Inondations : la France se dote d'un simulateur de crues unique en Europe
Le simulateur de crues de l'IRSTEA, à Villeurbanne, près de Lyon. Photo AFP
Les Etats-Unis ont le plus gros simulateur d'ouragans au monde, "Sustain", installé à Miami. En France, le premier risque naturel, c'est l'inondation. Débordement d'un cours d'eau, submersion par la mer : un Français sur quatre est exposé, selon les experts en hydrologie. Dans le contexte du réchauffement climatique, mieux comprendre les mécanismes des débordements des eaux et les prévenir constitue un enjeu majeur pour la sécurité des populations. Aussi, la France dispose-t-elle aujourd'hui d'un simulateur de crues unique en Europe, situé à l’Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture (IRSTEA) à Villeurbanne, près de Lyon.
Des modèles réduits pour simuler
« Il est important de comprendre comment les crues, c’est-à-dire l’élévation du débit des rivières, se transforment en inondations et se propagent », Vasken Andreassian, directeur adjoint scientifique à l’IRSTEA
Confluence de deux rivières, migration des méandres d’un fleuve, débordement en plaine, rupture de barrages… les conjonctions de phénomènes naturels qui provoquent une inondation sont tellement nombreuses et complexes, qu'"on ne sait pas les reproduire sur un ordinateur", explique Vasken Andreassian. D'où le recours aux modèles réduits.
Comment ça marche ?
Dans une salle de 300 m2 de l’IRSTEA, le simulateur de crues ressemble à un grand aquarium monté sur roulettes. D’un coût de 800.000 euros, il s'inscrit dans un projet d’études européen, « FlowRes », qui vient de débuter et doit durer trois ans. L’ensemble des données récoltées fera l’objet d’un rapport en 2018.Long de 18 mètres sur trois de large, il reproduit au centième le périmètre d’un cours d’eau avec son lit, ses berges herbagées, ses forêts, ses constructions. Cette rivière miniature se remplit en quelques secondes puis déborde. Sept chercheurs hydrologues suivent à plein temps les simulations qui peuvent durer de quelques minutes à une journée selon les besoins.
"Dans ce canal, nous étudions les crues extrêmes. Quasiment personne ne les a vues car elles arrivent une fois tous les 100 ans, voire 1.000 ou 10.000 ans » pour les plus violentes". Sébastien Proust, chercheur en hydrologie des rivières
La hauteur d’eau est mesurée notamment par des capteurs à ultrason et la vitesse par une sonde Pitot. Les variations sont étudiées en fonction de la pente (simulée jusqu’à 5%), du débit et du type d’occupation des rives: selon qu’il y a des arbres, des maisons, de la prairie… Des sédiments (sable ou gravier) peuvent être ajoutés pour étudier l’érosion torrentielle. Deux centimètres de différence de niveau d’eau dans le simulateur équivalant à deux mètres sur le terrain.
Réchauffement climatique
Certes, les scientifiques ne peuvent pas dire précisément aujourd'hui si l'impact du réchauffement climatique en cours accroîtra ou pas le nombre d'inondations et de submersions. Mais ce qu'il y a de sûr, c'est que les phénomènes météorologiques vont gagner en intensité. Alors, dans ces conditions, "on imagine qu’à la suite d’un changement de climat, les crues vont devenir de plus en plus fréquentes", souligne Vasken Andreassian. "Il y aura de plus en plus de sites stratégiques (centrales thermiques et nucléaires) et d’habitations en zone inondable", poursuit-il.
Chacun a en mémoire le drame provoqué par l'avancée brutale de l'océan, lors de la tempête Xynthia, qui a fait 29 morts à La Faute-sur-Mer (Vendée), dans la nuit du 27 au 28 février 2010 (photo AFP ci-dessus), ou encore, l'inondation due à la "tempête du siècle" Martin, en 1999, lors de laquelle on avait frôlé la catastrophe à la centrale nucléaire du Blayais, en zone inondable.
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►PLUS D'INFO
- Créé en 1981, l’IRSTEA, anciennement CEMAGREF, compte neuf centres dans l’Hexagone et emploie quelque 1.600 personnes. Son budget était de 116 millions d’euros en 2013. Depuis 2008, l’IRSTEA est associé à Météo-France dans un autre projet, RHYTMME, qui vise à installer des radars hydrométéorologiques de nouvelle génération dans les Alpes du Sud, territoire à haut risque, et à développer une plateforme internet d’avertissement en temps réel.
►EN CHIFFRES
- Selon l’IRSTEA, 20.000 km de cours d’eau en France sont actuellement jaugés alors que 120.000 km ne sont pas surveillés. Une unité de recherche de l’institut recense les inondations depuis un millénaire pour cartographier les zones les plus exposées: à ce jour, 122 sont jugées « prioritaires », couvrant 2.900 communes.
►LIRE AUSSI
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Chaleur, lumière... les humains comme les plantes en profitent pour revivre et s'épanouir, pendant que les panneaux photovoltaïques turbinent à fond. Voilà pour les apparences. Car pendant ce temps-là, les scientifiques s'interrogent. Oui, mais comment la température de l'atmosphère du Soleil peut-elle atteindre jusqu'à un million de degrés, alors que celle de la surface de l'étoile n'est que d'environ 6.000°C ? Sur Terre ou sur les autres planètes, c'est l'inverse: plus on s'éloigne du sol, plus le froid augmente.
La température du Soleil, qui atteint environ 15 millions de degrés en son cœur, décroit progressivement pour chuter à 6.000 degrés à sa "surface". Elle devrait alors logiquement continuer à décroitre dans l'atmosphère. Pourtant, elle atteint environ 10.000 degrés dans la chromosphère et plus d'un million de degrés dans la couronne. Quelle est la source d'énergie capable de fournir et de maintenir l'atmosphère de notre étoile de telles températures ? Une question de taille, qui représente l'un des grands problèmes de l'astrophysique, d'autant plus importante qu'elle est associée à
Les chercheurs ont constaté que la fine couche sous la surface du Soleil se comporte en fait comme une "casserole" de petite épaisseur contenant un plasma en ébullition, chauffée par le bas et formant des "bulles" associées à des granules. Ce potage de plasma en ébullition est alors responsable d'un phénomène dynamo qui amplifie et maintient le champ magnétique : ce dernier, en sortant vers la surface, prend une apparence poivre et sel et forme des concentrations moins nombreuses, de plus grosse taille, de durée de vie plus longue et baptisées "méso-taches" solaires, conformément à ce que les chercheurs avaient déjà pu observer.
Les scientifiques ont également découvert qu'une organisation semblable à une mangrove apparait autour des méso-taches solaires : des "racines" enchevêtrées plongent entre les granules, entourant des "troncs d'arbres magnétiques" qui s'élèvent dans la couronne du Soleil. Ce sont les multiples micro-éruptions survenant dans les racines de la mangrove porteuses d'importants courant électriques, au rythme des "bulles" issues du plasma en ébullition, qui chauffent l'atmosphère de l'étoile.
Cette dynamique éruptive engendre alors des ondes "magnétiques" le long des troncs, un peu comme un son sur une corde pincée, en se propageant le long de celle-ci. Ces ondes transportent alors l'énergie vers la couronne plus haute que chauffe leur dissipation progressive. 
Les concentrations dans l'air du pollen d'ambroisie à feuilles d'armoise, une plante très allergisant, pourraient même avoir quadruplé en Europe à l'horizon 2050, selon les chercheurs du CNRS, du CEA, de l'INERIS et du 
Après les pollens des graminées, du plantain ou encore du bouleau qui explosent au printemps et peuvent durer jusqu'en juillet, selon la météo et les régions du pays, les allergiques subissent une deuxième lame de pollens allergisants à la fin de l'été avec l'ambroisie. C'est cadeau. Le nez et les bronches de celles et ceux qui ont la malchance d'être aussi aussi allergiques le reste de l'année aux acariens et qui vivent en zone urbaine, n'ont alors plus de répit : la pollution de l'air aux particules fines provoque également des problèmes respiratoires, plus ou moins graves, chez ces personnes sensibles.
Les chercheurs ont ainsi déterminé que le facteur d'augmentation des concentrations du pollen d'ambroisie serait en moyenne de quatre, d'ici 2050. Mais aussi établi que le changement climatique était doublement responsable pour les deux tiers du phénomène. La hausse des températures, avec des automnes et des hivers plus doux, favorise l'expansion de l'ambroisie au Nord et au Nord-Est de l'Europe, renforcée à son tour par l'augmentation du CO2 dans l'atmosphère, facteur du développement de la végétation. Bref, si dans l'Antarctique la fonte des glaciers devient irréversible, dans nos campagnes et nos villes les émissions de pollen de l'ambroisie s'emballent.
La mauvaise nouvelle, c'est qu'il n'y a pas que le pollen des plantes comme l'ambroisie qui se multiplie. La saison des pollens des arbres, platanes, thuyas ou encore bouleaux, joue aussi désormais les prolongation. Le RNSA a ainsi observé une augmentation de 20% des pollens de bouleau ces vingt dernières années.