note technique

186 Pages·2014·18.43 MB·French

Une ingénierie créative au service des équipements et infrastructures

durables

Direction Départementale des Territoires de la
Loire (DDT42 )
Etude hydrologique et hydraulique de l’Ondaine et de ses
affluents dans le cadre :
- Du Plan de Prévention des Risques d’Inondation – PPRI
- Du Territoire à Risque d’Inondation – TRI

Argentière - Serre Barbin
Version finale – Mars 2014

Contact : Grontmij SA Date : Mars 2014
Service « Hydraulique »
Les Hauts de la Duranne – 370 Rue René Descartes - 13799 Aix en Provence Cedex
T 04 42 99 27 27 - F 04 42 99 28 43
SOMMAIRE

1. INTRODUCTION ..................................................................................................................................................4

1.1. Préambule ........................................................................................................................................................4
1.2. Contexte............................................................................................................................................................5
2. RECUEIL ET SYNTHESE DES DONNEES DISPONIBLES.....................................................................................8
2.1. Contacts et entretiens........................................................................................................................................8
2.2. Recueil des données issues des études antérieures ....................................................................................... 10
2.3. Analyse des photographies aériennes stéréoscopiques .................................................................................. 10
2.4. Etudes de terrain ............................................................................................................................................. 11
2.5. Recueil de laisses de crues en vue du calage des modèles hydrauliques ...................................................... 11
2.6. Recueil des données topographiques ............................................................................................................. 13
3. MISE A JOUR DE L’ANALYSE HYDROLOGIQUE.............................................................................................. 15
3.1. Objectifs attendus de la mise à jour de l’analyse hydrologique...................................................................... 15
3.2. Méthodologie appliquée lors des études hydrologiques antérieures .............................................................. 17
3.3. Evolution des données météorologiques ........................................................................................................ 18
E
3.4. Détermination des débits de la crue exceptionnelle (crue millénale)............................................................. 25 R
3.5. Détermination des débits de la crue bicentennale.......................................................................................... 28 I
A
4. MODELISATION DES ECOULEMENTS ............................................................................................................. 31 M
4.1. Présentation du modèle .................................................................................................................................. 31 M
4.2. Présentation des résultats ............................................................................................................................... 32 O
4.3. Limites du modèle hydraulique ...................................................................................................................... 33 S

4.4. Cartographies de l’inondabilité....................................................................................................................... 34

5. ANALYSE DE L’INONDABILITE PAR COURS D’EAU ........................................................................................ 36

5.1. Les Chomettes................................................................................................................................................. 36

5.2. L’Ondenon ...................................................................................................................................................... 37

5.3. L’Ondaine ....................................................................................................................................................... 41

5.4. Les Combes..................................................................................................................................................... 59

5.5. Le Cotatay ....................................................................................................................................................... 62

5.6. Le Béal du Bois de la Montat .......................................................................................................................... 66

5.7. Le Valchérie.................................................................................................................................................... 67

5.8. Les Goyards .................................................................................................................................................... 69

5.9. Le Malval ........................................................................................................................................................ 71

5.10. L’Echapre ........................................................................................................................................................ 74
5.11. Le Borde Matin................................................................................................................................................ 78
5.12. La Croix de Marlet .......................................................................................................................................... 79
5.13. Le Sambalou................................................................................................................................................... 81
5.14. La Gampille .................................................................................................................................................... 84
5.15. Le Combobert ................................................................................................................................................. 88
5.16. Le Maury ......................................................................................................................................................... 91
5.17. Le Montessus................................................................................................................................................... 92
5.18. Les Gouttes ..................................................................................................................................................... 94
5.19. Le Plateau....................................................................................................................................................... 98
5.20. L’Egotay – Cité des Taillis ............................................................................................................................. 102
5.21. L’Egotay – Secteur Beaulieu ......................................................................................................................... 103
5.22. L’Egotay aval ................................................................................................................................................ 105
5.23. La Triollière .................................................................................................................................................. 108
6. ANNEXE 1 : TABLEAUX DE RESULTATS PAR COURS D’EAU (Q10 A Q100) ................................................. 113
7. ANNEXE 2 : TABLEAUX DE RESULTATS PAR COURS D’EAU (Q1000) .......................................................... 114
Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
cadre du PPRI et du TRI

1. INTRODUCTION
1.1. Préambule
Les conditions d’écoulements en crue le long de l’Ondaine et de ses affluents ont été étudiées dans un
premier temps par le bureau d’études SIEE en 1999-2000. Des calculs hydrologiques suivis d’une
modélisation ont permis sur le fond de vallée (Ondaine et partie aval des principaux affluents) une
caractérisation des hauteurs d’eau et vitesses d’écoulement en crue décennale et centennale. Le
croisement de ces données a permis la création de premières cartes d’aléas à l’échelle du 1/5 000ème.
Dans un deuxième temps, en 2006, le bureau d’études Ginger Environnement et Infrastructures a
réalisé un complément d’étude permettant d’une part la mise à jour de la modélisation réalisée en 2000
au droit des infrastructures ayant modifié la topographie de la zone inondable, et d’autre part la prise en
compte au sein de la modélisation, de tronçons non étudiés auparavant. L’échelle de rendu de cette
seconde étude est également le 1/5 000ème. Les crues modélisées sur les nouveaux tronçons pris en
compte sont décennales, trentennales, cinquantennales et centennales.
L’étude réalisée entre 2011 et 2013 par Grontmij Environnement et Infrastructures, sur demande de
l’Etat, par l’intermédiaire des Directions Départementales des Territoires de la Loire et de la Haute-
Loire, a consisté en :
- La caractérisation des aléas au sein de tronçons n’ayant pas encore fait l’objet de modélisation,
- L’homogénéisation des zones modélisées en intégrant les crues trentennales et cinquantennales
aux zones étudiées en 1999-2000,
- La mise à jour des modélisations précédentes sur l’ensemble du linéaire,
o Au droit des installations récentes engendrant une modification de la topographie du
chenal ou du fond de vallée,
o Lorsque des données topographiques plus fines sont disponibles.
Pour des raisons de commodité d’exploitation au sein des municipalités (compatibilité avec les POS et
PLU), le rendu est fourni au 1/2 500ème sur fond de plan cadastral superposé sur les photographies
aériennes. Au total sont analysés plus de 70 km linéaires de rivière répartis sur 21 cours d’eau
différents.
Le rendu de cette étude s’organisait en :
- Un rapport de phase 1, concernant le recueil et la synthèse des informations existantes et les
résultats des modélisations hydrauliques,
- Un rapport de phase 2, concernant les étapes de calculs hydrologiques,
- Un atlas cartographique regroupant l’ensemble des cartographies des zones inondables,
vitesses, hauteurs d’eau et aléas,
- Un dossier regroupant les fichiers de résultats de la modélisation ainsi que les carnets de profils
et d’ouvrages,
- Un DVD-Rom sur lequel l’ensemble des éléments décrits ci-dessus sont disponibles au format
informatique.
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Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
cadre du PPRI et du TRI

Suite à l’évolution de la réglementation, l’Etat, par l’intermédiaire de la Direction Départementale des
Territoires de la Loire, a décidé de lancer une étude hydraulique sur le bassin versant de l’Ondaine
dans le cadre de la mise en œuvre de la Directive Inondation. Celle-ci vise à définir les débits de la
crue dite exceptionnelle (crue millénale – Q1000) et à réaliser la cartographie des zones inondables en
résultant.
D’autre part, la Direction Départementale des Territoires de la Loire a décidé de mettre à jour les études
hydrauliques conduites en mai 2013 sur le bassin versant de l’Ondaine, afin de mettre en adéquation les
données topographiques (MNT LIDAR IGN) utilisées lors de l’étude sur les crues trentennale et millénale
menées dans le Cadre de la Directive Inondation, avec celles menées dans le cadre du PPRI.
Dans un souci de cohérence, les résultats sont intégrés à la suite du rapport de l’étude PPRI. Ainsi,
toutes les informations hydrologiques et hydrauliques sur le bassin versant de l’Ondaine sont
consignées dans un rapport commun.

1.2. Contexte
Le bassin versant de l’Ondaine se situe dans la partie sud du département de la Loire. Il est délimité, au
sud, par le massif des Monts du Pilat, au nord, par le plateau de Roche-la-Molière ; à l’Est par
l’agglomération de Saint-Etienne, et à l’Ouest par les gorges de la Loire. Il draine une superficie
d’environ 125 km² et s’étend sur 14 communes. L’ensemble du réseau hydrographique représente un
linéaire de près de 100 km. Les altitudes s’échelonnent entre 425 m à la confluence avec la Loire et
1107 m d’altitude sur la commune de Saint-Genest-Malifaux.
Les communes concernées sont :
- La Ricamarie,
- Le Chambon-Feugerolles,
- Firminy,
- Unieux,
- Fraisses,
- Roche-la-Molière,
- Saint-Just Malmont,
- Saint-Romain d’Atheux,
- Planfoy,
- Saint-Genest-Malifaux,
- Saint-Etienne (enclave),
- Saint-Paul-en-Cornillon,
- Saint-Didier-en-Velay,
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Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
cadre du PPRI et du TRI

- Saint-Férreol-d’Aurroure.

Notons qu’en 1999, 4 communes concentraient 80 % de la population des 14 communes du bassin
versant de l’Ondaine : Unieux, Firminy, le Chambon-Feugerolles et la Ricamarie (SIEE 2000). La rivière
Ondaine prend sa source sur les contreforts Nord du massif du Pilat, au Sud de Saint-Etienne. A ce
niveau, elle porte le nom d’Ondenon. Après un parcours de 2 km à l’aval du barrage, elle prend le nom
d’Ondaine. Son cours traverse une vallée orientée de l’Est vers l’Ouest, faiblement encaissée, et
fortement urbanisée et industrialisée. Après un parcours d’environ 12 km, l’Ondaine conflue avec la
Loire au niveau de l’amont de la retenue de Grangent. Les 8 principaux affluents qu’elle reçoit sont
repris dans le tableau ci-après, selon SIEE 2000 et 2006. On constate que la majeure partie du bassin
versant se situe en rive gauche de l’Ondaine.

Affluents de Rive Affluents de Rive Surface du bassin versant Linéaire
Gauche Droite (km²) (km)
L’Ondenon 6.1 5.7
Le Cotatay 17.7 6.7
Le Malval 3.1 3.7
Le Valchérie 14.4 9.3
L’Echapre 19.3 8.4
La Gampille 24.7 10.3
Le Borde Matin 3.87 4
L’Egotay et la Triollière 8.2 9.9 et 2.4

Les crues de 2007 et 2008 ont mis en évidence la nécessité de prendre en compte également certains
affluents caractérisés par des bassins versants de dimensions moindres, mais ayant provoqué lors de
leurs débordements des dégâts importants dans leur partie aval fortement urbanisée. Linéaires et
surfaces de bassins versants de ces affluents sont décrits dans le tableau suivant, d’amont vers l’aval.
Les données présentées ci-dessous proviennent d’une première estimation issue de l’analyse des
cartes IGN au 1/25 000ème.

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Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
cadre du PPRI et du TRI

Affluents de Rive Surface du bassin Linéaire maximal
Affluents de Rive Droite
Gauche versant (km²) (km)
Ruisseaux des Combes 1.8 1.63
Ruisseau de Trablaine 0.36 0.8
Ruisseau les Goyards 1.22 1.47
Ruisseau de la Croix de 1.16 2.1
Marlet
Ruisseaux du Plateau 0.84 1.62
Ruisseau de la Vaure 1.47 1.75

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Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
cadre du PPRI et du TRI

2. RECUEIL ET SYNTHESE DES DONNEES DISPONIBLES
2.1. Contacts et entretiens
Communes
Afin de s’assurer de l’exhaustivité des données prises en considération dans le cadre de la présente
étude, toutes les communes de la zone d’étude ont été contactées dans le but de recueillir les données
et études antérieures dont elles disposent (hydrologique, hydraulique, topographie, zones inondables,
laisses de crues, ouvrages jouant un rôle de protection contre les inondations, récents aménagements
susceptibles de modifier les conditions d’écoulement). La méthodologie de prise de contact est la
suivante :
- Envoi d’un questionnaire ;
- Conversation téléphonique ou message électronique échangés avec les maires, directeurs
généraux des services ou directeurs des services techniques ;
- Rencontres avec l’ensemble des communes l’ayant souhaité, visites éventuelles de terrain avec
le personnel communal.
Les entretiens ont donné lieu à des comptes rendus envoyés pour approbation aux personnes
intéressées. Ceux-ci intègrent entre autres des cartes permettant de localiser les informations
transmises.

Autres
Ont également été contactées les Directions Départementales des Territoires, Conseil Généraux,
Directions Régionales de l’Environnement, collectivités territoriales et bureaux d’étude ou de géomètres.
Le tableau ci-après regroupe l’ensemble des personnes contactées :

Administration ou entreprise Personnes contactées Commentaires
Suivi de l’ensemble des démarches,
M. Pancher, Mme
DDEA 42 fournitures d’études et données
Ferron, M. Dibon
topographiques
M. Paulhe, M.
DDEA 43 Mails, téléphone, envoi de fonds de plan
Fournadet
Compte rendu d’entretien, fourniture
Saint-Etienne-Métropole M. Padet et M. Pardo
ultérieure de données topographiques
Mail, envoi d’étude et réponse au
Mairie de Chambon-Feugerolles M. Blanchard
questionnaire
Entretien, envoi du questionnaire, compte
Mairie de Fraisses M. Mondon
rendu
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Administration ou entreprise Personnes contactées Commentaires
M. Rocher et M. Entretien, compte rendu, questionnaire
Mairie de la Ricamarie
Quiblier
Mme Quefelec, M. Entretien, compte rendu, questionnaire
Mairie de St-Just-Malmont
Bruno
Entretien, compte rendu disponible en
Mairie d’Unieux M. Jourget
annexe, visite terrain, questionnaire
Mairie de Firminy M. Subtil Entretien, compte rendu, questionnaire
Questionnaire, contact téléphonique, les
Mairie de Planfoy M. le Maire
enjeux exposés ne justifient pas un entretien
Mairie de Roche-la-Molière M. Laval, M. Béal Questionnaire, entretien, compte rendu
Mairie de Saint-Geniest- Questionnaire, contact téléphonique, les
Services techniques
Malifaux enjeux exposés ne justifient pas un entretien
Mairie de Saint-Paul-en- Mme Cinierie, M. Questionnaire, mail, les enjeux exposés ne
Cornillon Aubert, Mme Kaminski justifient pas un entretien
Mairie de Saint-Romain-les- Questionnaire, téléphone, mail, aucune
M. Claudus
Atheux réponse obtenue
Mairie de Saint-Etienne Questionnaire, les enjeux exposés ne
(enclave de Saint Victor sur Caroline Vey justifient pas un entretien
Loire)
Questionnaire, les enjeux exposés ne
Mairie de Saint Didier-en-Velay M. Bonnefoy
justifient pas un entretien
Mairie de Saint-Ferreol Questionnaire, téléphone, les enjeux
Nadine falcon
d’Aurroure exposés ne justifient pas un entretien
DIREN Auvergne M. Mirowski Mails, téléphone
DIREN bassin de la Loire M. Leluan Mails, téléphone
DIREN Rhône Alpes Mme Staphorst Mail
M. Charvin, M. Mails, téléphone, envoi de deux études
Conseil Général de la Loire
Beyssac
M. Monnier, M. Mails, téléphone
Conseil Général de la Haute-
Fraycenon, M.
Loire
Grimaud
Communauté de Commune Mail
Mme Crouzet
Loire Semène
B Ingénierie M. Bessy Mails, téléphone, plans transmis
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cadre du PPRI et du TRI

Administration ou entreprise Personnes contactées Commentaires
Activ réseaux BTLM Mails, téléphone, plans transmis

2.2. Recueil des données issues des études antérieures
L’ensemble des travaux ayant pu être
recueillis auprès des entités citées dans le
tableau ci-dessus font l’objet d’une fiche
bibliographique reprenant les données
essentielles organisées selon les
rubriques suivantes :
- Titre,
- Année de réalisation,
- Maître d’ouvrage,
- Producteur,
- Lieu de disponibilité,
- Contenu (plan),
- Principaux éléments utiles à la
présente étude,
- Commentaires.

Notons que les demandes de
reconnaissances de l’état de catastrophes
naturelles fournies par les communes à la
préfecture donnent également lieu à des
fiches bibliographiques.
Au total, une vingtaine de fiches ont été créés. Le bureau d’étude a demandé à chacune des entités
jointes de fournir les études dont elles disposent sur l’hydrologie et l’hydraulique du bassin versant de
l’Ondaine et de ses affluents. Toutes les études présentées ont été analysées et font l’objet d’une fiche.
Cependant, nous ne pouvons garantir l’exhaustivité de l’analyse bibliographique, certaines études ayant
pu ne pas être présentées par les personnes jointes.

2.3. Analyse des photographies aériennes stéréoscopiques
La Direction Départementale des Territoires de la Loire a mis à disposition du bureau d’étude un jeu de
photographies aériennes stéréoscopiques datant de 2006, en couleur, et au 1/12 000ème. L’analyse de
celles-ci a été menée en amont des visites de terrain, afin notamment de visualiser le trajet des
débordements le longs des tronçons enterrés (buses, souterrains des ruisseaux des Combes, Egotay,
ruisseau du Plateau,…).
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Etude hydrologique et hydraulique de l’ Ondaine et de ses affluents dans le
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Une seconde analyse des photographies aériennes stéréoscopiques est menée à la suite de la
modélisation afin d’affiner, entre les profils, les limites cartographiques des différentes crues
modélisées.

2.4. Etudes de terrain
Les missions d’analyse préalable de terrain (12 jours au total, les 16, 17, 25 - 27 novembre et 14 - 17 et
27-29 décembre 2009) ont été mises à profit afin de réaliser :
- Le levé des laisses des crues de 2007 et 2008 sur les affluents non précédemment modélisés et
pour lesquels aucun calage n’existe.
- L’analyse du fonctionnement des crues sur les différents bassins versants (et notamment dans
la partie urbaine où les débordements engendrent localement des ruissellements sur chaussée
en dehors de la plaine alluviale (Ondenon à la Ricamarie, Ondaine à la Ricamarie et au
Chambon-Feugerolles).
- Les rencontres avec les mairies, la DDT et Saint-Etienne Métropole (décrites au chapitre 2.1).
- La mise à jour du recueil de fiches ouvrages selon le modèle de l’étude SIEE 2000 (mise à jour
des fiches des ouvrages ayant été modifiés depuis 2000 ou situés sur des affluents qui
n’avaient pas été modifiés précédemment).
- L’observation des ouvrages jouant un rôle de protection (merlons, digues, murets…) et analyse
qualitative de la zone protégée.
- La constitution d’un recueil géoréférencé de photographies de terrain.
- Le positionnement des profils au sein des zones où aucune topographie n’est disponible.
Une table MapInfo regroupe le géoréférencement de 290 sites faisant l’objet de plus de 850
photographies réalisées lors des diverses missions de terrain.
En guise de synthèse concernant l’analyse de terrain et des photographies aériennes stéréoscopiques,
il convient de souligner le caractère extrêmement perturbé de la topographie actuelle du fond de vallée
et la complexité des aménagements urbains sur les lits des cours d’eau, rendant l’analyse de terrain
aussi complexe qu’indispensable.

2.5. Recueil de laisses de crues en vue du calage des modèles hydrauliques
2.5.1. Les inondations de juin 2007 et novembre 2008
Deux évènements météorologiques survenus récemment ont entre autre motivé la prise en compte de
certains affluents au sein de la présente étude. Les travaux réalisés suite aux dégâts occasionnés par
ces crues engendrent également des modifications des conditions d’écoulement justifiant la reprise des
modélisations réalisées en 2006. Le présent paragraphe se base sur les éléments fournis par les
communes à la préfecture (demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle) pour décrire
brièvement les crues en question.
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