Saint Etienne - Rochetaillée 33 0.24 72 oui Tarentaise 24 0.17 80 oui

« oui » dans la colonne intitulée « saturation » signifie que les données permettent de mettre en évidence un phénomène de saturation. La valeur de P0 total est alors le P0 de saturation.

Le P0 total est la somme du P0 de ruissellement pur et du P0 associé aux pertes initiales.

Les deux stations pluviométriques étant hors du bassin versant, on retiendra les valeurs suivantes, obtenues en considérant que la pluie moyenne sur le bassin est probablement de 125 mm en centennale.

P0i = 31 mm C0 = 0,25 P0 = 60 à 70 mm Qre100 = 55 à 65 mm

La saturation du bassin interviendrait pour une période de retour de 5 à 10 ans.

3.3.6. STATION LIMNIMETRIQUE DU GIER A RIVE DE GIER

La corrélation probabiliste des débits réduits est établie avec les pluies à Châteauneuf, Génilac, La Valla en Gier, Mornant, Saint Didier sous Riverie, Saint Etienne (Rochetaillée), et Saint Genis Laval.

Le tableau suivant récapitule les paramètres déterminés à partir de cette analyse probabiliste.

PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE RIVE DE GIER


Chateauneuf 23 0.30 70 à 80 oui Genilac 25 0.34 55 à 65 oui La Valla en Gier 30 0.33 ≥ 66 oui Mornant 24 0.32 60 à 65 oui Saint Didier 27 0.30 60 à 65 oui Saint Etienne - Rochetaillée 30 0.22 62 à 68 oui Saint Genis 28 0.29 60 à 65 oui

On note que la corrélation faite avec la station pluviométrique de Châteauneuf donne des valeurs qui diffèrent avec les autres corrélations. Cela est dû à des pluies rares très intenses enregistrées à cette station. Ces valeurs de pluies ne sont pas représentatives de la pluie moyenne sur le bassin versant et ne sont donc pas adaptées pour le calcul de valeurs intrinsèques au bassin comme P0 et C0. Les valeurs intrinsèques au bassin, valeurs moyennes cependant, se déduisent de la corrélation avec une station qui représenterait la pluie moyenne sur le bassin (entre 118 mm et 125 mm en pluie centennale).




Les valeurs des paramètres de ce bassin versant sont donc les suivantes :

P0i = 28 mm C0 = 0,30 à 0,32 P0 = 60 à 70 mm Qre100 = 50 à 70 mm

3.3.7. STATION LIMNIMETRIQUE DU GIER A GIVORS

Nous avons analysé successivement la corrélation des débits de cette station avec les pluies à Châteauneuf, Génilac, La Valla en Gier, Mornant, Saint Didier sous Riverie, Saint Etienne (Rochetaillée), et Saint Genis Laval.


PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE GIVORS


Chateauneuf 29 0.33 80 oui Genilac 29 0.42 45 à 50 oui La Valla en Gier 30 0.36 63 à 65 oui Mornant 27 0.39 55 à 60 oui Saint Didier 29 0.36 55 à 60 oui Saint Etienne - Rochetaillée 36 0.33 60 à 65 oui Saint Genis 30 0.36 55 à 60 oui

Les remarques faites pour la station de Rive de Gier relativement à la corrélation avec la station pluviométrique de Châteauneuf sont applicables ici aussi.


P0i = 29 mm C0 = 0,36 P0 = 50 à 70 mm Qre100 = 55 à 70 mm

On retrouve une valeur moyenne de P0 de 60mm comme seuil de saturation, comparable à celle des études antérieures.

La saturation du bassin interviendrait pour une période de retour de 5 à 10 ans.




3.3.8. STATION LIMNIMETRIQUE DE LA VALENCIZE A CHAVANAY

Cette station est située au Sud du massif du Pilat. Nous avons établi successivement les corrélations avec les pluies à Chavanay, les Haies et Pelussin.


PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE LA VALENCIZE A CHAVANAY

Station pluviométrique P0 initial C0 P0 total

minimum Saturation

Chavanay 0 0.054 75 à 82 oui Les Haies 0 0.055 72 à 77 oui Pelussin 0 0.052 74 à 84 oui Tarentaise 0 0.047 85 (à 125 ?) oui

On voit immédiatement une différence avec les bassins traités précédemment : il n’y a pas de perte initiale. Le coefficient C0 n’a pas le même sens que pour ces bassins avec perte initiale puisqu’il n’intervient pas dans la même formule.


P0i = 0 C0 = 0,054 P0 = 72 à 80 mm Qre100 = 45 à 53 mm

La saturation du bassin interviendrait au minimum pour une période de retour de 5 à 10 ans.

3.3.9. SYNTHESE GENERALE

Les paramètres obtenus sont récapitulés ci-après.

Rivière Station P0 initial(mm) C0 P0 total

(mm)Qre 100

(mm)Coise Larajasse - Nezel 26 0.28 65 50 à 65Dorlay La Terrasse 31 0.25 60 à 70 55 à 65Gier Rive de Gier 27 0.36 60 à 80 50 à 70Gier Givors 29 0.36 50 à 70 55 à 70

Valencize Chavanay 0 0.054 72 à 80 45 à 53

Tableau 4 – Liste des stations pluviométriques traitées

Ceux associés à la Coise à St-Médard restent entachés d’une incertitude liée à celle existant sur les débits.

Le phénomène de saturation est bien établi pour la Coise amont et les stations du bassin du Gier.

La carte géologique suivante permet de comprendre les différences.




Figure 3 – Géologie aux alentours des zones étudiées

Le bassin de la Coise est essentiellement composé de roches métasédimentaires de type paragneiss, migmatite.

Le bassin du Gier est divisé en deux :

- la rive gauche est composée en partie des roches métasédimentaires de la Coise et de roches sédimentaires de type grès, schistes.

- La rive droite est constituée de roches cristallophiliennes de type gneiss et micachistes.

Au sud du bassin du Gier, ce sont les granites qui dominent.

On voit donc nettement que le bassin de la Valencize diffère des autres bassins, étant situé sur ces granites.

Les résultats en termes de P0 montrent que les bassins de la Coise et du Gier sont relativement homogènes entre eux.

3.3.9.1. LE GIER A GIVORS

Les corrélations entre les pluies et les débits réduits trouvées à chaque station (caractérisées par les coefficients C0 et P0) sont appliquées à la population mère des données de pluie journalière max annuelle à chaque station.

Chacun de ces ajustements est présenté séparément en annexe E.

On présente ci-dessous le cumul de tous les ajustements pluie / débit réduit :




Figure 4 – Ajustement final des pluies - débits réduits à Givors

Les valeurs caractéristiques de débit réduit qui découlent de ces ajustements sont récapitulées dans le tableau suivant :

Station pluviométrique Qre 10 (mm) Qre 100 (mm)

Chateauneuf 23 70Genilac 20 à 25 68 à 73La Valla en Gier 20 à 21 55 à 57Mornant 21 à 26 55 à 60Saint Didier 23 à 28 58 à 63Saint Etienne - Rochetaillée 26 à 31 65 à 70Saint Genis 22 à 27 57 à 62

Les valeurs suivantes peuvent retenues :

mmQmmmmQmm

re

re

70553020

100

10

<<<<




3.3.9.2. LE GIER A RIVE DE GIER

Nous avons procédé de même avec la station de Rive-de-Gier. Chacun des ajustement est présenté en annexe E.

Le rassemblement sur un même graphique de tous les ajustements conduit à la figure suivante, relativement proche de celle associée à la station de Givors.

Figure 5 – Ajustement final des pluies - débits réduits à Rive de Gier

Les valeurs caractéristiques de débit réduit qui découlent de ces ajustements sont récapitulées dans le tableau suivant :

Station pluviométrique Qre 10 (mm) Qre 100 (mm)Chateauneuf 22 à 31 70 à 80Genilac 15 53 à 63La Valla en Gier 18 54Mornant 18 à 21 50 à 55Saint Didier 18 à 23 53 à 58Saint Etienne - Rochetaillée 23 à 29 62 à 68Saint Genis 17 à 22 52 à 57




Les valeurs suivantes peuvent être retenues :

mmQmmmmQmm

re

re

70533018

100

10

<<<<

3.3.10. COMPARAISON AVEC LES RESULTATS D’ETUDES PRECEDENTES

Les études listées ci-après par ordre chronologique ont été consultées et analysées lors de l’étude de 1998 :

Etude Auteur Année Amélioration de l'écoulement du Gier à Grand Croix CETE 1977 Etude hydraulique du Janon CETE Lyon 1979 Rehabilitation du barrage de la Rive Sogreah 1982 Problèmes d'inondation du Gier BCEOM 1991 Etude du Cotéon Citie Ingénirie 1994 Recalibrage du Janon le long de la RN88 IEA 1995 Rive de Gier - ZAC Brunon Valette - SEDL SIEE 1998 Etude hydraulique du Gier et ses affluents Sogreah 1998

Les valeurs de débit réduit annoncées ont été reportées sur un graphique de même type que celui des figures 4 et 5.

Ce graphique est présenté sur la page suivante et appelle les commentaires suivants :

Globalement, les résultats obtenus dans l’étude de 2009 sont au dessus des valeurs de débits réduits calculées dans les études précédentes. On notera que l’on est dans la fourchette des valeurs hautes annoncées par Sogreah dans l’étude de 1998.

Cette augmentation des valeurs caractéristiques est liée :

- à l’augmentation de l’estimation des pluies caractéristiques moyennes sur le bassin (en rouge sur la figure 5),

- à la révision des courbes de tarage (ce qui donne à présent des valeurs de débit plus élevées que précédemment pour une même période de retour),

- au fait que deux crues (décembre 2003 et novembre 2008) sont survenues, confirmant la tendance à la saturation du bassin.




Figure 6 – Comparaison des valeurs de débit réduit avec les études précédentes




3.3.11. CONCLUSION : DEBITS REDUITS ADOPTES

En conclusion les débits réduits présentés ci dessous seront adoptés pour le bassin versant du Gier (Gier et ses affluents) – ces valeurs restent à être confirmées après analyse de la station de Rive de Gier. Elles montrent une incertitude de plus ou moins 10 à 15% pour la valeur centennale :

T (ans) 2 5 10 20 30 50 100 Qre moyen (mm) 8 16 27 38 44 52 62 Qre min (mm) 7 12 20 31 37 45 55 Qre max (mm) 9 20 33 45 52 61 73

Tableau 5 – Débits réduits adoptés

Ces résultats sont présentés graphiquement ci-dessous :

Figure 7 – Débits réduits adoptés

Débits réduits adoptés

100 ans50 ans30 ans20 ans10 ans5 ans2 ans

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Gumbel

Qre

(mm

)

Qre Moyen Qre Min Qre Max




3.4. DEBITS CARACTERISTIQUES DE CRUE ADOPTES Ayant déterminé les débits réduits à adopter sur le Gier, on peut, par la formule explicitée ci après, calculer les débits de pointe en fonction de la surface du bassin versant considéré, et ce pour différentes périodes de retour.

12

75,0

)()(SQQ TreT =

Avec T : période de retour

Qre : débit réduit en mm

S : surface de bassin versant en km²

Les résultats sont synthétisés dans les tableaux ci-dessous, pour le Gier, le Janon et les affluents :

S Q2 Q5 Q10 Q20 Q30 Q50 Q100GIER

km² m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s Barrage de Soulages 41.6 11 21 37 51 60 70 85 Aval couverture Giat 51 13 25 43 60 70 82 99 Aval confluence Janon 100 21 41 71 99 116 136 163 Limnigraphe Saint Chamond 115 23 46 79 110 128 151 181

Amont Dorlay 145 28 55 94 131 153 180 216 Aval Dorlay 195 35 68 117 164 191 224 270 Amont Rive de Gier (aval Egarande) 244 41 81 139 194 226 265 319

Limnigraphe Rive de Gier (amont Gaise) 323 51 100 171 239 278 328 394

Amont Givors (Noailly) 409 61 119 204 286 332 391 470 Aval Givors (Rhône) 421 62 122 209 292 340 400 480

Tableau 6 – Débits de pointe en différents points du Gier


Amont 7 2.9 6 10 14 16 18 22Amont Ricolin (RD) 17 5.6 11 19 26 31 36 43Aval Ricolin (RD) 20.7 6.5 13 22 30 35 42 50Amont Ricolin (RG) 23.7 7.2 14 24 34 39 46 55Aval Ricolin (RG) 30.6 8.7 17 29 41 48 56 67Amont Langonand 31.5 8.9 17 30 42 49 57 69Confluence Gier 49 12.3 24 42 58 68 80 96

JANON

Tableau 7 – Débits de pointe en différents points du Janon




Tableau 8 – Débits de pointe des affluents du Gier

Les fortes crues récentes auraient donc les périodes de retour suivantes :


GIVORSCrues historiques


Crues historiques RIVE DE GIER

On constate que la crue de novembre 2008 aurait sensiblement la même période de retour à Rive de Gier et à Givors.

En revanche, la crue de décembre 2003 aurait une période de retour supérieure à Givors qu’à Rive de Gier. Ceci est en accord avec l’analyse des hydrogrammes de la crue à Rive de Gier et Givors, effectuée en annexe B, et qui montre que les apports intermédiaires traduisent une lame d’eau plus importante que celle ruissellée en amont de Rive de Gier.


Ricolin 6.9 2.8 5.6 9.6 13 16 18 22Langonant (amont) 13.1 4.6 9.0 15.5 22 25 30 36Langonant (aval) 16.5 5.5 10.7 18.4 26 30 35 42Mornante (M1) 9.1 3.5 6.9 11.8 16 19 23 27Mornante (aval serres) 10.2 3.8 7.5 12.8 18 21 25 29Onzion 11.5 4.2 8.2 14.0 20 23 27 32Les Arcs (amont Fay) 5.35 2.3 4.6 7.9 11 13 15 18Les Arcs (aval Fay) 7.6 3.1 6.0 10.3 14 17 20 24Dorlay 50 12.5 25 42 59 69 81 97Frein 0.58 0.4 0.9 1.5 2.1 2.4 2.9 3.4Faverge 2.95 1.5 3.0 5.1 7.1 8.2 9.7 11.6Collenon 4.6 2.1 4.1 7.0 10 11 14 16Egarande 7.5 3.0 5.9 10.2 14 17 19 23Durèze 29.1 8.4 16.4 28 39 46 54 65Féloin (amont couverture) 6.32 2.7 5.2 9 13 15 17 21Féloin (aval petit Féloin) 9.12 3.5 6.9 12 16 19 23 27Couzon 34.3 9.4 18.6 32 44 52 61 73Bourbouillon 1.77 1.0 2.0 3.4 4.8 5.6 6.6 8Frigerin 0.8 0.6 1.1 1.9 2.7 3.1 3.6 4Bozançon 29.7 8.5 16.7 29 40 46 55 66Lozange (amont Dargoire) 4.08 1.9 3.8 6 9 10 12 15Lozange (amont Frédières) 5.63 2.4 4.8 8 11 13 16 19Lozange (aval Frédières) 7.52 3.0 6.0 10 14 17 20 23Combe d'Ailliex 6.62 2.8 5.4 9.3 13 15 18 21Godivert (amont Barny) 4.07 1.9 3.8 6.4 9 10 12 15Godivert (aval Barny) 6.32 2.7 5.2 8.9 13 15 17 21Gaïse 2.6 1.4 2.7 4.6 6 7 9 11Cotéon 6.1 2.6 5.1 8.7 12 14 17 20

AFFLUENTS




4. CRUES HISTORIQUES

Le tableau suivant liste les crues depuis le XVIIème siècle.

Ces éléments nous ont été communiqués aimablement par le maire de Saint-Romain-en-Gier, Monsieur Jean Micard, et sont tirés du l’ouvrage de Roland Fournel et Anne-Marie Masson intitulé : « Le Gier : une rivière et des hommes. Crues et ponts à Rive-de-Gier ».

ANNEE DATE DETAILS

1684 6 août

Inondation de la Boirie (le centre actuel de Rive-de-Gier). L'eau arrive au niveau du premier plancher des maisons qui bordent le Feloin (actuelle rue H. Barbusse) (cf J-B. Chambeyron, Recherches historiques sur la ville de Rive-de-Gier) : "On voyait passer sur l'eau des lits tout entiers/ des coffres, des berceaux, des gens et des bêtes mortes..."

1777 ou 1778 1er novembre

Cailhava situe cette crue en 1777 en indiquant qu'un orage important avait duré 24 Heures et que les eaux du Gier atteignaient les travaux du Canal entre Givors et Saint-Romain-en-Gier, notamment à Saint-Lazare et dans le voisinage de Saint-Romain. La réparation des dégâts a coûté des fonds assez considérables à la Compagnie du Canal déjà en difficulté alors que la construction du Canal n'est pas encore achevée.

1790 10 mai

Inondation du Feloin et du Gier. L'eau s'élève à 9 pieds (environ 3 mètres) au-dessus de la retenue servant à l'alimentation du bief du Moulin de la Pomme. La responsabilité de la Compagnie du Canal de Givors, propriétaire de la retenue, sera reconnue après un long procès. La Compagnie devra abaisser la retenue et élargir le lit de la rivière. On note que des arbres sont venus se bloquer sur les arches du pont de la ville (Pont Lamartine) situé à l'aval de l'embouchure du Feloin. [Source Cailhava Bulletin n° 7 de la Société des Sciences, Arts et Lettres de Rive-de-Gier.]

1790 29 juillet

"Le 29 juillet 1790, les eaux du Gier causèrent de grands ravages à Rive-de-Gier. N'ayant pu s'écouler par suite de la construction d'une nouvelle écluse sur le Canal, elles s'élevèrent et emportèrent plusieurs maisons, femmes et enfants s'enfuyaient. Un citoyen parcourait les rues avec un tambour, pressant les habitants de se rendre à l'écluse pour la démolir, ce qui fut fait presque instantanément, malgré les efforts de la municipalité pour arrêter cette dégradation." Souvenirs de 100 ans par Gustave Lefèbvre.

1827 février Source A. Barré, p. 44. 1833 22 août Source A. Barré, p. 44.




1834 26-27 août

Cette crue est aussi mentionnée par Chambeyron, mais dans la nuit du 28 au 29 août. Le maire Donzel, dans une lettre au préfet, indique que "huit ponts et passerelles sont emportés,une verrerie écroulée, des exploitations entières dévastées et trois puits d'extraction comblés, les approvisionnements de nos grands établissements de verreries emportés, fondus, ou avariés, des amas de charbon emportés, des femmes et des enfants tués ou noyés". Dans une lettre au sous-préfet, il dit que, suite à une averse mêmée de grêle qui a duré deux heures, tous les ruisseaux et le Gier étaient à plein bord.

1840 du 30 octobre au 2 novembre

Crue signalée par A.Barré comme supérieure pour Givors à celle de novembre 1856. Hutter évoque une crue en 1840 qui faillit compromettre la moitié de la ville. Il est donné lecture au conseil municipal de la circulaire de Mr le Préfet du 12 novembre sur les quêtes à faire pour porter secours aux victimes. Le mur en construction du quai de la Gerbaudière (actuel cours Gambetta) a été emporté sur une grande partie.

1840 27 novembre Source A. Barré, p. 44. En 1840 la hauteur des crues à Couzon atteint 3,1 m à 3,3 m au dessus de l'étiage.

1841 18 février Le Mercure Ségusien indique que l'orage dure 48 h et s'étale sur une zone importante. Plusieurs villes sont inondées le long du Rhône. C'est probablement cette crue qui a emporté le pont canal de Lorette.

1841 Novembre En novembre 1841, on note une crue subite du Féloin de courte durée (1 h) qui a provoqué l'inondation de rez-de-chaussée de près de quarante habitations sur une hauteur de quatre pieds.

1851 1er février

Après l'inondation, le Conseil Municipal prie le Maire (Baldeyrou) de faire les démarches nécessaires pour que le pont de la rue du Gier communiquant à la Petite Rue Féloin soit reconstruit dans les conditions auxquelles la Compagnie du Canal s'est soumise c'est-à-dire une seule arche au lieu de deux et obliger la Compagnie Générale des Mines à rétablir le chemin des Gauds, cette partie du sol s'étant abaissée par suite des excavations souterraines. Le Ministre de l'Agriculture et du Commerce sollicité met à la disposition du Préfet de la Loire un secours collectif de 8957 fr. destiné à être réparti entre les victimes de cette inondation des Communes de Saint-Paul-en-Jarez, Rive-de-Gier, Tartaras, Châteauneuf et Lorette, ce qui correspond à une estimation de 5% du préjudice évalué. Le Préfet, en annonçant cette nouvelle au Maire de Rive-de-Gier, indique qu'il essaiera d'obtenir plus tard un supplément.

1852 18 juin

Cette crue est très importante sur l'Iseran et le Rhône (A. Barré). Le 18 juin suivant, six mois après la réception des travaux de la passerelle des Gendarmes à Rive de Gier, par suite d'une forte crue de la rivière, l'une des piles de cette passerelle s'est écroulée, le tablier qu'elle supportait s'est abattu et une partie des bois a été emportée par le torrent.

1854 1er et 2 juin Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions. 1855 6 et 7 octobre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1856 29-30 mai

Le maire dans une lettre au préfet indique que le Gier s'est élevé à une hauteur d'environ 4 mètres. Les rez-de-chaussée de plusieurs rues ont été envahis par les eaux. Le chemin de fer est interrompu entre Rive-de-Gier et Lyon. La plupart des mines ont suspendu leurs travaux. Les gendarmes ont dû évacuer les chevaux car l'écurie [actuellement rue du Canal à l'emplacement laissé libre derrière l'aile droite de l'Hôtel de Ville] était envahie par l'eau.




1856 29-30 novembre A. Barré p. 44 indique un débit de 500 m3/s à Givors Ie 29 novembre 1856 à 17 h et le 30 novembre à 2 h.

1872 5 et 6 mai

Un rapport détaillé est établi suite à cette crue. Le Gier déborde au-dessus du terrain des anciennes Verreries Rondes (ex SSFR, actuelle ZAC Brunon-Valette) et inonde les usines du secteur. Le flot descend la rue des Verchères (Cl. Drivon) et inonde la place du Feloin.

1872 19-20 octobre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1886 9-12 novembre A. Barre indique, p. 44, une hauteur d'eau de 1,90 m à Rive-de-Gier le 9 novembre et 2,15 m le 12 novembre

1888 21 août Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1891 20 mars Crue signalée par A.Barré p.44 et dans le Mémorial de la Loire, 20 mars 1891.

1896 30-31 octobre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions. 1899 novembre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1900 22 au 24 août

"Depuis 1872, on n'avait eu à constater pareille crue du Gier dont les eaux ont atteint la hauteur du pont d'Egarande. Les eaux ont envahi La Société Anonyme des Verreries de Rive-de-Gier et éteint deux fours. Plus de 300 ouvriers sont sur le pavé. Un mur situé en face du jardin Public s'est écroulé sur une longueur de 20 m. Les mines du Reclus à Lorette et de Combelibert à Rive-de-Gier sont envahies par les eaux." Les graviers apportés par la crue ont obstrué complètement la première arche (rive droite) du pont d'Egarande. Les buanderies qui bordent le Couzon sont en partie détruites."

1901 20 octobre Mémorial de la Loire du 23 octobre 1901 indique une hauteur d'eau de 3 m à Rive-de-Gier. Le puits Giraud à Lorette et le puits Combelibert à Rive-de-Gier sont inondés.

1903 12 juin

La crue ne provoque pas d'inondation mais un rapport du Commissariat de Police relate que Mr Baudouin emporté par le courant s'est noyé en essayant de récupérer des pièces de bois avec une corde en se plaçant sur une pile du pont de l'Hôtel de Ville. La corde... a cédé.

1905 16 août Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1907 10 octobre Mémorial de la Loire : "Le Gier qui, il y a quelques jours était presque à sec, roule un formidable volume d'eau."

1907 18 octobre Mémorial de la Loire :"La crue du Gier était de 1,60 m et l'eau passait à pleine voûte vers le pont d'Egarande, des peupliers ont été arrachés et à divers endroits le Gier a débordé."

1914 Novembre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.

1935 5 octobre

Débordement du Gier qui inonde les travaux de la Couverture du Gier (place de la Libération) entraînant matériaux et outillage de l'entreprise. Des poutres, des planches, des échelles furent arrêtées par les piles du pont de l'Hôtel de Ville. Un tramway a déraillé à la plaine de Grézieux. Par suite d'un éboulement, la voie ferrée est obstruée entre Trèves-Burel et Saint-Romain.

1935 4 novembre Crue signalée par A.Barré p.44. Pas de précisions.




1959 24 mai

Le Gier déborde. Orages et trombes d'eau provoquent de graves inondations dans toute la vallée. Il faut remonter assez loin dans l'histoire de Rive-de-Gier pour trouver une crue du Gier de l'importance de celle d'hier soir, vers 18h30, qui entraîna une véritable mobilisation des forces de police, gendarmerie, administration municipale et sapeurs pompiers. Dans certaines caves, il y avait 2 m d'eau et notamment quai du bassin dans celle de la maison Faure - Audibert, épicerie en gros, dont une quantité importante de marchandises n'a pu être sauvée. La circulation fut interdite quai Fleurdelix, par crainte de la rupture du mur de soutènement.Des arbres sont charriés par le Gier. Vers 20 h, on assistait à une baisse des eaux.

Les plus forts événements semblent être les suivants, sur une période de 325 ans

Août 1684Novembre 1777Août 1834Novembre 1840 (> 500 m3/s)Novembre 1856 (500 m3/s)Mai 1872Août 1900Mai 1959Décembre 2003Novembre 2008 :

Selon le rang de la dernière plus forte crue (2003), sa période de retour expérimentale serait la suivante :

RANGPERIODE

DE RETOUR (ans)

3 1094 825 656 547 478 419 36

10 33

Ceci reste en cohérence avec l’estimation de la période de retour de la crue de décembre 2003 à Givors effectuée au chapitre précédent (32 à 90 ans).




5. ANALYSE DES HYDROGRAMMES DE CRUE

La forme des hydrogrammes est déterminante pour connaître le volume des crues ainsi que la durée du maintien d’un débit donné.

5.1. HYDROGRAMMES OBSERVES Les hydrogrammes des crues de plus de 5 ans de période de retour ont été collectés auprès de la banque HYDRO de la DIREN.

5.1.1. LE GIER A GIVORS

Les crues les plus fortes observées à la station limnimétrique de Givors sont les suivantes :

Date Débit de pointe(m3/s)

Période de retour (ans)

02/12/2003 406 60 02/11/2008 349 35 24/11/2002 202.2 10 04/05/1977 187 9 05/10/1993 147.3 6 17/04/2005 145.4 6 13/11/1996 118.9 5

Les débits des crues survenues depuis 2003 ont été revus, suite à la vérification et correction des courbes de tarage.

Nous avons transformé chaque hydrogramme de façon à les rendre adimensionnels. Pour cela, nous avons calculé le débit « relatif » par la formule suivante :

( )( )QbaseQ

QbaseQQrel−

−=

max.

Puis nous avons centré les hydrogrammes obtenus de façon à superposer les pointes.

Le résultat est présenté sur la figure suivante.




Figure 8 – Hydrogrammes réduits – Le Gier à Givors

On constate a priori deux types d’hydrogrammes :

un hydrogramme « court » représenté par celui des crues de janvier 1993, novembre 1996 et novembre 2008,

un hydrogramme « long », plus volumineux, bien décrit par celui de la crue de décembre 2003.

Le temps de concentration déduit de l’hydrogramme simple serait de l’ordre de 6 h.

Les hydrogrammes « longs » ne le sont qu’au travers des amorces de crue qui ont précédé ou suivi la crue principale. La pointe de crue n’est pas plus large.

Ainsi, le débit correspondant à 97% du débit de pointe est maintenu 1 h pour quasiment l’ensemble des hydrogrammes.

Or, c’est cette pointe qui va déterminer les niveaux maximaux, le phénomène d’amortissement étant quasi inexistant sur le Gier du fait de sa pente et de son lit majeur très peu étendu.

5.1.2. LE GIER A RIVE DE GIER

Les crues les plus fortes observées à la station limnimétrique de Rive de Gier sont les suivantes, également revues quant aux débits de pointe :

Date Débit de pointe (m3/s)

Période de retour (ans)

02/12/2003 305 45 02/11/2008 295 35 24/11/2002 132 7

Etude des hydrogrammes de crue- Le Gier à Givors -

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

Temps (heures)

Débit relatif (%)

04/05/1977 05/10/1993

13/11/1996 24/11/2002

02/12/2003 17/04/2005

02/11/2008




10/01/1994 129 7 25/04/1986 112 6 13/11/1996 103 5 01/05/1977 99.3 5

Le même traitement a été appliqué aux hydrogrammes à Rive de Gier.

Les résultats sont les suivants :

Figure 9 – Hydrogrammes réduits – Le Gier à Rive-de-Gier

La forme est d’une façon générale, plus homogène. Mais on retrouve, pour la crue de 2003, un aspect un peu plus renflé pour les débits inférieurs à 60% du débit de pointe.

Toujours compte tenu du très faible pouvoir d’amortissement de l’onde de crue du Gier, on ne s’intéressera qu’à la pointe qui est maintenu en général, de l’ordre de l’heure.

Etude des hydrogrammes de crue- Le Gier à Rive de Gier -

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

Temps (heures)

Débit relatif (%)

25/04/1986 10/01/1994

13/11/1996 24/11/2002

02/12/2003 02/11/2008




6. LE RHONE

La condition aval pour la modélisation du Gier sera choisie en fonction des éléments hydrologiques suivants.

Lors de l’étude de 1999, la condition aval était le niveau associé à une crue décennale du Rhône.

Les débits caractéristiques du Rhône sont les suivants, au droit de la confluence avec le Gier :

GIVORS TERNAY VALENCEEtiage conventionnel 320

Débit dépassé 6 mois/an 820Débit dépassé 10 j/an 2700

Q2 3500 3288 4097Q5 4200 3985 5011Q10 4670 4446 5616Q20 5100Q50 5670 5460 6948Q100 6100 5889 7511Q1000 7500 7306 9371

NatureDébit (m3/s)

On en tire le graphique de Gumbel suivant.




L’étude globale du Rhône, conduite par la CNR, a analysé les niveaux d’écoulement pour trois crues distinctes. Les résultats sont les suivants :

CRUE Periode de retour Niveau (m IGN69)Moyenne ≈ 15 ans 154.10Forte 100 ans 155.45Très forte 1000 ans 156.55

Le niveau de quelques crues historiques du Rhône est indiqué sur une plaque située en amont rive gauche du pont des Fainéants. Ces niveaux ont été nivelés à l’occasion des travaux topographiques.

DATE NIVEAU2 novembre 1840 156.0929 décembre 1882 156.142 novembre 1896 156.5222 janvier 1910 155.9130 décembre 1923 155.8417 février 1928 156.4325 décembre 1928 156.236 janvier 1936 155.7227 novembre 1944 156.0013 février 1945 155.7220 janvier 1953 156.2331 mai 1956 156.2327 février 1957 156.572 novembre 2008 154.22

Reporté sur un graphique de Gumbel en adoptant un ajustement courbe approximatif (la relation niveau-débit n’est pas linéaire) pour les niveaux caractéristiques, on obtient le graphique suivant :




On observe que les niveaux antérieurs à 1958 apparaissent nettement plus hauts que les niveaux caractéristiques. Ceci est normal dans la mesure où l’aménagement de la chute de Vaugris (1971-1980) a conduit à un abaissement des niveaux d’écoulement du Rhône.

Le niveau maximum du Rhône le 2 novembre 2008 correspond à une période de retour de l’ordre de 17 ans.

Pour la crue de décembre 2003, le débit du Rhône offrait une période de retour inférieure à 2 ans à Ternay (amont de Givors) et inférieure à 10 ans à Valence. Les pointes du Rhône étaient autour de 22 h alors que celle du Gier est intervenue à 15h.

On peut donc considérer que la pointe d’une crue rare du Gier ne sera pas simultanée à la pointe de crue du Rhône du fait de la différence de temps de concentration.

Les crues rares du Gier ne sont pas associées à des débits rares du Rhône. Un débit du Rhône décennal est un ordre de grandeur vraisemblable.




ANNEXE A ---

PRESENTATION DE LA METHODE SPEED




La méthode SPEED (Système Probabiliste d'Etude par Evènements Discrets), développée par SOGREAH, est fondée d'une part sur une analyse particulière et régionale des pluies et, d'autre part, sur la relation mise en évidence par SOGREAH entre pluie et débit de crue.

SPEED est un système probabiliste mis au point à partir de la théorie du Processus de Poisson et de la théorie de l’échantillonnage.

A.1 L’ANALYSE REGIONALE DES PLUIES JOURNALIERES

A.1.1 BASES THEORIQUES

La théorie adoptée est le processus de Poisson. On considère que la pluie (comme d'autres évènements météorologiques accidentels - coups de vent, cyclones, orages etc.) satisfait aux axiomes de base de cette théorie.

Ceci implique en particulier que les maximums annuels (ou saisonniers) de la pluie journalière (Pj) suivent une loi de Gumbel. Cet ajustement des pluies observées sur graphique de Gumbel se traduit par une droite (cf. graphique page suivante) définie par :

• Y0, qui est le pivot de la distribution, c'est à dire la valeur de la variable de Gumbel pour laquelle la droite de Gumbel coupe l'axe Pj = 0. Il est démontré que n=e-Y0 est le nombre d'évènements indépendants d'où sont tirés les maximums annuels. Ce nombre n est proportionnel au nombre de perturbations météorologiques et on peut s'attendre à son invariance dans une région géographique, donc à l'invariance de Y0, pour des phénomènes de même origine.

• La moyenne PJm, qui est plus caractéristique du régime de pluie dont dépend le secteur. Elle peut varier spatialement au contraire du paramètre Y0 (pour une même famille d'évènement), cette variation étant liée à des raisons géographiques (un même évènement pluvieux peut évoluer au cours de son déplacement). On démontre mathématiquement que la moyenne est associée à une variable de Gumbel de 0.5772 (variable d'Euler) soit une période de retour de 2,3 ans. C'est cette moyenne PJm et le pivot Y0 qui sont utilisés pour caractériser les pluies sur le secteur d'étude. Dans l'étude qui suit nous considèrerons la pluie de période de retour 2 ans (PJ2) très proche de la moyenne (période de retour 2,3 ans). Le Gradex est la pente de la droite de Gumbel utilisée pour évaluer les débits de crues rares.




A.1.2 REGIONALISATION

L'intérêt de régionaliser l'étude réside en premier lieu dans la détermination du pivot ce qui permet de réduire l'incertitude sur les ajustements statistiques. Mais la régionalisation a permis, au fil des applications de la méthode, de mettre en évidence des phénomènes particuliers liés à la géographie du secteur d'étude et révélant des "cassures" dans les droites d'ajustement de Gumbel.

On citera en particulier deux phénomènes qui peuvent apparaître sur certains bassins et qui conduisent chacun d'eux à une augmentation de la valeur des pluies rares et donc à celles des débits rares ce qui explique les phénomènes catastrophiques de Nîmes, Vaison la Romaine etc.

A.1.3 EFFET OROGRAPHIQUE

Le premier effet est observable sur une station située en aval d'une chaîne de montagne (par rapport au flux des masses d'air humides).

Considérons deux stations A et B comme indiqué sur la figure suivante, la première étant sur le versant montagneux amont et la seconde en aval du versant recevant la perturbation.




Lorsqu'une masse d'air chaude et humide arrive sur le versant, le massif montagneux l'oblige à s'élever en altitude ce qui se traduit par des pluies. Lorsque la masse d'air arrive en B, son humidité a diminué ce qui se traduit en B par des pluies moins intenses qu'en A. Sur un graphique de Gumbel cela se traduirait par deux ajustements A et B passant par le même pivot mais dont la pente (le Gradex) est plus faible pour la station B que pour la station A.

Or, si l'on considère une masse d'air de grande ampleur et très humide donc un phénomène de fréquence rare, on peut imaginer que les pluies tombant en A ne provoquent qu'un faible "assèchement" de la masse d'air qui arrive en B avec quasiment les mêmes potentialités qu'en A. Il s'en suit des pluies en B comparables à celles tombées en A. Sur un graphique de Gumbel, cela conduit à une cassure pour l'ajustement B : en dessous d'une certaine période de retour T1 les pluies sont inférieures aux pluies en A et au-dessus d'une autre période de retour T2, les pluies sont identiques aux pluies A.

A.1.4 BULLES FROIDES (GOUTTE FROIDE)

Le phénomène des bulles froides conduit au même résultat que celui exposé précédemment.

Il peut apparaître sur des stations situées à proximité d'un relief même réduit et en amont de ce relief par rapport au flux des perturbations atmosphériques.

Il arrive parfois qu'une masse d'air froide se bloque contre le relief et joue alors, pour la masse d'air chaude et humide qui survient, le rôle d'un relief plus prononcé c'est à dire




provoque une ascension de cette masse d'air humide générant ainsi des pluies plus intenses que celles qu'il y aurait en l'absence de la masse d'air froide.

Ce phénomène est fréquent dans les Pyrénées orientales où il peut concerner des bassins étendus et explique les crues exceptionnelles survenues ces deux dernières décennies à Nîmes, Vaison la Romaine entre autres. Il explique également des cassures constatées sur le bassin de la Moselle par exemple.

Il conduit à des ajustements comparables à ce qui était décrit précédemment pour la station B.

A.1.5 PLUIES MIXTES

Si l’échantillon est composé de deux familles distinctes de pluies (pluies d’origine convective et pluies d’origines cyclonique) il peut y avoir une cassure. C’est le cas par exemple lorsque les orages conduisent à des pluies journalières largement supérieures aux pluies journalières d’origine cyclonique.

On observe cela à la station d’Aumont (Somme) ou de Vittel.

A1.2 RELATION PLUIE-DEBIT

A1.2.1 BASES THEORIQUES

La relation pluie-débit à l'échelle d'une crue de période de retour T fait intervenir les variables suivantes :

• le débit de pointe QT (en m3/s) de la crue, • le volume de la crue VT (en millions de m3), • le temps de base de la crue Tb (en heures), • la pluie journalière PjT (en mm) telle que mesurée au pluviomètre, • la pluie de durée te, PT(te) (en mm), mesurée au pluviographe, • le temps de concentration tc du bassin (qui est une constante, en heures), • la superficie S du bassin versant (en km²), • la lame ruissellée en crue RT (en mm) : RT = 1000 VT/S

Physiquement, une pluie P(te) provoque une crue de volume V et de débit de pointe Q : te est le temps de pluie efficace, c'est à dire qu'il y a ruissellement sur le bassin pendant la durée te.

Les relations ci-dessous sont toutes très classiques :

a) Théorie de l'hydrogramme unitaire : • Il existe un temps caractéristique du bassin versant, le temps de

concentration tc. • TB = 1000 V/1,8Q est le temps de base de la crue triangulaire équivalente.




Ce qui signifie qu'à un accroissement de la pluie de durée efficace te, le bassin répond par un accroissement proportionnel des débits de la crue, sans changement du temps de base Tb.

• TB = te + tc ne dépend pas de la quantité de pluie efficace P(te) • TB = 2 tc pour les phénomènes exceptionnels (te = tc).

Il existe donc un hydrogramme type des crues exceptionnelles.

a) Théorie du Gradex

Elle relie les forts volumes de crue aux fortes pluies par : Rt = PT(tc) - P0(tc) si T > T0

la loi probabiliste des lames d'eau ruisselées est parallèle à celle des pluies dès que le temps de retour est supérieur à T0 (alors te = tc).

a) c) Loi intensité-durée-fréquence

Pour des pluies cycloniques pures (dépressions océaniques ou cyclones tropicaux) on observe : PT(t) = a. PjT.t0,4 (a vaut souvent 1/3).

Où

PT(t) = pluie de durée t et de période de retour T.

PjT = pluie journalière de même période de retour.

Remarques :

• Le dépouillement des pluviogrammes pour l'étude des relations intensité-durée-fréquence est une tâche particulièrement délicate: beaucoup d'études basées sur des dépouillements faux donnent des résultats erronés.

• D'autre part, il convient dans certaines régions de séparer les pluviogrammes de pluies cycloniques des enregistrements de pluies d'origine convective. Quand un régime de pluies cycloniques existe dans une région (c'est le cas de la France), c'est ce régime qui provoque les crues de forts temps de retour, quelle que soit la taille du bassin versant, sauf en cas de bassin imperméabilisé (hydrologie urbaine).

a) Formule de temps de base : TB = k.S0,417

Cette dernière formule n'est pas classique, mais peut être rapprochée de la formule de Kirpich donnant le temps de concentration tc = K.(L/√S)0,77 , avec L = longueur du thalweg principal en km. Le calcul de TB par les deux formules (avec TB = 2 tc) fournit des résultats extrêmement proches.

La combinaison de ces différentes formules conduit à :




( ) 00

75,0

12TTsiPCSQ TT <=

( ) 00

75,0

12TTsiPPSQ TT >−=

Co = coefficient de proportionnalité des faibles crues aux pluies.

Cette formule est extrêmement stable d'un bassin à l'autre bien que les paramètres d'ajustement des formules 1 à 4 soient très variables suivant les régions.

Quand on dispose de données concomitantes de pluies journalières sur le bassin et de débits de pointe de crue à l'exutoire, on compare graphiquement les quantités P et 12.Q/S0,75 : on trouve systématiquement (dès que T dépasse une certaine valeur T0) une droite des crues parallèle à celle des pluies (ce qui justifie le coefficient 1/12) et décalée de P0. Cette relation probabiliste permet de déterminer P0 bassin par bassin.




On a vérifié expérimentalement que cette formule est valable pour des bassins versants tout petits (à condition qu'ils soient "naturels") et jusqu'à des bassins de 500 à 1000 km², voire plus (comme pour la méthode du Gradex).

Il faut remarquer que, dans cette formule, PT est la pluie journalière afférente à un pluviomètre particulier, dit pluviomètre caractéristique du bassin.

Enfin, pour T < To, on effectue l'ajustement direct à partir des observations (après correction des erreurs d'échantillonnage). En effet, pour ces épisodes de période de retour relativement faible, une partie de la pluie tombée sert à remplir la nappe et les flaques de surface (théorie des "aires contributives").

On a pu déterminer que le paramètre P0 prend, en France, une valeur souvent proche de 60 mm, hors bassins karstiques. P0 dépend de la nature des sols, de son degré d'altération et de l'épaisseur de la couche altérée.

Pour un bassin karstique, on observe que le pivot des débits réduits n’est pas confondu avec celui des pluies (cf. graphique page suivante). Le décalage est lié à la quantité d’eau perdue dans les karsts. Celle-ci augmente la P0 global d’autant.

On voit que l'on obtient une formulation probabiliste du débit de pointe QT en fonction de la superficie qui :

• est très proche de l'ancienne formulation SOGREAH (Q = A.Sα avec α compris entre 0,75 et 0,8),

• fait intervenir directement la pluie journalière PT, • est compatible avec les deux théories les plus vraisemblables en hydrologie,

Gradex et hydrogramme unitaire.




ANNEXE B ---

DETERMINATION DES COURBES DE TARAGE




B.1. OBJECTIFS

Les données de débit fournies par la banque Hydro de la Diren sont issues de courbes de tarage c'est-à-dire de relations entre le niveau (la hauteur) d’eau mesurée au droit de la station limnimétrique et le débit de la rivière.

Ces courbes de tarage sont déduites de jaugeages réalisés pour différents régimes du cours d’eau. Ces jaugeages ne concernent en général pas des crues importantes car rarement observées.

Il est donc nécessaire d’extrapoler la courbe de tarage pour les débits dépassant le débit maximum jaugé. Cette extrapolation peut parfois être sujette à caution si, par exemple, des particularités du lit rendent la relation niveau-débit irrégulière (lit majeur, pont en charge…).

Le travail qui a été réalisé a consisté à effectuer cette extrapolation à l’aide d’une modélisation numérique des écoulements à proximité des stations de mesure.

B.2. PRINCIPES

Le principe de la modélisation numérique consiste à représenter le lit d’un cours d’eau à l’aide d’un certain nombre de profils en travers et de résoudre les équations de l’hydraulique qui régissent les écoulements.

Ces phénomènes sont :

- Les frottements liés à la rugosité du lit (ou des lits si la section d’écoulement est composée de plusieurs éléments de rugosité différente).

- Les phénomènes d’inertie liés à des variations de vitesse pouvant intervenir en cas de rétrécissement ou d’élargissement brusque de la section d’écoulement.

- Les phénomènes de déversement sur un seuil.

- Les écoulements au travers d’orifice ou d’ouvrage en charge (pont par exemple) ;

- Etc…

B.3. APPLICATIONS

Dans un premier temps, seule la station de Givors avait fait l’objet d’un calcul, celle-ci se situant sur un secteur aménagé et en amont d’un seuil en enrochements.

A la suite de la présentation des résultats obtenus, des levés topographiques complémentaires ont été réalisés en plus de ceux concernant les profils en travers à proximité de la station de Rive de Gier ; ils concernent le levé des zéros des échelles et celui d’un profil en travers au droit du limnigraphe de Givors.




B.3.1.Givors

B.3.1.1. Description du secteur

La station limnimétrique est située à environ 20 m en amont d’un petit seuil réalisé lors de l’aménagement du lit du Gier (années 80).

Le gabarit du lit est stable. Seul le seuil a évolué, une brèche s’étant formée en rive droite sur une largeur de l’ordre de 3 à 4 m et une profondeur de 1,20 m. La photographie suivante, prise en 1998 pour un débit d’étiage, montre une crête plus régulière.

CRETE DU SEUIL

BRECHE




B.3.1.2. Courbe de tarage

Les jaugeages ont été réalisés jusqu’à un débit maximum de 251 m3/s.

Différentes courbes de tarage ont été utilisées.

Le graphique qui en résulte page suivante montre trois courbes distinctes qui correspondent sensiblement à l’historique du Gier :

- avant la chenalisation du Gier (avant 1989)

- de 1989 à décembre 2003

- après la crue de décembre 2003

Ces trois courbes se rejoignent à partir de 250 m3/s. Il n’a pas en effet été tenu compte du jaugeage à 251 m3/s.

B.3.1.2. Modélisation

Nous ne pourrons étudier que les courbes de tarage postérieures à l’aménagement du lit du Gier.

Nous avons donc utilisé le modèle ECOPERM construit pour l’étude de 1999 et que nous avons modifié à l’aide des trois profils en travers levés en juin 2009 : au droit du limnigraphe, sur la crête du seuil (incluant la brèche actuelle) et en aval du seuil.

LE GIER à GIVORS (V3124010)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200 250 300 350 400

DEBIT (m3/s)

HAUTEUR (cm)

Jaugeages 1964 - 1982

Jaugeages 1989 - 13/11/2003

Jaugeages 2/12/2003 - 2008

Tarage 1997 - 2002

Tarages 2002 - 2003

Tarages 2003 - 2004

Tarages 2004 - 2008

Tarage > 11/2008

02/12/2003




Les calculs montrent que les écoulements sur le seuil s’effectuent en régime critique, c'est-à-dire que le seuil demeure en régime dénoyé vis-à-vis de l’aval. Les niveaux ne dépendent donc que de la géométrie de la section d’écoulement ce qui facilite l’analyse.

B.3.1.3. Résultats

Les calculs ont tout d’abord été effectués dans la situation actuelle (avec la brèche).

Nous avons ensuite modifié le profil en travers du seuil en calant la crête horizontalement comme elle devait vraisemblablement l’être).

PROFILS EN TRAVERS DU GIER - LIMNIGRAPHE DE GIVORS

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

0 10 20 30 40 50 60

ABSCISSE (m)

NIVEAU (m IGN69)

LIMNIGRAPHECRETE DU SEUILAVAL SEUIL

LE GIER à GIVORS (V3124010)

-100

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

DEBIT (m3/s)

HAUTEUR (cm)

Jaugeages 1964 - 1982Jaugeages 1989 - 13/11/2003Jaugeages 2/12/2003 - 2008Loi HQ calculée après déc.2003LoiHQ calculée avant déc.2003

02/12/2003

03/11/2008




La courbe de tarage « état actuel » s’ajuste bien aux jaugeages inférieurs à 50 m3/s et passe dans l’intervalle d’incertitude à 10% des jaugeages les plus forts.

On constate également que les calculs effectués avec le seuil dans son état antérieur s’ajustent bien aux jaugeages antérieurs à 2003.

Le tableau page suivante fournit la courbe de tarage (> 2003) en fonction de la hauteur lue à l’échelle (zéro = 161,53 m IGN69).

B.3.1.4. Conséquences

Les débits des crues postérieures à 2002 sont donc modifiés comme suit :

DATE Débit DIREN Débit révisé Ecart relatif02/12/2003 338 401.5 18.8%17/04/2005 121 128.8 6.4%01/11/2005 16.1 18.4 14.3%17/11/2006 32.3 34.9 8.0%06/07/2008 37 39.9 7.8%02/11/2008 295 338.3 14.7%

Soit une augmentation de 8 à 20 % de la valeur du débit.

Le modèle numérique d’écoulement a permis de confirmer ces valeurs du fait d’autres laisses repérées plus en amont et correspondant également à un régime d’écoulement critique donc indépendant de la rugosité du lit.




H (cm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 12.2 12.5 12.7 13.0 13.2 13.5 13.7 14.0 14.2 14.510 14.8 15.0 15.3 15.6 15.9 16.2 16.5 16.8 17.1 17.420 17.7 18.0 18.3 18.6 18.9 19.2 19.5 19.8 20.2 20.530 20.8 21.2 21.5 21.9 22.2 22.5 22.9 23.2 23.6 23.940 24.2 24.6 24.9 25.3 25.7 26.1 26.5 26.8 27.2 27.650 28.0 28.4 28.8 29.2 29.5 29.9 30.3 30.8 31.2 31.660 32.0 32.4 32.8 33.2 33.6 34.0 34.4 34.9 35.3 35.870 36.2 36.7 37.1 37.6 38.0 38.5 39.0 39.4 39.9 40.480 40.8 41.3 41.8 42.3 42.7 43.2 43.7 44.2 44.6 45.190 45.7 46.2 46.7 47.2 47.7 48.2 48.8 49.3 49.8 50.3100 50.9 51.5 52.0 52.6 53.1 53.7 54.2 54.8 55.3 55.9110 56.4 57.0 57.5 58.1 58.7 59.2 59.8 60.3 61.0 61.6120 62.2 62.8 63.4 64.0 64.6 65.2 65.9 66.5 67.1 67.7130 68.3 68.9 69.5 70.1 70.8 71.5 72.1 72.8 73.5 74.1140 74.8 75.5 76.2 76.8 77.5 78.2 78.8 79.5 80.2 80.9150 81.6 82.3 83.0 83.7 84.4 85.1 85.8 86.5 87.2 88.0160 88.7 89.4 90.1 90.8 91.6 92.4 93.1 93.9 94.6 95.4170 96.2 96.9 97.7 98.4 99.2 100.0 100.8 101.6 102.4 103.2180 104.0 104.8 105.6 106.4 107.2 108.1 108.9 109.7 110.5 111.3190 112.2 113.0 113.9 114.7 115.5 116.4 117.2 118.1 118.9 119.7200 120.6 121.5 122.4 123.3 124.2 125.2 126.1 127.0 127.9 128.8210 129.7 130.6 131.5 132.4 133.4 134.3 135.2 136.1 137.0 138.0220 138.9 139.8 140.8 141.8 142.8 143.8 144.7 145.7 146.7 147.7230 148.7 149.7 150.7 151.7 152.7 153.7 154.7 155.7 156.7 157.7240 158.7 159.7 160.8 161.8 162.9 164.0 165.1 166.1 167.2 168.3250 169.4 170.5 171.5 172.6 173.7 174.8 175.8 176.9 178.0 179.1260 180.1 181.3 182.4 183.6 184.7 185.9 187.0 188.1 189.3 190.4270 191.6 192.8 193.9 195.1 196.3 197.4 198.6 199.7 200.9 202.1280 203.3 204.5 205.7 206.9 208.1 209.4 210.6 211.8 213.1 214.4290 215.6 216.9 218.1 219.4 220.6 221.9 223.1 224.4 225.6 226.9300 228.1 229.4 230.7 232.0 233.4 234.7 236.1 237.4 238.7 240.1310 241.4 242.8 244.1 245.4 246.8 248.1 249.5 250.8 252.2 253.5320 254.9 256.3 257.6 259.0 260.4 261.8 263.3 264.7 266.2 267.6330 269.1 270.5 272.0 273.4 274.8 276.2 277.7 279.1 280.5 282.0340 283.5 285.0 286.4 287.9 289.4 290.9 292.4 294.0 295.6 297.1350 298.7 300.2 301.7 303.2 304.7 306.3 307.8 309.3 310.9 312.4360 314.0 315.6 317.1 318.7 320.3 322.0 323.6 325.3 326.9 328.6370 330.2 331.8 333.5 335.1 336.7 338.3 339.9 341.6 343.2 344.9380 346.5 348.2 349.9 351.6 353.3 355.1 356.8 358.6 360.3 362.1390 363.8 365.6 367.3 369.0 370.8 372.5 374.2 375.9 377.6 379.3400 381.1 383.0 384.8 386.7 388.5 390.4 392.3 394.1 396.0 397.9410 399.7 401.5 403.4 405.2 407.0 408.8 410.7 412.5 414.4 416.3420 418.2 420.1 422.1 424.0 426.0 428.0 429.9 431.9 433.9 435.9430 437.9 439.8 441.8 443.7 445.6 447.5 449.4 451.4 453.5 455.5440 457.6 459.6 461.7 463.7 465.8 467.8 469.9 471.9 474.0 476.0450 478.0 480.1 482.1 484.2 486.3 488.4 490.5 492.6 494.7 496.8460 498.9 501.0 503.0 505.1 507.2 509.3 511.5 513.6 515.8 518.0470 520.1 522.1 524.0 526.0 527.9 529.8 531.7 533.6 535.5 537.4480 539.3 541.2 543.1 545.0 546.9 548.8 550.6 552.5 554.4 556.3490 558.2 560.1 562.0 563.9 565.8 567.7 569.6 571.5 573.4 575.3500 577.2 579.1 580.9 582.8 584.7 586.6 588.5 590.4 592.3 594.2510 596.1 598.0 599.9 601.8 603.7 605.6 607.5 609.4 611.3 613.1520 615.0 616.9 618.8 620.7 622.6 624.5 626.4 628.3 630.2 632.1530 634.0 635.9 637.8 639.7 641.6 643.4 645.3 647.2 649.1 651.0

RELATION HAUTEUR - DEBIT (> 2003)




B.3.2. RIVE-DE-GIER

B.3.2.1. Description du secteur

La station limnimétrique est située en amont rive droite du pont de Châteauneuf.

Le lit en aval est celui-ci.

Le lit majeur rive droite n’est quasiment pas concerné par le Gier en crue. Les inondations ont lieu sur le lit majeur de rive gauche.

Comme le montre la photographie suivante, prise à l’étiage, un seuil s’est constitué à environ 20 m en aval du pont. Il est constitué de matériaux de diamètre moyen 15 à 30 cm.

Il résulte très probablement des matériaux les plus gros arrachés au fond du lit sous le pont du fait des fortes vitesses ; ces matériaux se déposant dès que la vitesse diminue de façon notable.




B.3.2.2. Courbe de tarage

Les jaugeages ont été réalisés jusqu’à un débit maximum de 195 m3/s (02/12/2003). Les courbes de tarage ont été établies jusqu’à un débit de 240 m3/s.

LE GIER à RIVE DE GIER (V3114010)

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

DEBIT (m3/s)

HAUTEUR (cm)

Jaugeages 1970 - 02/12/2003

Jaugeages 2/12/2003 au 18/04/2005

Jaugeages 18/04/2005 au 02/11/2008

Jaugeages Après le 2/11/2008

TARAGE 1997-2003

TARAGE 2003-2005

TARAGE 2005-2008

TARAGE >2008

SEUIL




B.3.2.2. Modélisation

Les profils en travers levés en mai 2009 ainsi que la reconnaissance complémentaire intervenue le 1er juillet ont permis de mettre à jour et compléter le modèle existant.

Sur le secteur d’étude, 7 points de calcul ont été définis à partir des profils en travers.

Deux laisses de la crue de novembre 2008 ont également été utilisées. La laisse levée sur l’usine de rive droite correspond, selon le directeur de l’usine, davantage aux écoulements provenant de l’affluent de rive droite, la Gaise. On retiendra que le niveau du Gier y était inférieur à 215,99 ce qui est en cohérence avec la laisse de rive gauche à la cote 215,78. Le niveau enregistré au limnigraphe est également de 215,78.

Le pont a été modélisé par un point amont (G41P au droit du limnigraphe) et un point aval (G41v). Le seuil aval est modélisé par le point G41w.

B.3.2.3. Résultats

Les calculs ont été conduits en considérant deux hypothèses de rugosité en lit mineur (Kmin) et en lit majeur (Kmaj) (K = coefficient de Strickler) :

o Kmin = 24 à 26

o Kmaj = 6 à 10, 10 à 12 ou 15 à 20 selon le degré d’encombrement par la végétation

Les résultats montrent que l’écoulement passe en régime critique sous le pont (au point aval) à partir d’un débit de 180 à 220 m3/s. Ceci provient du fait que la largeur d’écoulement est réduite sous le pont. Il en découle des vitesses 40% plus fortes sous le pont que sur le seuil aval.




Ceci confirme le fait qu’il a dû y avoir, lors des crues de 2003 et 2008, creusement du lit sous le pont lors de la pointe de crue puis comblement à la décrue avec les matériaux provenant d’amont. Lors de la décrue, les matériaux les plus fins déposés sur le seuil aval sont lessivés et ne restent que les matériaux les plus gros.

La relation niveau-débit obtenue sous le pont est la suivante :

La courbe basse correspond à la limite aval du pont où les écoulements s’effectuent en régime critique.

La courbe haute correspond à l’amont du pont tant qu’il n’y a pas d’affouillement du fait des vitesses. Elle s’ajuste bien avec les jaugeages, en tenant compte de l’incertitude de 10% sur les débits jaugés en crue.

Le profil en long des lignes d’eau calculées montre que le débit de la crue de novembre 2008 serait compris entre 280 et 310 m3/s selon la rugosité considérée.

PROFIL EN LONG DU GIER AU DROIT DU LIMNIGRAPHE DE RIVE DE GIER(Rugosité forte)

G41

L

Pont

G41

w

G41

1

G41

2

G41

3

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

19.3 19.35 19.4 19.45 19.5 19.55 19.6 19.65 19.7 19.75 19.8

PK (km)

NIVEAU (mIGN69)

Niveau eau mai 2009

Fond du lit

Berge RG

Berge RD

Crue novembre 2008

Crue décembre 2003

230 m3/s

280 m3/s

300 m3/s

350 m3/s

400 m3/s

LE GIER à RIVE DE GIER (V3114010)

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

DEBIT (m3/s)

HAUTEUR (cm)

Jaugeages 1970 - 02/12/2003

Jaugeages après le 2/12/2003

Niveau G41P

Niveau G41v




En ce qui concerne la relation niveau-débit calculée, la hauteur observée à l’échelle le 2 novembre 2008 indique un débit de 255 m3/s à l’amont du pont et de 295 m3/s en aval. Il est fortement probable qu’il y a eu creusement et que la section de contrôle induisant le régime critique est remontée vers l’amont.

Nous avons simulé le creusement du lit de 1 m sous le pont. Il en résulte les lignes d’eau suivantes qui confirment la valeur du débit de l’ordre de 300 m3/s (298 m3/s).

Nous retiendrons donc un débit minimum de 295 m3/s pour la crue de novembre 2008.

PROFIL EN LONG DU GIER AU DROIT DU LIMNIGRAPHE DE RIVE DE GIER(Rugosité faible)

G41

3

G41

2

G41

1

G41

w

Pont

G41

L

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

19.3 19.35 19.4 19.45 19.5 19.55 19.6 19.65 19.7 19.75 19.8

PK (km)

NIVEAU (mIGN69)

Niveau eau mai 2009

Fond du lit

Berge RG

Berge RD

Crue novembre 2008

Crue décembre 2003

250 m3/s

310 m3/s

330 m3/s

390 m3/s

410 m3/s

PROFIL EN LONG DU GIER AU DROIT DU LIMNIGRAPHE DE RIVE DE GIER(Rugosité forte)

G41

L

Pont

G41

w

G41

1

G41

2

G41

3

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

19.3 19.35 19.4 19.45 19.5 19.55 19.6 19.65 19.7 19.75 19.8

PK (km)

NIVEAU (m IGN69)

Niveau eau mai 2009

Fond du lit

Berge RG

Berge RD

Crue novembre 2008

Crue décembre 2003

230 m3/s

280 m3/s

300 m3/s

350 m3/s

400 m3/s




L’examen détaillé des jaugeages effectués depuis novembre 2008 montre une augmentation des niveaux de 10 cm minimum. Ceci indique qu’il y a eu probablement un exhaussement d’au moins 10 cm du seuil suite aux dépôts des gros éléments arrachés au lit sous le pont lors de la crue.

Nous avons donc modélisé l’état antérieur à la crue de 2008 en abaissant le seuil et le niveau sous le pont de 10 cm.

Nous en déduisons un débit de l’ordre de 300 m3/s pour la crue de décembre 2003 (305 m3/s). Cette valeur est donc une valeur minimale.

B.3.2.4. Conséquences

Les débits des crues postérieures à 2002 sont donc modifiés comme suit :

DATE Débit DIREN Débit révisé Ecart relatif02/12/2003 234 305 30.3%17/04/2005 86.3 79.9 -7.4%01/11/2005 18.7 17.6 -5.9%29/08/2007 47.2 43.2 -8.5%04/03/1900 64.8 58.8 -9.3%02/11/2008 237 295 24.5%

Soit une augmentation de 25 à 30 % pour les fortes crues et un écart qui reste de l’ordre de l’incertitude sur la mesure pour les autres crues.

Le tableau page suivante fournit la courbe de tarage (> 2008) en fonction de la hauteur lue à l’échelle (zéro = 212,31 m IGN69).




H (cm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.010 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.020 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.5 0.6 0.730 0.7 0.8 0.9 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.540 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.550 2.7 2.9 3.2 3.4 3.6 3.8 4.1 4.3 4.5 4.760 5.0 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.6 6.9 7.2 7.570 7.8 8.1 8.3 8.6 8.9 9.2 9.5 9.7 10.0 10.480 10.8 11.1 11.5 11.9 12.2 12.6 13.0 13.4 13.7 14.190 14.5 14.8 15.2 15.7 16.1 16.5 16.9 17.4 17.8 18.2100 18.7 19.1 19.5 19.9 20.4 20.9 21.4 21.8 22.3 22.8110 23.3 23.7 24.2 24.7 25.2 25.7 26.2 26.8 27.3 27.8120 28.3 28.9 29.4 29.9 30.5 31.0 31.6 32.2 32.7 33.3130 33.8 34.4 35.0 35.6 36.1 36.7 37.3 37.9 38.5 39.1140 39.7 40.3 40.9 41.4 42.0 42.6 43.2 43.7 44.3 44.9150 45.5 46.1 46.7 47.3 47.9 48.5 49.1 49.7 50.4 51.0160 51.7 52.3 53.0 53.6 54.3 54.9 55.6 56.2 56.8 57.5170 58.1 58.8 59.4 60.1 60.8 61.6 62.3 63.0 63.7 64.5180 65.2 65.9 66.6 67.4 68.1 68.8 69.6 70.3 71.1 71.9190 72.7 73.5 74.3 75.1 75.9 76.7 77.5 78.3 79.1 79.9200 80.8 81.7 82.7 83.7 84.6 85.6 86.5 87.5 88.4 89.4210 90.4 91.6 92.8 94.0 95.1 96.3 97.5 98.7 99.8 101.6220 103.6 105.5 107.4 109.4 110.9 112.3 113.6 115.0 116.3 117.7230 119.0 120.4 121.8 123.3 124.7 126.2 127.6 129.1 130.5 131.8240 133.0 134.3 135.6 136.9 138.2 139.4 140.9 142.5 144.1 145.6250 147.2 148.8 150.4 152.1 153.8 155.4 157.1 158.8 160.4 162.2260 163.9 165.6 167.4 169.1 170.8 172.6 174.4 176.2 178.0 179.8270 181.6 183.5 185.4 187.3 189.2 191.1 193.1 195.0 197.0 198.9280 200.9 202.9 204.9 207.0 209.0 211.1 213.2 215.3 217.4 219.6290 221.4 223.3 225.1 226.9 228.8 230.4 231.6 232.8 234.0 235.2300 236.4 237.6 238.9 240.1 241.3 242.5 243.7 244.9 246.1 247.3310 248.5 249.7 251.0 252.2 253.5 254.7 256.0 257.2 258.5 259.7320 261.0 262.2 263.5 264.7 266.0 267.2 268.5 269.7 271.0 272.3330 273.5 274.8 276.1 277.3 278.6 279.9 281.2 282.5 283.8 285.0340 286.3 287.6 288.9 290.2 291.5 292.8 294.1 295.4 296.6 297.9350 299.2 300.5 301.9 303.2 304.5 305.8 307.2 308.5 309.8 311.1360 312.5 313.8 315.1 316.4 317.8 319.1 320.4 321.8 323.1 324.4370 325.8 327.1 328.5 329.8 331.2 332.5 333.9 335.3 336.6 338.0380 339.4 340.7 342.1 343.5 344.8 346.2 347.5 348.9 350.3 351.7390 353.0 354.4 355.8 357.2 358.6 360.0 361.4 362.8 364.2 365.6400 367.0 368.4 369.8 371.2 372.6 374.0 375.4 376.8 378.2 379.6410 381.0 382.4 383.9 385.3 386.7 388.2 389.6 391.0 392.5 393.9420 395.3 396.8 398.2 399.6 401.1 402.5 404.0 405.4 406.8 408.3430 409.7 411.2 412.6 414.1 415.6 417.0 418.5 420.0 421.4 422.9440 424.4 425.8 427.3 428.8 430.3 431.7 433.2 434.7 436.1 437.6450 439.1 440.6 442.1 443.6 445.1 446.6 448.1 449.6 451.1 452.6460 454.1 455.6 457.1 458.6 460.1 461.6 463.1 464.7 466.2 467.7470 469.2 470.7 472.2 473.8 475.3 476.9 478.4 479.9 481.5 483.0480 484.6 486.1 487.6 489.2 490.7 492.3 493.8 495.4 496.9 498.4490 500.0 501.6 503.1 504.7 506.3 507.8 509.4 511.0 512.5 514.1500 515.7 517.3 518.8 520.4 522.0 523.6 525.1 526.7 528.3 529.9510 530.7 531.4 532.2 532.9 533.7 534.4 535.2 536.0 536.7 537.5520 538.2 539.0 539.7 540.1 540.2 540.3 540.4 540.5 540.6 540.7530 540.8 540.9 541.1 541.2 541.3 541.4 541.5 541.6 541.7 541.8

RIVE DE GIER - RELATION HAUTEUR - DEBIT (> 2008)




B.4. HYDROGRAMMES

Nous avons analysé la conséquence de ces réévaluations des débits de pointe sur les hydrogrammes de crue et vérifié la cohérence par rapport aux pluies.

B.4.1. Crue de décembre 2003

Les hydrogrammes résultants sont les suivants :

On observe qu’il n’y a pas de décalage temporel entre les deux hydrogrammes. Cela signifie que les apports intermédiaires entre Rive de Gier et Givors ont été très intenses. Leurs pointes étant en avance par rapport à celle du Gier, il s’en suit un redressement de l’hydrogramme qui compense le décalage lié au routage.

L’analyse des caractéristiques de ces hydrogrammes conduit au tableau suivant :

CRUE DE DECEMBRE 2003

0

50

100

150

200

250

300

350

400

01/12 - 12h 02/12 - 00h 02/12 - 12h 03/12 - 00h 03/12 - 12h 04/12 - 00h 04/12 - 12h 05/12 - 00h

DEBIT (m3/s)

GIVORSDIREN - GivorsRIVE DE GIERDIREN - Rive de Gier

<-- ANALYSE DU VOLUME -->

S.BV Qix Volume(hm3)

Lame d'eau(mm) Qix Volume

(hm3)Lame d'eau

(mm) Qix Lame d'eau(mm)

Givors 406 402 21.929 54.01 338 19.572 48.21 18.8% 12.0%Rive de Gier 319 305 15.476 48.51 234 12.817 40.18 30.1% 20.7%Ratio -21.4% -24.2% -29.4% -10.2% -30.8% -34.5% -16.7%



(hm3)Lame d'eau


Givors 406 402 33.752 83.13 338 30.123 74.19 18.8% 12.0%Rive de Gier 319 305 21.342 66.90 234 19.215 60.24 30.1% 11.1%Ratio -21.4% -24.2% -36.8% -19.5% -30.8% -36.2% -18.8%

SUR 24 h

SUR 48 h

SOGREAH DIREN ECART SOGREAH - DIREN

SOGREAH DIREN ECART SOGREAH - DIREN




Ils appellent les remarques suivantes :

• Si l’écart Sogreah/Diren est important sur les débits de pointe, il n’est que d’environ 10% sur le volume total de la crue.

• La lame d’eau résultant à Givors est plus importante que celle de Rive de Gier. Cela tendrait à indiquer que les pluies ont été intenses sur l’aval du bassin produisant ainsi des apports intermédiaires conséquents.

La carte ci-dessous montre la répartition des pluies journalières sur 1 et 2 jours.

La pluie journalière a été de 95 mm en moyenne et 130 mm sur l’amont.

En deux jours, il est tombé en moyenne 160 mm et 200 mm sur l’amont.

La comparaison avec les lames d’eau écoulées conduit au tableau suivant :

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.

100 Givors 54.01 0.54 48.21 0.48100 Rive de Gier 48.51 0.49 40.18 0.40

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.


DIRENPluie(mm)

Pluie(mm)

SOGREAH DIREN

Station

Station

SUR 48 h

SOGREAHSUR 24 h




Des coefficients de l’ordre de 50% sont cohérents avec l’importance du phénomène, d’autant plus que les pluies mesurées ne sont pas centrées ce qui diminue un peu leur valeur.

B.4.2. Crue de novembre 2008

Les hydrogrammes de la crue sont les suivants :

A la différence de la crue de 2008, on constate un décalage temporel entre les deux stations, la crue arrivant à Givors environ 1h30 après son passage à Rive de Gier.

Les caractéristiques de ces hydrogrammes se récapitulent comme suit, l’analyse n’étant conduite que sur 24 h, durée moyenne de la crue :

La différence Sogreah/Diren réside dans le rapport Rive de Gier/Givors, Sogreah induisant une lame d’eau supérieure à Rive de Gier, ce qui pourrait s’expliquer par des pluies plus intenses sur l’amont. La carte suivante confirme cela avec une pluie journalière de l’ordre de 75 mm en moyenne et de 85 mm sur l’amont.

CRUE DE NOVEMBRE 2008

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

01/11 - 12h 01/11 - 18h 02/11 - 00h 02/11 - 06h 02/11 - 12h 02/11 - 18h 03/11 - 00h

DEBIT (m3/s)

GIVORSDIREN - GivorsRIVE DE GIERDIREN - Rive de Gier



(hm3)Lame d'eau


Givors 406 338 13.700 33.74 295 13.074 32.20 14.7% 4.8%Rive de Gier 319 295 11.500 36.05 237 9.644 30.23 24.6% 19.2%Ratio -21.4% -12.7% -16.1% 6.8% -19.7% -26.2% -6.1%

SOGREAH DIREN ECART SOGREAH - DIRENSUR 24h




La comparaison avec les lames d’eau écoulées conduit au tableau suivant :

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.

Lame d'eau(mm)

Coeff.Ruissel.


Pluie(mm) Station

SOGREAH DIREN

On obtient un coefficient de ruissellement homogène de 45%.




ANNEXE C ---

ANALYSES PROBABILISTES PLUIE-DEBIT




Cette annexe a pour objectif de détailler les analyses probabilistes menées dans le cadre de l’étude hydrologique du Gier et permettant de déterminer les coefficients C0, P0 et T0 des relations probabiliste pluie-débit décrites en annexe A.

On présente dans un premier temps les corrélations établies aux stations limnimétriques de Larajasse (La Coise), Saint Médard (La Coise), La Terrasse sur Dorlay (Le Dorlay), et Chavanay (La Valencize). Ces stations ont été étudiées dans l’idée de pouvoir comparer des bassins versants similaires à celui du Gier et d’obtenir des résultats consistants sur la zone d’étude en ce qui concerne les paramètres propres aux relations probabilistes (C0, P0 initial et P0 total).

Les corrélations probabilistes relatives aux stations limnimétriques du Gier à Givors et Rive de Gier sont ensuite analysées de manière plus détaillée.

Note : pour chaque station limnimétrique traitée, la corrélation probabiliste a été analysée avec les pluies sur des stations pluviométriques réparties sur le bassin concerné (si possible) ou à proximité du bassin si nécessaire.

C.1. LA COISE A LARAJASSE (NEZEL)

Nous analyserons successivement la corrélation des débits de cette station avec les pluies à Grammond, Saint Didier sous Riverie et Mornant.

C.1.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE GRAMMOND

Elle est située sue la limite du bassin versant, au Sud. La période commune entre les deux stations couvre 25 années (1980 à 2009 avec des années manquantes).

La corrélation est établie à partir du graphique suivant qui est lié aux échantillons classés par valeurs croissantes (chaque point correspond à des valeurs équifréquentes). Le coefficient de corrélation obtenu est de 0.95 pour la première branche ce qui montre une bonne corrélation.

Annexe C - Figure 1 – Débits à Larajasse / Pluies à Grammond

CORRELATION EQUIFREQUENCE

y = 0.2833x - 7.7102R2 = 0.9528

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Grammond (mm)

COISE à LARAJASSE (Nézel) (débit réduit - mm)

y = x - 70mm




Ce graphique appelle plusieurs remarques :

• La droite de corrélation ne passe pas par l’origine. Elle implique une « perte initiale » de pluie ; c'est-à-dire qu’il n’y a écoulement qu’à partir du moment où la pluie a dépassé un certain seuil (ici 27 mm). Ceci s’observe généralement sur des bassins karstiques mais peut également être observé relativement souvent sur des bassins où le substratum est altéré sur une forte épaisseur. Le coefficient C0 est de 0,28.

• La corrélation s’établit en deux branches c'est-à-dire que l’on détecte une saturation du bassin. La seconde branche offre une pente de 1 (Qre = Pj – P0). La valeur du P0 total de saturation est de 70mm.

On conclut que le bassin sature pour des évènements pluvieux de période de retour de 5 ans au moins.

C.1.2. STATION PLUVIOMETRIQUE DE MORNANT

Elle est située en dehors mais à proximité du bassin versant, à l’Est. La période commune entre les deux stations couvre 34 années (1970 à 2009 avec des années manquantes).

Comme précédemment, la détermination des paramètres de corrélation est faite à partir d’un graphique des valeurs équifréquentes.

Annexe C - Figure 2 – Débits à Larajasse / Pluies à Mornant

La corrélation (R² = 0,89) est moins bonne que précédemment

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (24 mm) et deux branches (la deuxième ayant une pente de 1). La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,28. On voit que l’on sature à partir d’un Pj de 81mm, c'est-à-dire qu’au-delà de cette valeur de pluie, le débit réduit suit la loi : Qre = Pj – P0 (P0 = 65mm).

On conclut que le bassin sature pour des évènements pluvieux de 10 ans de période de retour au moins.


y = 0.2774x - 6.6418R2 = 0.8923

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Mornant (mm)


y = x - 65mm




C.1.3. STATION PLUVIOMETRIQUE DE SAINT DIDIER SOUS RIVERIE

Elle est située en dehors mais à proximité du bassin versant, à l’Est. La période commune entre les deux stations couvre 33 années (1970 à 2009 avec des années manquantes).

Le graphique des valeurs équifréquentes est le suivant.

Annexe C - Figure 3 – Débits à Larajasse / Pluies à Saint Didier sous Riverie

La corrélation (R² = 0,95) est aussi bonne que celle avec Grammond.

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (28 mm) et deux branches (la deuxième ayant une pente de 1). La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,29. On voit que l’on sature à partir d’un Pj de 80mm, c'est-à-dire qu’au-delà de cette valeur de pluie, le débit réduit suit la loi : Qre = Pj – P0 (P0 = 65mm).


C.1.3. SYNTHESE

En résumé, les paramètres obtenus pour cette station limnimétrique sont les suivants :


y = 0.2861x - 7.9879R2 = 0.945

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Saint Didier (mm)


y = x - 65mm

PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE LARAJASSE (Nézel)Station pluviométrique P0 initial C0 P0 total minimum

Grammond 27 0.28 70Mornant 24 0.28 65

Saint Didier 28 0.29 65




C.1. LA COISE A SAINT-MEDARD

Nous opérerons de la même façon que pour la station limnimétrique de Larajasse. La station de Saint Médard est située en aval de celle de Larajasse. Les stations pluviométriques considérées sont les stations de Grammond, Saint Didier et Saint Symphorien.

C.2.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE GRAMMOND

Elle est située sur le bassin versant, dans sa partie aval, plutôt au Sud. La période commune entre les deux stations couvre seulement 19 années (1980 à 2000 avec une année manquante).


Annexe C - Figure 4 – Débits à Saint Médard / Pluies à Grammond

Analyse de la droite de corrélation en trait plein

Le coefficient de corrélation de la droite en trait plein (R² = 0,97) est élevé, mais cette corrélation est basée sur moins d’années que les autres ce qui diminue la confiance que l’on peut avoir dans cette corrélation.

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (25 mm) et une seule branche. Les données dont on dispose ne permettent pas de mettre en évidence de phénomène de saturation généralisée. Cependant, on met en évidence qu’il n’y aurait pas de saturation avant un certain seuil P0 qui est ici au minimum de 86 mm (106 – 20 = coordonnées du point extrême), ce qui semble élevé. On évalue le coefficient C0 à 0,25.


y = 0.2484x - 6.1376R2 = 0.9687

y = 0.1635x - 2.609R2 = 0.9483

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

PLUIE à Grammond (mm)

COISE à SAINT MEDARD (Moulin Brûlé) (débit réduit - mm)

y = x - 65mmy = x - 55mm




Analyse de la droite de corrélation en pointillé

Si l’on se fie aux points correspondant à des pluies journalières comprises entre 20 et 60mm (qui sont bien alignés et permettent de faire une corrélation robuste), et que l’on émet un doute sur les autres points (estimation erronée ou effet du hasard de l’échantillonnage), il serait possible de retrouver un phénomène de saturation caractérisé par un P0 total de 55 à 65mm, valeur obtenue précédemment pour la partie amont du bassin.


Elle est située hors du bassin versant, mais à proximité, à l’Est. La période commune entre les deux stations couvre seulement 35 années (1962 à 2000 avec des années manquantes).

Le graphique de corrélation probabiliste est le suivant.

Annexe C - Figure 5 – Débits à Saint Médard / Pluies à Saint Didier sous Riverie

On observe toujours une incertitude quant à la relation à établir quoique le phénomène de saturation apparaisse de façon plus probante si l’on considère que les trois derniers points correspondent à des valeurs de débit sous-estimées (incertitude dans l’extrapolation de la courbe de tarage).


Cet ajustement conduit à une valeur du P0 initial de 24 mm, un C0 de 0,2 et un P0 total de saturation de l’ordre de 50 mm.

C.2.3. STATION PLUVIOMETRIQUE DE SAINT SYMPHORIEN

Elle est située au milieu du bassin versant. La période commune entre les deux stations couvre seulement 36 années (1961 à 2000 avec des années manquantes).


y = 0.3506x - 11.196R2 = 0.9286

y = 0.1949x - 4.6153R2 = 0.9151

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100 120



y = x - 50mm




Annexe C - Figure 6 – Débits à Saint Médard / Pluies à Saint Symphorien

Là encore, comme pour la corrélation précédente, on est davantage tenté d’ajuster en deux branches en considérant que les trois derniers points ne sont pas représentatifs.


On trouve un P0 initial de 23 mm, un C0 de 0.21 et un P0 total de 50 mm environ.

C.2.4. SYNTHESE

En résumé, les paramètres obtenus pour cette station limnimétrique sont les suivants :

PARAMETRES OBTENUS A LA STATION DE ST-MEDARDStation pluviométrique P0 initial C0 P0 total minimum

Grammond 16 0.16 55 à 65Saint Didier 24 0.2 50

Saint Symphorien 23 0.21 50

C.3. LE DORLAY A LA TERRASSE DUR DORLAY

Nous opérerons toujours comme précédemment mais avec les stations pluviométriques de La Valla en Gier, Saint Etienne (Rochetaillée) et Tarentaise.

C.3.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE LA VALLA EN GIER

Elle est située au milieu du bassin versant. La période commune entre les deux stations couvre 24 années (1969 à 1995 avec des années manquantes).



y = 0.3685x - 11.241R2 = 0.938

y = 0.207x - 4.6844R2 = 0.9527

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PLUIE à Saint Symphorien (mm)


y = x - 50mm




Annexe C - Figure 7 – Débits à La Terrasse sur Dorlay / Pluies à La Valla en Gier

La corrélation (R² = 0,91) est correcte.

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (28 mm) et deux branches (la deuxième après saturation). La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,28.

Note : la deuxième branche est positionnée à partir d’un seul point. Le hasard de l’échantillonnage peut donc avoir une influence sur la position de la cassure. Il faudrait un nombre plus important pour confirmer le P0 se saturation.

Cette valeur de P0 est cependant cohérente avec ce que l’on a trouvé précédemment sur des bassins versants similaires.



y = 0.2808x - 7.828R2 = 0.9129

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Valla en Gier (mm)

LE DORLAY à LA TERRASSE SUR DORLAY (débit réduit - mm)

y = x - 65mm




C.3.2. STATION PLUVIOMETRIQUE DE SAINT ETIENNE (ROCHETAILLEE)

Elle est située en dehors du bassin versant, mais à proximité, à l’Ouest. La période commune entre les deux stations couvre 25 années (1969 à 1995 avec des années manquantes).

Le graphique suivant rend compte de la corrélation probabiliste établie.

Annexe C - Figure 8 – Débits à La Terrasse sur Dorlay / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

La corrélation (R² = 0,98) est bonne voire très bonne.

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (33 mm) et deux branches. La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,24.

Nous avons positionné la deuxième branche en considérant les points extrêmes de la première branche. Cela conduit à un P0 total de 72 mm et une saturation pour une valeur de Pj de 84mm. Cette augmentation du P0 est liée au pluviomètre considéré qui induit de fortes valeurs de pluie journalière.


y = 0.2356x - 7.8211R2 = 0.9798

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120

PLUIE à Saint Etienne - Rochetaillée (mm)


y = x - 72mm




C.3.3. STATION PLUVIOMETRIQUE DE TARENTAISE

Elle est située en dehors du bassin versant, du côté amont (avant un col). La période commune entre les deux stations couvre 25 années (1970 à 1995 avec des années manquantes).


Annexe C - Figure 9 – Débits à La Terrasse sur Dorlay / Pluies à Tarentaise

La corrélation (R² = 0,92) est correcte mais cette station explique un peu moins bien que la précédente, les débits du Dorlay.

Le P0 total augmente encore du fait des pluies encore plus fortes sur cette station.


y = 0.1699x - 4.07R2 = 0.9177

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Tarentaise (mm)


y = x - 80mm

y = x - 105mm




C.4. LA VALENCIZE A CHAVANAY

Nous opérerons toujours comme précédemment mais avec les stations pluviométriques de Chavanay, Les Haies, Pelussin et Tarentaise.

C.4.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE CHAVANAY

Elle est située sur le bassin versant, complètement à l’aval. La période commune entre les deux stations couvre 30 années (1978 à 2008).


Annexe C - Figure 10 – Débits à Chavanay / Pluies à Chavanay

La corrélation (R² = 0,94) est bonne.

Ce graphique met ici en évidence l’absence de pertes à l’origine, ce qui est dû a priori à une géologie quelque peu différente des autres bassins analysés. On remarque la présence d’une branche impliquant la saturation du bassin. La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,05.

On estime que l’on sature à partir d’un Pj de 79mm, c'est-à-dire qu’au-delà de cette valeur de pluie, le débit réduit suit la loi : Qre = Pj – P0 (P0 = 75mm).



y = 0.0535xR2 = 0.9404

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PLUIE à Chavanay (mm)

LA VALENCIZE à CHAVANAY (débit réduit - mm)

y = x - 75mm




C.4.2. STATION PLUVIOMETRIQUE DES HAIES

Elle est située hors du bassin versant, mais à proximité, au Nord, et présente ne corrélation intéressante. La période commune entre les deux stations couvre 30 années (1978 à 2008).


Annexe C - Figure 11 – Débits à Chavanay / Pluies à Les Haies


Ce graphique met toujours en évidence l’absence de pertes à l’origine, comme avec la station de Chavanay. Le P0 total est de l’ordre de 72 mm à 75mm.

C.4.3. STATION PLUVIOMETRIQUE DE PELUSSIN

Elle est située au milieu du bassin versant. La période commune entre les deux stations couvre 30 années (1978 à 2008).


y = 0.055xR2 = 0.9662

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PLUIE à Les Haies (mm)


y = x - 72mm




Annexe C - Figure 12 – Débits à Chavanay / Pluies à Pelussin

La corrélation (R² = 0,94) est assez bonne, mais il est difficile d’adopter un ajustement pour les valeurs extrêmes.

Il semblerait toutefois que la saturation intervienne pour P0 de l’ordre de 75 mm.

C.4.4. STATION PLUVIOMETRIQUE DE TARENTAISE

Elle est située en dehors du bassin versant, au Sud Ouest (plutôt en tête de bassin). La période commune entre les deux stations couvre 30 années (1978 à 2008).

Cette station n’explique pas très bien les débits de la Valencize, du moins pour les fortes valeurs.

Annexe C - Figure 13 – Débits à Chavanay / Pluies à Tarentaise


y = 0.0518xR2 = 0.9359

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100 120

PLUIE à Pelussin (mm)


y = x - 74mm


y = 0.0472xR2 = 0.9219

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Tarentaise (mm)


y = x - 85mm

y = x - 125mm




C.5. LE GIER A GIVORS

Nous opérerons toujours comme précédemment mais avec les stations pluviométriques de Châteauneuf, Genilac, La Valla en Gier, Mornant, Saint Didier sous Riverie, Saint Etienne (Rochetaillée), et Saint Genis. Les débits sont ceux qui résultent de la correction de la courbe de tarage et de la modification de la section suite à la crue de 2003 (creusement local d’environ 80 cm).

C.5.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE CHATEAUNEUF



Annexe C - Figure 14 – Débits à Givors / Pluies à Châteauneuf


Les pertes à l’origine sont de 32 mm et la saturation est relativement nette (bien que fixée par deux points seulement) avec un P0 de 80 mm. Le coefficient C0 est de 0,35. On estime ainsi que l’on sature à partir d’un Pj de 105mm, c'est-à-dire pour une période de retour de l’ordre de 10 ans.

Cette relation pluie-débit est ensuite appliquée à la population mère des pluies journalières max annuelles de la station de Châteauneuf (Annexe E – figure 1).


y = 0.355x - 11.75R2 = 0.9805

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à Chateauneuf (mm)

GIER à GIVORS (débit réduit - mm)

Qre = Pj - 80mm




C.5.2. STATION PLUVIOMETRIQUE DE GENILAC



Annexe C - Figure 15 – Débits à Givors / Pluies à Genilac

La corrélation (R² = 0,91) est moins bonne qu’avec Chateauneuf.

Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (28 mm) et deux branches (la deuxième ayant une pente de 1). La première branche permet d’évaluer le coefficient C0 à 0,39. Il existe une incertitude concernant le point de cassure. On estime que la valeur de P0 est comprise entre 45 et 50mm.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Génilac (Annexe E – figure 2). On considèrera par la suite les deux cas extrêmes : seuil de saturation à 45 et à 50 mm.


Elle est située en tête du bassin versant. La période commune entre les deux stations couvre 37 années (1964 à 2009 avec des années manquantes).


y = 0.3899x - 11.141R2 = 0.9093

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

PLUIE à Genilac (mm)


y = x - 50mm

y = x - 45mm





Annexe C - Figure 16 – Débits à Givors / Pluies à La Valla en Gier

La corrélation (R² = 0,98) est bonne voire très bonne pour la première branche.

Les pertes à l’origine sont de 29 mm et le C0 de 0,33.

Les deux plus fortes crues sont bien moins corrélées qu’avec les stations précédentes.

On estime que la valeur de P0 est comprise entre 63 et 66mm.

Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère des pluies à La Valla en Gier (Annexe E – figure 3). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 63 et à 66 mm.


Elle est située hors du bassin versant, mais à proximité, au Nord, au niveau de la partie aval du bassin. La période commune entre les deux stations couvre 37 années (1964 à 2009 avec des années manquantes).


y = 0.3316x - 9.5672R2 = 0.9755

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à La Valla (mm)


y = x - 66mm

y = x - 63mm




Annexe C - Figure 17 – Débits à Givors / Pluies à Mornant

Cette station explique encore moins bien les débits du Gier à Givors.

Les pertes à l’origine sont de 26 mm et le P0 total compris entre 55 et 60 mm.

Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère des pluies à Mornant (Annexe E – figure 4).


Elle est située en limite de bassin versant, sur la partie aval. La période commune entre les deux stations couvre 36 années (1964 à 2009 avec des années manquantes).


Annexe C - Figure 18 – Débits à Givors / Pluies à Saint Didier sous Riverie


y = 0.3572x - 9.3325R2 = 0.8968

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 20 40 60 80 100 120



y = x - 60mm

y = x - 55mm


y = 0.3401x - 9.8637R2 = 0.9275

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 20 40 60 80 100 120



y = x - 61mm

y = x - 55mm




La corrélation (R² = 0,93) est assez bonne.

Les pertes à l’origine sont de 29 mm et le P0 total de 55 à 61 mm.

L’application de cette relation pluie-débit à la population mère des pluies à Saint Didier sous Riverie fait l’objet de la figure 5 en Annexe E.


Elle est située en limite de bassin versant, complètement à l’amont. La période commune entre les deux stations couvre 37 années (1964 à 2009 avec des années manquantes).

Annexe C - Figure 19 – Débits à Givors / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)


Les pertes à l’origine sont de 36 mm et le P0 de 60 à 68 mm.

On note que les valeurs des pertes (à l’origine et totales) sont plus importantes que pour les corrélations précédentes. Ceci est dû au fait que la pluie à cette station pluviométrique est plus importante qu’aux autres stations. Ce qui entraîne mathématiquement des pertes plus importantes, mais si l’on ramène ces pertes à la pluie moyenne sur le bassin, la valeur des pertes est cohérente avec ce que l’on avait trouvé précédemment:

Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère des pluies journalières à Saint Etienne Rochetaillée (Annexe E – figure 6).


y = 0.3102x - 11.153R2 = 0.917

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

PLUIE à Saint Etienne Rochetaillée (mm)


y = x - 68mm

y = x - 60mm




C.5.7. STATION PLUVIOMETRIQUE DE SAINT GENIS - LAVAL

Elle est située hors du bassin versant, en aval. La période commune entre les deux stations couvre 37 années (1964 à 2009 avec des années manquantes).


Annexe C - Figure 20 – Débits à Givors / Pluies à Saint Genis - Laval


Les pertes à l’origine sont de 30 mm et le P0 est compris entre 55 et 60 mm.

Voir le graphique de la figure 7 en annexe E pour l’application à la population mère.

C.6. LE GIER A RIVE DE GIER

Nous opérerons toujours comme précédemment mais avec les stations pluviométriques de Châteauneuf, Genilac, La Valla en Gier, Mornant, Saint Didier sous Riverie, Saint Etienne (Rochetaillée), et Saint Genis.

Note : Les débits mesurés depuis 2003 à Rive de Gier ont été corrigés en tenant compte du changement du fond suite à la crue de 2003.

C.6.1. STATION PLUVIOMETRIQUE DE CHATEAUNEUF



y = 0.3353x - 9.7805R2 = 0.9273

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

PLUIE à St-Genis Laval (mm)


y = x - 60mm

y = x - 55mm





Annexe C - Figure 21 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Châteauneuf


Ce graphique met toujours en évidence des pertes à l’origine (23 mm). Les points extrêmes appellent à la possibilité d’une cassure, mais le point de cassure est incertain du fait du hasard de l’échantillonnage et du faible nombre de points sur cette deuxième branche.

La première branche de l’ajustement met en évidence un coefficient C0 de 0.30. On estime que la cassure peut mener à une valeur de P0 comprise entre 70mm et 80mm.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Châteauneuf (Annexe E – Figure 9). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 70 et à 80 mm.

C.6.2. STATION PLUVIOMETRIQUE DE GENILAC



y = 0.3014x - 8.1802R2 = 0.9688

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140

PLUIE à Chateauneuf (mm)

GIER à RIVE DE GIER (débit réduit - mm)

y = x - 80mm

y = x - 70mm





Annexe C - Figure 22 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Génilac





Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Génilac (Annexe E – Figure 10). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 55 et à 65 mm.


Elle est située en tête du bassin versant. La période commune entre les deux stations couvre 34 années (1973 à 2009 avec des années manquantes).



y = 0.339x - 8.4736R2 = 0.9474

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

PLUIE à Genilac (mm)


y = x - 55mm

y = x - 65mm




Annexe C - Figure 23 – Débits à Rive de Gier / Pluies à La Valla en Gier

La corrélation (R² = 0,95) est bonne voire très bonne (pour la première partie de l’ajustement).


Note : la deuxième branche est basée la position d’un seul point. Le hasard de l’échantillonnage peut donc avoir une influence sur la position de la cassure. Il faudrait un nombre plus important pour confirmer le P0 se saturation. On placera donc la deuxième droite au niveau minimum de saturation (en gardant en tête que cette droite pourrait se déplacer vers la droite avec plus d’années de données).

La première branche de l’ajustement met en évidence un coefficient C0 de 0.33. Le coefficient P0 est estimé à 66mm (c’est un minimum). Il se peut qu’avec les données de débit corrigées le point de cassure soit plus net.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de La Valla en Gier (Annexe E – Figure 11).


Elle est située hors du bassin versant, mais à proximité, au Nord, au niveau de la partie aval du bassin. La période commune entre les deux stations couvre 35 années (1973 à 2009 avec des années manquantes).


y = 0.3271x - 10.107R2 = 0.9525

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140 160

PLUIE à La Valla (mm)


y = x - 66mm





Annexe C - Figure 24 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Mornant

La corrélation (R² = 0,91) est correcte pour la première partie de la branche représentée en noir seulement.




Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Mornant (Annexe E – Figure 12). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 60 et à 65 mm.


Elle est située en limite de bassin versant, sur la partie aval. La période commune entre les deux stations couvre 35 années (1973 à 2009 avec des années manquantes).



y = 0.3235x - 8.0926R2 = 0.9064

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120



y = x - 65mmy = x - 60mm




Annexe C - Figure 25 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint Didier sous Riverie

La corrélation (R² = 0,94) est assez bonne (pour la première partie de l’ajustement).


La première branche de l’ajustement met en évidence un coefficient C0 de 0.3. Le coefficient P0 est estimé entre 60 et 65mm.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Saint Didier sous Riverie (Annexe E – Figure 13).


y = 0.2992x - 8.1213R2 = 0.9423

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120



y = x - 65mm

y = x - 60mm





Elle est située en limite de bassin versant, complètement à l’amont. La période commune entre les deux stations couvre 35 années (1973 à 2009 avec des années manquantes).


Annexe C - Figure 26 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint Etienne (Rochetaillée)

La corrélation (R² = 0,93) est assez bonne pour la première branche (représentée en noir).


La première branche de l’ajustement met en évidence un coefficient C0 de 0,22. On estime que la cassure peut mener à une valeur de P0 comprise entre 62mm et 68mm.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Saint Etienne Rochetaillée (Annexe E – Figure 14). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 62 et à 68 mm, soit une période de retour d’au moins 3 ans.


y = 0.2202x - 6.8421R2 = 0.9338

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120 140

PLUIE à Saint Etienne Rochetaillée (mm)


y = x - 62mm y = x - 68mm




C.6.7. STATION PLUVIOMETRIQUE DE SAINT GENIS - LAVAL

Elle est située hors du bassin versant, en aval. La période commune entre les deux stations couvre 35 années (1973 à 2009 avec des années manquantes).


Annexe C - Figure 27 – Débits à Rive de Gier / Pluies à Saint Genis - Laval

La corrélation (R² = 0,95) est bonne voire très bonne pour la première branche (représentée en noir).


La première branche de l’ajustement met en évidence un coefficient C0 de 0,29. On estime que la cassure peut mener à une valeur de P0 comprise entre 60mm et 65mm.


Cette relation pluie-débit est appliquée à la population mère de données de pluies journalières max annuelles extraites de la station de Saint Genis (Annexe E – Figure 15). On considèrera les deux cas mis en évidence : seuil de saturation à 60 et à 65 mm.


y = 0.2939x - 8.3303R2 = 0.9497

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100 120

PLUIE à St-Genis Laval (mm)


y = x - 60mm

y = x - 65mm




ANNEXE D ---

AJUSTEMENTS DES PLUIES MAX ANNUELLES

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04

Annexe D - Figure n° 1

AMPUISTraitement de 59 valeurs sur 59 années

PLUIE JOURNALIERE MAX ANNUELLE (mm)

Papier Gumbel - Fréquence empirique : P=r/(n+1) - WEIBULL

PERIODE DE RETOUR (ANNEES)1 mois 3 6 12 2ans 3 4 5 10 20 30 40 50 100 200 300 500 1000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


ANDREZIEUX BOUTHEONTraitement de 64 valeurs sur 64 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


CHASSE SUR RHONETraitement de 26 valeurs sur 26 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


CHATEAUNEUFTraitement de 61 valeurs sur 61 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


CHAVANAYTraitement de 72 valeurs sur 72 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


COLOMBIERTraitement de 18 valeurs sur 18 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


COMMUNAYTraitement de 42 valeurs sur 42 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


CONDRIEUTraitement de 23 valeurs sur 23 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


GENILACTraitement de 51 valeurs sur 51 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


GRAMMONDTraitement de 30 valeurs sur 30 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


LA VALLA EN GIERTraitement de 57 valeurs sur 57 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


LES HAIESTraitement de 36 valeurs sur 36 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


MORNANTTraitement de 85 valeurs sur 85 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


PELUSSINTraitement de 49 valeurs sur 49 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


RIVE DE GIERTraitement de 19 valeurs sur 19 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT CHAMONDTraitement de 29 valeurs sur 29 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT DIDIERTraitement de 51 valeurs sur 51 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT ETIENNE - LE METARETraitement de 79 valeurs sur 79 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT ETIENNE - ROCHETAILLEETraitement de 62 valeurs sur 62 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT GENISTraitement de 124 valeurs sur 124 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


SAINT SYMPHORIENTraitement de 62 valeurs sur 62 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


TARENTAISETraitement de 73 valeurs sur 73 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


TUPINTraitement de 31 valeurs sur 31 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SOGREAH 12-03-2009 / 11:04


VAUGNERAYTraitement de 40 valeurs sur 40 années




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7




ANNEXE E ---

AJUSTEMENTS PLUIE – DEBITS REDUITS FINAUX A RIVE DE GIER ET A GIVORS

SOGREAH 06-07-2009 / 15:08

Annexe E - Figure 1

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A CHATEAUNEUF

Pluie journalière ou débit réduit (mm)



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

Le Gier à Givors (révisé) [Alt.=168.000] [406.000 km2]

CHATEAUNEUF

SOGREAH 06-07-2009 / 14:55

Annexe E - Figure 2

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A GENILAC




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


GENILAC

SOGREAH 06-07-2009 / 16:00

Annexe E - Figure 3

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A LA VALLA EN GIER




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


LA VALLA EN GIER

SOGREAH 06-07-2009 / 16:43

Annexe E - Figure 4

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A MORNANT




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


MORNANT

SOGREAH 06-07-2009 / 16:50

Annexe E - Figure 5

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT DIDIER




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


SAINT DIDIER

SOGREAH 06-07-2009 / 17:00

Annexe E - Figure 6

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT ETIENNE - ROCHETAILLEE




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


SAINT ETIENNE - ROCHETAILLEE

SOGREAH 07-07-2009 / 11:16

Annexe E - Figure 7

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORS (RÉVISÉ)AJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT GENIS - LAVAL




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


SAINT GENIS - LAVAL

SOGREAH 14-08-2009 / 19:01

Annexe E - Figure 8

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À GIVORSAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A 7 STATIONS PLUVIOMETRIQUES




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


CHATEAUNEUF

GENILAC

LA VALLA EN GIER

MORNANT

SAINT DIDIER


SAINT GENIS - LAVAL

SOGREAH 07-07-2009 / 10:32

Annexe E - Figure 9

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A CHATEAUNEUF




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

Le Gier à Rive-de-Gier [Alt.=212.000] [319.000 km2]

CHATEAUNEUF

SOGREAH 07-07-2009 / 10:37

Annexe E - Figure 10

STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A GENILAC




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


GENILAC

SOGREAH 07-07-2009 / 09:56


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A LA VALLA EN GIER




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


LA VALLA EN GIER

SOGREAH 07-07-2009 / 10:45


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A MORNANT




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


MORNANT

SOGREAH 07-07-2009 / 10:49


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT DIDIER




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


SAINT DIDIER

SOGREAH 07-07-2009 / 11:12


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT ETIENNE - ROCHETAILLEE




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7



SOGREAH 07-07-2009 / 10:04


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE-DE-GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A SAINT GENIS - LAVAL




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


SAINT GENIS - LAVAL

SOGREAH 07-07-2009 / 11:37


STATION LIMNIGRAPHIQUE DU GIER À RIVE DE GIERAJUSTEMENT DEDUIT DES PLUIES A 7 STATIONS PLUVIOMETRIQUES




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7


CHATEAUNEUF

GENILAC

LA VALLA EN GIER

MORNANT

SAINT DIDIER


SAINT GENIS - LAVAL




ANNEXE F ---

PLANS ET FIGURES

SAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRESAINT-MAURICE-SUR-DARGOIRE

SAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZSAINT-ROMAIN-EN-JAREZ

LA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIERLA VALLA-EN-GIER

CHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUFCHATEAUNEUF

L'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORMEL'HORME

SAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDSSAINT-JEAN-BONNEFONDS

RIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIERRIVE-DE-GIER

VALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURYVALFLEURY

SAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPHSAINT-JOSEPH

LES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIESLES HAIES

LA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIXLA GRAND-CROIX

TERNAYTERNAYTERNAYTERNAYTERNAYTERNAYTERNAYTERNAYTERNAYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNYGRIGNY

SAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAUSAINT-ANDEOL-LE-CHATEAU

SAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINESAINT-MARTIN-LA-PLAINE

TREVESTREVESTREVESTREVESTREVESTREVESTREVESTREVESTREVES

LORETTELORETTELORETTELORETTELORETTELORETTELORETTELORETTELORETTE

SAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLASSAINT-JEAN-DE-TOUSLAS

LA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAYLA TERRASSE-SUR-DORLAY

SAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIERSAINT-ROMAIN-EN-GIER

SAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNESAINT-ETIENNE

DARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIREDARGOIRE

TARTARASTARTARASTARTARASTARTARASTARTARASTARTARASTARTARASTARTARASTARTARAS

SAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZSAINT-PAUL-EN-JAREZ

COMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAYCOMMUNAY

GIVORSGIVORSGIVORSGIVORSGIVORSGIVORSGIVORSGIVORSGIVORS

SAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZSAINT-CHRISTO-EN-JAREZ

SAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIESAINT-DIDIER-SOUS-RIVERIE

SAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMONDSAINT-CHAMOND

CHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNONCHAGNON

CHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONECHASSE-SUR-RHONE

LONGESLONGESLONGESLONGESLONGESLONGESLONGESLONGESLONGES

GENILACGENILACGENILACGENILACGENILACGENILACGENILACGENILACGENILAC

ECHALASECHALASECHALASECHALASECHALASECHALASECHALASECHALASECHALAS

CELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEUCELLIEU

FARNAYFARNAYFARNAYFARNAYFARNAYFARNAYFARNAYFARNAYFARNAY

SAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZSAINTE-CROIX-EN-JAREZ

0 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 km

Limite de commune

Affluent du Gier

Le Gier

Plan de situationA

nnexe F - P

lan 1

CHASSE-SUR-RHONE

ANDREZIEUX

CHATEAUNEUF

CHAVANAY

COLOMBIER

GRAMMOND

PELUSSIN

RIVE-DE-GIER

ST-CHAMOND

ST-ETIENNE (LE METARE)

ST-ETIENNE (ROCHETAILLEE)

GENILAC

TARENTAISE

VALLA-EN-GIER

AMPUIS

CONDRIEU

LES HAIES

MORNANT

ST-DIDIER-SOUS-RIVERIE

ST-GENIS-LAVAL

ST-SYMPHORIEN-SUR-COISE

TUPIN

VAUGNERAY

COMMUNAY

0 2.5 5 7.5 10 km

Localisation des stations pluviométriquesA

nnexe F - P

lan 2

Le Gier

La Coise

Le D

orlay La Valencize

La Coise au Nezel

La Coise à Moulin Brûlé

Le Gier à St-Chamond

Le Gier à Rive-de-Gier

Le Dorlay à La Terrasse-sur-Dorlay

Le Gier à Givors

La Valencize à Chavanay

0 2.5 5 7.5 10 km

Localisation des stations limnimétriques

Le Gier

La Coise

Le D

orlay

La Valencize

Annexe F

- Plan 3

SOGREAH 07-04-2009 / 08:51

Annexe F - Figure 1

BASSIN VERSANT DU GIERAnalyse régionale de la pluviométrie




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

AMPUISANDREZIEUX BOUTHEONCHASSE SUR RHONECHATEAUNEUFCHAVANAYCOLOMBIERCOMMUNAYCONDRIEUGENILACGRAMMONDLA VALLA EN GIERLES HAIESMORNANTPELUSSINRIVE DE GIERSAINT CHAMONDSAINT DIDIERSAINT ETIENNE - LE METARESAINT ETIENNE - ROCHETAILLEESAINT GENISSAINT SYMPHORIENTARENTAISETUPINVAUGNERAY

SOGREAH 06-03-2009 / 17:17

Annexe F - Figure 2

BASSIN VERSANT DU GIER - ZONE AAnalyse régionale des pluies




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

ANDREZIEUX BOUTHEON

CHASSE SUR RHONE

COMMUNAY

GRAMMOND

MORNANT

SAINT DIDIER

SAINT GENIS

SAINT SYMPHORIEN

VAUGNERAY

SOGREAH 06-03-2009 / 17:17

Annexe F - Figure 3

BASBIN VERSANT DU GIER - ZONE BAnalyse régionale des pluies

Pluies journalières max annuelles (mm)



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SAINT CHAMOND

CHATEAUNEUF

GENILAC

LA VALLA EN GIER

RIVE DE GIER

SOGREAH 06-03-2009 / 17:18

Annexe F - Figure 4

BASBIN VERSANT DU GIER - ZONE CAnalyse régionale des pluies




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

AMPUIS

CHAVANAY

COLOMBIER

CONDRIEU

LES HAIES

PELUSSIN

TUPIN

SOGREAH 06-03-2009 / 17:18

Annexe F - Figure 5

BASBIN VERSANT DU GIER - ZONE DAnalyse régionale des pluies




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

SAINT ETIENNE - LE METARE


TARENTAISE

SOGREAH 12-03-2009 / 15:09

Annexe F - Figure 6

HYDROLOGIE DU GIERAnalyse régionale des débits réduits

Débit réduit (mm)



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

La Coise à Larajasse [Le Nézel] [Alt.=571.000] [61.000 km2]

La Coise à Saint-Médard-en-Forez [Moulin Brûlé] [Alt.=425.000] [181.000 km2]

Le Dorlay à la Terrasse-sur-Dorlay [Alt.=526.000] [17.000 km2]



La Valencize à Chavanay [Alt.=180.000] [36.000 km2]

Débits de pointe - T=2 ans

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)

Valeur moyenne Valeur min Valeur max

Annexe F - Figure 7

p


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)


Annexe F - Figure 8


0

50

100

150

200

250

300

350

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)


Annexe F - Figure 8


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)


Annexe F - Figure 10


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)




0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)




0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300 400 500 600

SBV (km²)

Q (m

3/s)



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