Post on 16-Apr-2020
Etude des crues éclair en région méditerranéenne
E. Gaume
UTC, 15 juin 2006
http://www.lthe.hmg.inpg.fr/OHM-CV/index.php
2
Nîmes sous les eauxLe 3 Octobre 1988
Qu’est-ce qu’une crue éclair ?
3
Le pont Saint Nicolas (Gard) le 9 Septembre 2002
Qu’est-ce qu’une crue éclair ?
4
Le barrage de la Rouvière (Gard) le 9 Septembre 2002
Qu’est-ce qu’une crue éclair ?
5
Qu’est-ce qu’une crue éclair ?
Questions :
• influence anthropique ?
• tous les bassins versants sont-ils exposés au même aléa ?
• quelle est la fréquence de ces crues ?
• changement climatique ?
6
Exemple de la crue du GardSeptembre 2002
La collecte des données
Les débits maximums
La chronologie de la crue
Les rendements d’écoulement
La dynamique pluie-débit
8
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
8-9-0
2 12
:00
8-9-
02 1
3:00
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02 14
:00
8-9-
02 1
5:00
8-9-
02 1
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02 17:
00
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8:00
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0:00
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2 21
:00
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:00
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02 2
3:00
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02 0
:00
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02 1:0
09-
9-02
2:0
09-
9-02
3:0
09-
9-02
4:0
09-
9-02
5:0
09-9
-02
6:00
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02 7
:00
9-9-
02 8:0
09-
9-02
9:00
9-9-
02 1
0:00
9-9-0
2 11
:00
9-9-0
2 12
:00
Date (jj-mm-aa hh:mm)
Inte
nsité
(m
m/h
)
Hyetogramme provenant des données RADAR aprés correction en uti lisant le cumul de la donnée au sol - Barrage de la Rouvière
Hyetogramme provenant des données du Pluvio du Barrage de la Rouvière
0
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02 14
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02 1
6:00
8-9-
02 17:
00
8-9-
02 1
8:00
8-9-0
2 19
:00
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02 2
0:00
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:00
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2 22
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3:00
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02 0
:00
9-9-
02 1:0
09-
9-02
2:0
09-
9-02
3:0
09-
9-02
4:0
09-
9-02
5:0
09-9
-02
6:00
9-9-
02 7
:00
9-9-
02 8:0
09-
9-02
9:00
9-9-
02 1
0:00
9-9-0
2 11
:00
9-9-0
2 12
:00
Date (jj-mm-aa hh:mm)
Inte
nsité
(m
m/h
)
Hyetogramme provenant des données RADAR aprés correction en uti lisant le cumul de la donnée au sol - Saumane Hyetogramme provenant des données du Pluvio de Saumane
0
20
40
60
80
100
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160
180
200
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2 12
:00
8-9-
02 14
:008-
9-02
16:
008-
9-02
18:
008-
9-02
20:
008-
9-02
22:0
09-
9-02
0:0
09-
9-02
2:0
09-
9-02
4:0
09-9
-02
6:00
9-9-
02 8:0
09-
9-02
10:0
09-9
-02
12:0
0
Date (jj-mm-aa hh:mm)
Inte
nsité
(m
m/h
)
Hyetogramme provenant des données RADAR - Alès Hyetogramme provenant de la station pluviomètrique d'Ales
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
1 00,00
08/0
9/02
10:
00
08/0
9/02
11:
00
08/0
9/02
12:
00
08/0
9/02
13:
00
08/09/
02 14:
00
08/0
9/02
15:0
0
08/0
9/02
16:0
0
08/0
9/02
17 :0
0
08/09
/02
18:00
08/09
/02
19:00
08/0
9/02
20:00
08/0
9/02
21:
00
08/0
9/02
22:
00
08/0
9/02
23:
00
09/0
9/02
00:
00
09/0
9/02
01:0
0
09/09/
02 02 :0
0
09/0
9/02
03:0
0
09/0
9/02
04 :0
0
09/09
/02
05:00
09/09
/02
06:00
09/0
9/02
07:00
09/0
9/02
08:
00
09/0
9/02
09:
00
09/0
9/02
10:
00
09/0
9/02
11:
00
Date (jj/m m / aa hh:m m )
Inte
nsité
de
s pr
écip
itatio
ns (
mm
/h)
Hyétogram m e provena nt des d onnée s ra dar corrigée s H yétog ra mm e p ro ven ant d u pluviograph e de la B ruguière
9hauteur en mètres
débit en m3/s
10
Courbe de tarage d'ANDUZE-TM Version 1-2 (04/05/04)
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
0 5 10 15
Hauteurs/Zo (122,77mNGF)
Débits (m3/s)
Jaugeage
SIEE 2003
Crue de septembre 2002
11
Les laisses de crues
12
-10
-5
0
5
10
15
20
-20-1001020metres
met
resL bank R bank
-2
0
2
4
6
-20 0 20 40 60
metres
met
res
L bank R bank
Les levés de sections
13
Les levés de sections
14
15
16
Les témoignages
17
18
• 3 semaines d’enquête de terrain• 18 chercheurs et des élèves de l ’ENSMA • 93 sections d’écoulement• 143 témoignages• 15 vidéos
La collecte des données
Les débits maximums
La chronologie de la crue
Les rendements d’écoulement
La dynamique pluie-débit
20
21
Maximum measured flood discharges in the French Mediterranean area
1,00
10,00
100,00
1 10 100 1000 10000
Watershed area (km 2)
Dis
char
ge (
m3 /s
ec/k
m2 )
Tech flood (1940)
Nîmes (1988)
Biescas (1996)
Rhonnel (1860)
Rhonnel (1860)
Bassin versant
Déb
it
Débits maximums répertoriés en région méditerranéenne
La collecte des données
Les débits maximums
La chronologie de la crue
Les rendements d’écoulement
La dynamique pluie-débit
23
0600 TU
24
0700 TU
25
0800 TU
26
0900 TU
27
1000 TU
28
1200 TU
29
1300 TU
30
1400 TU
La collecte des données
Les débits maximums
La chronologie de la crue
Les rendements d’écoulement
La dynamique pluie-débit
32
La Rouvière Conqueyrac Sommières Anduze Remoulins
Bassinversant(km2)
91 83 620 544 1855
Cumulpluie (mm)
1) 5752) 5603) 593
408406354
417404402
237287277
389395395
Cumulécoulé(mm)
452(440)
253(214)
262(180)
164 (123)120-180 *(100-140)
230-260**(190-220)
Déficit(mm) 110-150 100-150 150 100-120 130-170
* étude SIEE** étude SOGREAH
1) image du RADAR de Nîmes calage moyen2) image du RADAR de Nîmes calage affiné3) image du RADAR de Bollène calage affiné
La collecte des données
Les débits maximums
La chronologie de la crue
Les rendements d’écoulement
La dynamique pluie-débit
34
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Time
Dis
char
ge (m
3 /s)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
rain
fall
rate
(mm
/h)
rainfall rates CN=50 CN=70 CN=100 Measured discharges
débi
t
inte
nsité
intensité S=250 S=100 S=0 Débit mesuré
Temps (heures)
35
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Time
Dis
char
ge (
m3/s
)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Rai
nfal
l rat
es (
mm
/h)
rainfall rates CN=50 CN=70 CN=100 Measured discharges
débi
t
inte
nsité
Temps (heures)
intensité S=250 S=100 S=0 Débit mesuré
36
0
50
100
150
200
250
300
18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00
Time
Q (
m3/
s)0501001502002503003504004505005506006507007508008509009501000
rain
fall
rate
(mm
/h)
CN=50CN=70CN=100rainfall
witnesses informationsdébi
t
inte
nsité
Temps (heures)
Témoignages
37
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 12 24 36 48
temps en heures
débi
t en
m3/
sCN50CN70CN100
témoins 1,2,6,7,8 et 9témoins 13 et 17
sortie du lit
380
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 12 24 36 48
temps en heures
débi
t en
m3/
s
CN50CN70CN100
Conclusions
• Crue exceptionnelle par l’extension spatiale de l’épisode pluvieux
• Rôle important de ralentissement et amortissement de la Gardonenque
• Disparité des réponses pluie-débit : approfondissements nécessaires
• Images RADAR relativement fiables
Conclusions
• Crue exceptionnelle par l’extension spatiale de l’épisode pluvieux
• Rôle important de ralentissement et amortissement de la Gardonenque
• Disparité des réponses pluie-débit : approfondissements nécessaires
• Images RADAR relativement fiables
Conclusions
• Crue exceptionnelle par l’extension spatiale de l’épisode pluvieux
• Rôle important de ralentissement et amortissement de la Gardonenque
• Disparité des réponses pluie-débit : approfondissements nécessaires
• Images RADAR relativement fiables
Conclusions
• Crue exceptionnelle par l’extension spatiale de l’épisode pluvieux
• Rôle important de ralentissement et amortissement de la Gardonenque
• Disparité des réponses pluie-débit : approfondissements nécessaires
• Images RADAR relativement fiables
43
0100200300400500600700800900
1000
1 10 100 1000Période de retour en années
Déb
it en
m3 /
s
??
Distribution des débits de pointe de crue d ’un bass in méditerranéen de 49 km 2
Bonus : fréquence des crues éclair ?
44
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
LOG(T)
Déb
it en
m3 .s
-1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
LOG(T)
Déb
it en
m3 .s
-1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
LOG(T)
Déb
it en
m3 .s
-1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
LOG(T)
Déb
it en
m3 .s
-1
Limites des extrapolations statistiques
Enrichir l’échantillon de crues
Reconstituer le débit des principales crues historiques
sur une longue période
Incertitudes: existence des données historiques ? quelle précision des données ?
quels apports pour l’étude statistique des crues?
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
LOG(T)
Déb
it en
m3 .s
-1
Crue centennale ?
45
Exemple de documents d’archives sur la crue de 1874 de l’Orbiel
4.2 < Q/S0.8 < 6.2
2.7 < Q/S0.8 < 8.5 2.6 < Q/S0.8 < 6.0
4.2 < Q/S0.8 < 7.3
Surface drainée:73 km²
Surface drainée:95.5 km²
Surface drainée:97 km²
Surface drainée:87 km²
460,00
5,00
10,00
15,00
20,00
1750 1800 1850 1900 1950 2000Année
Déb
it ps
eudo
spé
cifiq
ue Q
/S0,
8Echantillon des crues de la Clamoux(Villeneuve en Minervois, 42 km2)
47
Ajustement de distributions statistiques
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
LOG(T)
Déb
it ps
eudo
-spé
cifiq
ue Q
/S0,
8
MLE 3 MLE 1MLE 2
MLE 4
MLE 5
CLAMOUXDistribution de Fréchet
36 m3.s-1
58 à 89 m3.s-1
43 m3.s-1
106 à 152 m3.s-1
Estimations de Q100:
Gumbel - MLE 5:
Gumbel - MLE 1 à MLE 4:
Fréchet - MLE 5:
Fréchet - MLE 1 à MLE 4:
48Valeur de vraisemblance de l’échantillon systématique observé
Distribution de Gumbelajustée à partir des données
systématiques (MLE 5)
Test de validité des distribution – Cas de la Clamoux
Histogramme des valeurs de vraisemblance des échantillons systématiques simulés
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
LOG(T)
Déb
it ps
eudo
-spé
cifiq
ue Q
/S0,
8
Histogramme des valeurs de vraisemblance des échantillons simulés
Valeur de vraisemblance de l’échantillon observé: -125
Histogramme des valeurs de vraisemblance des échantillons historiques simulés
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
LOG(T)
Déb
it ps
eudo
-spé
cifiq
ue Q
/S0,
8
Valeur de vraisemblance de l’échantillon historique observé: - 115
49
Test de validité de distributions
Distributions ajustées à partir des données systématiques (MLE 5)
Salz
Lauquet
Orbiel
Clamoux
Fréchet
Salz
Lauquet
Orbiel
Clamoux
Gumbel
échantillon historiqueéchantillon systématiqueNature du test :
Rejet de la distributionPas de rejet de la distribution