Prévision des crues : son historique en France (HU)

Traduction anglaise : Flood forecasting : its history in France

Dernière mise à jour : 19/05/2024

article en chantier

Cet article a bénéficié de la relecture et des contributions de Nicolas Cavard (SPC Loire-Allier-Cher-Indre) et de Jean-Pedro Silva (SPC Seine-Marne-Yonne-Loing).

L'essentiel

De 1840 à 1914, le temps des pionniers

Les premiers pas scientifiques et techniques font suite aux très fortes crues de novembre 1840, puis d’octobre 1856, sur la Loire, le Rhône, la Garonne et la Seine, puis la Meuse et d’autres ensuite. Ils sot faits conjointement à la création des services spéciaux chargés des études relatives aux inondations. Les travaux scientifiques et techniques se développent dès le milieu des années 1850. Les méthodes connaissent des réussites et sont progressivement perfectionnées et étendues à de nombreux cours d’eau français. La crue de la Seine de l'hiver 1910 constitue pour le dispositif d’annonce des crues un test sévère. Le rapport de la commission technique chargée d’analyser les améliorations à apporter à la prévision des crues formule douze propositions hiérarchisées, qui apparaissent, avec le recul historique, d’une remarquable modernité, sur les plans technique et organisationnel.

De 1914 à 1984, une stagnation des services rendus, mais un net progrès des connaissances et une maturation des outils

Le beau programme de 1910 ne va guère se concrétiser. La guerre de 1914-1918 constitue le premier point d'arrêt, puis des regroupements de services sont effectués, en intégrant de nouvelles missions plus prestigieuses alors, comme l’hydro-électricité, qui seront privilégiées.

Le XXème siècle voit cependant des avancées scientifiques et techniques importantes dans les domaines de la géographie, de la transformation pluie-débit, de l’hydrologie statistique, des relations avec la météorologie et de la propagation des ondes de crues.

Depuis 1984, un mouvement de modernisation, de structuration, de renforcement et d’élargissement des services rendus

Au début des années 1980, une série de crues aux conséquences dramatiques touche la France. En réaction, deux arrêtés ministériels sont publiés le 27 février 1984, pour préciser et compléter les missions et l’organisation de l’annonce des crues. Simultanément, des avancées scientifiques et techniques, fondatrices pour la suite, se poursuivent, sur :

• l’évaluation des intensités et la localisation des précipitations pluvieuses en utilisant les images des radars météorologiques ;
• la consolidation des méthodes de prévision hydrologique et hydraulique ;
• l’accélération des recherches en modélisation hydrologique en temps réel ;
• la création de premières plates-formes de modélisation hydrologique et hydraulique ;
• les méthodes mises en œuvre dans des unités d’hydrométrie, des Services d’Annonce des Crues (SAC) et des DIREN coordonnatrices de bassin.

Très vite après une nouvelle série de crues, de 1999 à 2002, encore plus catastrophiques que celles des années 1980, la circulaire ministérielle du 1er octobre 2002, puis la loi sur les risques technologiques et naturels du 30 juillet 2003 restructurent profondément le réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie, avec la création du Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des crues (SCHAPI) et de 22 Services de Prévision des Crues (SPC). Ces derniers sont mis en place entre 2003 et 2007 ; ils regroupent et remplacent les 52 SAC existant auparavant.

Une nouvelle évolution s’avère nécessaire suite à deux nouvelles inondations dramatiques : les 14 et 15 juin 2010 à Draguignan et alentour, et le 27 février 2010, lors de la tempête Xynthia. Le Plan national sur les submersions rapides (y compris d’origine marine) est adopté interministériellement en février 2011, avec un important volet "prévision" qui définit plusieurs orientations nouvelles :

• nouvelle densification des SPC afin qu’ils atteignent une masse critique correspondant aux renforcements des tâches ;
• mise en place de relais locaux assurés par les Directions départementales des territoires (et de la mer) -DDT(M)-, en tant que référents départementaux pour l’appui technique à la préparation et à la gestion technique des crises d’inondation.

Le dispositif est complété par la mise en place progressive, à partir de 2012, dans les Départements d’outre-mer et en Corse, de Cellules de Veille Hydrologique (CVH) dont les missions sont ciblées sur des enjeux plus localisés, mais souvent importants.

Au cours des années suivantes, les évolutions prévues par le Plan national sur les submersions marines et d’autres, préparées aussi depuis assez longtemps, se poursuivent, avec notamment :

• la mise en place opérationnelle, à partir de 2017, du nouveau service Vigicrues Flash, d’avertissement sur le risque de crues soudaines ;
• la publication graphique des prévisions en faisant apparaître un faisceau d’incertitude à 80 % ;
• l’association à ces prévisions de crues de jeux de cartes de zones de zones inondées potentiellement (ZIP) et de zones inondées par classes de hauteur de submersion (ZICH), qui permettent de passer de la prévision des crues à celle des inondations ;
• la mise en service de l’HydroPortail (nouvelle application d’organisation, d’archivage, de traitement et de mise à disposition gratuite des données hydrométriques, alimentant notamment le système Vigicrues), opérée en 3 phases : 2015 pour certains services de l’État, 2018 pour les autres producteurs de données, 2022 pour le grand public via le lien www.hydro.eaufrance.fr.

Introduction

Cet article fait partie d'une série de sept articles qui traitent des différents aspects de la prévision des crues. En plus de celui-ci, cette série comprend :

• un article général : Prévision des crues et des inondations : vue globale (HU) ;
• 5 autres articles détaillant différents aspects (dont certains encore en cours d'écriture) :
  • Prévision des crues : les modèles utilisés ;
  • Prévisions des crues : les données nécessaires ;
  • Prévisions des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances ;
  • Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France ;
  • Prévision des crues : développements récents ou en cours en France.

Il est largement inspiré de Bachoc (2020).

Le développement de méthodes de prévision des crues a commencé au cours des années 1850 sous le deuxième Empire et les premiers services spéciaux chargés des études relatives aux inondations et de l’annonce des crues ont été organisés par bassins versants (bien avant la création des Agences de bassin par la Loi sur l’eau de 1964), sur une bonne partie du territoire national en 1879 et 1881.

Les pionniers développèrent des principes dont certains restent d’actualité et connurent de belles réussites en prévoyant des crues de la Seine et de la Loire.

Suite à la crue de la Seine en 1910, qui a révélé des faiblesses, un projet très moderne d’évolution de la prévision des crues a été proposé par les services de l’État et des responsables politiques. Il n'a cependant pas été mis en place du fait de la première guerre mondiale, puis de la priorité donnée, dès 1919, au développement de l’hydroélectricité.

Le XXème siècle a été marqué par des progrès à la fois en termes de modélisation et de métrologie, qui n’ont été repris par les services en charge de l’annonce des crues que de façon partielle et inégale. Ce n’est qu’après les grandes crues du début des années 1980 que l'État a décidé une première restructuration de l'organisation de l’annonce des crues. Mais cette organisation restait centrée sur l’échelon départemental, était assez peu ambitieuse en matière de service rendu, et manquait de précision sur les fonctions de coordination au niveau national ou à celui des grands bassins versants.

Après une nouvelle série de catastrophes au début des années 2000 une organisation vraiment plus efficace a été mise en place, avec des Services de prévision des crues moins diffus, une fonction d’orchestration de l’organisation au niveau des grands bassins, ainsi qu’une animation scientifique, technique et opérationnelle au niveau national assurée par le Service Central de l’Hydrométéorologie et de l’Appui à la Prévision des Crues (SCHAPI).

Cet article reprend la proposition de (Bachoc, 2020) et distingue trois époques dans la présentation de cette histoire de presque deux siècles :

• de 1840 à 1914, le temps des pionniers ;
• de 1914 à 1984, une stagnation, voire un recul, des services rendus, mais un net progrès des connaissances et une maturation des outils ;
• depuis 1984, un mouvement de modernisation, de structuration, de renforcement et d’élargissement des services rendus.

De 1840 à 1914, le temps des pionniers

Avant la crue de la Seine de 1910

Les premiers pas scientifiques et techniques dans ce domaine ont, en France, été réalisés un peu avant et pendant les terribles inondations de la Saône et du Rhône qui ont lieu entre fin octobre et début novembre 1840. Ils se sont organisés autour d'un quatuor composé du Docteur Lortet, fondateur de la commission hydrologique de Lyon (société savante locale), de M. Terme, maire de Lyon, de M. Jayr, préfet du Rhône et d’André-Joseph de Lagorce, ingénieur en chef du service spécial du Rhône.

Ces avancées se sont poursuivies sur la Loire, après la grande crue de 1846, à l’initiative de M. Collin, ingénieur en chef du Service spécial de la Loire, avec l’élaboration en 1853 d’un règlement organisant le service hydrométrique de la Loire.

C'est en 1854 qu'Eugène Belgrand (célèbre aussi pour la création du réseau d’assainissement de Paris et l’amélioration de son alimentation en eau potable), moins d'un an après avoir été chargé d'organiser le service hydrométrique de la Seine, décrit les facteurs à identifier pour anticiper les crues de la Seine. Il a pour cela bénéficié des expériences antérieures sur les bassins du Rhône et de la Loire, mais aussi de celles qu’il avait lui-même acquises sur le bassin amont de la Seine, durant son long séjour en Bourgogne. C'est d'ailleurs lui qui, en 1872, dans le sous-titre et l’introduction de l’une de ses publications consacrées à La Seine (figure 1), propose d'utiliser le terme "Études hydrologiques" pour parler de la transformation de la pluie en débit sur un bassin versant (voir nota). Il jette ainsi les bases de cette discipline, en tirant partie de ses connaissances en géologie et de ses patientes observations de terrain des écoulements pluviaux (Bachoc et al, 2013).

Figure 1 : Couverture de "La Seine ; Études hydrologiques", d’Eugène Belgrand, 1872.

Nota : En réalité, le terme hydrologie avait déjà été utilisé avant Belgrand ; on le trouve par exemple dans "l’Annuaire des Eaux de la France pour 1851" publié par ordre du Ministre de l’Agriculture et du Commerce, mais c'est bien Belgrand qui a été le premier à l'utiliser dans son sens moderne (Coulomb, 2011).

Après les très fortes crues de début juin 1856, notamment sur les bassins de la Loire et du Rhône, Napoléon III décide de créer, le 26 juillet 1856, des services spéciaux chargés des études relatives aux inondations, sur la Loire, le Rhône, la Garonne et la Seine, puis sur la Meuse le 17 juin 1858, décisions formalisées administrativement en 1876 et 1878. L’organisation de l’annonce des crues par bassins versants sera généralisée par circulaires du 7 août 1879 et du 1er mai 1881. On peut noter au passage que cette organisation administrative par bassins versants (et plus seulement par axes, ou zones de navigation) précède de plus d’un siècle celle qui a été (ré-)instituée par la loi sur l’eau de 1964.

Sur le plan scientifique, les travaux se développent dès le milieu des années 1850. Eugène Belgrand, Georges Lemoine et leur équipe sur la Seine, Guillaume-Emmanuel Comoy, Henri Sainjon et leur équipe sur la Loire, ainsi que Charles Kleitz sur le Rhône, documentent aussi précisément que possible les crues remarquables du passé. Ils les classent et dégagent des "règles pratiques pour déterminer à l’avance sur divers points du littoral [des fleuves] la hauteur et l’époque du maximum des crues" (Belgrand dès 1854 pour la Seine à Paris et l’aval, avec une anticipation de 2 ou 3 jours ; Comoy et Sainjon en 1857 pour la Loire).

Ces méthodes connaissent des réussites : Sainjon et Comoy prévoient assez bien la crue de 1866 sur la Loire. Belgrand prédit (par des communications "en direct" en séances du lundi de l’Académie des sciences !), respectivement 3 ou 4 jours à l’avance, le moment et les niveaux d’eaux du maximum des crues de la Seine à Paris les 18 décembre 1872 et 18 mars 1876. La prévision de 1876 est même exacte à 1cm près, dans des conditions de prévision particulièrement favorables, il est vrai.

Ces méthodes, dont les grands principes sont exposés par E. Belgrand dans "La Seine" (Belgrand, 1872) sont progressivement perfectionnées (De Préaudeau, 1884), jusqu’à la crue de 1910 à Paris, et étendues à de nombreux autres bassins versants français, en partie directement par l’équipe parisienne. Elles reposent sur des grands principes qui sont encore d’actualité plus de 100 ans plus tard :

• influence de la nature du sol sur le ruissellement superficiel (proportion non infiltrée, dynamique) ;
• restitution retardée des eaux infiltrées ;
• influence de l’antécédent pluviométrique sur la capacité des sols à infiltrer et retenir temporairement une partie de la pluie ;
• propagation plus ou moins rapide des crues suivant les caractéristiques des cours d’eau, notamment leur pente ;
• durée de la crue augmentant de l’amont vers l’aval du cours d’eau ;
• amortissement plus ou moins fort des ondes de crues suivant leur amplitude et les caractéristiques des vallées ;
• présence ou non de facteurs d’augmentation des débits (fonte des neiges, pluie pendant la crue, débâcles) ;
• distinction entre crue isolée et crue survenant au cours de la décrue d’une précédente ;
• importance majeure de la manière dont les crues peuvent se combiner aux grands confluents (concomitance des débits maximaux ou décalage).

Pour l’évaluation du niveau maximum à attendre de la crue, Eugène Belgrand, comme ensuite Henri Sainjon pour la Loire à partir de 1878, utilisent des combinaisons linéaires des niveaux maximaux relevés sur des échelles en amont, sur le cours d'eau principal et ses principaux affluents. Les points utilisés sont soigneusement choisis en fonction de leur capacité à représenter la réaction d’une partie de l’ensemble du bassin versant (sur la base de critères pédologiques, géologiques et topographiques notamment). Les méthodes vont plus loin que l'établissement de simples corrélations statistiques car les temps de propagation sont aussi pris en compte pour évaluer les concomitances et prévoir le temps des pointes de crue.

Sur la Loire, H. Sainjon fait évoluer sa méthode, utilisée opérationnellement à partir de 1883, pour pouvoir annoncer des niveaux d’eau pour les 3 jours à venir, toujours avec des tables à double entrée, mais en prenant en compte :

• des cotes dites équihoraires observées sur les stations amont ;
• des temps de propagation évalués en fonction de la valeur des niveaux d’eau ;
• des atténuations des ondes de crues par les pertes de charge ou débordement ;
• ainsi que le décalage temporel des maximaux des crues des cours d’eau en amont de leur confluent, notamment pour la Loire et l’Allier.

Pour cela, il raisonnait en fait en débit, mais en ne pouvant utiliser cette variable directement, car elle n’était guère mesurable en crue (les jaugeages de terrain dans cette situation ne seront opérationnels que 20 ou 30 ans plus tard).

Pour la Seine, ces méthodes sont formalisées dans le "Manuel hydrologique du bassin de la Seine" (De Préaudeau, 1884), document précieusement transmis et diffusé dans l’équipe parisienne et au-delà, et suivi en 1885 d’un règlement général du service hydrométrique et d’annonce des crues de la Seine (figure 2 et figure 3).

Figure 2 : Couverture du "Manuel hydrologique du Bassin de La Seine", d’Albert de Préaudeau, 1884.

Figure 3 : Abaque de Prévision sur le Serein entre l'Isle sur Serein et Chablis, 1894 ; ajout manuscrit au Manuel hydrologique du bassin de la Seine ; Source : SPC Seine moyenne, Yonne-Loing, DRIEAT Île-de-France.

Après la crue de la Seine de 1910

La crue de la Seine de l'hiver 1910 (à Paris, le pic a été atteint le 28 janvier et la décrue a duré 35 jours) constitue pour le dispositif d’annonce des crues un test autrement plus sévère que les crues de 1872 et 1876. Le niveau atteint (8,40 m au pont de la Tournelle, 8,62 m au pont d'Austerlitz) est le plus fort observé depuis la crue de 1658 (8,81 m au pont de la Tournelle). La période de retour statistique de la crue est estimée à 100 ans alors que celle de la crue de 1876 (6,50 m) n'était que de 25 à 30 ans. On change donc d’échelle des phénomènes et les prévisionnistes sont confrontés à un évènement dépassant le domaine d’ajustement des méthodes du "Manuel hydrologique" et de son Supplément, publié en 1909 par Edouard Mallet et ses collègues. La difficulté est d'autant plus grande que plusieurs particularités viennent leur compliquer la tâche :

• deux ondes de crues très importantes se succèdent à quelques jours d’intervalle ;
• une partie des sols est gelée, ce qui amplifie et accélère les ruissellements superficiels ;
• les apports du Loing (dont le confluent avec la Seine, au sud-est de la forêt de Fontainebleau, est assez proche de Paris) sont exceptionnels.

Malgré tout, les prévisions à 24 h sont correctes. Il en va de même pour les prévisions à 2 ou 3 jours sur la plupart des stations situées à l’amont de Paris. Cependant les prévisions à 2 ou 3 jours sont assez nettement sous-estimées à Paris et à l'aval, notamment pour la période du 19 au 21 janvier.

Le Président de la République institue, le 9 février 1910, une commission présidée par Alfred Picard (vice-président du Conseil d’État et ancien Ingénieur des Ponts et Chaussées) pour "rechercher les causes des crues récentes, les moyens propres à en atténuer les effets et les mesures à prendre pour assurer en cas d’inondation, le fonctionnement normal des Services Publics", dont le rapport devait être adressé au Président du Conseil. La commission commence par organiser l’élaboration de plusieurs documents techniques :

• des plans topographiques de Paris et des environs, délimitant les zones inondées (dans la suite des cartes réalisées de 1848 à 1952 sur la vallée de la Loire de Vorey, en Haute-Loire, à Nantes, après la crue de 1846 - en y reportant les contours de celles de 1856 et 1866 -, et de celles sur les secteurs inondés par la Garonne en 1875)¸
• des évaluations spécifiques sur :
  • les quais de Paris ;
  • les interactions entre la crue, les égouts de Paris et les inondations ;
  • la gestion des déchets ;
  • les ponts ;
  • les chemins de fer ;
  • les moyens de télécommunication ;
  • l’alimentation en électricité, gaz, air comprimé, … ;
  • les questions spécifiques aux communes de banlieue ;
  • les interactions avec la gestion des forêts et des prairies ;
  • les aménagements susceptibles de réduire l’intensité des crues ;
  • etc.
• enfin, ce qui nous intéresse le plus ici, une monographie de la crue de janvier à mars 1910.

Ces documents sont soumis à débats au sein de la Commission, avant d’émettre des avis unifiés rassemblés dans le Rapport général de M. Alfred Picard (Picard, 2010) remis le 30 juin 1910 (figure 4).

Figure 4 : Carte de synthèse des méthodes d'annonce référencées sur le bassin de la Seine ; carte extraite du Manuel hydrologique du bassin de la Seine (et ses ajouts) et du rapport Picard d'octobre 1911 sur les travaux à envisager par suite de la crue de 1910 ; Source : SPC Seine moyenne, Yonne-Loing, DRIEAT Île-de-France.

La Monographie de la crue de janvier-février-mars 2010 (Nouailhac-Pioch et Mallet, 1910), établie avec le concours des agents du Service hydrométrique de la Seine et des membres de la Commission de l’Annonce des crues créée au sein du Conseil général des ponts et Chaussées après la crue de 1875, a été soumise à la Commission dès le mois de mars. Elle présente :

• les données météorologiques et hydrométriques observées, les prévisions émises et leur comparaison avec ce qui a été constaté ensuite, ainsi que le contexte de ce qu’on savait sur les crues antérieures ;
• une analyse des principales causes de l’amplitude exceptionnelle de cette crue, qui "vérifient cruellement" ce qui avait été envisagé par E. Belgrand et ses successeurs ;
• l’organisation du service hydrométrique et d’annonce des crues et les conditions dans lesquelles il a fonctionné pendant la crue ; de façon très argumentée, il est montré qu’il est "resté à la hauteur de sa tâche durant cette épreuve exceptionnelle", et qu’il n’y a pas lieu de "compromettre la solidité de l’édifice conçu en 1854 et amélioré en 1885, si désirables que puissent être aujourd’hui certains aménagements plus modernes" ;
• les améliorations souhaitables : en 9 pages, douze propositions hiérarchisées sont formulées pour améliorer l'efficacité des services d'annonce des crues, en particulier :
  • mieux intégrer les prévisions météorologiques pour la prévision des crues sur les bassins versants amont, ce qui nécessite :
    • de développer la télégraphie sans fil, de façon à disposer en temps quasi-réel des informations que pourraient fournir les bateaux sur l’Atlantique, et,
    • d'installer le service d’annonce des crues central pour le bassin de la Seine dans les locaux déjà occupés par le bureau central de la météorologie, rue de Grenelle, lesquels sont équipés d'un service de télétransmission moderne et priorisé ;
  • d’améliorer la précision des données recueillies par les observateurs et compléter leur caractère ponctuel dans le temps par des données enregistrées ;
  • de raccourcir les délais de transmission par diverses mesures (notamment en généralisant l’utilisation du téléphone et en expérimentant une transmission automatique à distance des données enregistrées en continu) ;
  • d’améliorer l’accès aux échelles de crue ;
  • de multiplier les jaugeages au niveau des échelles d’observation des niveaux d’eau ainsi que les calibrages au droit des sections correspondantes ;
  • de généraliser à toutes les communes concernées la cartographie des contours des inondations les plus hautes connues (cartographie en principe rendue obligatoire par la loi du 28 mai 1858), de façon à mieux concrétiser sur le terrain les annonces de niveau faites sur les échelles ; il s'agit également de freiner l’occupation et les endiguements des champs d’expansion des crues.

Très vite après, l’arrêté ministériel du 8 juillet 1910 réorganise les services gérant les questions d’inondations en les chargeant de deux missions :

• études et travaux nécessaires pour prévenir et atténuer les conséquences des inondations ;
• hydrométrie et annonce des crues.

Cette réorganisation fait apparaître 3 niveaux territoriaux :

• au niveau national, un service central et une commission sont créés dans chacun des deux domaines ;
• au niveau intermédiaire, 4 services centraux des inondations sont mis en place sur des territoires qui recouvrent de manière plus complète qu’auparavant les grands bassins versants : bassins de la Seine, du Nord et de l’Est, bassin de la Loire et ses bassins secondaires, bassin du Rhône et ses bassins secondaires, bassin de la Garonne et ses bassins secondaires ;
• au niveau local, 30 services hydrométriques et d’annonce des crues "départementaux" sont définis ; ils sont rattachés sur le plan hiérarchique à un service départemental des ponts et Chaussées ou à un service de la navigation, qui couvrent souvent des territoires s'étendant sur plusieurs départements.

La fonction du niveau intermédiaire en matière de pilotage fonctionnel des services du niveau local ne s’est exercée que très inégalement. Sans doute par manque de moyens humains, du fait de la guerre, et pour éviter des rivalités de hiérarchie, mais aussi sous la poussée des perspectives de développement de l’hydroélectricité, ces quatre services ont finalement été fusionnés, par circulaire du 16 janvier 1917, en un seul au niveau national, le Service central des forces hydrauliques et des inondations, comme l’auront été les deux commissions en 1922, en intégrant aussi l’hydroélectricité.

Ces propositions techniques et organisationnelles apparaissent, avec le recul historique, d’une remarquable modernité, sur les plans technique et organisationnel.

De 1914 à 1984, une stagnation des services rendus, mais un net progrès des connaissances et une maturation des outils

Le beau programme de 1910 ne va guère se concrétiser sur le plan pratique. La guerre de 1914-1918 constitue le premier point d'arrêt. Par exemple, beaucoup de registres d’observateurs s’arrêtent subitement début août 1914, et leur reprise sera assez chaotique. Après la première guerre mondiale, des regroupements de services sont effectués, comme indiqué plus haut. Cela s’est sans doute souvent traduit par de fortes pertes de compétences et de motivation, malgré la survenue de crues dévastatrices : de la Seine en 1924, du Tarn en 1930 (30 morts), dans le Roussillon en octobre 1940, lors du grand Aigat (57 morts, dont 23 à Amélie-les-Bains), dans la vallée amont du Tech, etc.

Le niveau central s'étiole progressivement, préservant à peine un rôle de centralisation des informations sur les évènements les plus graves, et délaissant la coordination technique. Le nombre des services locaux a augmenté (37 en 1977, jusqu’à 52 en 1992) et leurs forces respectives ont baissé ; leur compétence s’est émiettée et leurs méthodes ont évolué de manière inégale avec le plus souvent des stagnations sinon des reculs dans les services rendus.

Peu d'éléments nouveaux apparaissent avant l’arrêté ministériel du 18 janvier 1962, qui fusionne le service central d’hydrométrie et d’annonce des crues, créé en 1910, avec le Service central des forces hydrauliques et des inondations, datant de 1917, en un Service central hydrologique, mais dont la taille reste modeste. Le niveau intermédiaire réapparaît le 16 décembre 1964, sous la forme de 10 services hydrologiques centralisateurs (SHC) couvrant les bassins de la Seine, de l’Escaut et de la Sambre, de la Meuse, de la Moselle, du Rhône, de la Garonne, de l’Adour, de la Dordogne, de la Charente et de la Loire. Ces services ont des moyens limités et en tout cas très inégaux. Ils bénéficient cependant de l'apport de compétences nouvelles, en particulier d’hydrologues qui avaient exercé en Afrique du Nord ou provenant de pays de l’Europe de l’Est. Par arrêté ministériel du 24 août 1977, les territoires des SHC sont rapportés à ceux des 6 grands bassins mis en place par la loi sur l’eau de 1964. En 1992, les SHC sont intégrés, comme les Délégations de bassin, aux Directions régionales de l’environnement (DIREN) coordinatrices de bassin, puis en 2009 dans les Directions régionales de l’environnement, de l’aménagement et du logement (DREAL) coordinatrices de bassin. Dans le même temps, des règlements particuliers sont institués pour organiser l’activité des services locaux d’annonce des crues, domaine qui, à compter du décret du 11 juillet 1979, relève du Ministère chargé de l’environnement.

En parallèle, il y a des avancées scientifiques et techniques, s'appuyant sur les progrès réalisés en hydrologie et en hydraulique, notamment en France :

• Dans le domaine de la géographie, de la transformation pluie-débit, de l’hydrologie statistique ou des relations avec la météorologie, on peut citer notamment :

• Maurice Pardé qui, entre les années 1920 et 1960, recense et analyse de façon précise toutes les crues importantes en France (Pardé, 1963) et dans le monde (Pardé, 1961) et constitue ainsi une matière première précieuse encore plus d’un demi-siècle plus tard pour aider les hydrologues à comprendre et mieux prévoir de tels évènements ;
• Marcel Roche (Roche, 1963), ainsi que Daniel Duband, puis Charles Obled (Obled et Duband, 2014), qui contribuent au développement de l’hydrologie statistique et travaillent au rapprochement de l’hydrologie et de la météorologie, avec, entre autres résultats, le développement des méthodes du GRADEX et du SCHADEX, de la méthode des Analogues, de la Différence Première de la Fonction de Transfert (DPFT) pour la prévision des crues sur des petits bassins versants de montagne, etc. ;
• Claude Fabret qui développe l'un des premiers modèles de transformation pluie-débit pouvant être recalé en fonction des observations en temps réel et qui installe au début des années 1970 avec Jean-Pierre Dupouyet (Dupouyet, 1983) le premier radar hydrométéorologique utilisé pour la prévision des crues, sur le bassin de la Dordogne ; ensuite Claude Fabret, alors qu’il était Directeur départemental de l’Équipement de Haute-Loire, a, par son action personnelle, contribué à sauver de nombreuses vies humaines lors de la crue de la Loire des 20 et 21 septembre 1980 (au moins 8 morts, tout de même) ;
• Jean-Marie Masson et Guy Bediot (Masson et Bediot, 1981), pour l’hydrologie statistique, ainsi que Michel Desbordes (Desbordes, 1974) (Desbordes et al, 1986) ;

• Dans le domaine de la propagation des ondes de crues (Baptista, 1990), Barre de Saint-Venant a proposé dès 1871 un système d'équations décrivant le phénomène et permettant de le simuler. Son système d'équations constitue, depuis, la base théorique du domaine. Il a ensuite été complété en particulier par les travaux de Graef en 1875 et de Kleitz en 1877. La première méthode permettant l'intégration graphique des équations de Barré de Saint-Venant, fondée sur les courbes caractéristiques, est due à Massau en 1889. Cependant au début du XX^ème siècle, malgré des développements mathématiques importants, les études sur la propagation des crues ont encore un caractère essentiellement empirique et pratique et visent des objectifs immédiats. Dans les années 1930 on voit apparaître des modèles conceptuels de propagation d'ondes de crue fondés sur des considérations de stockage dans les cours d'eau (en particulier le modèle Muskingum proposé par McCarthy en 1938). En 1934, M. Bachet, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, et son équipe du Service d’annonce des crues de la Loire de Gien à Montjean, proposent, pour pallier les difficultés de maîtrise par les prévisionnistes de l’époque des méthodes élaborées par son lointain prédécesseur Henri Sainjon, une méthode graphique ingénieuse, connue sous le nom des "Réglettes de Bachet" (Bachet, 1940), (Bachet, et Beau 1940), (Bachet, 1948), (Robert, 1969), (Javelle et Lacaze, 2009), (Roche et al., 2012), dont l'usage va se généraliser en France pour la prévision des crues, sous l’impulsion du Service central (national) hydrologique. En 1951, Hayami propose une simplification du système complet de Saint-Venant permettant sa résolution directe. Il l’applique avec succès à la rivière Yedo, suscitant divers modèles dérivés. Le développement des connaissances (notamment, en France, par Bocquillon, Cunge, Preismann, Thirriot, etc.), associé au progrès et à la généralisation des ordinateurs, permet dès les années 1980 de construire des modèles performants de propagation des crues.

Figure 5 : Exemple de réglette de Bachet dans le bassin de la Garonne : la prévision à la station de LAMAGISTERE se fait à partir de deux stations : VERDUN et SAINT-SULPICE ; Source : Ntonga, 1984.

Depuis 1984, un mouvement de modernisation, de structuration, de renforcement et d’élargissement des services rendus

Une évolution réglementaire dictée par des crues meurtrières

Au début des années 1980, une série de crues catastrophiques touche la France, notamment :

• la crue meurtrière (12 morts, dont 2 enfants, à Brives-Charensac) de la Loire amont, dans la nuit du 20 au 21 septembre 1980, a été le facteur déclenchant de la mise en place, à partir de 1986, de la première configuration du réseau CRISTAL de télémesure et de suivi des crues et des étiages du bassin de la Loire (Gasowski, 1990) ;
• en janvier 1981, des crues de la Seine, puis du Doubs et de la Saône ;
• en décembre 1982, des crues de la Marne, à nouveau du Doubs et de la Saône, de la Meurthe, de la Moselle, de la Meuse, de la Charente à Saintes et du Clain à Poitiers ;
• en 1983, en avril à nouveau une crue de la Marne, puis en deuxième quinzaine de mai, une crue du Doubs et encore de la Saône (au total 840 millions de francs, soit plus de 200 millions d’euros, de dégâts) ; crue simultanée de la Meurthe et de la Moselle ; crue de la Nivelle au Pays basque côté français le 26 août, alors qu’à Bilbao, côté espagnol, les inondations du Nervion tuent 26 personnes.

Des évolutions des dispositifs d'annonce de crue, d'alerte et de secours s’avèrent nécessaires dans l’ensemble du pays.

Pour préciser et compléter les missions et l’organisation de l’annonce des crues, 2 arrêtés ministériels sont publiés le 27 février 1984 :

• l’un définit les missions des Services d’annonce des crues (SAC) et celles des préfets de département, des maires et de divers services ; il précise la chaîne d’information et d’alerte. Le principe consiste à cibler l’information à délivrer par les SAC sur un nombre limité de tronçons de cours d’eau à l’aval de stations où l’annonce est possible. Le SAC transmet des informations au préfet, lequel décide d’alerter les maires des localités concernées. C'est ensuite à chaque maire d'alerter la population de sa commune et de prendre les mesures de protection immédiates. Il est également prévu que certaines collectivités mettent en place leur propre service d’annonce de crue.
• L’autre définit la nouvelle organisation des SAC, en homogénéisant les processus de production et de transmission des avis. Il distingue :

• la mise en état de vigilance du service d'annonces des crues proprement dit, pour qu’il soit prêt à tout moment à alerter le préfet sur le risque et le déroulement d'une crue dommageable ;
• la mise en pré-alerte des services chargés de la transmission des avis de crues au préfet de département ;
• la mise en alerte nécessitant une information directe de ce préfet.

Il est demandé que des règlements départementaux fixent, sur chaque station, les seuils à partir desquels des annonces sont diffusées, compte-tenu des cotes observées, ou prévues (lorsque le SAC dispose de modèles de simulation, ce qui est encore assez rare). L'arrêté définit également la mission des services de la météorologie nationale, y compris pour la mise à dispositions d’images provenant de radars météorologiques.

Le 11 février 1997, un nouvel arrêté ministériel d’ajustement de l’organisation de l’annonce des crues rend obligatoire une convention entre le SAC et les préfets ainsi qu'avec les services bénéficiaires de ses avis. Il amorce également une professionnalisation des agents chargés de cette annonce, alors que ceux-ci ne l’assuraient souvent, jusque-là, qu’à temps très partiel.

Des développements scientifiques et techniques importants

Des développements scientifiques et techniques importants pour la suite se poursuivent, par exemple sur :

• l’évaluation des intensités et de la localisation des précipitations pluvieuses avec des images radar-météorologiques (Gilet et Ciccione, 1983), (Andrieu et al., 1985), avec une meilleure maîtrise des images radar-météorologiques permettant de concevoir un réseau de radars en priorité pour les risques d’inondation par ruissellement urbain ou par crue soudaine, ce qui débouchera, à partir de la fin des années 1990, sur une couverture assez systématique du territoire national par le réseau ARAMIS de Météo-France, avec un cofinancement de l’État sur les investissements,
• la consolidation des méthodes de prévision :
  • avec des procédures multi-modèles (Roche et Tamin, 1986),
  • en formalisant des méthodes plus modernes de prévision (Roche et al., 1987) ;
• l’accélération des recherches en modélisation hydrologique en temps réel menées par des équipes du CEMAGREF, devenu depuis l’IRSTEA puis l’INRAE, en particulier celles d’Anthony, pour la prévision des crues classiques, et d’Aix-en-Provence pour celle des crues soudaines ;
• le développement et la structuration de plusieurs plates-formes de modélisation hydrologique et hydraulique pour simuler les crues de cours d’eau (et dans les réseaux d’assainissement), en France sur la Loire (Moulin et Thépot, 1999), le Gard, et d’autres (Erlich et al., 2000), ainsi qu’à l’étranger ;
• des évolutions techniques et méthodologiques dans des unités d’hydrométrie, des SAC et des DIREN de bassin, en particulier :
  • en hydrométrie :
    • l’évolution des capteurs, des enregistrements et des télétransmissions, avec l’intégration progressive de la micro-informatique,
    • la mise en place d'une méthodologie mieux structurée, avec des ateliers d’échange d’expérience et des formations puis la publication en 1998, sous la direction de Nicolas Forray, d’une première Charte de l’hydrométrie, charte qui sera actualisée en janvier 2017, sous la direction de Rachel Puechberty et de Stéphanie Pitsch (Poligot-Pitsch et al., 2017),
    • la convergences entre bases de données, pour faire aboutir le projet de Banque HYDRO, devenue HydroPortail (Leleu et al., 2014) ;
  • la conception de systèmes desservant chacun plusieurs SAC, qui intègrent des réseaux de télétransmission multi-supports, des traitements des mesures, et même la mise en œuvre de modèles de prévision, comme celui du Service hydrologique centralisateur de la Garonne, mis en place de 1980 à 1991 (avec Jean-Pierre Dupouyet et Jean-Jacques Vidal), ou le réseau CRISTAL sur le bassin de la Loire, au milieu des années 1980 avec un renouvellement important à la fin des années 1990 (Moulin et al., 1999) ;
  • l’installation, à partir de la fin des années 1990, de serveurs diffusant à des publics progressivement élargis des données télétransmises et les éléments d’analyse des crues en formation, comme :
    • pour le bassin de la Loire : le serveur du réseau CRISTAL,
    • pour le bassin du Rhône : Hydroréel (http://www.rdbrmc.com/hydroreel2/index.php ), l’expérience de ces serveurs sera utile pour la conception à partir de 2003 du serveur Internet Vigicrues pour toute la France métropolitaine ;
  • une exploration des services au citoyen prolongeant la prévision des crues en préfigurant celle des inondations, développée à la fin des années 1990 dans le projet OSIRIS (Erlich et al., 2000) impliquant plusieurs pays européens dont la France (sur la Loire) qui ne se sont pas toutes traduites opérationnellement que 15 ans après.

Ce mouvement de modernisation, de renforcement et d’élargissement de l’annonce des crues prépare la profonde mutation des années suivantes.

Au début Du XXIème siècle, une nouvelle restructuration

De 1999 à 2002, une nouvelle série de crues, encore plus catastrophiques que celles des années 1980, touche la France, notamment :

• les crues de l’Aude et des rivières voisines les 12 et 13 novembre 1999 (36 morts et plus de 600 millions d’euros de dégâts) ;
• la crue de la Somme de mars à mai 2001 (évacuation d’un millier de personnes, plus de 150 millions d’euros de dégâts) ;
• les crues dans le Gard et les départements limitrophes du 8 au 10 septembre 2002 (23 morts et 1,2 milliards d’euros de dégâts).

Figure 6 : Crue du Vidourle à Sommières (département duGard) les 8 et 9 septembre 2002 ; source : Quotidien Le Midi Libre, dans l’article de Kathy Hanin publié le 08/09/2022

Dans le même temps de nombreux autres pays européens sont touchés, particulièrement en Europe centrale et orientale, ce qui renforce la nécessité de faire évoluer le dispositif.

La circulaire ministérielle du 1er octobre 2002 puis la loi sur les risques technologiques et naturels du 30 juillet 2003 (qui crée ou modifie les articles L. 564-1 à L. 564-7 du Code de l’environnement) avec ses décrets et arrêtés d’application, restructurent profondément le réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie :

• en organisant la création :
  • d’un centre national dédié à la prévision des crues, le Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des crues (SCHAPI) qui sera mis en place à Toulouse, à proximité des services centraux de Météo-France, par arrêté ministériel du 2 juin 2003 ; sa fonction de pilotage national sera étendue à l’hydrométrie par circulaire du 13 avril 2006 ; le SCHAPI est rattaché à l’administration centrale (direction de l’eau puis direction générale de la prévention des risques / service des risques naturels et hydrauliques) ;
  • de 22 Services de Prévision des Crues (SPC), qui se mettent en place de 2004 à 2007 en regroupant et remplaçant les 52 Services d’Annonces des Crues existant auparavant ; l'objectif est de faire évoluer le service rendu vers une meilleure anticipation des crues et une amélioration de l'information ; il s'agit également d’assurer la continuité de mobilisation nécessaire, avec une responsabilité élargie du service à l'échelle de tout un bassin versant ;
• en établissant :
  • que l'État assurera l’organisation de la surveillance, de la prévision et de la transmission de l’information sur les crues ;
  • un Schéma directeur de prévision des crues (SDPC) sera arrêté au niveau de chaque grand bassin, en vue d’assurer la cohérence des dispositifs mis en place par l’État et éventuellement les collectivités locales, en fixant en particulier les principes selon lesquels s’effectuera la prévision et les objectifs à atteindre par étapes, de façon différenciée suivant les tronçons de cours d’eau ;
  • l’organisation du dispositif fera l’objet d’un Règlement relatif à la surveillance, à la prévision et à la transmission de l’information sur les crues (RIC), pour chaque territoire de SPC, pris par arrêté du préfet du siège du SPC ;
  • l’organisation du dispositif fera l’objet d’un Règlement relatif à la surveillance, à la prévision et à la transmission de l’information sur les crues (RIC), pour chaque territoire de SPC, pris par arrêté du préfet du siège du SPC ;
  • les 22 SPC seront rattachés, soit à des DIREN coordinatrices de bassin, soit à d’autres DIREN, soit à des directions départementales de l’Equipement, soit à des services de la navigation et, en ce qui concerne celui des bassins méditerranéens Est, à la Direction interrégionale sud-est de Météo-France ;
• ces SPC, notamment les plus inexpérimentés, bénéficieront d’un soutien particulier du SCHAPI, cœur du réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie ;
• grâce à de nouveaux outils et de nouvelles compétences, ils devront tous délivrer leurs informations sur les crues avec une avance significative sur le système précédent et les circuits d’information seront améliorés.
• Une carte de vigilance sur les crues sera élaborée et publiée à partir de juillet 2006 sur le site Vigicrues.
• en mettant en place une gouvernance du réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie, associant
  • au sein d’un Comité de Pilotage des représentants des principaux utilisateurs des services fournis (administrations centrales de l’Etat, services d’alerte et de secours, collectivités locales, …),
  • au sein d’un Comité Scientifique et Technique, des représentants des principaux partenaires pour la production de ces services (Météo-France, autres producteurs de données, laboratoires de recherche, bureaux d’études, etc.) que Jean-Michel Tanguy, le premier directeur du SCHAPI a su fédérer très rapidement par l’élaboration commune d’un Traité d’hydraulique environnementale en 8 volumes (Tanguy et al., 2010).

Bibliographie :

• Coulomb, R. (2011) : Eugène Belgrand (1810-1878) ; Bulletin de la Sabix (En ligne), 48 ; URL : http://journals.openedition.org/sabix/992 ; DOI : https://doi.org/10.4000/sabix.992