ARTICLE
Auteur(s) : Bachir Hallouche1,
Mohammed BenyahiaMohammed Benyahia2, Kada
Moueddene2, Abbas
Marok3
1Université Djillali Liabès Faculté de l’ingénieur
Département de Génie civil BP 89 Sidi Bel Abbès Algérie
2Université Djillali Liabès Faculté des sciences
Département de l’environnement BP 89 Sidi Bel Abbès Algérie
3Université Abou Bekr Belkaïd Faculté des sciences
Département des sciences de la terre BP 119 Tlemcen Algérie
Historiquement, la ville de Sidi Bel Abbès et l'ensemble des
localités de la plaine de la Mekerra sont confrontés de manière
récurrente aux problèmes des inondations générées par les crues
cycliques de l'oued Mekerra. Ces débordements dévastateurs
font suite aux événements pluvieux de fortes intensités enregistrés
entre les mois d'octobre et d'avril comme ce fut le cas lors de la
crue du 18 avril 2007 où la hauteur pluviométrique atteinte
était de 40 mm en une heure (ce qui est relativement très
important comparé à la moyenne de la wilaya qui est de 39 mm
pour l'ensemble du mois d'avril). Les crues historiques de
l'oued Mekerra enregistrées au niveau de la station hydrométrique
de Sidi Ali Benyoub sont consignées dans le tableau 1. Pour remédier à cette situation, de
nombreuses actions ont été engagées, dont une étude d'avant-projet
détaillé de la protection de la ville de Sidi Bel Abbès contre les
inondations réalisée en 2001 [1]. Cette étude a permis de
préciser le régime des crues de l'oued Mekerra, et de modéliser la
propagation de l'onde de la crue centennale (estimée à
950 m3/s) dans la plaine. Le schéma
d'aménagement résultant de cette étude a porté sur les
endiguements, le recalibrage des cours d'eau et la création de
canaux de dérivations.
Dans le présent travail, une cartographie par approche
hydrogéomorphologique est réalisée pour évaluer le risque
d'inondation au niveau de la plaine de Mekerra [2, 3]. Cette
approche fondée sur l'étude de la plaine alluviale moderne et
l'analyse des processus morphogéniques ayant généré les formes
actuelles de la plaine a pour but de mieux gérer les zones exposées
aux aléas d'inondation, afin d'en réduire la vulnérabilité ou,
mieux encore, de les préserver du risque en y maîtrisant
l'occupation du sol [4, 5].
Caractéristiques du bassin-versant de l'oued Mekerra
et présentation de la région d'étude
Situé dans le nord-ouest de l'Algérie, le bassin-versant de l'oued
Mekerra fait partie du bassin de la Macta (figure 1).
Il prend son origine dans les hautes vallées de la steppe au
sud de la localité de Ras El Ma à une cote de 1 412 m.
Le bassin de forme particulièrement allongée et d'une
superficie de 3 046 km2, est drainé par l'oued
Mekerra d'une longueur de 120 km. Sa superficie est à 50 %
située à une cote dépassant les 1 000 m avec une pente
moyenne de l'oued jusqu'à Sidi Ali Benyoub d'environ 2 %. Cette
dernière n'est plus que de 5 ‰ entre Boukhanéfis et Sidi Bel
Abbès.
Le réseau hydrographique du bassin est très développé, mais
représenté fréquemment par des cours d'eau temporaires.
Les oueds sont alimentés par des précipitations et par des
sources dont la plus importante est Ain-Skhouna à Sidi Ali Benyoub
(débit d'environ 100 L/s).
Du point de vue pluviométrique, la quantité moyenne
interannuelle des précipitations est de l'ordre de 390 à
400 mm, mais elle peut diminuer jusqu'à 110 mm/an pour
les années particulièrement sèches, d'où la variation annuelle des
apports liquides de l'oued Mekerra. À titre indicatif, ce cours
d'eau a véhiculé 13 millions de mètres cubes durant l'année
hydrologique 1960-1961 et 92 millions de mètres cubes durant
l'année 1950-1951, ce qui constitue un apport exceptionnel par
rapport à la moyenne interannuelle estimée à 57 millions de
mètres cubes [1].
La région étudiée correspond à la zone d'expansion des crues
dans la plaine de Sidi Bel Abbès. Elle s'étend entre Boukhanéfis au
sud et Sidi Bel Abbès au nord (figure 1).
Tableau 1 Crues historiques de l'oued Mekerra
(d'après [1]).
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Date de la crue
|
Débit de pointe (m3/s)
|
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4 octobre 1986
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586
|
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30 septembre 1994
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530
|
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27 août 1997
|
403
|
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28 mai 2006
|
396
|
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18 avril 2007
|
750
|
Méthodologie
Considérée comme complémentaire aux méthodes hydrologiques et
hydrauliques, l'analyse hydrogéomorphologique utilisée ici a pour
objectif de diagnostiquer le risque d'inondation. Il s'agit
d'une approche naturaliste (par opposition aux modélisations
mathématiques) qui permet de cartographier les zones inondables en
étudiant finement la morphologie de la plaine alluviale et de
trouver sur le terrain les limites physiques associées aux
différentes gammes de crues (annuelles, fréquentes,
exceptionnelles) [4, 6]. En d'autres termes, elle est fondée sur la
compréhension du fonctionnement naturel de la dynamique des cours
d'eau (érosion, transport, sédimentation) au cours de l'histoire.
L'analyse s'appuie donc sur l'interprétation géomorphologique d'une
couverture stéréoscopique de photographies aériennes validée par
des vérifications de terrain [7]. Il est à noter que cette
approche déjà testée en France [6, 8] a été retenue par le
ministère français de l'Équipement comme l'une des trois méthodes
disponibles (avec l'étude historique et les modélisations
hydrauliques) pour délimiter les zones inondables [6, 9].
Pour la réalisation de cette cartographie, nous avons adopté la
démarche classique reposant sur l'analyse hydrogéomorphologique qui
s'appuie sur les deux outils complémentaires que sont la
photo-interprétation stéréoscopique et l'observation du terrain.
Ce travail a été réalisé en deux étapes :
- – étape préalable de laboratoire au cours de laquelle
est réalisée la totalité de la cartographie en utilisant
conjointement la photo-interprétation et les cartes topographiques
[5]. L'échelle de la cartographie retenue est le
1/25 000 pour l'ensemble du secteur d'études, sur un
support de fond de plan monochrome constitué par des cartes
numérisées et géoréférencées ;
- – étape de terrain qui sert à valider les informations
de la photo-interprétation réalisée dans la première étape.
Sur le terrain, nous nous sommes intéressés :
- – d'abord à l'étude de la plaine alluviale et du
fonctionnement naturel du cours d'eau. Il s'agit de l'examen
des traces morphologiques et sédimentologiques des différentes
formations rencontrées dans le lit de l'oued et les traces
d'inondations (laisses de crues, érosions et atterrissements).
L'étude du fonctionnement du cours d'eau avait pour but de
reconnaître et de mieux positionner les deux limites significatives
: celle des crues fréquentes (lit mineur ou moyen) et celle des
crues rares à exceptionnelles (courbe enveloppe couvrant le lit
majeur) ;
- – ensuite à l'examen des transformations anthropiques
qui ont pu modifier substantiellement le fonctionnement hydraulique
de la plaine (repérage de l'ensemble des ouvrages, occupation des
sols, zone de production des phénomènes, d'accumulation…).
Organisation et fonctionnement du bassin-versant
de l'oued Mekerra
Du point de vue hydrogéomorphologique, le bassin-versant constitue
l'unité morphologique principale qui structure et cloisonne les
paysages et fournit le cadre privilégié de l'analyse
hydrogéomorphologique. Son organisation conditionne le déroulement
des crues. Schématiquement, le bassin-versant de l'oued Mekerra
peut être subdivisé en trois grandes zones en fonction de leurs
rôles (figure 2) :
- 1. Zone de réception ou de production des crues : cette
zone est comprise entre l'origine de l'oued Mekerra au sud de Ras
El Ma et Mouley Slissen. Elle correspond à la partie supérieure
montagneuse du bassin-versant où se forment généralement les crues
en réponse à des précipitations intenses. C'est une zone de forme
allongée (sud-nord) liée à l'organisation du réseau hydrographique.
Celui-ci est particulièrement dense et composé d'oueds
intermittents et de ravins drainant des vallons encaissés, qui
confluent vers la vallée principale plus large. Les versants
et les talwegs présentent des pentes fortes (donc un coefficient de
ruissellement important) et une couverture pédologique peu épaisse.
Soumise à une érosion intense, la zone de production des crues
fournit l'essentiel de la charge solide transportée par le cours
d'eau. Cette zone peut être divisée en deux tronçons :
- – le tronçon 1, qui s'étend du sud de Ras El Ma jusqu'à
la station de Titen Yahia. Il est constitué par les vastes
surfaces des hauts plateaux où les pentes moyennes à faibles ne
compensent pas la fragilité du sol et sa sensibilité à l'érosion.
Les oueds qui forment des torrents incisent ces surfaces
régulières de talwegs profondément marqués, aux zones inondables
bien délimitées ;
- – le tronçon 2 : en aval de Titen Yahia, la vallée de la
Mekerra pénètre dans des massifs montagneux, et ce sous-tronçon
assure la transition avec la zone de transfert qui débute à Mouley
Slissen ; la densité du réseau hydrographique diminue légèrement,
et la Mekerra reçoit moins d'affluents, tandis que sa vallée
s'encaisse dans les massifs calcaires.
- 2. Zone de transfert des crues : le bassin de réception
est relayé par une section de gorges qui assure le transfert des
débits liquides et solides vers l'aval du bassin-versant. Sur ce
tronçon, la plaine s'organise et les différents lits
s'individualisent et l'oued principal présente un chenal unique qui
méandre au fond de la vallée au sein d'une petite plaine alluviale
étroite et encaissée dominée par les versants rocheux.
La diminution de pente permet le dépôt d'une partie de la
charge solide, dépôts qui peuvent être repris lors des crues. Lors
des ruptures de pentes fortes, l'oued Mekerra décrit des sinuosités
en cherchant à dissiper son excès d'énergie. C'est sur ces tronçons
qu'on peut rencontrer les dynamismes érosifs les plus intenses (les
berges de l'oued sont particulièrement instables, et soumises à des
érosions latérales importantes au niveau des méandres). L'incision
verticale est limitée, puisque les formations les plus résistantes
affleurent dans le lit mineur.Au niveau de Sidi Ali Benyoub, l'oued
quitte les massifs montagneux et poursuit son cheminement jusqu'à
Boukhanéfis qui fait partie de la zone de transfert puisque la
Mekerra est très encaissée dans d'anciens sédiments. Ainsi, la
vallée conserve son profil en gorges.
- 3. Zone d'expansion des crues : c'est la zone la plus
exposée aux effets des inondations périodiques dont les
conséquences sont catastrophiques. Ce secteur est situé à
l'aval de Boukhanéfis où la vallée change brutalement de forme (la
vallée encaissée et étroite s'ouvre très rapidement, un lit majeur
se met en place). C'est en aval de la localité de Boukhanéfis que
commence la vraie plaine alluviale de la Mekerra qui constitue une
vaste zone d'expansion des crues de la Mekerra très ancienne,
puisqu'on y trouve plusieurs niveaux alluviaux étagés. Sa largeur
atteint généralement plusieurs centaines de mètres et peut
atteindre 3 kilomètres par endroits. Elle s'étend jusqu'à Sidi
Bel Abbès où elle est fermée par des collines de marnes et de grès
du Miocène (lieu-dit le Rocher). La dynamique générale de
cette zone est caractérisée par l'accumulation des sédiments, d'où
un exhaussement du plancher alluvial parfois non négligeable,
notamment dans le lit majeur, qui a entraîné une configuration en «
toit » avec un lit majeur situé en contrebas du lit mineur.
Cette large plaine concentre les enjeux du bassin-versant, avec
plusieurs localités concernées par la problématique des inondations
(Boukhanéfis, Sidi Khaled, Sidi Lahcen et Sidi Bel Abbès). Mise en
valeur depuis plusieurs siècles, elle est traversée par des
aménagements anthropiques, routes, canaux, voie ferrée…, qui
constituent autant d'obstacles derrière lesquels l'eau peut
s'accumuler. L'influence des infrastructures ferroviaires et
routières (route nationale 95) sur l'écoulement des crues rares à
exceptionnelles est particulièrement sensible en aval de Sidi
Lahcen où la voie ferrée, qui longe la Mekerra à l'amont, s'en
écarte pour contourner Sidi Bel Abbès par le sud, jouant de ce fait
un rôle fondamental lors des inondations de la ville en 1986
et 1994, puisqu'elle a guidé les eaux de crues vers les
quartiers sud de la ville.
En termes d'inondabilité, la plaine de la Mekerra n'est pas
inondée uniformément sur toute sa largeur pour chaque crue, les
eaux débordant du lit mineur s'écoulent dans le lit majeur en
faveur de chenaux plus ou moins marqués et de faibles profondeurs
(inférieures à 1 mètre).
Analyse du fonctionnement de la plaine alluviale
de Sidi Bel Abbès
À partir de la localité de Boukhanéfis (figure 3), la Mekerra
élargit progressivement sa vallée qui est encore encadrée par des
versants nets. Ainsi, le lit mineur décrit de nombreux méandres
pour dissiper le trop plein d'énergie. Il présente une faible
section, rapidement débordante, et qui est parfois réduite par des
ouvrages de franchissement mal dimensionnés. Par ailleurs, le lit
majeur est sillonné par de nombreux chenaux de crue qui témoignent
d'un hydrodynamisme intense. Il peut facilement connaître
d'importantes hauteurs d'eau en raison de la section limitée de la
vallée. De ce fait, les pieds de versant sont inondables par
les grandes crues (zone en lit majeur exceptionnel).
En aval immédiat de Boukhanéfis, apparaissent les premiers
points de débordement de la Mekerra vers l'est et entre Boukhanéfis
et Sidi Khaled, on distingue un certain nombre de formes connexes
qui témoignent de la vigueur des écoulements et de leur grande
mobilité lors des plus fortes crues. Il s'agit d'un axe
d'écoulement bien prononcé, qu'on peut rattacher à des points de
débordement issus du lit mineur. Ces chenaux, du fait de la
configuration en toit de la plaine, s'éloignent du lit mineur pour
inonder une partie de la plaine.
En revanche, en aval de Sidi Khaled et jusqu'à Sidi Lahcen la
plaine s'organise autour de deux zones inondables séparées par des
lambeaux de terrasses : ayant considérablement dissipé son énergie
depuis Boukhanéfis par décharge latérale, l'oued n'a plus la
puissance nécessaire au niveau de Sidi Lahcen pour remobiliser et
éroder la totalité de son cône, d'où la raison de la
subsistance de ces lambeaux délimités par des chenaux.
Enfin, entre Sidi Lahcen et Sidi Bel Abbès, une gouttière
réincise la terrasse en rive droite au niveau du dédoublement de la
voie ferrée, mais il est certain que la construction de la voie
ferrée en premier lieu, puis le remblai de la route nationale
7 ont favorisé le passage des eaux à ce niveau et leur
dérivation vers Sidi Bel Abbès. Guidés par ces remblais, les
écoulements sont dirigés vers l'est en longeant la voie ferrée de
la zone industrielle puis vers les quartiers sud de la ville
de Sidi Bel Abbès. En aval de Sidi Lahcen, un remblai de la route
vers Aïn Témouchent (chemin de wilaya 61) barrant le lit
majeur de la Mekerra renforce l'effet des inondations.
À cet effet, il est certain que les différents aménagements
anthropiques constituent autant d'obstacles aux écoulements, en
segmentant la zone inondable en casiers. Ils créent une
surélévation artificielle de la ligne d'eau qui peut générer des
débordements sur les reliefs adjacents naturellement non
inondables.
Résultats
Le recoupement des données hydrogéomorphologiques et historiques et
les connaissances disponibles sur le fonctionnement de la plaine
complétés par les missions de reconnaissance de terrain nous ont
permis d'établir une certaine correspondance entre les différentes
unités hydrogéomorphologiques et les types de crues.
Dans la majeure partie du bassin, on peut estimer que le lit
mineur contient les crues annuelles (période de retour 1 à
2 ans), et qu'au-delà, il est débordant très rapidement.
Le lit majeur, quant à lui, paraît fonctionnel à partir des
crues fréquentes (5 à 10 ans), selon les tronçons. Pour
le lit majeur exceptionnel, il ne peut apparemment fonctionner
que pour des crues rares à exceptionnelles (supérieure à la
centennale). Quant au lit moyen, il est peu prononcé dans notre
zone d'étude (plaine de la Mekerra).
Lors des crues, les écoulements principaux sont susceptibles
localement d'emprunter d'anciens lits (bras de décharge).
L'exhaussement de la ligne d'eau entre la crue rare et la crue
exceptionnelle se traduit par l'inondation des parties inférieures
des glacis de raccordement, cartographiées en lit majeur
exceptionnel.
L'incidence des différents travaux et ouvrages anthropiques sur
la dynamique des crues peut être facilement appréciée. On peut
distinguer les remblais transversaux qui, en barrant une grande
partie de la plaine, créent un effet de barrage et de rétention.
La multiplication des remblais transversaux est susceptible de
perturber les écoulements et d'engendrer un fonctionnement « à
casiers ».
Conclusion
La cartographie hydrogéomorphologique appliquée sur la plaine de la
Mekerra a permis de définir l'emprise des zones inondables pour les
crues exceptionnelles. L'application de cette approche, qui
représente fidèlement la réalité du terrain, peut offrir des
informations sur les zones inondables, indépendamment des méthodes
historiques et hydrauliques appliquées à ce jour dans de nombreux
pays. Elle peut également constituer un outil de base d'aide à la
décision et à l'élaboration d'un plan de prévention des risques
naturels à laquelle il apporte une connaissance du fonctionnement
global du bassin-versant. La méthode employée [10] est
principalement basée sur :
- – la reconnaissance objective des limites
morphologiques, résultant du fonctionnement en crue ;
- – la prise en compte des crues historiques, souvent
connues par les riverains et les gestionnaires des cours d'eau
;
- – l'évolution dans le temps du cours d'eau dont les
traces, souvent visibles dans le paysage alluvial, permettent de
justifier l'éventualité d'une crue exceptionnelle.
La connaissance fournie par le document produit à partir de
cette approche peut constituer un premier outil d'aide aux services
concernés (urbanisme, aménagement du territoire) dans leur mission
d'identification des zones à préserver pour la gestion des
écoulements à l'échelle de la plaine alluviale (zone d'expansion),
et des secteurs plus réduits où un contrôle strict de
l'urbanisation doit être opéré en fonction des enjeux et des aléas.
Cette méthode permet de guider les aménageurs dans leurs réflexions
sur le développement et l'aménagement du territoire en favorisant
l'appropriation du risque d'inondation.
Références
1 SPI infra. Étude d'avant-projet détaillé de la protection de la
ville de Sidi Bel Abbès contre les inondations. Sidi Bel Abbès :
SPI infra, 2001.
2 Hallouche B. Cartographie des zones inondables de la plaine de
Sidi Bel Abbès par l'approche hydrogéomorphologique. Mémoire de
magister, université Djillali Liabès, 2007.
3 Naulet R. Utilisation de l'information des
crues, historique pour une meilleure détermination
du risque d'inondation. Application au bassin de l'Ardèche à
Vallon Pont d'Arc et Saint Martin d'Ardèche. Thèse de
doctorat, université Joseph Fourier, Grenoble, et université de
Québec, 2002.
4 Ballais JL, Garry G, Masson M. Contribution de
l'hydrogéomorphologie à l'évaluation du risque d'inondation : le
cas du Midi méditerranéen français. CR Géosciences 2005 ; 337 :
1-337.
5 Masson M. Essai de cartographie des champs d'inondation
par photo-interprétation. Rapport du Centre d'Études Techniques de
l'Équipement (CETE). Aix-en-Provence : CETE, 1983.
6 Garry G, Graszk E. Plans de prévention des risques
naturels (PPR). Risques d'inondation. Guide méthodologique.
Paris : La Documentation Française, 1999.
7 Delgado JL. Estimation des crues de référence par approche
géomorphologique. Centre d'Études Techniques de l'Équipement
(CETE). La Houille Blanche 2006 : 51-5.
8 Esposito C. Cartographie des zones inondables par la méthode
hydrogéomorphologique : principes, méthodes et exemples de mise en
œuvre. Nancy : Centre d'Études Techniques de l'Équipement (CETE),
Service Hydraulique, 2005.
9 Masson M, Garry G, Ballais JL. Cartographie des
zones inondables : approche hydrogéomorphologique. Paris : Ville et
Territoires, 1996.
10 SIEE. Atlas des zones inondables de la vallée de l'Erdre.
Aix-en-Provence : SIEE, 2005.
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