Disciplines concernées
Site de référence : http://edumed.unice.fr/
Déclencheur(s)
Photographie ci-dessous : l’Huveaune au centre ville de Roquevaire le 01/09/2023 :

Courbe issue de VigiCrue indiquant les 3 inondations majeures de l’Huveaune ainsi que la hauteur d’eau actuelle dans l’Huveaune au niveau de Roquevaire :

Question posée : comment expliquer les variations de la hauteur d’eau de l’Huveaune qui peuvent être à l’origine d’inondations ?
Problématique :
Comment expliquer les variations de hauteur d’eau de l’Huveaune ?
Phase 1 : la partie Mathématiques
Connaissances et capacités associées
- Lire et interpréter des données brutes ou présentées sous forme de tableaux, de diagrammes et de graphiques.
- Représenter, sur papier ou à l’aide d’un tableur-grapheur, des données sous la forme d’un tableau, d’un diagramme ou d’un graphique.
- Se repérer dans le plan muni d’un repère orthogonal.
Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche
- Construction point par point d’une courbe à partir de données (issues de Vigicrue) présentées sous forme de tableau afin de réinvestir le repérage dans le plan ;
- Analyse de la courbe ;
- Comparaison avec une courbe déjà tracée afin de voir quels sont les effets de la modification de l’échelle des axes du repère sur la courbe.
Description de l’activité
Prérequis étudiés lors de séances précédentes :
- Notions d’abscisse et d’ordonnée pour repérer un point sur un plan ;
- Lecture de coordonnées.
Déroulement de la séance :
- Vidéo projection et explication du tableau des données et position de la station dans Roquevaire (on peut également travailler la notion d’échelle, ici) ;

- En binôme, discussion autour du choix de l’échelle à prendre sur chacun des axes ;
- Réalisation de la courbe point par point (on ne prend que les données associées aux heures entières pour gagner du temps) ;
- Analyse de la courbe : Questions/réponses
- Quelle a été la hauteur maximale de l’Huveaune lors de cette crue ?
- À quelle heure était-ce ?
- Vers quelle heure a-t-il commencé de pleuvoir ?
- Vers quelle heure la pluie s’est-elle arrêtée ?
- Vaut-il mieux travailler avec le tableau ou la courbe ?
- Vidéo projection de la courbe (source : Vigicrues) : Questions/réponses
- Quelle différence y a-t-il entre la courbe vidéoprojetée et celle réalisée ?
- Pourquoi sont-elles différentes/similaires ?

Résultats élèves :


Phase 2 : la partie SVT
Connaissances et capacités associées
La planète Terre, l’environnement et l’action humaine
Relier les connaissances scientifiques sur les risques naturels (ex. : séismes, cyclones, inondations) ainsi que ceux liés aux activités humaines (pollution de l’air et des mers, réchauffement climatique,
montée du niveau des océans…) aux mesures de prévention, de protection, d’adaptation, ou d’atténuation.
Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.
Notions d’aléas, de vulnérabilité et de risque en lien avec les phénomènes naturels ; prévisions.
Compétences du socle (cycle 4) :
- Pratiquer des démarches scientifiques
- Utiliser et mobiliser des méthodes pour apprendre
- Pratiquer des langages
- Concevoir, créer, réaliser
- Utiliser des outils numériques
Point de départ : en ce début décembre la période a été pluvieuse et l’enseignant affiche une courbe montrant les variations de hauteur d’eau de l‘Huveaune, rivière située juste à côté de l’établissement scolaire, au niveau de Roquevaire (Station "Y441403001") entre le 8 et le 12 décembre 2023.

Problématique
comment expliquer les variations de hauteur de l’eau dans l’Huveaune ?
Organisation du travail des élèves
- Activité utilisant la tablette fournie par le département 13 ;
- Les élèves travaillent en binôme ;
- Le site internet est imposé : Observatoire EduMed-Obs (Observatoire Educatif Méditerranéen) ;
- Ils doivent accéder aux données du ou des capteurs HYDRO appropriés ;
- Ils doivent déterminer la ou les données pertinentes et pouvoir expliquer leur choix.
Outils et logiciels nécessaires :
Site de l’Observatoire EduMed-Obs (Observatoire Educatif Méditerranéen)
Dans « Data Center »,

Sélectionner « HYDRO » puis Section « bassins versants 3Ds » :

La carte s’affichant par défaut est centrée sur la zone nous intéressant : le bassin versant de l’Huveaune.

En modifiant le fond de carte et en zoomant,

Les élèves découvrent les capteurs HYDRO disponibles :
Et localisent la source de l’Huveaune, située dans le massif de la Sainte Baume.
Pour consulter les données disponibles il faut se retourner au menu « HYDRO » puis sélectionner cette fois-ci « données archivées » (lien direct : http://edumed.unice.fr/data-center/hydro/archives_hydro.php).

Choisir, dans notre cas, l’onglet « Bouches du Rhône », puis la colonne « L’Huveaune » afin de :
- Cocher la ou les stations souhaitées ;
- Choisir la date de début et de fin ainsi que les paramètres à afficher ;
- « Valider » – « voir le résultat de la requête ».

Les élèves constatent qu’il est possible de consulter aussi bien des données issues des capteurs HYDRO que celles issues des stations météorologiques.
On demande aux élèves d’afficher les données « hauteur d’eau et débit » pour le Capteur HYDRO situé à Roquevaire pour la période 08/12/2023 à 12/12/2023.
Résultat :

Les élèves doivent réaliser la même manipulation, sans être guidé, pour le capteur HYDRO situé à Aubagne.
Résultat :

Comment comparer les données issues de ces 2 capteurs. Ce qui revient à déterminer s’il vaut mieux comparer la hauteur de l’eau ou le débit pour estimer le volume d’eau qui circule dans le cours d’eau.
Sortie aux environs de l’établissement pour visualiser le lit de l’Huveaune aux abords du collège,

ainsi que la localisation du capteur HYDRO en ville dans un lit aménagé :

Les élèves en ont conclu que la largeur du cours de l’Huveaune était variable tout le long de son lit. Comparer la hauteur d’eau à différents endroits du lit de la rivière n’est donc pas pertinent, mieux vaut comparer le débit du cours d’eau à différents endroits pour connaître le volume d’eau qui y circule.
Retour sur la tablette afin de comparer les valeurs de débit, pour la même période, entre Roquevaire et Aubagne pour commencer. Certains élèves ont intégré la station HYDRO de Saint-Zacharie, car situé plus en amont de Roquevaire, et donc plus près de la source de l’Huveaune.

Constat : on constate que le débit d'eau augmente de l'amont vers l'aval (de Saint-Zacharie à Aubagne). Ce qui signifie que l’eau qui est passée par Saint Zacharie est passée par Roquevaire puis par Aubagne.
Comment expliquer que le débit augmente le long du cours d’eau ?
Explications possibles :
- Ce serait lié à la présence de petits affluents (carte du bassin versant), mais comme ils ne disposent pas de station de mesure, c’est difficile à évaluer.
- Ce serait lié à la météo, puisque le week-end a été pluvieux.
Affichage des stations météorologiques disponibles via le même formulaire :

Remarques :
- La station météo a été installée sur Roquevaire , mais postérieurement à l’évènement étudié. Les élèves savaient qu’il avait plu, mais les données pluviométriques n’étaient alors pas disponibles pour cette station.
- Avec la représentation graphique choisie, le manque de finesse des données de pluviométrie pose problème car le maximum de pluviométrie semblant se situer en même temps voire après que les capteurs HYDRO indiquent le débit maximal de l’Huveaune.
Bilan construit avec les élèves
Les élèves savaient qu’il avait plu à Saint-Zacharie (Bulletin météo fourni) et que potentiellement cela pouvait expliquer l’augmentation du débit de l’Huveaune à Roquevaire.
Les élèves ont constaté qu’il avait plus au Plan d’Aups, situé près des sources de l’Huveaune. Une partie de cette eau avait dû atteindre Saint-Zacharie et contribuer à provoquer l’augmentation du débit de l’Huveaune à cet endroit-là.
Les élèves savaient qu’il avait plu à Roquevaire (Bulletin météo fourni) et que potentiellement cela pouvait expliquer l’augmentation du débit de l’Huveaune à Roquevaire. Mais Roquevaire étant situé en aval de Saint-Zacharie, l’Huveaune avait forcément dû recevoir toute l’eau provenant de Saint-Zacharie.
Aubagne étant la station située la plus en aval et, ayant subi, elle aussi, des précipitations, cela pouvait expliquer pourquoi le débit de l’Huveaune à Aubagne est le plus important de tous.
S’il devait y avoir une inondation à Roquevaire, ce serait dû à l’importance des précipitations sur la ville même, mais aussi cela dépendrait des évènements météorologiques en amont de Roquevaire.
Une inondation à Roquevaire pourrait être due à l’importance des précipitations sur la ville même mais peut également dépendre d’évènements météorologiques en amont sur le bassin-versant.
Nom des auteurs et mails
- Bonhomme Stéphane, coordinateur des Sciences participatives pour l’académie (mail professionnel sous la forme : prénom.nom@ac-aix-marseille.fr)
- Courbet Sabine, professeur de mathématiques (mail professionnel sous la forme : prénom.nom@ac-aix-marseille.fr)