Prévision à très courte échéance des crues rapides méditerranéennes
Lovat, Alexane
Nowcasting of Mediterranean flash floods
Les régions méditerranéennes sont régulièrement exposées aux événements fortement précipitants et aux crues rapides. En situation de crise, disposer d'une prévision hydrométéorologique sur quelques heures d'échéance peut s'avérer crucial, notamment pour l'intervention des services de secours. La prévision des conséquences hydrologiques des épisodes méditerranéens de pluie intense aux échéances de la prévision immédiate, jusqu'à 6h d'échéance, est le sujet de cette thèse. Deux aspects ont été étudiés : la modélisation des débits et du ruissellement à fine échelle, et l'utilisation de prévisions immédiates de pluie, notamment des nouveaux systèmes de prévision de Météo-France, pour anticiper les crues. L'apport d'une représentation plus fine de l'occupation et de la texture des sols pour la simulation des débits des cours d'eau et du ruissellement sur des zones urbaines et péri-urbaines a d'abord été examiné. Une étude de sensibilité a été menée sur l'impact des descripteurs de sol et de la résolution spatiale (1km et 300m) avec le modèle hydrologique ISBA-TOP sur 12 cas de crues passées, incluant celui des inondations meurtrières dans la région de Cannes en 2015. Une analyse approfondie de ce cas a été conduite en exploitant les estimations de débits obtenues dans le cadre des enquêtes post-évènement du programme HyMeX et en explorant le potentiel de données d'impacts pour évaluer le ruissellement simulé. La résolution spatiale du modèle s'est montrée avoir le plus d'impact, suivie de la description de la texture du sol et enfin de la description de l'occupation du sol. Le potentiel des prévisions immédiates de pluie pour la prévision des crues méditerranéennes jusqu'à 6h d'échéance a ensuite été étudié. En particulier, les prévisions de pluie issues d'une version dédiée à la prévision immédiate du modèle de prévision numérique du temps AROME (AROME-PI), et d'une méthode de fusion entre extrapolation des lames d'eau radar et prévision numérique du temps (PIAF) ont été examinées. L'évaluation a été conduite en considérant les temps de mise à disposition réelle des prévisions, qui est un paramètre important à prendre en compte pour la prévision jusqu'à quelques heures d'échéance. Ces pluies ont été évaluées d'un point de vue hydrologique, en comparant les lames d'eau observées et prévues sur des bassins versants affectés par des crues passées, puis à l'échelle régionale sur un grand domaine Sud-Est. Les résultats sont globalement les mêmes pour les deux évaluations. PIAF est de très bonne qualité jusqu'à 1h de prévision, mais cette qualité se dégrade très rapidement, pour atteindre une qualité comparable voire inférieure à AROME-PI au delà de 1h15/1h30 de prévision. Entre 2h et 3h d'échéance, AROME-PI est de qualité supérieure ou équivalente à PIAF. Des ensembles formés par les prévisions successives de AROME-PI et de PIAF respectivement, ont aussi été étudiés. La sensibilité des ensembles à leur taille et à l'ajout d'une tolérance temporelle sur la prévision de chacun des membres a été examinée. Les résultats indiquent que plus un ensemble contient de membres, plus il est performant. Il en est de même pour les ensembles avec une tolérance temporelle de 15 ou de 30min. Une évaluation des débits aux exutoires simulés avec ISBA-TOP et MARINE forcés par les prévisions immédiates de pluie AROME-PI et PIAF, utilisées seules ou en tant qu'ensembles, a aussi été effectuée sur deux cas de crues exceptionnelles (l'Aude en 2018 et Cannes en 2015). Pour les meilleurs scenarii basés sur les prévisions AROME-PI, l'anticipation de la bonne intensité des pics de crue et de la décrue peut atteindre jusqu'à 5h, et un peu plus pour la montée. Pour ceux basés sur les prévisions PIAF, l'anticipation varie entre 20min et 4h, selon le phénomène, le bassin et le modèle hydrologique étudié.</p>
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