Ce cours d’hydrologie que l’on ne fera plus de la même façon dans 15 ans – 1ère partie : vision pessimiste

Passionnant ce Mooc d’hydrologie (massive open online course ou formation ouverte à tous) ! 
Il donne le sentiment à tout un chacun de pouvoir devenir hydraulicien spécialiste en quelques heures, à condition d’y mettre un peu de volonté et de concentration.

Sans doute rappellera-t-il à ceux qui sont véritablement ingénieurs VRD de vieux souvenirs de leurs études passées et leur offrira-t-il matière à quelque nostalgie passagère.  

Passionnant mais avouons-le : on y reste sur sa faim.

C’est l’inconvénient des MOOC. Leur avantage, on l’a souvent dit, c’est qu’ils apportent la connaissance au plus grand nombre. Ici, de quoi comprendre un peu mieux la gestion des eaux pluviales. Comment l’on raisonne quand il s’agit de concevoir une canalisation pour un assainissement collectif. D’en optimiser le dimensionnement pour éviter tout débordement.

En contrepartie, l’inconvénient, c’est qu’ils permettent au plus grand nombre en question de poser des questions naïves mais parfois pleines de bon sens. Des questions qui ébranlent bien des certitudes en matière hydrographique, ou en matière d’évacuation des eaux usées et des eaux de pluie.

Ce Mooc consacré à l’écoulement des eaux pluviales ne fait pas exception.

Un Mooc sur l’écoulement des eaux vu par des non-spécialistes

Il interroge le non-spécialiste. Enfin, quand on écrit “non-spécialiste”, on pense surtout à un néophyte un peu éclairé quand même. Quelqu’un qui s’intéresse de près au sujet de l’écoulement des eaux. Un passionné d’hydrologie par nécessité. Pas forcément un spécialiste du ministère de l’Environnement, non.

Par exemple le futur maître d’ouvrage sensible à la question des inondations et des ruissellements. Celui que la complexité de la réglementation et la dernière conversation qu’il a eue avec un ami assureur à propos des catastrophes naturelles qui augmentent le font réfléchir et l’obligent à regarder les choses autrement.

Celui qui prend par exemple les traits du directeur général des services d’une commune située sur un TRI (Territoires à Risque Important) d’inondation et qui se doit de préparer une stratégie spécifique.

Celui qui peut aussi prendre les traits d’un aménageur privé, responsable d’un futur centre commercial et qui devra bientôt discuter avec le directeur général des services de toute à l’heure.

Ou celui qui prend encore les traits du responsable d’une association de protection de la nature qui aura à coeur d’étudier de près tous les aménagements publics et privés de son voisinage afin d’en contester les calculs et les évaluations de risques lors d’une enquête d’utilité publique.

Dans la tête de trois sceptiques

Mettez-vous trente secondes dans la tête d’un de ces trois personnages.Chacun des trois est fondé à questionner les équations savantes qui apparaissent à tous les paragraphes de ce cours. 

Et à leur poser une question-clé : 
“Mais comment ces équations prennent-elles en compte la nature et ses caprices ?

A l’heure où les changements climatiques se font d’abord ressentir par une augmentation de l’humidité dans l’air et par un accroissement du nombre de phénomènes extrêmes (sécheresses, inondations, tempêtes), la question est d’importance. Les coefficients et équations sur lesquels se fonde toute modélisation en matière de récupération des eaux de pluie, d’infiltration vers les eaux souterraines, d’évaporation, de risque de pollution et de besoins d’ouvrages hydrauliques nouveaux, sont-ils encore valables ?

Ne vont-ils pas être rendus faux par la dégradation de l’écosystème environnant et par le surcroît d’urbanisation ? L’imperméabilisation accrue des sols alentour ne va-t-elle pas jouer encore plus ?

Et selon ses objectifs immédiats, son tempérament, notre personnage posera ce type de question avec une façon de voir pessimiste ou une vision optimiste des choses.  Commençons par la première.

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Dans la tête du pessimiste

“Les équations d’hydrologie classiques et toutes les grandes lois du ruissellement (Caquot, Muskingum, Barré de Saint-Venant) sont toutes calées sur des coefficients, mais ces coefficients seront-ils encore valables dans 15 ans ? ” demandera le pessimiste. Sujet hydrologique intéressant.

Ainsi les coefficients de Montana.  Introduits en France par l’instruction technique de 1977 qui fait référence en matière de ruissellement des eaux de pluie.

L’instruction fixait des coefficients de régression pour l’intensité maximale de la pluie. Le problème étant de trouver des informations sur … ces intensités maximales de la pluie.

Les grands coefficients, découpant grosso modo la France en 3, se révélant un peu sommaires pour tenir compte des contextes locaux, on a donc affiné et Météo-France donne les coefficients de Montana pour des zones plus précises. Ils permettent d’analyser ce qui se passe en cas de fortes pluies à caractère exceptionnels, en prenant en compte des “périodes de retour” (fréquence statistique du caractère exceptionnel) jusqu’à 100 ans.

Des pluies toujours plus intenses

Rappelons qu’une inondation de type centennal n’est pas une inondation qui se produit tous les 100 ans, mais une inondation dont la fréquence moyenne d’occurrence est de 100 ans : elle peut donc ne pas se produire pendant 200 ans, et survenir ensuite deux fois de suite pendant deux ans.

La moyenne sera ainsi respectée. Que se passera-t-il si l’on dimensionne les canalisations en fonction de risques de type “centennal” et qu’il se passe justement ceci deux années de suite ?

Rappelons également l’un des phénomènes principaux du réchauffement climatique. La relation de Clausius-Clapeyron indique que la quantité maximale d’eau sous forme de vapeur augmente avec la température.

Cette relation Clausius-Clapeyron étudie le phénomène en moyenne, sur la durée, mais aussi lors des événements exceptionnels (fortes pluies). Au final, si l’augmentation moyenne des précipitations provoquée par 1°C de réchauffement climatique global est de +2%, lors de fortes pluies, on monte à +7%.

Or, on nous dit que l’objectif de tenir un réchauffement de +2°C est déjà quasiment hors d’atteinte !


Une étude menée en 2015 en Suisse a montré que le réchauffement a déjà affecté 18% des événements de précipitations intenses. Une autre étude menée en France confirme que l’augmentation de l’intensité des précipitations extrêmes devrait suivre la relation Clausius-Clapeyron.

Des pluies toujours plus intenses lors des phénomènes extrêmes ? Comment peut-on dès lors continuer à se servir, en toute confiance, selon les instructions de 1977, de la formule de Montana qui n’est utilisable que pour des durées inférieures à 2 heures ?  Et qui n’est pas extrapolable au-delà, sauf à commettre une erreur scientifique.

Nos bonnes vieilles formules ne sous-estiment-elles pas les risques des dix années qui viennent ? Les générations futures ne se retourneront-elles pas contre l’usage que nous faisons actuellement de nos équations ?

Angoissantes questions ? 

Et si l’on se demandait également ce que serait la vision de l’optimiste…