|
Présentation du cadre physique
Le bassin du Forez est une zone dont la taille n'est pas très importante à l'échelle de la France. Mais, elle a connu une histoire géologique et humaine très variée : effondrement de la zone, accumulation de sédiments, impacts des activités
de l'homme. Elle a ainsi connu un grand nombre d'épisodes de changements. Cependant, depuis plusieurs siècles, c'est l'homme qui a bouleversé d'une manière encore plus rapide un certain
équilibre dans ce milieu naturel, somme toute assez fragile.
La plaine du Forez est d'une superficie d'environ 750 km². Elle s'allonge sur une quarantaine de kilomètres suivant un axe NNO-SSE. Sa largeur maximale est de 20 km. C'est en fait une vaste étendue fermée, dont la forme fait penser à un ovoïde.
Elle se situe dans le quart Nord-Est du Massif-Central. Et cette plaine forme la plus vaste étendue fermée de ce massif.
Elle est bordée à l'Ouest par les monts du Forez qui culminent à 1640 mètres à Pierre-sur-Haute et à l'Est par les monts du Lyonnais qui ne dépassent pas 1000 mètres (934 mètres au signal de Saint-André). Elle est fermée
au Nord par le seuil de Neulise et au Sud par le seuil du Pertuiset. Au cœur de la plaine du Forez serpente la Loire. On distingue à l'Est, une zone aplatie comprise entre la balme limitant la vallée de la Loire et
les monts du Lyonnais.
Cette plaine se rétrécie au Nord et au Sud. Elle est marquée à l'Est par les talus assez raides des monts du Lyonnais. Tandis qu'à l'Ouest sur les pentes des monts du Forez, on a des formes plus concaves. Elle est donc totalement dominée par
du socle hercynien. Ces deux façades sont aussi marquées par la présence de nombreuses failles résultantes pour un grand nombre d'entre elles des forces mises en jeu lors de
l'apparition des Alpes à partir du Tertiaire. On remarque aussi plusieurs buttes dues à l'érosion différentielle, comme celle où sont installées les communes de Nervieux et de Mizérieux (photographie 1).
1.1 L'histoire géologique ancienne puis celle du quaternaire
La zone où se trouve actuellement la plaine du Forez, a commencé à s'affaisser sous l'effet des mouvements alpins dans la première moitié du tertiaire. En raison de cela, d'après Le Griel (1984), il s'est mis en place un système de comblement
par des sédiments dans un contexte hydrographique endoréique ou semi-endoréique. En effet, à cette époque, cette zone formait un niveau de base régional qui a permis l'accumulation
des terrains paléogènes et une sédimentation mi-continentale, mi-lacustre au fur et à mesure que la plaine s'enfonçait. Cela s'est fait sur plusieurs centaines de mètres avec des dépôts de marnes, d'argiles et de sables surtout. D'après Le Griel (1984), l'épaisseur maximale du corps
sédimentaire se situe entre 800 et 1000 mètres. Les sondages réalisés par exemple à Montrond-les-Bains sont descendus à près de 500 mètres
sans atteindre le socle. On a ainsi comme on le voit la figure 4, des conglomérats en bordure du bassin du Forez qui correspondaient à des lentilles évoquant des chenaux torrentiels. On a ensuite des sables et des argiles qui correspondent à des alluvions de plaine d'inondation. Et enfin on a vers le centre du bassin
des niveaux d'argiles plastiques qui marquent la zone la plus basse de la cuvette, là où seule la charge en
suspension est parvenue.
Dans la deuxième partie du Tertiaire (Néogène), le bassin du Forez est resté en position basse alors que ses bordures ont été plus ou moins soulevées. Il s'est mis aussi en place la vallée de la Loire qui a creusé des gorges
assez profondes en amont et en aval de la plaine du Forez. Il ne faut pas oublier les " accidents " volcaniques durant la période du Miocène, marqués par des intrusions basaltiques comme à Marcilly-le-Châtel
ou le mont d'Uzore (17,8 M.A.). Ceux-ci ont été mis en inversion de relief par l'érosion différentielle.
Au Quaternaire, on a eu une période au cours de laquelle des changements assez importants sont survenus. Les actions morphologiques quaternaires directement provoquées par les crises climatiques ont été violentes et brèves : à des phases tempérées
aux effets très limités se sont opposées des périodes froides qui ont largement remodelé les paysages (Le Griel, 1984).
Les remarquables systèmes de terrasses qui occupent la zone Est de la plaine du Forez (Figure 5), en sont de bons exemples. Les principaux agents de ces transformations ont été les cours d'eau. Ils ont ainsi largement déblayé des sédiments
peu résistants et cela sur une épaisseur de près de soixante mètres par rapport à leur niveau de la fin de l'oligocène. Cela explique qu'on ne retrouve quasiment pas de sédiments de la
deuxième partie du Tertiaire, et que les alluvions du Quaternaire se retrouve au contact des sédiments Paléogènes.
A partir des descriptions de A. Le Griel et de D. Ech-Cherrif El Kettani du début des années 80, on peut distinguer sept niveaux de terrasses :
la première correspond à la basse vallée et à ses alluvions récentes de sables, graviers et galets, particulièrement intéressante pour l'exploitation par des sociétés de granulats.
la terrasse de Feurs, visible de Balbigny à Montrond-les-Bains sous la forme d'un lambeau.
la terrasse de Montrond-les-Bains.
la quatrième terrasse de la Loire (celle de Magneux le Gabion) se présente sous la forme de trois lambeaux.
on a ensuite la terrasse de Saint-André-le-Puy.
la sixième correspond au substratum du plateau de Veauche, 35 mètres au-dessus de la Loire.
la dernière terrasse est située au Sud de Saint-Rambert, elle domine la Loire de près de 70 mètres.
On voit très bien qu'il n'y a pas une symétrie dans le système des terrasses puis qu'elles se sont développées surtout sur la rive droite de la Loire. Le matériel alluvionnaire a une épaisseur de l'ordre de 5 mètres. D'après
Le Griel (1984), la granulométrie des alluvions change sans cesse. A partir des observations faites dans les gravières, la taille moyenne des particules décroît de bas en haut. La base est marquée par la présence
d'un pavage de blocs, d'autant plus gros qu'on se trouve plus à l'amont de la plaine. Des lentilles de galets emballés dans une matrice de graviers et de sables grossiers viennent ensuite. Elles sont entrecoupées de lentilles sableuses, rares dans la partie inférieure puis de plus en plus nombreuses. L'ensemble
est recouvert au niveau du lit majeur par une nappe d'alluvions extrêmement fines déposées lors des crues : se sont les
chambons (photographies 5 et 6).
1.2 Les évolutions subactuelles et actuelles
Les différents aménagements (les digues, les levées de terre et les assèchements que l'on verra dans le 1.2, puis les barrages de Grangent et de Villerest) et l'exploitation des granulats alluvionnaires (surtout ceux réalisés avant 1980 dans
le lit mineur, c'est à dire dans le cours même de la Loire) dans la plaine du Forez ont facilité l'érosion du lit de la Loire comme le montre la figure 6. Les berges dans cette zone ont aussi été
assez fortement touchées en raison de leur sensibilité et de leur fragilité.
Mais, depuis une cinquantaine d'années, la morphodynamique de la Loire dans la plaine du Forez est non seulement modifiée par le très grand nombre de gravières dans son lit majeur (et aussi son lit mineur avant 1980) mais aussi par la présence des
barrages de Grangent en amont et de Villerest en aval.
En effet, c'est en 1957 que le barrage de Grangent sur la commune de Saint-Victor sur Loire a été mis en eau. C'est un ouvrage assez important (à l'échelle locale) sur la Loire puisqu'il a une capacité totale de 57,4 millions de m³ pour une
capacité utile de 28,6 millions de m³. Sa vocation première est la production d'électricité pour EDF mais, il a aussi à travers sa retenue d'eau, une vocation de loisirs nautiques pour les
Stéphanois : voile, baignade… Cependant, il sert aussi de soutien à l'alimentation en eau du canal du Forez pour l'irrigation. Bien entendu, il peut également être utilisé pour l'écrêtage des crues de la Loire, et par ce côté-là, il modifie fortement l'écoulement de la Loire.
Toutefois, la conséquence la plus grave est sans aucun doute, le piégeage de la plupart des sédiments dans le lac de retenue. La plaine du Forez ne connaît donc quasiment plus de dépôts le long du cours de la Loire et pire encore certaines
zones voient leurs berges attaquées par celle-ci. En plus, ces sédiments piégés en amont du barrage sont la source de graves inquiétudes puisque lors des vidanges prévues initialement tous
les 20 ans. Ceux-ci doivent être évacués entraînant nécessairement des conséquences très importantes dans la plaine du Forez : pollutions qui tuent une grande partie de la population de poissons, dépôts sauvages d'alluvions… Un cas dans l'Ain à Génissiat en 1978, avec un
barrage sur le haut Rhône montre bien les dangers d'une telle vidange. Si bien que celle qui était prévue en 2000 sur celui de Grangent a été tout
simplement repoussée à une date inconnue mais lointaine.
Le deuxième barrage, celui de Villerest édifié en 1983, est d'une taille beaucoup plus importante puisque sa capacité est de 138 millions de m³ et elle peut aller jusqu'à 235. Il est aussi destiné à écrêter les crues de
la Loire, à servir de base de loisir et à produire de l'électricité pour EDF, mais sa vocation première est sans aucun doute le soutien d'étiage pour les centrales nucléaires du val de Loire. Il est quant à lui critiqué pour la
très forte dégradation de la qualité des eaux de la retenue qui en été prend une coloration verte très intense et très caractéristique à cause de la multiplication des bactéries et des algues comme les cyanobactéries, qui appauvrissent l'écosystème en oxygène. Ce
phénomène d'eutrophisation du milieu remonte parfois jusqu'à la commune de Pinay.
Ces deux barrages entraînent donc une modification de l'écoulement de la Loire qui en été est parfois quasiment à sec et qui dans le cas de Villerest lors des crues amène la submersion d'une grande partie des chambons sur les communes de Balbigny
et de Nervieux (comme on le voit sur les deux photographies qui suivent) et cela pour écrêter les crues en aval (on verra cela dans ce qui suit). La retenue de Grangent peut ainsi
écrêter éventuellement les crues si celles-ci n'excèdent pas 350 m³/s et si la cote du plan d'eau le permet.
On voit très bien, au travers de la différence entre les deux photographies que les champs sont envahis par les eaux de la Loire et encore la crue de cet automne 1994 n'est pas très importante, le rôle d'écrêtage de crues du barrage de Villerest
amplifiant ce phénomène, on imagine très bien ce que donnerait une véritable crue centennale.
1.3 La Loire et son hydrologie
Le climat de la plaine du Forez est tempéré avec des nuances continentales et montagnardes. Cela implique des hivers assez froids (3 à 4°C) avec des jours de gels nombreux (81 en moyenne). Mais aussi des étés assez chauds (19 à 20°C
en moyenne), et une pluviométrie de l'ordre de 750 mm par an. Ce climat est plus favorable que ceux qu'on rencontre dans le reste du Massif Central. Notamment au point de vue du vent qui
est beaucoup plus présent sur les hauts plateaux comme celui de la Margeride et qui renforce les effets du froid
La plaine du forez est une zone assez plane dont l'altitude décline en allant du Sud vers le Nord. En effet, la Loire y rentre à l'altitude de 375 mètres près d'Andrézieux au Sud et en ressort à 320 mètres environ à Balbigny pour
rentrer dans les gorges de la Loire (photographie 5). Ce qui fait une déclivité de moins de 0,15 %. Ainsi comme on le voit sur la figure 6, la pente est plus importante entre Andrézieux-Bouthéon et Montrond-
les-Bains où on a une succession de seuils avec des pentes de 2/1000 et des zones qui n'atteignent pas 1/1000 ; que sur le secteur en aval de Montrond-les-Bains où la pente ne dépasse quasiment jamais 1/1000 sauf dans la zone de Feurs. Les berges dans le secteur entre Balbigny et Feurs, sont plutôt abruptes. Comme
on le voit sur la Photographie 30, la pente est raide et d'une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mètres. On rencontre
aussi des plages de sables et de graviers assez fins, mais c'est surtout des graviers et quelques galets grossiers qui caractérisent le mieux les berges de la Loire dans la plaine du Forez.
La Loire en général, dans la plaine du Forez n'a pas un débit très important. Comme on le voit sur la figure 7 qui présente la moyenne des débits en aval du barrage de Grangent durant la période 1963-1992, le débit est de l'ordre
de 30 à 40 m³/s. On a les hautes-eaux en hiver et au printemps (plus de 50 m³/s) et les étiages en été (moins de 20 m³/s).
La Loire est un fleuve dont les crues sont et ont toujours été très redoutées car elle à un régime hydraulique très complexe. Ainsi la Loire prend sa source au mont Gerbier-de-jonc (1551 mètres) dans le Vivarais dans une zone où
les pluies peuvent être très violentes et soudaines. Elle reçoit ensuite l'apport d'un grand nombre de rivières et notamment dans la plaine du Forez ou les affluents venant des monts du Forez : l'Aix, le
Lignon qui est avec ses 59 km de longueur, un de ses plus importants affluents de la Loire dans cette zone, la Mare… Ces rivières sont quasiment toujours en eau et par exemple le Lignon a un débit moyen de l'ordre de 4 à 5 m³/s. D'ordinaire si calme, ces rivières peuvent se transformer en de véritables
torrents et alimenter en eau la Loire.
En effet, la Loire subit les influences aussi bien de la Méditerranée par ses sécheresses mais aussi ces violentes averses cévenoles, que de la montagne (le Massif Central et ses plateaux très froids et ventés) avec sa rétention nivale
et sa fonte des neiges parfois très rapide, sans oublier les influences océaniques avec des pluies plus faibles mais sur des périodes plus importantes.
Tout cela entraîne des débits très variables parfois passant d'un extrême à l'autre en quelques jours. Ainsi on a eu des débits de seulement quelques mètres cubes à Balbigny en période d'étiage et des débits de plus
de 5000 m³ lors des crues centennales selon la SOGREAH (1996) comme celle d'octobre 1846. Les crues les plus importantes se passant généralement au cours de l'automne. Par exemple, durant la période
1991/1993, la Loire a vu son débit passer de moins de 10 m³/s durant les étés 91 et 92, à plus de 350 m³/s en octobre 1993.
Si on regarde de plus près les chiffres de cette période et en les comparant avec les débits des rivières comme le Furan et le Lignon. On remarque que ceux-ci connaissent des crues très violentes en même temps que la Loire. Ainsi, lors de la
crue de la Loire en octobre 1993, les débits à Veauchette, Feurs et Villerest (selon les chiffres fournis dans l'étude de la SOGREHA en 1996), sont tous au-dessus de 300m³/s. en même
temps, le débit du Furan passe de 1 à près de 15 m³/s, ce qui est énorme pour celui-ci. Celui du Lignon passe de 1 à plus de 30m³/s.
Le plus intéressant est de voir qu'entre Veauchette et Feurs le débit augmente de plus de 30 m³/s, ce qui montre bien la contribution des rivières de la plaine du Forez dans cette crue de faible intensité.
De plus, grâce aux chiffres que l'on trouve dans l'étude de la SOGREHA (1996), on s'aperçoit que les débits entre les capteurs placés en amont et en aval du barrage de Grangent, diminuent de l'ordre de 5%. Il est vrai que 2 m³/s sont réservés
au canal du Forez. Il y a aussi les conséquences de la production de l'électricité. En effet, de l'eau est stockée durant les périodes les plus arrosées et en été petit à petit le niveau des
réserves baisse. Qui plus est, le barrage de Villerest doit maintenir un débit minimum en période d'étiage, pour que les centrales nucléaires du val de Loire aient de l'eau. Ceci a pour conséquences en été de voir la Loire dans la plaine du Forez à un niveau très bas. Le débit
passe à Balbigny par exemple en dessous des 10 m³/s assez fréquemment.
Il en résulte alors une très grande variabilité du cours de la Loire, ainsi comme le montre la figure 8 et les différentes cartes de la seconde partie, il existe un grand nombre de bras morts et d'anciens chenaux de la Loire dans la plaine du Forez.
Mais ces divagations sont plutôt anciennes et actuellement les problèmes viennent surtout de l'enfoncement du lit de la Loire (de 1 à 2 mètres selon la SOGREHA) et des captures de
gravières qui élargissent considérablement son lit. Il est très intéressant de voir que la plupart de ces zones sont ou ont été occupées par des gravières, car se sont des secteurs où la Loire a coulé plus ou moins longtemps et elle y a donc laissé des sédiments qui ont
une épaisseur variable.
En conclusion, on peut dire que la plaine du Forez est un milieu qui a connu un grand nombre de changements au cours de son histoire. En effet, de part sa nature de bassin d'effondrement, elle a petit à petit été comblée par près de 800 mètres
de sédiments par endroit dans un contexte hydrologique quasi endoréique au Paléogène. Et puis, on a eu une phase d'enfoncement de la Loire dans ceux-ci. Tout cela a créé un milieu
assez particulier.
Mais, la présence de l'homme, pourtant sur une période d'une durée insignifiante par rapport aux phénomènes précédents, a tout changé. Il a en particulier asséché la plupart des zones humides grâce à des aménagements
de protection (levées de terre surtout au 19ème siècle) pour y réaliser des cultures. Il a aussi enserré la Loire avec des digues et des levées de terre.
Puis on a le double effet des deux barrages de Grangent en amont et de Villerest en aval qui ont modifié considérablement l'écoulement de la Loire et qui pour le premier a stoppé la plupart de la charge solide et le deuxième a créé des
pollutions par les algues et les bactéries.
Comme on le verra dans la deuxième partie, les conséquences sur l'environnement des extractions de granulats sont de plus en plus limitées ou au moins encadrées par une législation plus contraignante.
|