Eĺéments d'analyse sur les crues éclair

AContribution to the analysis of flash floods

• Auteur / Autrice : Eric Gaume
• Direction : Michel Desbordes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Ecole nationale du génie rural, des eaux et des forêts (Paris ; Nancy ; 1968-2006)

Mots clés

Mots clés libres

Hydrologie

Crues

Crues eclair

Statistiques

Hydrology

Floods

Flash floods

Statistics

Résumé

Les crues éclair (i. E. Crues soudaines provoquées par des événements pluvieux orageux) constituent sans aucun doute le risque naturel le plus destructeur en France. Malgré la menace qu'elles représentent et les nombreuses questions qu'elles suscitent, elles n'ont pas fait l'objet par le passé d'études systématiques. Dans la première partie de ce document, une méthodologie d'analyse hydrologique post-événementielle a été mise au point et testée sur cinq études de cas. Les premiers résultats obtenus sont encourageants et relativement inattendus : a) les bassins versants réagissent avec retard aux épisodes de pluies intenses, b) les volumes d'eau de pluie retenus sur les bassins et ne participant pas à la crue sont importants (de 150 à 200 millimètres dans les études de cas traitées), c) le type d'occupation des sols ne semble pas jouer un rôle déterminant sur la réponse des bassins versants. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'analyse théorique des lois de probabilité des débits de pointes de crues. Les possibilités offertes par l'approche qualifiée de semi-déterministe, consistant à coupler un modèle mathématique de genèse aléatoire de séries pluviographiques et un modèle ``pluie-débit'' sont explorées. Il apparaît que, compte tenu des propriétés de la relation pluie-débit, les distributions des débits pointes de crues (DDPC) n'appartiennent probablement à aucun des trois types de lois des valeurs extrêmes. Elles sont asymptotiquement contrôlées par la distribution des intensités moyennes maximales des événements pluvieux, mesurées sur une durée caractéristique du bassin versant.

Flash floods (i. E. Floods produced by severe thunderstorms of limited areal extent) are certainly the most destructive natural hazard in France. They also give rise to numerous questions but no systematic studies have been conducted in the past on such events. In the first part of this document, a post flood investigation methodology is proposed and tested on five case studies. The first results obtained are hopeful and reveal some original aspects of the rainfall-runoff relationship during flash floods : 1) the watershed response to the intense storm bursts is late and relatively sudden, 2) a large amount of rainwater (150 to 200 millimeters in the present case studies) is retained on the catchments and does not contribute to the flood flow, 3) no significant effects of the land use type could be identified. The second part of the document, is devoted to the theoretical analysis of the flood peak distributions. The potential of the so called derived distribution methods consisting in coupling a stochastic rainfall simulator and a mathematical ``rainfall-runoff'' model is assessed. It appears that, due to the properties of the ``rainfall-runoff'' process, flood peak distributions (FPD) belong most probably to none of the three extreme value distibution types. The asymptotic behaviour of the FPD is controlled by the maximum rainfall intensities measured over a duration characteristic of the studied watershed.