Prévision hydrologique d'ensemble adaptée aux bassins à crue rapide : élaboration de prévisions probabilistes de précipitations à 12 et 24h : désagrégation horaire conditionnelle pour la modélisation hydrologique : application à des bassins de la région Cévennes Vivarais

par Renaud Marty

Thèse de doctorat en Océan, atmosphère, hydrologie

Sous la direction de Charles Obled et de Isabella Zin.


  • Résumé

    Les bassins de la région Cévennes-Vivarais subissent des crues récurrentes, générées par des épisodes de précipitations intenses, généralement en automne. La prévision de ces crues est une préoccupation majeure, nécessitant l'anticipation maximale pour le déclenchement de l'alerte, ainsi que la meilleure estimation possible des débits futurs. Après avoir dressé un panorama des éléments nécessaires à l'élaboration de prévisions hydrologiques, avec leurs incertitudes associées, nous proposons une approche simple et modulaire, adaptée aux bassins versants à réponse rapide (temps au pic de quelques heures). Compte tenu de l'anticipation souhaitée (24-48h), les prévisions quantitatives de précipitations constituent un élément clé de la démarche. Nous décrivons et évaluons deux sources de prévisions disponibles, i. E. La prévision d'ensemble EPS du CEPMMT et la prévision élaborée par adaptation statistique (analogie) au LTHE, puis nous proposons une correction de la seconde qui améliore encore sa fiabilité. Ces prévisions sont ensuite désagrégées des pas 12 ou 24h au pas horaire, via un désagrégateur flexible, générant des scénarios qui respectent les prévisions de précipitations et la structure climatologique horaire des averses. Ces scénarios forcent un modèle hydrologique, simple et robuste, pour élaborer une prévision hydrologique ensembliste. Il ressort alors que les prévisions hydrologiques sont sensiblement améliorées lorsqu'elles intègrent une information sur la répartition infra-journalière des cumuls de précipitations prévus, issue soit des EPS à 6 ou 12h, soit de la méthode des analogues appliquée au pas de 12h, soit d'une combinaison des deux approches.

  • Titre traduit

    Hydrological ensemble forecasts for flash flood basins


  • Résumé

    Catchments of Southern France are regularly subject to quick floods, usually in autumn, generated by intense rainfall events. Thus, flood risk is a major concern, necessitating a maximal lead-time to issue early flood warning, as well as an estimation of future discharges. Firstly, the elements required for hydrological forecasts and the related uncertainties are illustrated. Then, a simple and modular approach adapted to flash flood catchments (having a time to peak of about few hours) is proposed. Considering the targeted lead-time (24-48h), quantitative precipitations forecasts are a key element of this approach. Two prediction systems are described and evaluated: the EPS ensemble forecasts provided by ECMWF and the ANALOG probabilistic forecasts issued from an analog sorting technique produced by LTHE. A statistical correction of the latter is suggested to improve its reliability. The different forecasts are thereafter disaggregated by a generator from a 12 or 24 hours time-step to hourly scenarios which respect the precipitation forecasts and are climatologically consistent. Rainfall scenarios are then used as input to a simple and robust hydrological model, to provide hydrological ensemble forecasts. These forecasts get noticeably improved when sub-daily information about rainfall amounts is provided, either from EPS at a 6 or 12h time-step, or from ANALOG applied at 12h, or from a combination of both approaches, taking into account daily rainfall amount from ANALOG and a sub-daily chronology from EPS at 6h.

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  • Détails : 1 vol. (302 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 263 réf.

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
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