Evaluation environnementale du risque dinondation dans le delta
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SECTION A – PORTRAIT
La Ville a fait réaliser deux études qui sont résumées ici : - Inventaire du patrimoine bâti de la Ville de Shawinigan Patri-Arch
ÉCOLE DOCTORALE É
LABORATOIRE CEDETE EA1210
THÈSE présentée par :
Anh-Tu NGO
soutenue le 19 février 2014 pour obtenir le grade de : Discipline/ Spécialité : Géographie-Aménagement-EnvironnementEvaluation environnementale du risque
dans le delta du fleuve Ha Thanh (Centre Viêt-Nam)THÈSE dirigée par :
Jean-Marc ZANINETTI
Stéphane GRIVEL Maître de confére
RAPPORTEURS :
Claude COSANDEY Directrice de Recherche Emerite, CNRS,Laboratoire de Géographie Physique, Meudon
Frédéric LEONE Professeur, Université Paul Valéry, Montpellier 3JURY :
Denis DARTUS Professeur, Institut National Polytechnique, Toulouse Claude COSANDEY Directrice de Recherche Emérite, CNRS, Laboratoire deGéographie Physique, Meudon
Frédéric LEONE Professeur, Université Paul Valéry, Montpellier 3Jean-Marc ZANINETTI
Stéphane GRIVEL Maître de confé
Remerciements 1
REMERCIEMENTS
souhaiterais adresser mes remerciements les plus sincères aux personnes qui m"ont apporté leur aide et qui ont contribué à l"élaboration de cette thèse. -Marc ZANINETTI, qui,en tant que Directeur de thèse, s"est toujours montré à l"écoute et disponible tout au long de la
long de ma thèse pour que celle-ci voir le jour. e GRIVEL, co-encadrantde ma thèse. Durant les années passionnantes passées à ses côtés, M.GRIVEL a joué un rôle
permanent de ma réflexion. Grâce à sa bonne humeur, son soutien constant, son efficacité, sa
mon travail : Mme. C. Cosandey, Directrice de Recherche Emerite, CNRS, Laboratoire de Géographie Physique, Meudon ; M. F. Leone, Professeur des Universités (Université Paul Valéry, Montpellier 3) ; M. D. Dartus, Professeur, Institut National Polytechnique, Toulouse. i financier du Gouvernement du Viêt- Nam (1)CEDETE
(2) réalisé ces travaux. Je salue le soutien de Matthieu LEE, cartographe du CEDETE, des enseignants-chercheurs du laboratoire : des doctorants, Virgine-Anne, des jeunes docteurs, Vanda, Thi-Hanh, Sylvain, et Chloë LEGRAND, cartographe au Syndicat Intercommunal d"Etudes et de Programmation de l"Agglomération de Limoges qui ont apporté beaucoup aux relectures de la thèse. adame Kathia FUSTER, secrétaire, pour leur accueil chaleureux.1Vietnam International Education Development - Ministry of Education and Training :
http://www.vied.vn/vn/default.aspx 2Remerciements 2
Côté vietnamien
le Président, Hong- Je me dois aussi de mentionner le soutien du Département de Géographie-Cadastre de des outils nécessaires pour ma recherche. Un grand merci également aux professeurs Thi-Van LUONG, Directrice du Département, et Huu-Xuan NGUYEN, Directeur-adjoint du Département. Je remercie Quang-Hien, Thai-Le, Nguyen-Phuc,Je remercie aussi le biologiste PHAN Hoai-
accompagné des traveaux de terrain en 2012 pour classer et nommer les espèces végétales. terrain) : Tan-Nghi, Hoai-Nam, Hoai-Vu. importants du Directeur de Centre Hydrométéorologique de la province de Binh Dinh, TRAN Si-Dung, et HUYNH Cao-Van expert de CCCO (3), pour une cartographie participative et des données de météo-hydrologie de cette étude. Mes remerciements vont aux habitants du hameau de Dang du quartier de Dong Da de laville de Quy Nhon qui ont participé à mes enquêtes, ont donné leurs avis sur la cartographie
participative locale. Mes remerciements vont également aux habitants de la plaine1 et 2012.
Enfin, j"adresse mes plus sincères remerciements à ma famille proche, à mon épouseBao-Tram et mon bébé Nguyen-
de la réalisation de la thèse.Merci à toutes et touts.
3Climate Change Coordination Office
Sommaire 3
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS ................................................................................................................ 1
SOMMAIRE ............................................................................................................................. 3
ACRONYMES .......................................................................................................................... 5
INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................. 7
A. Contexte de recherche .................................................................................................................. 8
B. Organisation générale de la thèse .............................................................................................. 16
PREMIERE PARTIE : ....................................................... 17Chapitre 1 - Le cadre théorique ......................................................................................................... 18
1.1. De la définition de l"aléa à la gestion du risque d"inondation au Viêt-Nam ........................... 18
1.2. -Nam .................................................................... 32
1.3. L"évaluation environnementale par la géomatique dans l"étude des risques naturels ............. 46
Chapitre 2 - Le cadre géographique ................................................................................................. 52
2.1. Le Centre-Viêt-Nam : développement des villes moyennes côtières ..................................... 52
2.2. Les conditions hydroclimatiques au Viêt-Nam ................................................................... 67
2.3. Les environnements deltaïques au Viêt-Nam ......................................................................... 73
Chapitre 3 - Le cadre méthodologique ............................................................................................. 93
3.1. Méthodologie à moyenne échelle : caractérisation et évolution des sites étudiés .................. 94
3.2. Méthodologie à grande échelle : modélisations urbaine et hydrogéomorphologique et
enquêtes auprès des populations.................................................................................................. 111
3.3. Méthodes employées pour la recherche des facteurs hydroclimatiques ............................... 134
DEUXIEME PARTIE : LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET HUMAINES137Chapitre 4 - Caractérisation physique du lit fluvial ........................................................................ 138
............................................................ 1384.2. Aménagements et contraintes du lit fluvial....................................................................... 172
Chapitre 5 - Développement de la ville de Quy Nhon .................................................................... 182
........................................................................................... 1825.2. Planification et projets de développement ............................................................................ 193
Sommaire 4
TROISIEME PARTIE : ...................................... 215 Chapitre 6 - ............................................. 2166.1. Etude du passage du Typhon Mirinae .................................................................................. 216
6.2. Etat des lieux actuel .............................................................................................................. 231
Chapitre 7 - Essai de modélisation hydrologique dans le bassin du fleuve Ha Thanh .................... 259
7.1. Vers une modélisation du bassin du fleuve Ha Thanh ......................................................... 259
7.2. Résultats et limites des simulations ...................................................................................... 282
Chapitre 8 - Caractérisation de la vulnérabilité sociale dans le delta et interprétation des résultats 293
8.1. Spatialisation de la vulnérabilité sociale de la plaine inondable .......................................... 293
8.2. Applicabilités de la modélisation 3D en zone inondable ..................................................... 314
8.3. Interprétation des résultats ................................................................................................... 319
CONCLUSION GENERALE .............................................................................................. 330
BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................... 337
TABLES DES ILLUSTRATIONS ...................................................................................... 367
TABLE DES MATIÈRES ................................................................................................... 380
ANNEXES ............................................................................................................................. 385
Acronymes 5
ACRONYMES
1D - Une dimension
2D - Deux dimensions
3D - Trois dimensions
ACEMAV - Association pour la Connaissance et l"Etude du Monde Animal et Végétal ASTER - Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer BEI SEE - Bureau dEtudes Industrielles, Sciences de l"Eau et Environnement CBCC - Capacity Building for Climate Change ProjecCCCO - Climate Change Coordination Office
CCTSMHE - Center of Consultancy & Technical Support of Meleorology, Hydrology and EnvironmentCEDETE -
CGIAR - Consultative Group on International Agricultural Research CGPM - Conférence Générale des Poids et Mesures CITRS - Comité de lutte contre des Inondations-Tempêtes et des Recherches-Sauvetages CPHCSC - Central Population and Housing Census Steering Committee CRED - Centre for Research on the Epidemiology of DisastersDAO - Dessin Assisté par Ordinateur
DGPS - Differential Global Positioning System
EM-DAT - Emergency Events Database
ESRI - Environmental Systems Research Institute
FAO - Food and Agriculture Organization of the United NationsGDEM - Global Digital Elevation Model
GIEC -
GPS - Global Positioning System
GRASS - Geographic Resources Analysis Support SystemIDW - Inverse Distance Weighting
IEC - International Electrotechnical Commission
IFEN -
IPCC - Inter Governmental Panel on Climate Change
ISO - International Organization for Standardization MAD - Ministère de l"Agriculture et du Développement rural MASCARET - MultiAgent System for Collaborative, Adaptive & Realistic Environments for TrainingMEDD -
Acronymes 6
MNE -MNT - Modèle Numérique de Terrain
MRNE - Ministère des Ressources Naturelles et de l"Environnement NASA - United States National Aeronautics and Space AdministrationNEH - National Engineering Handbook
OFDA - Office of Foreign Disaster Assistance
OMP - Oxford Policy Management
ONU - Organisation des Nations Unies
PCFSC - Provincial Committee for Flood and Storm ControlPIB - Produit Intérieur Brut
PPASPAC - pour les
Catastrophes
PPRNi - Plan de Prévention des Risques Naturels d"InondationPRA - Participatory Rural Appraisal
PRIM - Prévention des Risques Majeurs
SIG - Système d"Information Géographique
SPOT -
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission
UNDP - The United Nations Development Programme
USACE - United States Army Corps of Engineers
USDA - United States Department of Agriculture
UTM - Universal Transverse Mercator
Introduction générale 7
INTRODUCTION GENERALE
Introduction générale 8
Introduction générale
A. Contexte de recherche
-Nam à évacuer près de600 000 personnes des régions littorales du Centre du pays. Si Les Philippines comptent les
Viêt-
de trajectoire. Cet événement tragique nous rappelle que le risque cyclonique est récurrent sur
-Est.Au Viêt-Nam, les typhons se produisent généralement dans la zone extracôtière de la mer
de Chine méridionale (Mer de l"Est pour les vietnamiens) et se déplacent vers le littoral
vietnamienprovoquent surcôtes marines et fortes pluies. Ces phénomènes engendrent des crues à
-Nam sontrégulièrement touchées par ces phénomènes naturels exposant de manière quasi récurrente les
populations, dépendanvulnérabilité. Pour le Centre du Viêt-Nam, le typhon le plus fort, Mirinae, a frappé, en
novembre 2009, la région littorale du centre-sud du pays faisant 123 morts, 145 blessés et causant près de 5.796 milliards de dongs vietnamien économiques. Les 2 et 3 novembre 2009, le typhon a déversé 851 mm de précipitations dans le bassin versant du fleuve Ha Thanh (Province de Binh Dinh). tion dusiècle dans cette vallée. La configuration géographique particulière du Centre du Viêt-Nam
explique que les typhons engendrent des crues rapides (Gruntfest et Handmer, 2001; Montz et Gruntfest, 2002) qui constituent un aléa au moins aussi dangereux que le typhon lui-même -Nam que la thèse est déployée. on inhérente aux plaines alluviales. Cependant, confrontés à la rareté des terres, des pays en développement rapide comme leViêt-
hautement exposées aux aléas hydrologiques à des usages urbains. Cette urbanisation accroît
la vulnérabilité et partant, les risques liés aux inondations en dépit des stratégies de résistance
qui accompagnent le développement urbain. Cette thèse entend éclairer cette " trajectoire de
Introduction générale 9
vulnérabilité approfondie du delta du fleuve Ha Thanh dans le centre du Viêt-Nam.Cette étude de cas approfondie peut être classée dans le domaine de la "géographie
active" au sens que Pierappliquée à vocation gestionnaire, même s"il ne s"agit jusqu"à présent que d"un travail
purement académique qui a été réalisé en autosaisine sans commande, ni cahier des charges
de la programme de recherche structuré, interdisciplinaire et international. Nous entendons combler un besoin de connaissances utiles à une meilleure gestion des risques par une évaluation environnementale (Leduc et Raymond, 2000 ; André et al., 2009) léa inondation par une étude d"hydrogéomorphologie en combinaison avec une évaluationsociale aux aléas hydrologiques inhérents au delta. Nous espérons ainsi réaliser une véritable
étude de cas en cyndiniques, sciences du danger (Kervern et Boulenger 2007).1. Les plaines côtières du centre du Viêt-Nam : des systèmes fluviaux mal connus
Au Viêt-Nam, près de la moitié de la population se concentre dans les vastes deltas du Nord et du Sud, respectivement ceux du Fleuve Rouge et du Mékong avec une densité moyennede 600 hab./km² en zone rurale (De Koninck, 2005). Entre ces deux plaines deltaïques,
éloignées de 1500 km environ, le pays présente une Cordillère annamitique étroite et
caractérisée par de petits bassins versants inclinés vers la Mer de Chine méridionale. La Rivière
des Parfums (Song Huong), dans la province de Thua Thien Hué a été particulièrement étudiée
(Villegas, 2004; Valeriano, Koike, Yang, Nyunt, Duong et Nguyen, 2009; Tran et Tran, 2010; Le, Tran, Hoang et Huynh, 2010; Luong,2012). Le fleuve Ha Thanh, dans la province de Binh Dinh, est également un cours d"eau du
centre du Viêt-Nam présentant des caractéristiques physiques et humaines similaires à celles de
la Rivière des Parfums : - un linéaire court entre les hauts bassins et la plaine deltaïque : 50 km en moyenne; - une plaine deltaïque alimente une lagune ; lagune de Thinai pour le fleuve Ha Thanh, lagune de Tamgiang pour la Rivière des Parfums; - un contexte hydroclimatique ; régime tropical de mousson avec une saison des pluies centrée sur juillet et une période cyclonique en octobre-novembre;Introduction générale 10
- une plaine deltaïque aménagée pour la riziculture et la pisciculture; - une politique d"endiguement accentuée ces 20 dernières années.
Si les deltas des grands fleuves vietnamiens ont fait l"objet de nombreuses études scientifiques sur leur mode de formation et leur hydrodynamique (Verger, 1991; Meade, 1996;Centre du Viêt-Nam a été en revanche relativement négligée. Le fonctionnement de
hydrologiques ont fortement marqué les populations de la province de Binh Dinh et de la ville de Quy Nhon. Tout comme Hué qui a connu une crue centennale de la Song Huong en novembre 1999 (Tran et al., 2010), Quy Nhon a subi l"inondation des quartiers installés le long du fleuve Ha Thanh en novembre 2009. Ces deux évènements ont eu pour origine une tempête tropicale et ont engendré des conséquences majeures sur l"économie et la vie des provinces touchées (près de 800 morts dans le bassin de la Rivière des Parfums). Ce sont les enjeux de protection contre les crues qui ont incité des programmes internationaux à travailler sur la modélisation des bassins hydrologiques vietnamiens (Silver,1999). Suite à la crue historique de 1999, la Rivière des Parfums et ses affluents ont fait
l"objet de plusieurs programmes voués à la modélisation des précipitations et des écoulements
(Villegas, 2004; Oliver et al., 2009). Ils ont l"avantage d"offrir des clés de compréhension sur
les vitesses d"écoulement entre les hauts bassins et la plaine d"inondation du delta et d"aider les
institutions à mieux organiser leur gestion du risque d"inondation (Pilarczyk et Nguyen, 2005).Ces modélisations offrent des niveaux de précisions inégaux et difficilement vérifiables sur le
terrain. Or, on ne connaît pas la morphologie exacte des lits fluviaux alors que ce niveau de et al., numérique du bassin versant du fleuve Ha Thanh reste expérimental et complémentaire ànotre étude global car il aurait fallu consacrer les trois années uniquement aux tâches liées à la
modélisation. Le travail doctoral a donc comme autre objectif d"améliorer les connaissancessur un hydrosystème représentatif des fleuves côtiers du centre du Viêt-Nam. Nous proposons
de caractériser le cadre actuel des écoulements en dressant la morphologie précise du système
fluvial et de sa plaine inondable. Cette caractérisation doit permettre de disposer des
paramètres physiques préalables à une modélisation plus approfondie du système.2. Les deltas : des milieux humanisés très vulnérables aux changements environnementaux.
L"autre aspect de la recherche doctorale réside dans l"hypothèse que la vulnérabilité des
populations vis à vis des risques hydrologiques provient d"abord de la vulnérabilité du milieu
Introduction générale 11
où elles vivent et travaillent : la vulnérabilité de leur plaine d"inondation. Cette vulnérabilité des sociétés humaines est d"autant plus forte que ces milieux alluviaux sont sensibles aux changements d"ordres anthropique (endiguement, barrage, urbanisation) et naturel (changement climatique global, phénomènes climatiques extrêmes). Les études sur la vulnérabilité des infrastructures urbaines et les populations des deltas ont fait l"objet d"études approfondies au Viêt-Nam (Mottet et Roche, 2008).
Au Viêt-Nam, depuis la libéralisation économique de la fin des années 1980, la
croissance urbaine est soutenue (Le, 2000). Les deltas sont particulièrement touchés par
l"étalement urbain puisqu"ils constituent un potentiel foncier disponible très important et
offrent une interface fluvio-océanique de développement économique. Les projetsd"aménagements vietnamiens se réalisent préférentiellement dans les deltas. Or, les plaines
deltaïques sont des écosystèmes et des agrosystèmes très fragiles et sensibles aux
perturbations (Hoang et al.,plus directement affectées par les changements climatiques. Ce sont les premières zones
(Coleman et Huh, 2004; GIEC, 2007; Young et al., 2013). Selon le rapport du Ministère des Ressources Naturelles et de l"Environnement du Viêt-Nam (Ministry of Natural Resources and Environment, 2009), le centre du Viêt-Nam pourrait connaître, en 2100, une élévationmoyenne du niveau de la mer d"un mètre et une augmentation des températures de près de 3°C
(avec l"augmentation générale du nombre de jours > 35°C; augmentation de la fréquence et de
l"intensité des précipitations; augmentation de la saison sèche). Les plaines littorales sont
vulnérables à ces grands changements environnementaux (Netherlands Climate Assistance Programme, 2005; Tran, 2006). La faible distance entre leurs hauts bassins et leurs deltasengendre des écoulements à cinétiques rapides et contribue à aggraver les conséquences des
inondations. Il est donc essentiel de comprendre comment fonctionnent exactement ces hydrosystèmes fluviaux afin de mieux anticiper les changements environnementaux à venir. Les actions anthropiques entraînent également des changements pour le fonctionnement des hydrosystèmes fluviaux et aggravent la fragilité de leur plaine d"inondation. L"endiguement etles barrages représentent des obstacles aux continuités hydrologiques, sédimentaires et
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