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Université Joseph Fourier Grenoble (2004)

Revisiter la notion de scénario hydrologique de référence pour la caractérisation des inondations

Le Clerc, Sandrine

Titre : Revisiter la notion de scénario hydrologique de référence pour la caractérisation des inondations

To revisit concept of hydrological reference scenario to characterise floods

Auteur : Le Clerc, Sandrine

Université de soutenance : Université Joseph Fourier Grenoble

Grade : Doctorat Mécanique des Milieux Géophysiques et Environnement, 2004

Résumé
Face au risque de crue et à la notion d’aléa, le projeteur souhaite conduire des simulations et mesurer, en situation extrême, les effets des crues en terme d’inondation (inondabilité, zonage, sensibilité aux effets anthropiques, etc.) ou vis à vis du fonctionnement d’un ouvrage (cas des barrages avec leurs évacuateurs de crue). Il utilise alors des scénarios hydrologiques de référence dont il va examiner les conséquences hydrauliques.La démarche proposée dans ce rapport permet de construire, pour une section de rivière fixée, un scénario hydrologique de référence respectant certaines propriétés fréquentielles à l’échelle spatiale et temporelle. Cette démarche s’appuie sur une série hydrométrique historique. Quand cette série historique n’existe pas, la recherche d’une station comparable doit être réalisée avec les plus grandes précautions. La sélection d’hydrogrammes de crue à partir de la série est réalisée suivant certains critères automatiques : seuil de débit dépassé par la pointe de crue (S), espace entre deux crues (P), coefficient intercrue (g). Elle ne peut cependant pas s’affranchir de l’expertise de l’hydrologue dans la phase de contrôle des données et d’ajustement des critères afin d’obtenir un échantillon critiqué et représentatif des plus fortes crues à cette station. La visualisation de l’échantillon sélectionné met en évidence pour toutes les rivières à la fois une similarité de forme et une forte variabilité des épisodes de crue. Le but de la démarche est d’extraire le maximum d’information des crues du passé afin de construire un scénario robuste pour les crues à venir.L’information est contenue dans les variables pertinentes définies pour l’analyse des hydrogrammes de crue dans le rapport [2] : QIX : Débit de pointe de la crue ; Couple (V,N) ou VCXN : Volume V écoulé pendant N heures ou débit moyen pendant N heures ; GXM : Gradient G maximum de montée du débit en M heures ; Qbase : Débit de base au départ de la crueLe scénario hydrologique construit par la méthode présentée dans ce rapport traduit la cohérence de ces variables avec l’échantillon de crues historiques. Ce scénario hydrologique de référence ne prétend pas représenter LA forme unique d’une crue centennale ou millennale à venir. Il synthétise l’ensemble de l’information connue au moment de l’étude et répond le mieux à l’exigence de probabilité homogène des différents paramètres présentés ci-dessus. Il peut donc être considéré comme l’instrument de décision légitime pour les problématiques d’inondation, de gestion des crues et de dimensionnement d’ouvrages. La variabilité des formes peut ensuite être traduite par plusieurs scénarios hydrologiques. Nous proposons dans ce rapport les caractéristiques de forme ASYd et ECARTYd afin de différentier plusieurs classes, en l’occurrence trois, de formes d’hydrogramme. Ces scénarios seront utiles au projeteur afin de conforter certaines orientations ou de mettre en évidence des risques non soupçonnés auparavant. La méthodologie comprend les étapes suivantes : Sélection des crues historiques ; Choix du pas de temps caractéristique ; Construction de l’hydrogramme moyen ; Analyse des gradients et des débits moyens maximaux sur plusieurs pas de temps ; Construction du scénario hydrologique de référence ; Analyses complémentaires, notamment sur la variabilité des cruesEnfin, certaines études nécessitent d’intégrer, en plus de la dimension temporelle, la dimension spatiale à travers l’analyse des concomitances de crue au droit de confluences. En dernière partie de ce rapport (§6), après un rappel théorique sur la composition de lois de probabilité, une application illustre leur usage sur deux secteurs d’étude (Loire et Allier ; Rhône, Arve et Valserine). Une série de recommandations opérationnelles est ensuite présentée. The first task of river related design projects is to investigate the risk of flooding. Depending on the project, this can be done using a variety of parameters such as water level, inundated area, duration, peak discharge or volume of flow. A hydrographical benchmark is required in order to test the hydraulic consequences.This report sets out a way of designing this hydrographical benchmark for a given river cross section, consistant with a given recurrency frequency. This process is based on historical hydrometric data.

Mots clés : Hydrogramme de projet ; Analyse de forme des crues ; Concomitance

Présentation (CemOA)

Page publiée le 7 septembre 2010, mise à jour le 9 octobre 2019