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Elaboration du PLU de Til-Chatel (21)

Analyse hydraulique concernant la prise en compte du risque d'inondation

Juin 2017

Etat des lieux :

Til-Chatel est concernée par un risque inondation notable par débordement de la Tille dans sa vallée. La commune ne fait cependant pas l’objet d'un plan de prévention des risques inondation (PPRI). La commune est concernée par l'Atlas des Zones Inondables de la Tille de 2009, qui zone des surfaces importantes le long de la rivière comme inondable, y compris certains secteurs construits au niveau du village de Til-Chatel. Par ailleurs, un secteur a été rendu inondable en compensation pour les remblais liés à l'élargissement de l'autoroute au niveau de la vallée de la Tille (voir carte en annexe).

Impact sur les zones urbaines : Deux secteurs construits sont concernés par la zone inondable identifiée par l'AZI de 2009 :

- Au niveau du pont de la RD974, au droit du village,

- Au niveau du moulin, au Nord-Est du village, Au niveau du pont, les logements existants en rive droite (Sud) de la Tille n'ont pas été classés en inondable car les terrains sont au niveau de la route (remblais ancien ?). Les bâtiments en rive gauche (maisons à l'Est et zones d'activités à l'Ouest) ont par contre été classés en zone inondable.

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Cependant, comme visible sur la photo aérienne de 2006 ci-dessous, la rive gauche de la Tille au niveau du pont de la RD 974 était elle aussi déjà remblayée jusqu'au niveau de la route en 2009. Ces remblais sont nettement visibles sur le relevé topographique effectué par le Cabinet Mornand-Janin-Schenirer en janvier 2016 (voir plan page suivante). Ils forment une plateforme supérieure à 262.00 m NGF là où le terrain naturel est voisin de 260.50 à 261.50 m. Ce niveau est bien équivalent à celui de la RD 120, qui a été prise comme limite de zone inondable par l'AZI. Ces observations peuvent être précisées par un calcul hydraulique en comparant le débit centennal théorique avec la capacité de passage au niveau du pont et la hauteur d'eau résultante. Au niveau des débits, il existe des stations de mesures sur la Tille à Cessey-sur-Tille et sur l'Ignon à Villeconte. A partir de ces données, on peut estimer les débits pour la Tille à Til-Chatel :

BV = 643 km² QMNA 5 = 157 l/s Module = 6 m3/s Crue bisannuelle = 60 m3/s Crue décennale = 96.7 m3/s Crue cinquantennale = 128 m3/s Crue centennale = 150 m3/s

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Au niveau du pont, il est constitué de 6 arches de 3,5 m de large, avec une hauteur de passage de 3,1 à 3,55 m. Ces données permettent de calculer la capacité de passage de l'eau sous le pont selon la formule de Manning-Strickler : Et Q = V . S Q : débit en m3/s V : vitesse en m/s S : section d'écoulement en m² Le rayon hydraulique (RH) est le rapport entre la section d'écoulement (en m²) et la surface de contact entre l'eau et le substrat (fond du lit mineur, berges, piles du pont). Le coefficient de rugosité est variable selon les matériaux :

La formule de Manning-Strickler appliquée au pont donne un débit maximum de 100 m3/s (écoulement libre) avec une pente de 0.125 % (pente moyenne de la vallée) et un coefficient de rugosité de 50 (pile de pont et tablier en béton et maçonnerie, fond de lit en terre). Au-delà de ce débit, l'écoulement se fait sous charge, avec un niveau d'eau en amont du pont

supérieur au point bas du tablier.

Le débit d'un écoulement sous charge est alors donné par la formule de Hazen-Williams :

V = 1.3 . C . RH0,63 . Im0,54

C : coefficient d'Hazen-Williams, égal à environ 1,1 . K Im : pente motrice en m/m

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Dans ces conditions, un débit de 150 m3/s (crue centennale) est obtenu pour une pente motrice de 0.25 %, soit 5 cm de perte entre l'amont et l'aval (pont large de 10 m, environ 50 % de perte de charge). A cette perte du à l'écoulement de l'eau sous le pont (frottement), il faut rajouter des pertes du à la contraction et à l'expansion de l'eau en entrée et en sortie du pont. Ces pertes sont données par la formule suivante : hce: perte de contraction ou d'expansion en m C : coefficient de contraction ou d'expansion V1 : vitesse de l'eau en amont en m.s-1 V2 : vitesse de l'eau en aval en m.s-1 G : accélération lié à la gravité=9.8 m.s-2

a1 et a2 : coefficient de vitesse Pour les coefficients de vitesse, on considérera uniquement les écoulements au niveau du lit mineur, soit un coefficient de 1. En effet, en amont du pont, il y a présence de remblais en rive droite (lotissement) et gauche (secteur d'activité), aussi les écoulements sur les berges en période de crue sont négligeables. Pour C, on considérera la table ci-dessous, sachant que le pont étant plus large (30 m) que le lit mineur (20 m en amont et en aval), on a pris les valeurs pour une transition typique, soit 0.3 et 0.5. Pour les vitesses, on les calculera selon la formule de Manning-Strickler pour l'amont et l'aval du pont (20 m de large, débit de 150 m3/s, pente de 0.125 %) et par la formule de Hazen-Williams sous le pont. Soit 1.9 m/s en amont et en aval et 2.56 m/s sous le pont. On a alors 4.5 cm de perte à la contraction et 7.5 cm de perte à l'expansion. Soit une perte théorique totale entre l'amont et l'aval de 17 cm environ. Si on prend cette différence de niveau de 17 cm avec la cote du repère de crue existant en aval du pont (261.92 m – source Etude SOGREAH 2004) on obtient une cote de 292.09 m en amont du pont. La côte de la crue ne correspond cependant pas forcément à la crue centennale. On rajoute donc 10 cm de sécurité à la valeur calculée, soit la cote de 292.20 m. La zone UEi est donc bien non inondable, ou inondable avec une hauteur d'eau de 20 cm maximum en arrière de parcelle. De plus, la route de Langres faisant digue, il n'y a pas de circulation d'eau sur la zone.

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Au niveau du moulin, l'Atlas des Zones Inondables classe en submersible l'ensemble des bâtiments de l'ancienne forge, ainsi que quelques nouveaux logements au niveau d'un lotissement datant de 2006. Les nouveaux logements n'ont pas été construits sur des remblais notables et le moulin, bien qu'ayant fait l'objet d'ancien aménagement important, est traversé par le cours d'eau, avec notamment présence d'un seuil en amont immédiat.

Seuil en amont immédiat du moulin.

Dans ce cadre, il n'apparait pas opportun de remettre en cause le caractère inondable de ces parcelles.

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Prise en compte par le PLU : L'Atlas des Zones Inondables ne possède pas de règlements opposables aux tiers. Il s'agit d'une cartographie à but informatif et non réglementaire. Cependant, il a été choisi de ne pas classer de nouveau terrain comme constructible au sein de la zone identifiée comme inondable. Les bâtiments existants ont eux été classés en Ui. Dans cette zone : ne sont autorisées que :

- les constructions et installations suivantes à condition qu’elles soient localisées au-dessus de la cote de référence. - Les reconstructions si l’inondation n’est pas la cause du sinistre. - L’extension et l’aménagement des constructions à usage de logements à condition de limiter la surface d’extension à 25 m² d'emprise au sol. - L’aménagement de nouveaux logements dans les volumes bâtis existants. - Les constructions annexes des habitations telles qu’abris de jardin, piscine, ... - L’extension et l’aménagement des constructions existantes type commerce, artisanat, entrepôts commerciaux, locaux industriels et sportifs à condition de limiter la surface d’extension à 50 m2. - Les constructions, les installations et les équipements strictement nécessaires au fonctionnement des services publics ou d’intérêt collectif et qu’il soit apporté la preuve que la construction ne puisse se faire hors zone inondable. Ces équipements seront accompagnés d’une limitation maximale de l’impact hydraulique et ne prévoiront aucune occupation humaine permanente.

ces projets devront :

- préserver les capacités d’écoulement et d’expansion des crues, - assurer la transparence hydraulique des équipements afin de ne pas relever les niveaux de crues à l’amont. Une étude hydraulique pourra être demandée. - intégrer la mise hors d’eau de tous les équipements sensibles, et notamment les installations électriques et de gaz. - prendre en compte l’arrimage de toutes structures susceptibles de flotter, et notamment les cuves (en surface ou enterrées), - comporter les premiers planchers au-dessus des plus hautes eaux connues ou au-dessus de la crue de référence lorsqu’une étude hydraulique est disponible ; cette règle ne s’applique pas aux annexes.

Au niveau du pont, le secteur remblayé a été classé en UEi. Dans cette zone, compte tenu que les terrains sont déjà remblayés jusqu'au niveau de la RD 974, de nouveaux bâtiments sont autorisés. Cependant, le règlement du PLU précise dans son article "UE i2"que :

- Compte tenu du caractère inondable, les constructions précédentes (voir article UEi 1) ne sont autorisées que si :

- elles sont localisées au-dessus de la cote des plus hautes eaux connues, - elles ne comportent pas de sous-sol enterré, - elles préservent les capacités d’écoulement et d’expansion des crues et assurent la transparence hydraulique des équipements afin de ne pas relever les niveaux de crues à l’amont. Une étude hydraulique pourra être demandée, - elles intègrent la mise hors d’eau de tous les équipements sensibles, et notamment les installations électriques et de gaz.

On rappellera que tout remblai en zone inondable de plus de 400 m² est soumis à un dossier de déclaration au titre de la Loi sur l'Eau (article R.241-1 et suivants du code de l'environnement).