Étude des systèmes de protection contre les submersions marines, méthodologie et études de cas issues du retour d'expérience Xynthia : guide : ouvrage de référence à vocation méthodologique

La tempête Xynthia, qui a frappé les côtes françaises le 28 février 2010 a provoqué la submersion de vastes territoires, malgré la présence d’ouvrages de défense. Cette catastrophe a mis en évidence la nécessité de mieux étudier le comportement des systèmes de protection contre les submersions marines, en choisissant une échelle géographique adaptée et en intégrant la cinématique des événements. Le travail de recherche engagé sur le fonctionnement et les défaillances de ces systèmes a conduit à des avancées significatives sur le plan de la connaissance des mécanismes en jeu et des stratégies et des méthodes dédiées à leur analyse et leur représentation. La méthodologie développée, éprouvée sur quatre sites submergés lors de Xynthia (Loix, Les Boucholeurs et Boyardville en Charente-Maritime, Batz-sur-mer en Loire-Atlantique), a vocation à guider le diagnostic des sites sujets à submersion marine, depuis le lancement des premières investigations jusqu’à la restitution formelle des analyses.

Préface | Résumé | Abstract | Présentation générale | Contexte | Objectif | Lectorat ciblé | Domaines de compétences mobilisés | Sélection de quatre sites pour les études de cas | Protocole d’élaboration de la méthodologie | Organisation du document I – Méthodologie  1 Cadre conceptuel  1.1 Concepts pour l’analyse géographique  1.1.1 Système de protection  1.1.2 Casier hydraulique  1.1.3 Modèle « source-transfert-cible »  1.2 Phénomène naturel, événement, aléa, enjeux et vulnérabilité  1.2.1 Phénomène naturel initiateur  1.2.2 Événement et scénario d’événements  1.2.3 Aléa  1.2.4 Enjeux  1.2.5 Vulnérabilité  1.3 Risque : caractérisation, évolution, acceptabilité et perception  1.3.1 Caractérisation du risque dans le cadre d’une analyse  1.3.2 Évolution du risque  1.3.3 Acceptabilité et perception du risque  1.4 Politiques et mesures de prévention du risque  1.4.1 Politiques de prévention du risque  1.4.2 Mesures de prévention du risque et leurs effets  1.4.3 Stratégie de gestion du risque  1.4.4 Organisation, rôles et responsabilités  2 Systèmes de protection – présentation à l’échelle globale  2.1 Analyse des phénomènes naturels à l’origine des submersions  2.2 Fonction de protection et objectifs de performance d’un système  2.2.1 Détermination des phénomènes naturels de référence  2.2.2 Caractérisation de la performance d’un système vis-à-vis des phénomènes naturels  2.3 Fonctionnement, dysfonctionnement, maintenance et gestion  2.3.1 Modes de fonctionnement d’un système de protection  2.3.2 Dysfonctionnements d’un système de protection  2.3.3 Maintenance et gestion  2.4 Fonctions de défense contre les entrées d’eau  2.4.1 Phénomènes hydrauliques affectant la ligne de défense  2.4.2 Fonctionnement d’ensemble de la ligne de défense  2.4.3 Défaillances couramment observées  2.5 Fonctions de gestion de l’eau  2.5.1 Phénomènes hydrauliques déterminants  2.5.2 Fonctionnement d’ensemble  2.5.3 Défaillances couramment observées  3 Systèmes de protection – présentation à l’échelle des structures  3.1 Structures de défense  3.1.1 Formations naturelles ou partiellement anthropisées  3.1.2 Digues  3.1.3 Perrés  3.1.4 Murs et ouvrages de soutènement  3.1.5 Épis  3.1.6 Brise-lames  3.2 Dispositifs de gestion de l’eau  3.2.1 Drains  3.2.2 Canaux et fossés  3.2.3 Canalisations à section fermée  3.2.4 Aires de stockage ou d’expansion  3.2.5 Clapets, vannes et écluses  3.2.6 Dispositifs de pompage  3.3 Effets de l’évolution des composants sur le système  3.3.1 Évolution des dispositifs de défense et effets sur le système  3.3.2 Évolution des dispositifs intérieurs et effets sur le système  4 Stratégies d’étude et méthodes d’analyse  4.1 Contexte opérationnel de l’étude des systèmes  4.2 Stratégie et organisation de la conduite d’étude  4.3 Méthodes d’analyse  4.3.1 Arbre des défaillances  4.3.2 Arbre des événements  4.3.3 Logigramme de type « nœud papillon »  4.4 Prolongements possibles des analyses  5 Investigation et modélisation  5.1 Observation de l’événement météorologique  5.2 Observation des phénomènes en mer  5.2.1 Observation des niveaux marins  5.2.2 Observation des états de mer et des courants  5.3 Observation du comportement du système  5.3.1 Images satellitaires  5.3.2 Photographies aériennes  5.3.3 Les modèles numériques de terrain  5.3.4 Investigations spécifiques aux ouvrages et autres structures  5.3.5 Exploitation des laisses de mer  5.4 Techniques de modélisation hydraulique  5.4.1 Analyse et modélisation de l’inondation  5.4.2 Modélisation du comportement des structures  5.5 Incertitudes et précautions d’usage  5.5.1 Incertitudes sur les observations  5.5.2 Incertitudes liées à la modélisation ANNEXE A Recommandations pour la rédaction des analyses de siteIntroduction1.Cadrage de l’analyse 1.1.Description générale du site 1.2.Analyse des enjeux 1.2.1.Recensement des enjeux 1.2.2.Identification des enjeux centraux de l’analyse 1.3.Aléa(s) de référence et objectifs de protection 1.4.Données disponibles pour l’analyse 1.5.Stratégie d’analyse 2.Définition du (ou des) système(s) de protection 2.1.Délimitation du (ou des) système(s) de protection 2.1.1.Topographie de la zone d’étude 2.1.2.Positionnement des dispositifs de protection 2.1.3.Conclusion sur le(s) système(s) à étudier 2.2.Schématisation du système de protection 2.2.1.Représentation des contours du système et des zones d’enjeux 2.2.2.Représentation des casiers hydrauliques et des dispositifs intérieurs 2.2.3.Schéma de synthèse 2.3.Logigramme du système de protection 3.Fonctionnement global du système au cours de l’événement 3.1.Conditions hydrauliques extérieures 3.2.Comportement du système au cours de l’événement 3.3.Étude hydraulique globale 3.4.Analyse optionnelle sur les effets des vagues 4.Description des événements (approche détaillée) 4.1.Description du fonctionnement des casiers 1 à m 4.1.1.Casier 1 4.1.2.Casier i 4.1.3.Casier m 4.2.Description du fonctionnement des structures types et des structures particulières (défense et gestion des eaux) 4.2.1.Structure type ayant une fonction de défense 4.2.2.Structure type ayant une fonction de gestion des eaux 4.2.3.Structure type j 4.2.4.Structure particulière p 5.Synthèse et conclusion 5.1.Synthèse 5.2.Conclusion ANNEXE B : Recommandations sur la production cartographique ANNEXE C : Références bibliographiques II – Études de cas Sites étudiés Note introductive aux études de cas