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Thèse

Adaptation et évaluation d'un système d'anticipation de crues éclair sur des bassins de montagne non-jaugés

Résumé : En Europe, les crues éclair affectent principalement les régions méditerranéennes et montagneuses. Les bassins concernés sont le plus souvent de petite taille (inférieure à 100 km²), et non-jaugés, leur temps de concentration est très court. Anticiper ce type d’événements demeure un exercice ardu parsemé de multiples difficultés. Développée initialement pour les régions méditerranéennes, la méthode AIGA (Adaptation d'Information Géographique pour l'Alerte en crue) a pour objectif d’estimer et de localiser en temps réel la dangerosité des crues, et de la qualifier en termes de périodes de retour. Elle se fonde sur un modèle hydrologique (GRD) et sur des cumuls de pluie fournis par le réseau de radars ARAMIS. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet commun à IRSTEA et Météo-France (projet RHYTMME) et ses deux objectifs sont : •l’adaptation du modèle hydrologique de la méthode AIGA aux régions montagneuses, en tenant compte des caractéristiques de cet environnement ; •l’évaluation du nouveau modèle sur des bassins de petite taille, qui sont réellement non-jaugés. Pour atteindre le premier objectif, le modèle est complexifié (intégration d’un traitement de la neige), testé sur 118 bassins versants jaugés de la banque HYDRO des régions Rhône-Alpes et Provence-Alpes-Côte-D’azur, et régionalisé. Quant au second but, des relevés de dégâts, issus de la base de données des services de Restauration des Terrains en Montagne (RTM), sont utilisés afin d’évaluer le modèle sur 123 très petits bassins dans des conditions aussi proches que possible de la réalité du terrain. Sur les bassins versants jaugés, en perfectionnant, au fur et à mesure, le modèle originel de la méthode AIGA, des gains de l’ordre de 40% sont obtenus sur le critère de Nash et Sutcliffe. Ces améliorations sont surtout significatives dans les régions montagneuses, et elles sont moins conséquentes en Méditerranée. Sur les bassins RTM, il est difficile de prouver les avantages du nouveau modèle du fait de l’absence de débits observés. Afin de s’affranchir de ce problème, une méthode d’évaluation est développée, fondée sur des statistiques de contingence, illustrant la concomitance entre dégâts observés et dépassement de seuil des débits simulés. Il est proposé un graphe renseignant le taux de détection (POD) et le taux de succès (SR) pour différents seuils. Il constitue une approche multi-seuils qui permet de comparer des modèles entre eux, à l’instar des courbes de ROC. Cette technique montre bien de meilleures performances de la part du nouveau modèle développé à l’étape précédente. Cependant, ces performances peuvent encore être améliorées en procédant à une phase de calage intégrant directement l’information de dégâts. Cette ultime étape permet ainsi de palier aux limites de l’hydrologie classique. La thèse met en évidence un problème d’évaluation des systèmes d’anticipation des crues : une évaluation sur bassins jaugés est une première étape nécessaire mais pas suffisante. En effet, les travaux illustrent le fait que les compromis opérés sur les grands bassins jaugés n’entraînent pas forcément de meilleures performances sur les petits bassins, sujets aux crues éclair.
Mots-clés : thèse
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Soumis le : samedi 16 mai 2020 - 11:57:46
Dernière modification le : lundi 25 mai 2020 - 23:24:05

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Dimitri Defrance. Adaptation et évaluation d'un système d'anticipation de crues éclair sur des bassins de montagne non-jaugés. Sciences de l'environnement. Thèse de doctorat en hydrologie, 2014. Français. ⟨tel-02606141⟩

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