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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


4

Le barrage de la Rouvière (Gard) le 9 Septembre 2002


5


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

8-9-

02 14

:00

8-9-

02 1

5:00

8-9-

02 1

6:00

8-9-

02 17:

00

8-9-

02 1

8:00

8-9-0

2 19

:00

8-9-

02 2

0:00

8-9-0

2 21

:00

8-9-0

2 22

:00

8-9-

02 2

3:00

9-9-

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 - Barrage de la Rouvière

Hyetogramme provenant des données du Pluvio du Barrage de la Rouvière

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

8-9-0

2 12

:00

8-9-

02 1

3:00

8-9-

02 14

:00

8-9-

02 1

5:00

8-9-

02 1

6:00

8-9-

02 17:

00

8-9-

02 1

8:00

8-9-0

2 19

:00

8-9-

02 2

0:00

8-9-0

2 21

:00

8-9-0

2 22

:00

8-9-

02 2

3:00

9-9-

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


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

120

140

160

180

200

8-9-0

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


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

16

Les témoignages

18

• 3 semaines d’enquête de terrain• 18 chercheurs et des élèves de l ’ENSMA • 93 sections d’écoulement• 143 témoignages• 15 vidéos

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

23

0600 TU

24

0700 TU

25

0800 TU

26

0900 TU

27

1000 TU

28

1200 TU

29

1300 TU

30

1400 TU

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

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

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



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

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