Comprendre les hauteurs d’eau et le remplissage des retenues

Une cote n’est pas une profondeur

Quand une station annonce « 2,31 m », il ne faut pas imaginer 2,31 m d’eau sous la surface. Ce nombre est une cote : la hauteur de la surface de l’eau au-dessus d’un zéro choisi lors de l’installation de l’échelle. Ce zéro est souvent placé un peu sous les plus basses eaux connues, pour éviter les valeurs négatives, mais ce n’est pas une règle. Certaines stations affichent d’ailleurs des cotes négatives en période d’étiage, sans que la rivière soit à sec.

Autrement dit, la cote sert à comparer la rivière avec elle-même, au même endroit. Une hauteur de 3 m à une station et de 1 m à la station suivante, quelques kilomètres plus loin, ne signifie pas que l’eau perd deux mètres entre les deux : chaque échelle a son propre zéro. Pour la navigation, c’est le mouillage, c’est-à-dire la profondeur disponible dans le chenal, qui compte ; il se déduit de la cote, mais seulement avec les données du gestionnaire de la voie d’eau.

Aujourd’hui, la plupart des stations ne se lisent plus à l’œil sur une règle graduée : un capteur de pression, un radar ou un ultrason mesure le niveau en continu et l’envoie par télétransmission. L’échelle peinte reste en place pour contrôler le capteur.

Zéro de l’échelle, NGF et altitudes

Pour les lacs et les retenues, on exprime plutôt le niveau en altitude. En France métropolitaine, la référence est le NGF (Nivellement général de la France, réseau IGN69), dont le zéro est rattaché au niveau moyen de la mer mesuré par le marégraphe de Marseille. Une retenue « à la cote 402 m NGF » a donc sa surface à 402 m au-dessus de ce niveau de référence.

Les voisins francophones ont leurs propres repères. La Belgique utilise le DNG (Deuxième nivellement général), rattaché à Ostende, ce qui explique qu’une même altitude diffère de plus de deux mètres entre une carte belge et une carte française. La Suisse compte ses altitudes à partir du Repère Pierre du Niton, un bloc erratique du port de Genève, et parle de mètres sur mer. Au Québec, les niveaux sont généralement donnés par rapport au niveau moyen des mers canadien, avec des repères locaux pour certains lacs.

Les stations de rivière, elles, gardent le plus souvent une cote à l’échelle. Si vous voyez deux chiffres, une hauteur de quelques mètres et une altitude de plusieurs centaines de mètres, il s’agit simplement des deux façons d’exprimer la même surface.

Haut, bas, normal : par rapport à quoi ?

Dire qu’une rivière est basse n’a de sens qu’en la comparant à ce qu’elle fait d’habitude à la même date. Pour chaque station qui dispose d’un historique suffisant, nous calculons la médiane du jour et une fourchette normale : les valeurs entre le 10e et le 90e centile. En clair, huit années sur dix, le niveau se trouve dans cette fourchette à cette période. En dessous, la station est considérée comme basse ; au-dessus, comme haute.

Cette approche tient compte des saisons. Une hauteur modeste en août peut être tout à fait normale, alors que la même valeur en février serait remarquable. Plus la série est longue, plus la comparaison est solide : une station ouverte il y a cinq ans donne une normale fragile, une station centenaire une normale robuste. Quand l’organisme producteur ne publie aucun historique ni seuil, nous l’indiquons et nous nous contentons de décrire la mesure et sa tendance.

Seuils de crue et vigilance

En France, l’alerte ne dépend pas d’un seul chiffre. Les services de prévision des crues, coordonnés par le Schapi, publient sur Vigicrues une carte de vigilance par tronçon de cours d’eau, en quatre couleurs : vert, jaune, orange et rouge. Le jaune signale un risque de crue avec des débordements localisés, l’orange une crue capable de provoquer des débordements importants, le rouge une crue majeure qui menace directement les personnes et les biens. Cette carte est mise à jour au moins deux fois par jour, plus souvent en situation de crise.

Les hauteurs observées aux stations servent à construire cette vigilance, mais la couleur tient compte des prévisions de pluie et de la propagation de l’onde de crue vers l’aval. Une station peut donc monter fortement alors que le tronçon reste en jaune, ou l’inverse.

Ailleurs, les repères changent : la Suisse gradue le danger de crue de 1 à 5, le Québec distingue des seuils d’inondation mineure, moyenne et majeure, et en Belgique les services régionaux publient leurs propres niveaux d’alerte. Lorsque nous affichons un seuil de crue, il vient de l’organisme officiel de la station. Dans tous les cas, ce sont les consignes de la préfecture, de la commune ou de la protection civile qui priment.

Étiage et sécheresse

L’étiage, c’est la période des plus basses eaux de l’année, en général à la fin de l’été et au début de l’automne. Un étiage n’a rien d’anormal en soi ; ce qui inquiète, c’est sa profondeur et sa durée. Les hydrologues parlent de débits plutôt que de hauteurs, en mètres cubes par seconde, et utilisent des références comme le débit mensuel minimal de fréquence quinquennale, le fameux QMNA5.

Quand les débits passent sous certains seuils, les préfets peuvent restreindre les usages de l’eau, par paliers : vigilance, alerte, alerte renforcée, crise. Les mesures en vigueur sont consultables commune par commune sur le site VigiEau. Une hauteur basse sur notre carte est un bon signal d’alerte, mais seul l’arrêté préfectoral dit ce qui est autorisé.

Lire le remplissage d’une retenue

Pour un barrage, le pourcentage de remplissage compare le volume stocké au volume que la retenue peut contenir à sa cote normale d’exploitation. Attention aux définitions : certains exploitants rapportent le volume total, d’autres seulement le volume utile, celui qu’on peut réellement soutirer. Une retenue « à 40 % » ne se compare donc vraiment qu’à elle-même, ou à des ouvrages décrits de la même manière.

La relation entre niveau et volume n’est pas linéaire : une vallée s’élargit vers le haut, si bien que le dernier mètre contient beaucoup plus d’eau que le premier. Une baisse de 50 cm près du plein peut représenter des millions de mètres cubes ; la même baisse près du fond, bien moins. Enfin, le niveau d’une retenue dépend autant des lâchers décidés par l’exploitant, pour l’hydroélectricité, l’eau potable, l’irrigation ou le soutien d’étiage, que de la pluie tombée sur le bassin.

Pieds, acre-feet, hectomètres cubes : s’y retrouver

Les stations nord-américaines publient souvent en pieds : 1 pied vaut 30,48 cm, et 10 pieds font donc un peu plus de 3 m. Les volumes américains sont donnés en acre-feet ; un acre-foot correspond à environ 1 233 m³. Au Québec, on retrouve les unités métriques.

En Europe, les volumes des retenues s’expriment en millions de mètres cubes, notés hm³ (hectomètre cube) ou Mm³ : 1 hm³ = 1 000 000 m³, soit environ 400 piscines olympiques. Les débits se donnent en m³/s, à ne pas confondre avec les hauteurs en mètres ou en centimètres. Sur nos pages, les valeurs sont affichées dans l’unité de l’organisme source, avec la virgule décimale.

Pourquoi la donnée a parfois du retard

La plupart des stations de rivière transmettent une mesure toutes les 5 à 60 minutes, que les organismes publient avec un décalage de quelques minutes à une heure. Les barrages et certains lacs ne sont souvent relevés qu’une fois par jour, voire par semaine. Nous récupérons les données dès qu’elles sont publiées, mais une panne de capteur, une liaison coupée ou une crue qui emporte l’équipement peuvent interrompre une série.

Les premières valeurs sont aussi provisoires : elles peuvent être corrigées plus tard, après contrôle par l’hydromètre. C’est pourquoi nous affichons toujours l’heure de la dernière mesure. Si elle date de plusieurs heures en pleine montée des eaux, fiez-vous d’abord aux sites officiels comme Vigicrues.