Distributed hydrological now-casting for the road network management in the Cevennes-Vivarais region

(ANR PREDIFLOOD (01/2008-08/2011), programme RISKNAT)

Partenariat

LCPC, Météo-France (CNRM), LTHE, UMR PACTE

Coordination

E. GAUME (LCPC)

L'équipe projet

Patrick Arnaud, Ingénieur de recherche

Objectifs

PreDiFlood vise à développer et tester de nouveaux outils de prévision hydro-météorologique. Au-delà des échelles de temps et d'espace considérées, la principale originalité du projet réside dans l'intégration explicite des conséquences locales possibles des crues. Les variables prédites ne sont pas des variables hydrologiques (cumuls de pluie, débits, niveaux d'eau), difficiles à interpréter pour les utilisateurs finaux (services de secours et éventuellement population), mais des évaluations de la probabilité et/ou de l'ampleur de conséquences dommageables. L'étude de cas a été retenue car les submersions sont un enjeu majeur en région Cévennes-Vivarais et les observations disponibles pour caler et tester l'outil proposé sont nombreuses. L'approche pourra cependant être étendue à d'autres enjeux et conséquences possibles des crues : coulées boueuses, ruptures de digues, couplage avec les cartes de risque des PPR…).

Méthodes

Prediflood est un projet de 3 années. Il compte cinq tâches.

• La tâche 1 porte sur l'analyse des besoins des services d'intervention et de secours en matière d'information sur l'état possible des routes et le test de l'outil proposé avec ces utilisateurs.
• La tâche 2 vise l’élaboration et l’évaluation de divers produits pluie issus de données radar et pluviométriques pour un ensemble d’épisodes intenses ayant affecté et/ou se produisant au cours du projet sur le département du Gard. Sont considérées en priorité les lames d’eau produites par les systèmes TRADHy (recherche, LTHE), PANTHERE (opérationnel, Météo-France) et CALAMAR (opérationnel, société RHEA). Les données de validation proviennent des réseaux pluviométriques. Par ailleurs, il est prévu que d’autres produits hydrométéorologiques tels que des lames d’eau prévues issues du système de prévision immédiate de Météo-France, des sorties du modèle ISBA et des prévisions du modèle AROME soient également collectés et mis en forme.
• La tâche 3 concerne la mise en œuvre de modèles hydrologiques distribués sur la zone d’étude (département du Gard), permettant une estimation des débits aux intersections du réseau hydrographique avec le réseau routier (1388 points de coupure des routes principales, associés à un bassin versant de 1 km² minimum (figure 3). Outre l’implémentation des modèles, le travail prévu inclut l’étude de la prise en compte des états initiaux, des tests d’assimilation de données en temps réel et l’étude de la sensibilité des résultats aux informations pluviométriques utilisées.
• La tâche 4 est consacrée au développement d'indicateurs de vulnérabilité des routes à la submersion et de sensibilité des bassins à l'érosion et au couplage entre les prévisions hydro-météorologiques et ces indicateurs afin de produire des indices de risque.
• Enfin la tâche 5 est dédiée aux échanges avec les utilisateurs finaux des prévisions au travers d'un comité technique de suivi et à la diffusion des résultats du projet.

Principaux résultats obtenus par le TR

• Collecte de bases de données hydro-météorologiques sur le département du Gard (données Panthère, Calamar, Réanalyse des lames d’eau,…). Historique des coupures de routes dans le Gard.
• Développement méthodologique associé au modèle hydrologique distribué GRD. Conformation des performances du modèle avec d’autres modélisations hydrologiques.
• Étude de la sensibilité des alertes fournies par le modèle GRD, à la nature de l’information pluviométrique, et à l’initialisation du modèle réalisée par différents indices de bilan hydrique calculés quotidiennement.
• Confrontation des résultats de modélisation au conséquente « terrains », parfois seule information disponible en site non jaugé.

Valorisation

• Versini, P.-A., Gaume, E., and Andrieu, H.: Application of a distributed hydrological model to the design of a road inundation warning system for flash flood prone areas, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10, 805-817, doi:10.5194/nhess-10-805-2010, 2010.
• Versini, P.-A., Gaume, E., and Andrieu, H.: Assessment of the susceptibility of roads to flooding based on geographical information – test in a flash flood prone area (the Gard region, France), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10, 793-803, doi:10.5194/nhess-10-793-2010, 2010
• Naulin Jean-Philippe, Payrastre Olivier, Gaume Éric, Delrieu Guy, Arnaud Patrick, Lutoff Céline, Vincendon Béatrice (2010): Prediflood: A French research project aiming at developing a road submersion warning system for flash flood prone areas, 4th HyMeX workshop 8-10 June 2010 at CNR, Bologna, Italy
• Vincendon B., Lespinas F., Sorbet C., Ducrocq V. (2010): Exploring some uncertainties of flash-flood simulations with ISBA-TOPMODEL coupled system on Cévennes-Vivarais watersheds. , 4th HyMeX workshop 8-10 June 2010 at CNR, Bologna, Italy
• Payrastre O., Gaume E. (2009) : Le projet ANR Prediflood, Plénières eau et environnement 2009 du LCPC, Bordeaux 26-28 Novembre 2009
• Payrastre O., Gaume E. (2010) : Prévision distribuée des crues pour la gestion des routes en région Cévennes Vivarais – état d’avancement du projet, Colloque ANR CATELL + RISKNAT, Lyon 29-31 mars 2010
• Javelle P. (2009) : Le projet ANR Prediflood. Journée de présentation des projets ANR labellisés par le pôle risques, axe « système de surveillance environnementale et de gestion des risques », Aix-en-Provence 1er décembre 2009