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Principe de la méthode AIGA

La méthode AIGA a été développée au sein de l’UR RECOVER en collaboration avec Météo-France et le Schapi.

L’objectif de la méthode AIGA est de fournir une évaluation de la gravité d’un événement hydrométéorologique grâce à :

• l’affichage du niveau de gravité de l’aléa pluvial en tout point du territoire,
• l’affichage du niveau de gravité de l’aléa hydrologique en tout point du réseau hydrographique.

Cet objectif est rempli grâce à la comparaison de données temps réel avec des valeurs seuils (figure 1).

La méthode permet de produire toutes les 15 minutes :

• des cartes indiquant en temps réel, et en tout point du territoire à la résolution du km², la période de retour des pluies radar observées en les comparant avec des valeurs seuil (volet AIGA Pluies),
• une carte indiquant en temps réel, et pour tout bassin prédéfini, la période de retour des crues qui pourraient résulter de ces précipitations, en comparant les débits calculés à des valeurs seuils, en des points prédéfinis du réseau hydrographique (volet AIGA Débits).

Ces deux types de productions permettent de caractériser la gamme de période de retour de l'aléa hydrométéorologique en cours, et, ainsi, d’apprécier l’intensité anormale du phénomène naturel.

Méthodes AIGA pluies

Les données temps réel de pluie sont les cumuls fournis à la résolution spatiale du km² sur différentes durées (1h à 72h) par le réseau de radars météorologiques opérés par Météo-France (réseau ARAMIS). Les valeurs seuils de pluie sont constituées par les valeurs statistiques de pluie issues de la base nationale SHYREG pluie (Arnaud et al., 2014) disponibles pour les mêmes durées de cumul et pour différentes périodes de retour.

Le résultat de la comparaison entre ces observations de pluie et ces valeurs seuils peut être visualisé sous la forme de cartes à la résolution spatiale du km² (figure 2). Les niveaux de rareté des pluies y sont représentés selon une échelle simplifiée en gammes de périodes de retour. Une échelle en 3 couleurs est par exemple adoptée sur la carte de la figure 2, selon que les pluies observées en 1 heure ont une période de retour soit comprise entre 2 et 10 ans, soit comprise entre 10 ans et 50 ans, soit supérieure à 50 ans.

Méthode AIGA débits

Pour caractériser l'aléa de crues, la méthode AIGA s'appuie sur des données temps réel de débits fournies par un modèle hydrologique alimenté par les pluies radars. Ces données temps réel sont comparées à des valeurs seuils de débit associées à différentes périodes de retour.

Dans la pratique, le modèle hydrologique est mis en œuvre pour des exutoires prédéfinis. Les périodes de retour sont traduites visuellement par un code couleur attribué aux tronçons modélisés. Le réseau hydrographique affiché sur carte de la figure 3 est ainsi représenté avec une échelle en 3 couleurs, selon que les débits modélisés ont une période de retour soit comprise entre 2 et 10 ans, soit comprise entre 10 ans et 50 ans, soit supérieure à 50 ans.

Mises en oeuvre temps réel de la méthode AIGA

La méthode AIGA est exploitée en temps réel dans quatre dispositifs opérationnels de suivi et d’anticipation des événements hydro-météorologiques :
- le dispositif national APIC, opéré par Météo-France,
- le dispositif national Vigicrues-Flash, opéré par le Schapi,
- les extranets « Sécurité Civile » et « Rhytmme » de Météo-France.

Dispositif APIC

La méthode AIGA Pluies est utilisée dans le dispositif Avertissement pluies intenses à l'échelle des communes, ou APIC, mis en place en 2011 par Météo-France en réponse à une commande du Ministère en charge de l'Environnement. Ce service renseigne sur le caractère plus ou moins exceptionnel des précipitations observées à l'aide de deux niveaux d'avertissement : "précipitations intenses" et "précipitations très intenses". Pour cela, le service APIC agrège, à l'échelle communale, les informations produites par la méthode AIGA Pluies à la résolution spatiale du km2. Ce service est disponible sur 97% des communes métropolitaines ; on dénombrait 9 800 communes abonnées à la fin 2019.

Vigicrues Flash

La méthode AIGA Débits est utilisée dans le service Vigicrues Flash, mis en place en 2017 par le Ministère en charge de l'Environnement (Service central d'hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations – SCHAPI). Ce système d’avertissement permet de surveiller près de 15 000 tronçons de cours d'eau du territoire métropolitain, soit plus de 30 000 km de cours d'eau concernant un peu plus de 10 000 communes (pour 1 380 communes abonnées fin 2019). Les avertissements Vigicrues Flash informent sur le risque de crue significative dans les prochaines heures à l'aide de deux niveaux d'avertissements "Crue forte" et "Crue très forte" émis à l'échelle d'une commune. Pour cela, Vigicrues Flash agrège, à l’échelle communale, les informations produites par la méthode AIGA Débits sur les cours d’eau qui traversent le territoire communal.

Extranets RHYTMME et Sécurité Civile

Enfin, deux extranets opérés par Météo-France diffusent en temps réel les cartes produites selon la méthode AIGA dans leur résolution native.

L’extranet Rhytmme, proposé aux collectivités locales et aux services de l’État en Région Sud-Provence-Alpes-Côte d’Azur, permet la visualisation de l’ensemble des cartes produites par la méthode : les différentes cartes de qualification en période de retour des pluies, à la résolution du km², et la carte de qualification en période de retour des débits. On dénombre, fin 2019, près de 200 structures utilisatrices de cet extranet.

L’extranet « Sécurité Civile » propose une information AIGA à ses utilisateurs (services gestionnaires de crise : SIDPC, SDIS, Préfecture, DDTM …) quelle que soit la zone de défense dont il relève (figure 6). Les deux productions disponibles sont : la carte AIGA Pluie pour les pluies 2h sur tout le territoire national et la carte AIGA Débit sur 15 départements du pourtour méditerranéen appartenant aux Zone de Défense Sud et Sud-Est.

Recherche et développement

Travaux

Les travaux de recherche et développement sur la méthode AIGA sont menés dans le cadre d’une convention pluri-annuelle avec le Ministère en charge de l’environnement. Ils concernent l’amélioration de la modélisation de la pluie en débit, avec notamment le développement d’une modélisation continue infra-horaire ou la modélisation du routage des débits au sein des bassins versants, la caractérisation des incertitudes de modélisation, la prise en compte de la vulnérabilité des territoires, … Ces travaux de R&D sont supervisés par le SCHAPI qui assure le suivi et la coordination du volet hydrologique de la convention pour le compte du Ministère en charge de l’environnement.

L’équipe projet

Catherine Fouchier, INRAE
Pierre-André Garambois, INRAE
Pierre Javelle, INRAE
Maxime Jay-Allemand, INRAE, doctorant

Valorisation

La méthode AIGA a fait l’objet de diverses communications/publications parmi lesquelles les articles suivants :

J. Lavabre et Y. Gregoris (2005). AIGA : un dispositif d’alerte des crues sur l’ensemble du réseau hydrographique. Ingénieries EAT, n° 44, 3-12.

P. Javelle, J. Demargne, D. Defrance, J. Pansu, P. Arnaud (2014). Évaluation des avertissements de crue soudaines à des sites non jaugés en utilisant des campagnes post-événement : une application avec le système d'avertissement AIGA. Evaluating flash-flood warnings at ungauged locations using post-event surveys: a case study with the AIGA warning system. Hydrological Sciences Journal-Journal Des Sciences Hydrologiques, 59(7): p. 1390-1402.

C. Fouchier, C. Saint Martin, P. Javelle, P. Meriaux, D. Organde, et al. (2017). Mises en œuvre opérationnelles de la méthode AIGA pour anticiper les crues sur les cours d’eau non surveillés. Irstea, Sciences Eaux & Territoires, n°23, pp.48-55.