La quantité d’eau 

 

NOTE D’ENJEUX

Crues, inondations, intensification des événements ? Sécheresse, étiages, tension sur la ressource ? La Saône est la plus grande rivière de France par la taille de son bassin versant, qui concerne pas moins de 10 départements.

LES ENJEUX DU VAL DE SAÔNE

L’ÉVÉNEMENT

Crue de mars 2001, typique du Val de Saône (période de retour 20 ans)

Les crues de la Saône

Les crues de la Saône jouent un rôle majeur dans celles du Rhône, dont elle est le principal affluent.  

Elles font partie des grands phénomènes naturels qui marquent régulièrement le territoire, pouvant inonder pendant plusieurs semaines: 

  • des centaines de communes et plusieurs agglomérations 
  • jusqu’à 80 000ha de terres, principalement agricoles (à titre de comparaison, cette surface de 800km2 est supérieur à celle du Lac Léman qui fait 580km2).  

La Saône a un régime très contrasté selon les saisons. À titre d’exemple, à l’aval de son bassin en amont de Lyon : 

  • les crues d’hiver dépassent régulièrement 1 400 m3/s et peuvent atteindre 3200 m3/s (soit l’équivalant du volume d’eau d’une piscine olympique toutes les secondes) ; 
  • le débit d’été est à l’inverse extrêmement bas, de quelques dizaines de m3/s. 

Cet écart est peu visible en raison des ouvrages de régulation (ouvrages de navigation : 5 sur la Grande Saône et 14 mobiles sur la Petite Saône) qui permettent d’assurer une hauteur d’eau nécessaire pour la navigation ou pour d’autres activités (irrigation des terres agricoles, fonctionnement des centrales hydroélectriques, alimentation des nappes, de zones humides…). 

La taille du bassin versant implique que ces crues se produisent après des pluies longues et répétées (de plusieurs jours)  ayant saturé les sols.  

  • L’eau monte à une vitesse relativement faible (entre 2 et 10 cm/h) 
  • Elle n’atteint des niveaux importants qu’après une longue période (5 à 7 jours).
  • Les hautes eaux peuvent durer de 1 à 3 semaines.

Sur la partie amont du bassin (Vosges et Haute-Saône)  

  • Le relief est marqué de plateaux ondulés ;
  • Un important chevelu d’affluents sont drainés ;
  • Les crues se répandent dans un champ d’inondation principalement agricole, majoritairement naturel (prairies, forêts) ;
  • Quelques villes et villages sont touchés.

Sur la partie située à l’amont de la confluence avec le Doubs (Côte d’Or) 

  • La pente commence à se réduire ;
  • Le champ d’inondation, largement cultivé, s’élargit ;
  • Cette zone est particulièrement sensible aux premiers débordements de la rivière, surtout au printemps où les  dégâts agricoles sont de plus en plus importants.

La lenteur de la crue en Haute-Saône et Côte d’Or permet de passer le pic du Doubs avant celui de la Saône à la  confluence. 

Sur la basse vallée, entre l’aval de la confluence avec le Doubs et Lyon (Saône-et-Loire, Ain, Rhône)

  • Le lit de la Saône est extrêmement plat et large: jusqu’à 6km de large avec une pente très faible : seulement 3m sur 110km ;
  • Une superficie inondable de 32 000 ha (pour la crue décennale) ; 
  • 18 255 ha (soit 58%) sont protégés contre les petites crues par 200km de digues agricoles ;
  • Le volume de ce champ d’expansion des crues représente jusqu’à 1 Milliard de m3
  • L’expansion de la Saône dans cette vallée permet d’amortir l’onde de crue ; le débit de pointe n’augmente presque  pas malgré les nombreux affluents.
  • Ce retardement du pic permet en outre de laisser passer la crue du Rhône à Lyon.

Les particularités du Val de Saône : les digues agricoles

Pour protéger les parcelles riveraines de la Saône pendant les périodes sensibles pour l’agriculture (printemps) contre les crues les plus fréquentes, des digues agricoles ont été construites à partir du XIXème siècle, entre Verdun-sur-le-Doubs et Lyon.

  • Ces digues forment 30 « casiers », dont le remplissage est géré par des vannages ;
  • La surface concernée par les casiers représente 300 millions de m3 ;
  • Les digues sont gérées par différentes structures (ASA, communes, AF…).
  • La gestion de ces ouvrages n’a d’impacts que sur les petites crues qui ne menacent généralement pas les villes (sauf exception au nord de Chalon).
  • L’enjeu de leur gestion est fort pour l’agriculture, la protection des captages, l’espace de bon fonctionnement de la rivière, la connexion des milieux…

En dehors de ces protections locales, il n’existe pas d’ouvrage permettant la gestion des crues de la Saône, dont le volume varie entre 1 et 5 Milliards de m3 (soit le volume du lac du Bourget ou d’Annecy)

Schéma d’un casier agricole et répartition du champ d’expansion

(largeur moyenne du lit)

Les ouvrages de régulation de la Saône

Ces ouvrages de navigation, gérés par VNF, ont pour  fonction le maintien d’un mouillage suffisant pour la  navigation fluviale, tel qu’exigé dans le règlement de  police de navigation applicable sur la Saône.  

Ils maintiennent un niveau d’eau constant en régime  ordinaire ;  

Les clapets sont progressivement abaissés lors de la  survenue de crues, pour être totalement effacés lors de  celle-ci (avant apparition des premiers débordements).  Des consignes particulières de gestion ont été mises  au point en accord avec les services de l’Etat et la  profession agricole sur le secteur entre les barrages de  Pagny et Charnay, pour gérer au mieux le niveau d’eau  pour des petites crues.  

Hormis la présence des piles d’ouvrages, ces ouvrages  n’ont pas d’impact sur les crues.  

Les enjeux et dégats liés aux crues

Les enjeux présents dans le lit majeur de la Saône sont multiples : espaces naturels, prairies, cultures, zones urbanisées… Les crues peuvent avoir des effets positifs sur le fonctionnement du cours d’eau et sur les milieux naturels  lorsqu’elles n’apportent pas de pollution, et peuvent contribuer à amender les prairies tout en améliorant leur  production lorsqu’elles arrivent à la bonne période. 

Elles peuvent aussi avoir des impacts négatifs sur les activités humaines qui se sont développées dans la zone  inondable. 

Les petites crues (<10 ans) entraînent des dégâts surtout agricoles, de l’ordre de quelques dizaines de millions d’€.  Les crues moyennes touchent les villages et les infrastructures autour des agglomérations créant des dommages  encore plus couteux : plus de 280 Millions d’€ en mars 2001.  

Les crues plus rares (> 50 ans) dépassent le niveau des remblais des nombreuses zones industrielles construites  entre les années 1950 et 1980 (Chalon, Mâcon, Villefranche…), occasionnant une forte augmentation du chiffre des  dégâts (jusqu’à 2 Milliards d’euros).  

Les dégâts moyens sont de 98 millions d’€ par an, du fait que les crues sont de plus en plus fréquentes.

Dégâts sur la Saône aval (millions d’€) pour différents types de crues et occupation du sol

Sur l’ensemble de la vallée, on estime que 115 000 personnes vivent en zone inondable, dont 105 000 dans le  secteur entre la confluence avec le Doubs et Lyon et 38 000 à Lyon même.  

Dans la zone inondable de la basse vallée, on trouve : 

  • Environ 106 installations classées, 
  • 15 sites SEVESO,
  • 13 000 entreprises soit 50 000 salariés,
  • 268 unités de production d’eau potable (puits, stations),
  • 84 établissements de gestion de crise (Mairies, pompiers…).

Les périodes de basses eaux de la Saône

Les étiages de la Saône peuvent être assez marqués, avec  des niveaux d’eau relativement bas en période estivale

  • De nombreux seuils et ouvrages de régulation  (ouvrages de navigation) permettent de maintenir un  niveau d’eau dans les biefs toute l’année.  

– Le plan d’eau présente ainsi presque toujours  le même niveau, qu’il passe 200 ou 30 m3/s sur  l’ouvrage de régulation. 

– Le niveau ainsi soutenu permet d’éviter les  déconnexions de milieux et zones humides, et de  continuer d’alimenter la nappe.  

  • En période d’étiage, VNF met en place des actions  de regroupement de bateaux au passage des écluses  (telles que définies dans les arrêtés préfectoraux)  pour limiter au maximum l’impact sur la rivière, même  si celui-ci reste négligeable au regard des volumes  prélevés et restitués en aval dans la rivière. 

Certains phénomènes sont observés : 

  • Même si la situation d’étiage n’est pas visible, l’eau se  réchauffe et le niveau des nappes baisse.
  • Des étiages historiques ont été relevés ces dernières  années (2018 à 2020), notamment en 2018 avec le  tarissement de la source dans les Vosges, 3m3/s à  Cendrecourt (70), 10m3/s à Lechâtelet (21) et à moins  de 30 m3/s à Mâcon (71). 
  • Plusieurs assecs de puits individuels ont été relevés  dans la plaine.
  • Certaines zones humides ont été mises à sec et  déconnectées. 

Les impacts du changement climatique

Les études déjà conduites montrent, sur l’aspect  quantitatif et selon différents modèles : 

  • Une relative stabilité des cumuls de pluie annuels malgré un déficit en été (-15 à -55%) ;
  • Une augmentation importante de l’évaporation (passant de 900 à 1 100 mm/an) ;
  • Une baisse du débit moyen annuel (-10%) avec des étiages bien plus sévères de la Saône : -30 à -50% en  débit estival ; 

Les différents modèles existants ne donnent pas de  tendance claire sur les crues  (certains montrent une  augmentation des débits journaliers décennaux, d’autres  une diminution), ni sur les pluies extrêmes. 

Les impacts du changement climatique et de la baisse des  débits d’étiage de la Saône sur le niveau de la nappe, ainsi  que les tensions qui en résulteraient, n’ont pas encore fait  l’objet d’étude. 

La série de crues printanières depuis 2013 et la crue de  juillet 2021 pourraient indiquer une évolution en cours,  ou bien émaner de phénomènes cycliques ou aléatoires  (comme les crues printanières des années 1983 à 1989, ou  la crue estivale de 1882). 

Des questions récurrentes se font entendre sur  l’évolution de la dynamique des crues de la Saône,  perçues comme plus rapides (sans validation par les chiffres  pour l’instant).

La nappe phréatique de la Saône

Caractéristiques : 

  • Elle est alimentée à la fois par les eaux qui s’infiltrent  au niveau de la plaine, le transfert d’eau depuis la  Saône elle-même et par les flux d’eau souterraine  issus des nappes qui drainent éventuellement les  territoires situés de part et d’autre de la vallée.
  • Les eaux circulent souvent à faible profondeur.
  • Une épaisseur des alluvions hébergeant la nappe de  1 à 20m, et une couverture plus ou moins argileuse  qui la protège de 1 à 8m (ces données sont variables,  augmentant d’amont vers l’aval).
  • Les points sensibles (vulnérabilité, quantité) se  situent principalement en Haute Saône, où la nappe  est également moins bien connue. 

La nappe de la Saône est pour de très nombreuses  collectivités l’unique ressource exploitable pour  produire de l’eau potable.  

  • 390 puits de captage
  • Plus de 60 millions m3/an prélevés 
  • Alimentation de 900 000 habitants dans la vallée et  au-delà (ressource primordiale pour la Métropole  de Dijon, les agglomérations de Mâcon, Chalon,  Villefranche, et ressource de substitution stratégique  pour la Métropole de Lyon).
  • Les volumes prélevés représentent plus de 5  fois ceux des autres (industrie en particulier et  agriculture dans une moindre mesure).
  • Augmentation de 25% des besoins estimée pour les 20  ans à venir.
  • 58 zones stratégiques identifiées pour un total de  29 000 ha, sur lesquelles l’enjeu préservation de la  ressource en eau potable (actuel ou futur) doit être  une priorité.

Ces dernières années, les bilans hydrologiques des  nappes mentionnent des niveaux très bas ou à la baisse. Des arrêtés de sécheresse sont régulièrement pris ; en  moyenne 124 jours d’arrêtés pour la Saône en Bourgogne  pour l’année 2018, 98 pour l’année 2019 et 75 pour  l’année 2020 (chiffres ORISK). 

Des situations inédites se sont présentées entre 2018 et  2020, pour les communes alimentées par des sources des  coteaux, mais aussi celles alimentées par la nappe :  

  • Alimentation de la population par citerne à Soing Cubry-et-Charentenay (70), à Vellexon-Queutrey-et Vaudrey (70), Jussey (70) ;
  • Tensions à Mercey-sur-Saône (70), Savoyeux (70),  Heuilley-sur-Saône (21), Maxilly-sur-Saône (21),  Vonges (21), Pontailler-sur-Saône (21) et Talmay (21).

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