L’inondation par remontée de nappe phréatique

Selon les secteurs on a pu observer :

• une inondation généralisée dans les vallées majeures, par contribution exceptionnelle de la nappe. C’est le cas typique de la Somme.
• la ré-activation par des cours d’eau temporaires de certaines vallées sèches (valleuses de Normandie, de Grande Terre en Guadeloupe), où habituellement les cours d’eau ne coulent plus en surface mais uniquement dans les fissures souterraines de la roche ou dans le réseau karstique sous-jacent.
• l’apparition d’étangs et de mares temporaires sur certains plateaux dans des zones de dépressions (dolines de décalcification ou anciennes carrières).
• l‘apparition de lignes de sources dans les thalwegs, bien en amont des sources habituelles.
• des inondations par des causes secondaires : c’est en particulier le cas lorsque des ouvrages de génie-civil sous-dimensionnés ont étés éxécutés pour permettre le passage de voies d’accès pour le franchissement de vallées sèches ou de vallons qui ne coulent habituellement pas. Lors des remontées de nappes, ces ouvrages forment barrage et provoquent inondations des terrains situés en amont
• des mouvements de terrains notamment sur des sites à pente importante. La remontée de l’eau déstabilisant la couche la plus meuble du sol et de la zone altérée de la roche. Toutefois il est difficile de les distinguer des mouvements de terrain dus à une saturation excessive et directe des sols par la pluie.

Inondations dans l’Aude – 16/11/2015 © Laurent Mignaux – Terra

D’autres phénomènes ont aussi pu être observés :

• notamment, captée par des forages, est mise en pression. Ce phénomène provoque le jaillissement «artésien» de ces forages : dans la zone des hortillonnages d’Amiens par exemple.

Pourtant, on notera que dans certaines zones possédant à la fois un sous-sol sableux et une nappe très proche de la surface, comme les Landes de Gascogne, donc caractérisées par une forte sensibilité à ces remontées de nappes, il ne s’est parfois produit aucun sinistre en 2001 car l’habitat n’y comporte généralement aucun sous-sol et des canaux de drainage y sont traditionnellement entretenus.

Au contraire dans les aquifères sableux ou le pourcentage d’interstices élevé, on n’observe pas de battement annuel important. Dans ces aquifères, le retour à des niveaux normaux après l’épisode de hautes eaux est rapide.

Inondations à Poitiers -2004 © Thierry Degen – Terra

Principaux paramètres :

Trois paramètres sont particulièrement importants dans le déclenchement et la durée de ce type d’inondation :

• une suite d’années à pluviométrie excédentaire, entraînant des niveaux d’étiages de plus en plus élevés,
• une amplitude importante de battement annuel de la nappe, dépendant étroitement du pourcentage d’interstices de l’aquifère,
• un volume global important d’eau contenue dans la nappe, à l’intérieur des limites du bassin d’un cours d’eau (le volume contributif de la nappe à l’échelle du bassin versant hydrogéologique).

Influence de l’aquifère sur le battement naturel de la nappe :

Toutes les roches ne comportent pas le même pourcentage d’interstices, donc d’espaces vides entre leurs grains ou leurs fissures. Par ailleurs, la dimension de ces vides permet à l’eau d’y circuler plus ou moins vite : elle circulera plus vite dans les roches de forte granulométrie. En revanche dans les aquifères à faible pourcentage d’interstices il faudra moins d’eau pour faire s’élever le niveau de la nappe d’une même hauteur.

Pour illustrer ce propos, considérons deux récipients de volume identique que l’on a préalablement remplis l’un de sable fin et l’autre d’un bloc de calcaire de même dimension que le récipient. Il sera nécessaire de verser plus d’eau pour recouvrir celui qui est rempli de sable car le volume total des interstices y est plus important. Ce «modèle» permet d’expliquer pourquoi une recharge de même volume entraînera une remontée du niveau plus importante dans une nappe où la densité d’interstices est faible que dans une nappe où elle est élevée : le battement naturel de la nappe sera plus important dans le premier cas que dans le second.

Aquifère karstique de Cassis – 2012 © BRGM – Nathalie Dörfliger

Les graviers et sables grossiers bien calibrés sont les formations aquifères qui possèdent le plus fort pourcentage de vides (souvent de l’ordre de 15 à 20 %), puis en ordre décroissant on trouve les sables fins et les sables de granulométrie hétérogène, puis les grès, et enfin les calcaires fracturés et la craie. On comprend ainsi que le phénomène de remontées de nappes se produise le plus souvent dans certains types de calcaires, et en particulier dans ceux dont le pourcentage de vides est faible : c’est le cas des aquifères de la craie.

Dans les aquifères calcaires à faible taux d’interstices, les décrues peuvent être lentes puisque la circulation de l’eau dans les interstices est elle-même assez lente. Lorsque la masse de l’aquifère qui contribue à l’inondation est très importante, celle-ci peut durer très longtemps : c’est ce qui s’est passé dans la Somme pendant l’hiver jusqu’à la fin du printemps 2001.

Les dommages recensés sont liés soit à l’inondation elle-même, soit à la décrue de la nappe qui la suit. Les dégâts le plus souvent causés par ces remontées sont les suivants :

• Inondations de sous-sols, de garages semi-enterrés ou de caves.

Ce type de désordres peut se limiter à de faibles infiltrations et à quelques suintements, mais l’humidité en remontant dans les murs peut arriver à la longue à désagréger les mortiers, d’autant plus si le phénomène est fréquent. Dans ce cas, une pompe d’épuisement placée dans le point le plus bas, ou mieux, dans un petit puits creusé expressément à environ 50 cm sous le niveau du sous-sol, permet d’évacuer l’eau au fur et à mesure et d’éviter qu’elle ne remonte dans les murs par capillarité. En revanche lorsque les infiltrations sont plus importantes, il n’est malheureusement pas conseillé de mettre en place un dispositif de pompage dans le sous-sol car la poussée de l’eau résultant d’une différence de niveau de l’eau entre l’extérieur du bâtiment et l’intérieur (donc de pression) peut suffire à faire s’effondrer un mur. Il est alors plutôt conseillé de faire effectuer des tranchées AUTOUR des bâtiments inondés et de pomper dans ces tranchées : l’abaissement du niveau de l’eau sera sans doute moins rapide mais ne mettra pas en danger la stabilité des bâtiments. Il n’est évidemment pas possible d’effectuer ce genre de travaux de façon préventive, et ils ne sont pas à la portée de simples particuliers. Dans les zones sensibles il serait souhaitable de préconiser pour certains types de construction, des sous-sols non étanches pour éviter le soulèvement des édifices sous la poussée de l’eau.

Intérieur d’une maison inondée © Manuel Bouquet – Terra

• Fissuration d’immeubles.

Ce type de désordre a été remarqué en région parisienne, en particulier dans les immeubles qui comportent plusieurs niveaux de sous-sols ou de garages. Il faut noter qu’en région parisienne, nombre de sous-sols se trouvent inondés par un retour de la nappe à son niveau initial. En effet, en raison de la diminution d’une partie important de l’activité industrielle à Paris -consommatrice d’eau- la nappe retrouve progressivement son niveau d’antan.

Témoins de fissuration – © Laurent Mignaux – Terra

• Remontées de cuves enterrées ou semi-enterrées et de piscines voire des canalisations.

Sous la poussée de l’eau, des cuves étanches, ou des canalisations enterrées qui contiennent ordinairement une partie importante de vides, peuvent être soulevées par la pression d’Archimède. C’est en particulier le cas de cuves contenant des fluides moins denses que l’eau (produits pétroliers de stations-essence ou de dépôts pétroliers), ou même de cuves à usage agricoles ou de piscines partiellement ou totalement vidées. (Pour les piscines la meilleure mesure sera de les maintenir totalement remplies)

• Dommages aux réseaux routier et de chemins de fer.

Par phénomène de sous-pression consécutive à l’envahissement de l’eau dans le sol, les couches de granulats utilisées dans la fabrication des routes et le ballast des voies ferrées se trouvent désorganisées. Des tassements différentiels mènent à des désordres importants.

• Désordres aux ouvrages de génie civil après l’inondation.

Après que l’inondation ait cessé, il peut se produire des contraintes mécaniques dans le sol en relation avec les processus de ressuiement, qui déstabilisent un ouvrage. C’est le cas des argiles qui en séchant et en se rétractant provoquent des défauts de verticalité de piliers en béton enfoncés dans le sol (cas de serres illustré près de Reims).

• Pollutions.

Les désordres dus aux pollutions causées par des inondations sont communs à tous les types d’inondation. On sitera la dispersion des déchets de décharge publique, le transport et la dispersion de produits dangereux soit dissous, soit entraîné par l’eau (produits pétroliers, peintures, vernis et solvants, produits phytosanitaires et engrais, produits de piscine (chlore en particulier), de déchets d’origine animale ou humaine (lisiers, fosses septiques).

• Effondrement de marnières, effondrement de souterrains ou d’anciens abris datant des dernières guerres.

Ces effets sont dus à une modification de l’équilibre des parois sous l’effet de l’eau, et en particulier probablement davantage à la décrue de l’inondation.

Effondrement d’une marnière – 1999 © BRGM

Mis à part les coûts de nettoyage, de remise en état ou de reconstruction du bâti et des biens, au départ supportés par les assurances à certaines conditions (déclaration de catastrophe naturelle par les préfectures en particulier) et à terme par la collectivité, ces inondations ont induit des coûts parfois importants ayant trait :

• aux itinéraires routiers de déviation, pour le contournement des zones sinistrées, nécessitant une importante signalisation supplémentaire (cas du contournement de Caen),
• aux opérations de pompage et de nettoyage sur la voie publique, les ouvrages normaux d’évacuation des eaux se révélant insuffisants et inappropriés.

Lorsque les conditions sont réunies pour que le phénomène se produise, celui-ci ne peut être évité. En revanche certaines précautions doivent être prises pour éviter les dégâts les plus importants :

• éviter la construction d’habitation dans les vallées sèches, ainsi que dans les dépressions des plateaux calcaires,
• déconseiller la réalisation de sous-sol dans les secteurs sensibles, ou réglementer leur conception (préconiser que le sous-sol soit non étanche, que le circuit électrique soit muni de coupe-circuit sur l’ensemble des phases d’alimentation, y réglementer l’installation des chaudières et des cuves de combustible, y réglementer le stockage des produits chimiques, des phytosanitaires et des produits potentiellement polluants …),
• ne pas prévoir d’aménagements de type collectifs (routes, voies ferrées, trams, édifices publics, etc…) dans ces secteurs,
• mettre en place un système de prévision du phénomène. Dans les zones sensibles à de tels phénomènes, un tel système doit être basé sur l’observation méthodique des niveaux de l’eau des nappes superficielles.