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Risques Hydro-météorologiques, crues et inondations / cours n°6 : prédétermination des crues /e-DDS-TUE364/ 1 Philippe Belleudy - 03-2009

risques hydrométéorologiques, crues et inondationsrisques hydrométéorologiques, crues et inondations

Philippe BELLEUDYLaboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et

Environnementhttp://lthe.fr/PagePerso/belleudy/[email protected]

Japon, mars 2011


risques hydrométéorologiques, crues et inondationsrisques hydrométéorologiques, crues et inondations

1 IntroductionLes événements catastrophiques de Draguignan

en juin 2010.Quelles sont vos crues ?

2 La formation des

précipitationsMétéorologie générale : Dynamique de

l’atmosphère (structure verticale, circulations)

3 Les observations

météorologiquesPluviométrie classique et radar, analyse

statistique des pluies

4 La prévision des

précipitations

De la grenouille au satellite : méthodes / échéances / échelles. Météorologie/climatologie.

5 Hydrologie du bassin

versantDe la pluie au débit / Évaporation, infiltration,

ruissellement / Bilan hydrique

6 Rivières et crues: vision

statistique

Prévision et prédétermination / Normal et extrême. Risque, aléa et vulnérabilité

7 L'écoulement fluvial Remous et pertes de charge / Hydrométrie.

8 La propagation des crues

Dynamique des inondations / Alerte et annonce.Aménagement du bassin versant contre les inondations

9 Transport solide et

morphologie fluvialeImpact des aménagements / L'entretien des

rivières


propagation des cruespropagation des crues

l’écoulement fluvial non permanent1. Les écoulements instationnaires:

gravité, inertie et frottement

2. les outils de l’ingénieur pour le risqueprévision et prédétermination

les modèles

cartographie

3. Quels aménagements ?

Philippe Belleudy - 03-2011Risques Hydro-météorologiques, crues et inondations / cours n°7 : l’écoulement fluvial /DDS-TUE364/ 4

les outils de l’ingénieur pour le risque : 1. prévision et prédéterminationles outils de l’ingénieur pour le risque : 1. prévision et prédétermination

prévision et annonce exemple 1 : Loire

Débit de la Loire en aval du Bec d'Allier - crue de décembre 2003

0

500

1 000

1 500

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01/12 02/12 03/12 04/12 05/12 06/12 07/12 08/12 09/12 10/12 11/12 12/12 13/12 14/12 15/12

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Source des données: DIREN Centre et Pays de Loiredonnées brutes à valider

doc.

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C 1. 2 m/s = 4.5 km/h

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Image RADAR du 29/09/2000 à 11h45

1. prévision et prédétermination1. prévision et prédétermination

prévision et annonce délicat si le temps de concentration est faibleexemple 2 : crues cévenoles

septembre 2002, Q=6000m3/s, doc OHMCV



prévision et annonce temps de concentration faible

exemple 3 : Paillon à Nice : bassin versant méditerranéen 236 km²autrefois : annonce au galop !


les outils … : 1. prévision et prédéterminationles outils … : 1. prévision et prédétermination

dangereux si… exemple 3 : Paillon à Nice (suite)

maintenant : « tourner le dos à la rivière »

lit couvert partagé avec la circulation routière (1/4) + service d’annonce

la photo ci-dessous n’a pas pour but de présenter un nouveau dispositif de protection contre les crues mais c’est ce que j’ai trouvé de mieux pour expliquer la situation

doc: http://dv83.blogemploi.com/



dangereux si… exemple 3 : Paillon à Nice (suite)

maintenant : « tourner le dos à la rivière »

lit couvert partagé avec la circulation routière (1/4) + service d’annonce doc. Nice-Matin, 6/12/05

3 décembre 2005 :

- travaux en entrée de la section couverte (2,3), section réduite (1)- mais Q alerte inchangé envahissement de la trémie routière (5) par la crue



Prédétermination : à quoi ça sert ? donner un probabilité à l’aléa dimensionnement d’un aménagement, d’une protection

notion d’objectif

calcul des impacts aussi pour le calcul de la ressource

étiages, sècheresse

le temps de retour moyen: une notion délicate pour les non-spécialistes et le public

« La Grande Inondation » raconte avec précision ce qui se passera lors de la prochaine grande crue de la Seine à Paris. En effet, ce

scénario catastrophe qui a eu lieu en 1910 devrait se reproduire dans les années à venir sans que personne ne puisse prédire la

date exacte.

http://video.google.com/videoplay?docid=-4005385001181726431

voir cours n

°6


les outils de l’ingénieur pour le risque : 2. les modèlesles outils de l’ingénieur pour le risque : 2. les modèles

utilisés pour (annonce) calcul de l’aléa – cartes de risque mise au point d’aménagements et étude des impacts

1. les différents types de modèles modèle analogique et numériques modèles et systèmes de modélisation naïfs, corrélatifs et déterministes

2. les modèles numériques déterministes : une schématisation

exemple : représentation du lit majeur et cartographie du risque

3. que sait-on mal faire ?


des outils complémentaires

des métiers qui demandent des compétences et une expérience

différents types de modèles : analogiques et numériquesdifférents types de modèles : analogiques et numériques

à chaque problème son outil

modélisation physique ou analogique

+ phénomènes tridimensionnels

+ communication- contraintes d’échelle,

lois de similitude, distorsion temps

- options multiples coûteuses

- dérive « maquettiste »

modélisation numérique+ mise en œuvre facile+ hydrodynamique : 1D,

2D, 3D (?)- sédimento ?- couplages- mise en œuvre facile


différents types de modèles numériques : naïfs, corrélatifs et déterministesdifférents types de modèles numériques : naïfs, corrélatifs et déterministes

exemple : Basses Vallées Angevines 1 : modèle naïf de propagation

2 : + modèle corrélatif (écrêtement)

1 et 2 supposent l’invariance du système

3 : modèle déterministeun « bassin »

représentation de la rivière et du lit majeur

coûteux, mais usage prospectif

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les outils de l’ingénieur pour le risque : 2. les modèlesles outils de l’ingénieur pour le risque : 2. les modèles

simulation numérique déterministe résolution des équations de l’écoulement (BSV) sur des tronçons fluviaux comportement des ouvrages systèmes de modélisation commercialisés

limites la schématisation le budget des études les données disponibles pour la validation exemple : modélisation d’un écoulement dans un lit composé


2. les modèles : que sait-on mal faire ?2. les modèles : que sait-on mal faire ?

L’écoulement au voisinage du régime critiqueforts gradients

ressaut

érosions

Les singularitésdétail en 1D

singularités décrites (?)

Le lit majeurvégétation

vitesse d’écoulement en 1D

tourbillons en 2D

zones urbanisées

se passer de l’expert hydraulicienschématisation et validation

cartographie automatique

Se passer de donnéesConstruction du modèle

Réglage et validation

se passer de modèles ?


les outils… : 3. cartographie du risqueles outils… : 3. cartographie du risque

comment sont élaborées les cartes de risque ? sans modélisation

événement observé, topographie expertise, paléo-hydraulique

simulation numérique crues de référence

CL de référence

Q100

conditions de la crue historique

des difficultés et des pièges…

PPRI Isere amont, doc. DDE38


les outils de l’ingénieur pour le risque : 3. cartographie du risque : les piègesles outils de l’ingénieur pour le risque : 3. cartographie du risque : les pièges

# 1 : Andreas Götz (OFEV) / congrès sur les catastrophes naturelles organisé par l'Association Suisse d'Assurances ASA, 31 mars 2006)

http://www.bafu.admin.ch/naturgefahren/01923/01954/

Ici: bravo !

mais souvent :

# 1 : On cartographie ce que l’on a observé (et parfois tenté de modéliser)



# 2 : Une modélisation inadaptée Calcul permanent souvent insuffisant

Ne reproduit pas les effets dynamiques

Importance de l’écrêtement dans les crues rapides

Un modèle 1D ne reproduit pas les inondations complexesAdapter l’échelle de la représentation à l’échelle des phénomènes

Exemple : les modèles de la Loire

inondations par remontée de nappe érosion et dépôts solides

Particulièrement importants pour les crues torrentielles



# 3 : Cartographie automatique Croisement d’une surface inondée avec une surface topographique Interpolation délicate entre les points de calcul

Exemple : digues

Cohérence avec la schématisation ? Contrôle a posteriori souvent négligé



# 4 : Représenter de manière homogène différents risques

PPRI Isere amont, doc. DDE38

quartier des Chenevières, août 2005


http://www.isere.pref.gouv.frcommune de Domènenovembre 2005



# 5 : Être cohérent dans la représentation avec ce que l’on a déterminé exemple : la vitesse d’écoulement

1D et casiers 2D-H tourbillons ? zones de survitesse

(ex pertuis) ?



# 5 : Être cohérent dans la représentation avec ce que l’on a déterminé zonage trop précis, incertitudes

•En zone rouge (danger élevé), la construction est totalement interdite. •En zone bleue (danger moyen), la construction est autorisée moyennant certaines exigences. •En zone jaune (danger faible), la construction est généralement possible sans réserve. Ces périmètres peuvent être touchés par des événements d'intensité faible ou par des événements rares mais de grande ampleur. C'est pourquoi aucun bâtiment sensible avec une concentration de personnes (p. ex. école) ne devrait être construit dans cette zone. •En zone jaune hachurée blanc, toute construction est en principe possible de manière générale sans devoir respecter d'exigences spéciales. Secteurs susceptibles d'être touchés par des phénomènes naturels dangereux, mais suivant une probabilité très faible.


les outils de l’ingénieur pour le risque : 3. cartographie du risqueles outils de l’ingénieur pour le risque : 3. cartographie du risque

différents outils règlementaires Plans Locaux d ’Urbanisme Plan d’Exposition aux Risques d’Inondation

Loi sur l’eau, 1992SDAGE : échelle du bassin

SAGE : échelle de la rivière

PPR, PPRI, 1995documents informatifs

sur les risques

documents réglementaires,opposables, annexes des PLU

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