L'épisode cévenol : un phénomène météorologique aux conséquences hydrologiques
Un épisode cévenol est une situation météorologique durant laquelle soufflent des vents de sud chargés d'humidité en provenance de Méditerranée vers les versants sud du Massif Central (Cévennes).
En arrivant sur le continent, l'air chaud rencontre de l'air froid, condition idéale pour que se forment des orages. De plus, en présence de reliefs, l'air chaud est contraint de s'élever en se refroidissant, ce qui aggrave considérablement le phénomène orageux. De fortes quantités d'eau se déversent alors.
Par abus de langage, le terme d'épisode cévenol est utilisé pour désigner des épisodes à fortes pluies, généralement localisés, se produisant entre la Catalogne et le Piedmont italien.
Source : www.prim.net
Le mécanisme de genèse des crues
Saturation en eau des bassins versants
Le substratum des trois petits bassins du BVRE du Mont Lozère (Latte, Sapine, Cloutasses) est granitique. Il est recouvert par des sols minces, de type ranker. Particulièrement faible en haut de versant, où la roche en place affleure, l’épaisseur des sols augmente irrégulièrement vers le bas, pouvant localement dépasser un mètre notamment dans les dépressions de fond de vallon. Ces sols sont développés sur une arène granitique généralement peu profonde. Sols et arènes ont une texture grossière qui les rend particulièrement filtrants (LAVABRE et al., 1999) [82]. Les vitesses de filtration mesurées sous pluies simulées sont supérieures à l’intensité de la plupart des pluies (BOUDJEMLINE, 1987).
Les sols étant très filtrants, les principales crues sont liées à la saturation en eau des bassins versants qui se produit lors des épisodes cévenols (COSANDEY, 1994).
Selon cet auteur, la crue est d'autant plus brutale que les sols se saturent du haut vers le bas des versants, si bien que l'ensemble du bassin-versant devient brutalement surface contributive ; le ruissellement étant généralisé, la montée de crue s'amorce.
Les différentes étapes aboutissant au déclenchement d'une crue selon cette hypothèse, sont représentées sur les figures ci-dessous.
| Lorsqu'il ne pleut pas, la nappe de fond de vallon est drainée par le cours d'eau qu'elle alimente. |
| Une faible quantité de pluie peut suffire à faire affleurer la nappe en fond de vallon : l'écoulement rapide se forme à partir des précipitations sur cette surface saturée. |
| Si la pluie continue, des volumes saturés apparaissent là où les sols sont les plus minces, en haut de versant. Mais l'eau qui y ruisselle s'infiltre immédiatement en aval ; si elle contribue à l'alimentation de la nappe et à l'extension des surfaces saturées, elle ne contribue pas à l'écoulement rapide, et les débits demeurent très faibles. |
| Si la pluie continue encore, la saturation de haut de versant gagne rapidement vers l'aval et finit par rejoindre les surfaces saturées de fond de vallon. A partir de ce moment, il n'y a plus de zone-tampon et le ruissellement se produit sur l'ensemble du versant et rejoint le cours d'eau. La montée de crue est rapide et importante. |
Source : COSANDEY, 1994. Format des crues « cévenoles » dans les bassins versants du mont Lozère. « Revue des sciences de l'eau », 7, 377-393.
Des études plus récentes (MARTIN, DIDON-LESCOT et COSANDEY, 2003) [35] mettent en évidence l'existence d'un seuil de saturation au delà duquel les crues les plus fortes se produisent.
Crue du 22 septembre 1993 sur le bassin versant de la Latte : [35]
Commentaire : Ce jour là, le bassin de la Latte a reçu des précipitations de 280 mm. Le pic de crue principal (816 l/s) s'est produit après un cumul de 218 mm. Les intensités pluviométriques (pente de la courbe de pluie cumulée) les plus fortes du début de l'épisode n'ont pas généré les débits les plus élevés. La transformation des pluies en débits reste sous la dépendance de l'état d'engorgement des sols du bassin versant. Texte issu de [35].
Influence du couvert végétale sur les crues cévenoles
Sur les bassins versants de la Latte, de la Sapine et des Cloutasses, le type de couvert végétal (respectivement épicéa, hêtre, pelouse) n'influence pas l'intensité du pic des crues de type cévenol.
Cette observation est spécifique de sols peu profonds et très filtrants du Mont Lozère, car il en est tout autrement pour les bassins versant expérimentaux situés dans d'autres massifs français.
Si l'intensité des pics de crue n'est pas affectée, la lame d'eau écoulée en moyenne annuelle est plus faible sous couvert forestier que sous pelouse et cela en raison notamment de l'évapotranspiration plus forte du couvert forestier.
Évolution sur uns année des lames d'eau mensuelles écoulées par les trois bassins versants.
Sur le versant sud du Mont Lozère, les crues ont lieu principalement au printemps (avril à mai), avec une origine pluvio-nivale, et à l'automne (septembre à novembre), pour les épisodes cévenols.[35]
En résumé, le couvert forestier, à travers l'évaporation avant la pluie et l'interception pendant la pluie, ne joue en période de crue qu'un rôle insignifiant en comparaison de l'abondance d'abats d'eau pouvant dépasser 300 millimètres en deux ou trois jours.
Influence de la coupe à blanc sur les débits de crue
La coupe à blanc d'un peuplement d'épicéa (entre 1987 et 1989) a provoqué une augmentation de 5 à 10 % de la lame d'eau écoulée. Il semble cependant que l'accroissement de l'écoulement corresponde aux conditions hydrologiques « moyennes » et que les situations hydrologiques « extrêmes », crues et étiages, n'aient pas été modifiées par la coupe à blanc. [35]
Influence des tourbières sur les débits de crue
Des travaux de recherche (C. MARTIN et J.F DIDON-LESCOT, 2002) [47] menés sur les tourbières des Sagnes entre octobre 1999 et décembre 2002, ontmontré que la tourbière de fond de dépression des Sagnes constitue une zone où les circulations d'eau sont généralement lentes à l'exclusion des axes de drainage.
Dans l'état actuel des recherches, il semble que la présence cette tourbière dans le bassin du Peschio se traduise par :
- Le laminage des crues les plus violentes. Il s'opère à travers l'amortissement des débits instantanés de pointe de crue, mais ne provoque pas une diminution du volume total des écoulements en crue. Lorsque des précipitations particulièrement abondantes et prolongées génèrent un deuxième pic de crue, celui-ci est parfois autant marqué sur le ruisseau de Peschio que sur celui de Samouse (BV de référence sans tourbière).
- L'accentuation des écoulements journaliers en crue. Il s'exerce pour les très fortes crues comme pour celles de moindre importance.
- L'allongement des temps de réponse. En période d'étiage, les pics de crue du ruisseau de Peschio se produisent une dizaine d'heures après ceux du ruisseau de Samouse.
Évolution du climat, des événements climatiques extrêmes plus fréquents
Si l'évolution à la hausse des températures a été bien décrite, aucune tendance ne se dégage concernant l'évolution de la pluviométrie. On observe cependant une accentuation des variations interannuelles et donc une apparition plus fréquente des situations hydrologiques « extrêmes » que sont les crues et les étiages sévères.
Petit point sur la métrologie
Il est à prendre en compte ici les contraintes liées à la métrologie et notamment à la mesure des débits de crue. Pour quantifier un débit on utilise, le plus souvent, la mesure de la hauteur d'eau dans le cours d'eau au niveau d'une section calibrée. On applique ensuite une fonction de transfert (issue d'une courbe de tarage) qui permet de convertir la variable mesurée (H, hauteur d'eau) en débit (Q) selon la relation Q= f(H). Pour les débits de crue, on utilise le plus souvent la partie extrapolée de la courbe de tarage, car les jaugeages (mesures de débit) de crue sont difficiles à réaliser. Il y a donc un risque d'introduire un biais dans l'évaluation des débits de crue.
C. MARTIN (CNRS) : jaugeage au micromoulinet sur la Goudesche (photo J.F. DIDON-LESCOT)
En conclusion
A l'échelle du BVRE du Mont Lozère, la violence des « épisodes cévenols » résulte de conditions favorables :
- un relief élevé qui se dresse brutalement face aux masses d'air humide en provenance de la Méditerranée, ce qui détermine en automne des précipitations très abondantes et intenses ;
- un substratum imperméable (socle cristallin) ;
- des sols très filtrants et peu épais.
Cependant, si les processus sont généralisables, il est difficile de généraliser les phénomènes de déclenchement des réponses hydrologiques (crues), car ils sont fortement influencés par l'hétérogénéité spatiale de chaque bassin versant [40].
Bibliographie
BOUDJEMLINE D. (1987) - Susceptibilité au ruissellement et aux transports solides de sols à texture contrastée. Thèse de 3ème cycle, Université d'Orléans, 264 p.
[35] : MARTIN C., DIDON-LESCOT J.F. et COSANDEY C. (2003) - Le fonctionnement hydrologique des petits bassins versants granitiques du Mont-Lozère : influence du couvert végétal sur les crues et les étiages. Ét. Géogr. Phys., n° XXX, p. 3-25. télécharger (540ko)
[40] : MARTIN C. avec la collaboration de J.F. DIDON-LESCOT J.F. (2004) - Les crues de type cévenol sur le versant sud du Mont-Lozère. Ét. Géogr. Phys., n° XXXI, p. 17-25. télécharger (250ko)
[52] : COSANDEY C. (1999) - Conditions de genèse des crues "cévenoles" dans les bassins élémentaires de moyenne montagne méditerranéenne. Actes du colloque "Les bassins versants expérimentaux de Draix, laboratoire d'étude de l'érosion en montagne" (Draix, Le Brusquet, Digne, 1997), Cemagref Éditions, p. 29-40.
[65] : MARTIN C., DIDON-LESCOT J.F., COSANDEY C., LAVABRE J., MARC V. et COGNARD-PLANCQ A.L. (2003) - Les crues de type cévenol : recherches sur le versant sud du Mont-Lozère (France). IAHS Publ., n° 278, Actes du colloque : Hydrology of Mediterranean and Semiarid Regions (Montpellier, 2003), p. 284-289. télécharger (62ko)
[82] : LAVABRE J. et MARTIN C., avec la collaboration de DIDON-LESCOT J.F. (1999) - Appréciation de l'impact des coupes forestières sur l'hydrologie et l'érosion des sols. Cas de la forêt d'Altefage (commune de Pont-de-Montvert - 48). Rapport à la DDAF de Lozère, Édit. Cemagref, Aix-en-Provence, 28 p.
