Gestion régionale des inondations en combinant des solutions d'ingénierie douces et dures, le Norfolk Broadlands

Pendant de nombreux siècles, les rivières de Broadland ont joué un rôle important, transportant des marchandises et du matériel pour le commerce et l'industrie. Aujourd'hui, Broadland est toujours une zone très fréquentée, bien qu'à des fins différentes. Environ cinquante pour cent des terres sont utilisées pour l'agriculture traditionnelle. Les rivières continuent de fournir une importante navigation intérieure, qui, avec les Broads, donnent accès à 125 milles de voies navigables. Les loisirs et le tourisme sont devenus très importants, avec plus de 7 millions de personnes visitant l’ensemble de la région de Broads chaque année (siteinternet de Broads Authority). En réponse, l'industrie de la location de bateaux apporte une contribution importante à l'économie locale: un total de 584 millions de livres sterling a été généré au sein de l'économie locale grâce aux dépenses des visiteurs et des entreprises touristiques.

L’attrait de la région est étroitement lié à sa diversité de paysages et d’habitats de zones humides qui lui confèrent une qualité que l’on ne trouve nulle part ailleurs dans le pays. La zone est internationalement importante pour la conservation de la nature: En 1988, l'ensemble de Broadland a été désigné comme ayant un statut équivalent à un parc national et, en 2015, les Broads ont reçu la subvention officielle du parc national. Le parc national de Broads est pris en charge par la Broads Authority, l'autorité locale d'aménagement du territoire.

Étant donné que Norfolk est un comté côtier de faible altitude, le changement climatique et, en particulier, l'élévation du niveau de la mer sont parmi les principales préoccupations pour ce site à prédominance mitigée. En 2016, la Broads Authority a élaboré un plan d’adaptation au changement climatique, fondé sur une analyse approfondie des changements climatiques potentiels qui devraient se produire dans la région de Broads. Les changements projetés ont été comparés au climat moyen observé de 1961 à 1990. Les données utilisées pour l'étude se sont concentrées sur le scénario d'émissions élevées (RCP8.5). La température maximale mensuelle moyenne devrait augmenter de 3,5 °C d'ici 2080. Les précipitations mensuelles moyennes devraient augmenter, en moyenne, de 0,62 mm d'ici 2050 et de 1,4 mm d'ici 2080. Les modèles climatiques sont raisonnablement cohérents avec presque tous montrant des hivers plus humides, et tous sauf deux montrant des étés plus secs. L'augmentation des précipitations en hiver devrait être de l'ordre de 5 à 8 mm d'ici 2050 et de 8 à 13 mm d'ici 2080. Dans le même temps, les événements extrêmes devraient augmenter: à la fois des précipitations plus intenses sur des périodes plus courtes et des périodes sèches plus longues.

Pour la même année (2080), les projections estiment une augmentation absolue du niveau de la mer de près de 40 cm par rapport au niveau de référence de 1990 dans le scénario d'émissions moyennes. L'élévation du niveau de la mer exacerbera les ondes de tempête; Les niveaux d'eau à l'intérieur des Broads augmenteront probablement. Des niveaux de mer plus élevés peuvent retenir l'eau en essayant de s'écouler des rivières, ce qui peut directement provoquer des inondations.

Les bancs d'inondation (environ 260 km) protègent environ 30 000 ha de terres situées sous le niveau de la mer. Toutes les berges inondables sont sujettes à une détérioration de leur état. S'il n'est pas correctement entretenu et adapté aux nouvelles conditions, ce phénomène entraîne une réduction du niveau de défense fourni, ce qui les rend plus vulnérables aux impacts des inondations.

Les digues existantes ont généralement été construites en utilisant les tourbes et les argiles molles indigènes des marais. L'entretien historique des défenses n'avait pas suivi le rythme de la détérioration et, au début des années 1990, elles étaient susceptibles de dépasser et de percer par des marées même modestes. En outre, l'intégrité des fondations des digues a été mise en péril en raison de l'érosion des berges de la rivière, causée principalement par le lavage des bateaux. En 1996, une stratégie d ' atténuation des inondations pour Broadland avait été élaborée sur la base d ' un renforcement des digues afin de résister aux brèches et d ' un relèvement suffisant des crêtes pour protéger les colonies et faire face aux effets prévus des changements climatiques. La première étape du projet BFAP consiste à renforcer les défenses existantes contre les inondations et à les restaurer à une hauteur qui existait en 1995, en tenant compte de l'élévation du levier maritime et de l'installation future des berges inondables dans les étapes futures. On ne s'attend pas à ce que le projet prévienne toutes les inondations futures à la suite d'un dépassement, mais il réduira considérablement le risque de brèche. Cette étape comprenait également le remplacement de la protection existante dans de mauvaises conditions en utilisant des méthodes plus respectueuses de l'environnement, lorsque cela était possible. La deuxième étape, prévue jusqu'en 2021, consiste en la mise en œuvre d'un programme d'entretien des berges existantes. Il s'agit, par exemple, de la coupe du gazon, du contrôle de l'érosion, du dégagement des chenaux et des travaux de sécurité. Il comprend également le relèvement des berges inondables qui se sont installées depuis qu'elles ont été améliorées plus tôt dans le projet.

En outre, tout en offrant un niveau de service amélioré en matière de protection contre les inondations, le projet vise également à protéger et à améliorer les zones humides des Broadlands qui sont riches en biodiversité.

Les terres basses intéressées par le projet sont divisées en 40 compartiments de protection contre les inondations. Il s'agit de zones discrètes bordées de hautes terres ou de murs d'inondation, de sorte que si une inondation se produit, elle est susceptible d'être contenue dans le compartiment.

De nombreuses berges inondables se sont installées depuis leur construction ou leur dernière amélioration et risquent d'être surmontées par des marées même assez faibles. Cette situation devrait être exacerbée par l'élévation du niveau de la mer et l'augmentation potentielle de la fréquence des tempêtes. En outre, dans certaines parties de Broadland, les défenses existantes sont menacées en raison de l'érosion du bord de la rivière (rond) par le vent et les vagues, le lavage des bateaux, les débits normaux de la rivière et l'action de la marée. Bien que certaines longueurs aient été protégées par des palplanches en acier ou en bois, une grande partie de celles-ci a été installée au cours des 40 dernières années et doit maintenant être remplacée ou enlevée. Les infrastructures existantes et leur degré de détérioration ont été jugés insuffisants pour contrer la pression croissante causée par l'effet combiné du changement climatique, de l'élévation du niveau de la mer et de la pression actuelle due aux activités humaines.

Historiquement, une grande partie des coûts d'entretien des protections contre les inondations était due aux dispositifs de protection contre l'érosion des palplanches d'acier et de bois installés pour empêcher les berges d'être minées par les courants de marée et le lavage des bateaux. Le BFAP a cherché à remplacer autant que possible cette ingénierie dure par des solutions douces telles que la création d'habitats naturels de roseaux le long du bord de la rivière. Cela s'est avéré efficace pour agir comme tampon naturel contre les effets néfastes du lavage des bateaux et des forts débits de la rivière. Il a également fourni des avantages supplémentaires appropriés à un parc national, comme l'amélioration du paysage et de l'écologie.

Le projet suit un concept régional de protection contre les inondations qui consiste en une combinaison de solutions techniques dures et douces mises en œuvre dans la première étape du BFAP:

• Renforcement des banques d'inondation. Cette solution est utilisée lorsque le lit de roseau existant le long du bord de la rivière est plus large que 5m ou lorsque le système de protection contre l'érosion ou les palplanches sont en bon état. Cela implique le renforcement de la berge existante dans son emplacement actuel en plaçant du matériel sur la pente avant et / ou arrière de la berge. Augmenter le niveau de la crête peut également être nécessaire et cela est généralement réalisé en plaçant de l'argile supplémentaire au moment du renforcement. Le matériau provient soit de l'élargissement de la digue de soke existante, soit de l'excavation d'une nouvelle digue dans le marais de pâturage. En règle générale, les rives renforcées auront une largeur de crête minimale de 2 m et une pente arrière supérieure à 1 m sur 3 m. Les crêtes de banque sont conçues pour être suffisamment larges pour permettre l'accès à l'entretien et le remplissage supplémentaire si nécessaire.

• Dégagement de la banque d'inondation. Cette option consiste en la construction d’un nouveau remblai d’argile, de 15 à 30 m (en retrait) derrière la «digue à fumée» existante, le fossé du côté marais de la rive de la rivière, qui piège l’eau saline qui s’infiltre dans la rivière, empêchant sa propagation à travers le lit de roseaux. La distance réelle de recul dépend des taux d'érosion locaux, de la profondeur de la rivière et de la qualité des terres derrière la berge existante. Une fois que la nouvelle berge a été établie, l'empilement existant ou la protection contre l'érosion sont enlevés, la berge d'inondation existante est nivelée et le bord des nouvelles rivières est profilé pour favoriser la stabilité du bord de la rivière. Il s'agit d'une solution privilégiée lorsque la berge pourrait devenir instable en raison d'un empilement défaillant ou d'une érosion du bord de la rivière aux roseaux. Son utilisation est soumise à des conditions de sol appropriées et à la disponibilité de matériaux suffisants pour la nouvelle construction de la digue de soke.

• Rupture du banc d'inondation. Cette option est similaire au recul de la rive de l'inondation, cependant, la distance à laquelle la rive de l'inondation est déplacée à l'intérieur des terres est considérablement inférieure. Cette approche réduit la quantité de terres prises, mais nécessite des matériaux supplémentaires pour remplir la digue de soke existante (pour des raisons de stabilité). C'est une solution privilégiée lorsque la protection contre l'érosion est insuffisante. Il ne permet que le renforcement des banques et lorsque les conditions du sol, les caractéristiques topographiques ou les structures ne permettent pas un recul complet. Il utilise la durée de vie totale de tout pieux existant, mais repose sur une durée de vie restante adéquate.

Le projet a débuté en 2001 et se poursuivra jusqu’en 2021, en envisageant une phase de mise en œuvre pour achever les travaux d’amélioration, suivie d’une phase de maintenance. En 2016, le BAFP a atteint la fin de la première phase en achevant tous les travaux d'amélioration dans les 40 compartiments: (i) le renforcement des rives le long de près de 200 km; (ii) recul des rives le long de 50 km; (iii) remontée des berges le long de 7 km; (iv) d’autres protections contre l’érosion, y compris des tapis d’asphalte et des poteaux en bois combinés à des roseaux sur 20 km; (v) élimination des empilements associés aux zones de recul le long de 14,5 km. Le BFAP progresse maintenant avec les exigences d'entretien en cours qui consistent généralement en l'élévation de la crête locale et la protection contre l'érosion. La protection contre l'érosion est réalisée en adoptant des formes de protection des banques respectueuses de l'environnement. Les techniques actuellement utilisées comprennent par exemple le bitume: Les roseaux sont plantés pour pousser à travers le tapis, donnant un aspect plus naturel au bord de la rivière. La Broads Authority a produit un guide sur la protection des banques pour plus d'informations.

En outre, étant donné que les banques de Broadland s’installent en permanence, Broadland Environmental Services Ltd (BESL, une société privée chargée de certaines fonctions de gestion des risques d’inondation) dispose d’un programme annuel de relèvement de la crête qui s’adresse aux sections de la banque qui se rapprochent des exigences en matière de niveau de service ou qui ont fait l’objet d’un règlement imprévisible. Enfin, le projet fournit également une liste de service 24 heures sur 24 et une équipe d'intervention d'urgence en cas d'inondation majeure.

La participation du public fait partie intégrante du PAAF qui vise à impliquer les parties prenantes à chaque occasion. Le BFAP a développé une base de données de consultation qui contient les détails de plus de 1200 parties prenantes. Il s'agit notamment de groupes d'intérêts spéciaux, d'entreprises, d'organismes statutaires et non statutaires, ainsi que de plus de 500 propriétaires fonciers. Une approche ouverte a été adoptée pour la consultation des parties prenantes, encourageant la participation des individus et des groupes d'intérêt locaux à l'élaboration de propositions stratégiques et spécifiques au site. Des consultations participatives distinctes sont menées dans les endroits où il est prévu de protéger pour la première fois les propriétés riveraines et les chantiers navals contre les inondations.

Le passage de l'empilement vertical à des berges fluviales plus naturelles n'a pas été bien accueilli par la plupart des intérêts nautiques. L'empilement a fourni l'installation pour l'amarrage occasionnel, auquel s'ajoute la crainte que l'enlèvement des empilements n'entraîne une augmentation des taux de sédimentation dans les rivières. Des plans d'action ont été élaborés pour remédier à ces problèmes. Par exemple, le plan local pour les grandes villes pour la période 2015-2036 comprend des indications relatives à l’amarrage qui tiennent compte des différents intérêts des parties prenantes, tels que l’économie, le tourisme et la protection de la biodiversité. La fourniture d'un réseau d'amarrages dans l'ensemble du réseau Broads est essentielle pour les communautés locales, les entreprises et les visiteurs des Broads. Au contraire, la concentration des visiteurs là où l'amarrage est le plus abondant, a un effet négatif sur la tranquillité et la jouissance tranquille des Broads. L'Administration protégera donc les amarrages existants et encouragera la fourniture de nouveaux amarrages réglementés dans l'ensemble du réseau.

Les craintes initiales du public selon lesquelles le projet souffrirait de l'approche innovante de partenariat public-privé en raison de la nécessité de maximiser les marges bénéficiaires ont été largement dissipées, les partenaires ayant montré leur volonté d'en tirer des avantages plus larges. Il a, en fait, fourni une occasion unique d'intégrer les travaux de défense contre les inondations à d'autres initiatives d'intérêt public.

Les protections contre les inondations ont été conçues pour être durables et dans les limites financières strictes du projet. Le processus de participation du public a contribué à garantir cela, à la fois pour le projet dans son ensemble et pour chaque programme individuel au sein de celui-ci, en précisant que chaque partie est:

• Rentable et économiquement viable;
• techniquement faisable;
• Socialement acceptable, par exemple en identifiant les impacts et les gains possibles pour les communautés locales;
• Respectueux de l’environnement, par exemple en identifiant les gains environnementaux lorsque cela est possible et en minimisant les incidences négatives potentielles, le cas échéant.

Un facteur de réussite majeur du projet est représenté par un partenariat public-privé efficace. En 1992, le gouvernement britannique a lancé l'Initiative de financement privé, un programme de partenariat public-privé, afin de fournir des services publics de meilleure qualité et plus rentables. Dans le cadre du contrat Broadland, l’Agence pour l’environnement a effectivement délégué certaines fonctions de gestion des risques d’inondation à une société privée, Broadland Environmental Services Ltd. Cette société écran de l’initiative de financement privé est utilisée pour exécuter le contrat, comprenant des participations de 90 % dans BAM Nuttall Ltd et de 10 % dans Halcrow Group Ltd (aujourd’hui CH2M HILL). Ce consortium est chargé d’améliorer et de maintenir les actifs de l’Agence, de fournir des services d’urgence et d’agir en tant que gardien de l’environnement. L'une des principales raisons du succès du projet Broadland a été le maintien de l'égalité entre les deux organisations partenaires (l'une publique et l'autre privée). Le choix des partenaires et la reconnaissance du fait que chacun a besoin des forces de l’autre ont été essentiels à la constitution d’une équipe solide.

Malgré tous les côtés positifs de la mise en œuvre de ce projet, une intervention massive de protection contre les inondations dans une grande zone comme celle à l'étude a également des impacts négatifs. Les principales limitations (pour la plupart temporaires) identifiées pourraient être énumérées comme suit:

• Perturbation temporaire de biens résidentiels;
• Changements possibles dans l'utilisation des terres à partir de la construction de la défense contre les inondations;
• Impacts possibles sur les communautés non défendues en modifiant le schéma d'inondation;
• Effets visuels temporaires des travaux pendant la construction;
• Perte temporaire de zones végétatives;
• Impacts visuels des nouvelles grandes digues de soke;
• Perturbation temporaire de la flore et de la faune.

En outre, bien que le projet ait comporté un niveau élevé de participation des parties prenantes, plusieurs propriétaires fonciers se sont opposés à la «réduction» des défenses contre les inondations sur leurs terres. Dans de tels cas, la désignation d’un nouvel alignement des berges inondables a permis de finaliser la phase de mise en œuvre du projet, en évitant les terres de l’agriculteur adverse mais, dans le même temps, en ne garantissant pas sa protection contre de futures inondations.

En 2017, le Broadland Flood Alleviation Project a reçu les East of England Merit Awards de l'Institution of Civil Engineers, récompensant l'excellence dans la conception et la construction.

À la fin du projet en 2021, les coûts totaux devraient s’élever à 136 millions de livres britanniques: 107,7 millions peuvent être attribués à de nouvelles constructions et à des travaux d’ingénierie, tandis que 31,3 millions pour assurer des travaux de maintenance jusqu’en 2021. Le coût du projet est limité. Ce plafond de coûts implique que tous les programmes individuels du projet doivent être strictement conçus pour être rentables et s'inscrire dans le cadre du programme prévu.

Le coût économique du projet devrait être compensé par des avantages représentés par une réduction significative des pertes pour le secteur agricole causées par les inondations d'eau de mer. L'une des principales caractéristiques de ce projet est la consolidation des bancs d'inondation afin de prévenir les brèches. Lorsqu'une berge d'inondation se brise, les marais d'eau douce bas sont submergés par de l'eau saline pendant une longue période, aussi longtemps qu'il faut pour effectuer les réparations, peut-être plusieurs semaines. Cela est susceptible de causer des dommages à long terme et donc coûteux aux qualités agricoles et de conservation de la nature de la terre. Lorsque le débordement se produit, l'inondation d'eau saline se produit toujours, mais, parce que le volume d'eau est beaucoup moins et les réparations à la berge d'inondation ne sont généralement pas nécessaires, l'eau d'inondation peut être pompée dans la rivière dans les 2-3 jours. Cela est généralement assez rapide pour éviter tout dommage important à long terme aux terres agricoles. La différence entre les coûts des dommages dus à la rupture et au dépassement est l'un des avantages pris en compte dans la conception du projet. En ce qui concerne le coût du calcul, il n'y avait que suffisamment de matériaux appropriés disponibles localement pour ramener les hauteurs des berges aux niveaux de 1995. Pour augmenter encore les hauteurs des berges et éviter totalement le dépassement, de grands volumes de matériaux de construction devraient être transportés sur de longues distances, dont le coût aurait largement dépassé les avantages.

La survenance de trois grandes inondations caractérisées par des niveaux d’eau élevés au cours de la période 2006-2013 a permis de montrer pratiquement les avantages du projet. Dans ces cas, l'amélioration des défenses contre les inondations dans l'ensemble de Broadland n'a pas enregistré de dommages structurels graves. En 2013, la région a connu des niveaux d'eau comparables à la grande inondation de 1953, qui s'est produite avant le remplissage des berges inondables. Grâce aux interventions mises en œuvre dans le cadre du projet, l'événement de 2013 n'a donné lieu qu'à deux brèches et aucune propriété n'a été inondée; en 1953, le nombre de brèches était nettement plus élevé, ce qui a entraîné des inondations généralisées.

Dans l'ensemble, le programme offre une protection contre les inondations à 1 700 propriétés, à l'autoroute A47, à la ligne ferroviaire Norwich-Great Yarmouth et à 24 000 hectares de terres agricoles. Outre les effets économiques positifs, de nombreux avantages sociaux et environnementaux secondaires sont également obtenus. Ces avantages connexes comprennent l'amélioration de l'accès des piétons grâce à l'amélioration de 100 km de sentiers pédestres, des installations pour les pêcheurs à la ligne et l'amarrage pour l'industrie de la navigation de plaisance et de vacances. Le projet a été développé en collaboration avec le Norfolk Wildlife Trust et d'autres institutions similaires pour améliorer les habitats des zones humides autour de la réserve naturelle nationale de Hickling Broad. Par conséquent, les modifications apportées aux rives des crues ont également entraîné une amélioration de l’étendue et de la qualité des habitats naturels: 55 hectares de roselières d'eau douce ont été créés, offrant un moyen durable et à long terme de protection contre l'érosion pour la nouvelle berge inondable. La création d’habitats naturels de roselières contribue également à la réalisation de l’objectif requis par le règlement «Habitats» en ce qui concerne les pertes dues aux systèmes de gestion des risques d’inondation sur la côte du Suffolk.

Une évaluation formelle de la mesure dans laquelle le projet a produit des avantages suivra probablement après son achèvement en mai 2021.

En 1996, l'Agence britannique pour l'environnement a entamé un processus visant à envisager l'utilisation potentielle de l'approche de l'Initiative de financement privé pour l'achat de services de gestion des risques d'inondation. En conséquence, le Broadland Flood Alleviation Project (BFAP) était l’un des deux seuls projets sélectionnés et désignés comme «projets importants ayant le statut d’éclaireur» par le Trésor. La principale caractéristique de l'initiative est que, dans la région de Broadland, le partenaire privé est responsable de fournir une norme spécifique de service de gestion des risques d'inondation, y compris l'entretien, les travaux d'amélioration et l'intervention d'urgence. L'objectif de ce partenariat entre les secteurs public et privé est d'encourager davantage la prestation rentable de services publics grâce à l'efficacité opérationnelle et à l'innovation, ce qui est reflété dans le formulaire de contrat sur mesure.

Les travaux d'amélioration prévus ont pris 15 ans (2001-2016) pour être pleinement mis en œuvre. La phase de maintenance est toujours en cours et sera systématiquement réalisée jusqu’à la fin du projet BFAP, en 2021. Au-delà de 2021, le défaut pour l’infrastructure sera de relever du programme normal de surveillance et d’entretien de l’Agence pour l’environnement.

La durée de vie des interventions peut être estimée entre 50 et 100 ans. En raison de la nature molle du sol sous-jacent dans la zone du projet, il y aura un besoin constant de recharger régulièrement les berges inondables.

Paul Mitchelmore
UK Environment Agency
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: paul.mitchelmore@environment-agency.gov.uk 

Kevin Marsh
CH2M HILL
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: kevin.marsh@ch2m.com 

Broadland Flood Alleviation Project et UK Environment Agency