Les ouvrages de protection contre les inondations, notamment les digues en matériaux naturels, sont essentiels à la sécurité de nombreux territoires. Cependant, le changement climatique entraîne des événements météorologiques plus intenses et fréquents qui ont des répercussions sur les débits des cours d’eau, le niveau des nappes, la faune et la flore, ou encore l’état des sols, pouvant à leur tour avoir différents impacts directs et indirects sur ces ouvrages, qui représentent en France un linéaire de 10 000 km. Ces impacts varient en outre d’une région à l’autre.
Améliorer la connaissance des ouvrages et de leur comportement
Le système de digues qui bordent et protègent la Loire, les anciennes turcies et les levées, est le produit d'un long processus de construction, d'extension et de rehaussement débuté au XIIe siècle et qui se poursuit jusqu'au XIXe siècle. Ces ouvrages ont aussi des modes de construction différents et certains sont très anciens : il est difficile d’anticiper l’évolution de ces structures en relation avec les événements météorologiques. Le phénomène de séchage des ouvrages en terre en période estivale peut avoir des impacts importants, surtout s’il est accompagné de la rétractation du sol.
Pour améliorer la connaissance de ces impacts et définir une doctrine en matière de dimensionnement et d’adaptation des ouvrages en terre, de nouveaux indicateurs fondés sur des données quantitatives doivent être construits. A travers un partenariat réunissant la DREAL Centre-Val de Loire qui avait en charge la gestion des ouvrages jusqu'au 1er janvier 2024, Tours Métropole Val de Loire qui est désormais gestionnaire, la Direction Départementale des Territoires d’Indre-et-Loire, le Cerema et l’Université Gustave Eiffel, un observatoire des interactions sols-climat a été mis en place sur le système d’endiguement de Tours Loire aval, à La Riche (37).
Cet observatoire poursuit deux objectifs principaux :
- Réunir les données sur le comportement des ouvrages en terre dans un contexte de changement climatique
- Diffuser les connaissances utiles aux différents acteurs impliqués dans la gestion de ces ouvrages.
Une digue instrumentée suivie sur une période minimale de 10 ans
Afin de collecter des données précises sur le comportement d’une digue en terre, des capteurs ont été posés dans et autour de la digue de La Riche lors de travaux d’épaississement en avril 2023. Cette digue ancienne est située au bord de la Loire et protège le territoire de Tours Métropole.
Le dispositif comprend des sondes de mesure de teneur en eau volumique, de température et de succion (tension de l’eau dans le sol) des matériaux de la digue, des piézomètres pour suivre les variations du niveau de la nappe de part et d’autre de la digue, une station météorologique pour caractériser l’environnement de la digue et une caméra pour suivre son état de surface (végétation, fissuration de dessiccation…). Il permettra de suivre l’évolution des paramètres des matériaux constitutifs de la digue en relation avec les conditions météorologiques afin de comprendre les mécanismes d’interactions sols-atmosphère, d’aider à prévoir ces mécanismes et, in fine, d’adapter les digues et leur conception vis-à-vis du changement climatique.
Des visites sur site permettront d’évaluer une éventuelle érosion (ravinement lié au ruissellement, écoulement en pied de digue lors d’une crue) ou déformation de la digue (fréquentation, affaissement, glissement).
Ces données et leur analyse alimentent l’observatoire qui permettra de caractériser les impacts du changement climatique sur les digues en terre et leurs performances (par exemple, un retrait des matériaux de la digue affecte sa géométrie et le niveau de sa crête ou une fissuration de sa dessiccation affecte sa perméabilité donc sa performance vis-à-vis de l’écoulement de l’eau à travers l’ouvrage en cas de crue).
Les données permettront d’enrichir des modèles de comportement de l’ouvrage, notamment l’évolution de la teneur en eau ou de la succion au sein des matériaux qui le constitue, en fonction des paramètres météorologiques.
Dans le cadre de l'observatoire, d'autres digues seront instrumentées, idéalement dans d'autres zones climatiques du territoire national. Des instrumentations sur d'autres digues de la Loire peuvent aussi apporter des données sur les interactions sol-atmosphère.
Schéma de l'instrumentation :