Espace des sciences

Soyons vigilants face aux inondations

La surveillance des crues par le réseau VIGIcrues

Soyons vigilants face aux inondations

Les inondations en chiffres

49.9

1.5

12 500

245

Sources : Géorisques

https://www.georisques.gouv.fr/ Accueil - ParticulierLa seconde édition de la Journée de sensibilisation aux risques naturels et technologiques, qui s'est déroulée tout au long du second semestre avec...Géorisques

Le réseau VIGIcrues surveille chaque jour près de 23000 km de cours d'eau et informe ainsi près de 75 % de la population exposée au risque d'inondation.

Le cycle de l'eau

La prévision des crues

La crue de 1974

Les bons gestes lors d'un événement de crue

Dans les pages qui suivent, nous allons étudier : - les mécanisme sous jacents à l'apparition des crues et des inondations, - l'organisation mise en place pour les prévoir et informer le public des risques, - la description et le suivi du déroulement de la crue de novembre qui reste encore aujourd'hui une crue majeure sur le territoire de la Vilaine amont,- les gestes à adopter en cas de confrontation avec un tel événementPassons en revue les sujets suivants pour mieux appréhender les

Le cycle de l'eau

L'eau est la force motrice de la nature

Le cycle de l'eau

L'eau est la force motrice de la nature

Léonard de Vinci

Il est difficile de croire en regardant les conséquences des crues de juillet 2021 dans l'Est de la France et les pays limitrophes, que les inondations sont un moteur de la vie sur notre planète. Pourtant le cycle de l'eau est la base de la répartition des masses d'air à l'origine du climat, ainsi que des apports de sédiments améliorants les sols. Le cycle de l'eau est à l'origine des mouvements de l'eau sur notre planète et donc de la répartition de la vie. Dans certains cas extrème il est à l'orgine de pluies diluviennes et bien souvent de crues qui leurs sont associées.

Pour comprendre le cycle de l'eau, il est nécessaire de bien identifier les différents mécanismes qui le composent. Ces derniers interagissent entre eux dans le temps et dans l'espaces. En effet, l’eau circule sur terre sous différentes formes : nuages, pluie, rivières et océans, passant de la mer à l’atmosphère, de l’atmosphère à la terre puis de la terre à la mer. Ces transferts sont possibles grace à la capacité de changements d'état de l'eau en fonction des conditions du milieu.

Les pluies trouvent leur source dans les mouvements de l'eau dans l'atmosphère

L'évaporation Grâce à l'énergie solaire, l'eau des mers et des océans s'évapore dans l'atmosphère en se débarrassant de son sel et de ses impuretés. L'évaporation peut aussi venir de la terre. C'est un processus qui transforme en vapeur d'eau les eaux des rivières, lacs, des sols, des animaux et surtout, des végétaux. Nous parlons alors d'évapotranspiration.

La condensation Au contact des couches froides de l'atmosphère, la vapeur d'eau, qu'elle provienne de terre, de mers ou d'océans, se refroidit et se transforme en gouttelettes pour former des nuages, la brume ou le brouillard.

Notre système climatique est constitué de différents compartiments : - L'atmosphère - L'hydrosphère - La cryosphère - La lithosphère - La biosphère Ce sont les échanges d'eau entre ces différents compartiments qui vont réguler son cycle.

Le cycle de l'eau est un modèle simplifié des transferts de l'eau dans l'environnement

Les précipitations Sous l'impulsion des vents, les nuages se déplacent dans l'atmosphère. Lors d'un changement climatique et par effet de gravité, les nuages s'alourdissent et retombent sur le sol sous forme de pluies, de neige ou de grêle.

Les eaux de pluie qui pénètrent dans le sol par infiltration peuvent stagner jusqu’à des milliers d’années avant de retourner dans les océans. L’eau qui ne parvient pas à s’infiltrer directement dans le sol, ruisselle et viennent alimenter les lacs et les rivières. Cette eau suivra leurs cours pour rejoindre les mers et les océans. C‘est ce mouvement perpétuel de l’eau, sous tous ses états, qu’on appelle le grand cycle de l’eau.

Les infiltrations Une partie de cette eau retombe dans les océans et les mers, le reste, sur la terre, et vient ainsi alimenter les nappes phréatiques, soit par infiltration, soit par ruissellement.

Une crue est un phénomène naturel qui correspond à une élévation rapide et significative du niveau d'eau d'un cours d'eau. Elle se produit généralement à la suite de précipitations importantes, de la fonte des neiges ou de l'incapacité du sol à absorber une quantité d'eau suffisante. Une crue peut conduire à des inondations si le volume d'eau dépasse la capacité du lit du cours d'eau et déborde sur les terrains environnants.

Crues et inondations quelles différences

Les différents types d'inondations

Le sol est perméable a l'eau, il est constitué de différentes couches plus ou moins perméables. Cette variabilité permet de stocker des quantités d'eau dans certains horizons du sol.La nature des sols joue un rôle important. Certains sols absorbent l'eau (terres agricoles), d'autres moins (sols argileux) et certains encore moins (les sols anthropisés).

Les mouvements d'eau dans les sols ont des conséquences sur les crues

Lorsqu'il pleut, les sols jouent un rôle d'éponge en absorbant une partie des précipitations. L'intensité de la pluie va déterminer la part des précipitations qui sera interceptée par le sol. Plus les pluies sont intenses plus les sols auront du mal à absorber l'eau. C'est en partie ce mécanisme qui est à l'origine des crues soudaines.

Les mouvements d'eau dans les sols ont des conséquences sur les crues

Le ruissellement c'est quoi

Lorsque les pluies sont plus modérées, le sol est en mesure d'en absorber une partie. L'eau se diffuse en profondeur et vient alimenter les nappes d'eau en profondeur.L'eau souterraine n'est pas stagnante, dans certainscas (les karstes), les eaux issues de préciptations d'un bassin versant peuvent alimenter des coursd'eau d'un autre bassin versant.

Les mouvements d'eau dans les sols ont des conséquences sur les crues

Lorsque les différents compartiment du sol sont saturés et ne peuvent plus stocker d'eau alors l'eau ruisselle en surface.Dès lors elle va suivre les lignes de pente pour s'accumuler en fonds de vallons où s'écoulent généralement les cours d'eau.Le débit de ces derniers augmente donc et avec lui le niveau dans les cours d'eau. C'est la crue.Les inondations apparaîtront lorsque lescours d'eau sortiront de leur lit.

Les mouvements d'eau dans les sols ont des conséquences sur les crues

Pierre DAC

Il est difficile de croire en regardant les conséquences des crues de juillet 2021 dans l'Est de la France et les pays limitrophes, que les inondations sont un moteur de la vie sur notre planète. Pourtant le cycle de l'eau est la base de la répartition des masses d'air à l'origine du climat, ainsi que des apports de sédiments améliorants les sols. L'homme n'a donc pas d'autre choix que de les accépter, toutefois, afin d'assurer la sécurité de chacun il est nécessaire de prévoir leur arrivée ainsi que leur intensité.

Les prévisions sont difficiles, surtout lorsqu’elles concernent l’avenir

Prévoir les crues

Les prévisions sont difficiles, surtout lorsqu’elles concernent l’avenir

La prévision des crues nécessite une approche pluridisciplinaire

La prévision des crues est à la croisée de plusieurs disciplines : la météorologie, l'hydrométrie, l'hydrologie, l'hydraulique et désormais de l'informatique. En France, c'est le réseau VIGIcrues qui se charge de sa diffusion.

Elle nécessite de connaître en temps réel le niveau des cours d'eau. Pour cela les cours d'eau de la région sont équipés de stations de mesures hydrométriques.

Sauf cas particuliers, ce sont les précipitations importantes qui génèrent des crues. L'évaluation des pluies à venir est du ressort de Météo France. Ce sont ces dernières que les prévisionnistes vont utiliser pour élaborer des scénarios hydrologiques.

Une fois les données disponnibles il ne reste plus qu'à faire tourner les modèles. On en distingue plusieurs sortes : statistiques, hydrologiques, hydrauliques ...

Prévoir

Le Petit Robert définit la prévision comme l'action d'imaginer à l'avance comme probable un événement à venir. La prévision vise donc à proposer a priori les caractéristiques ou la probabilité d'occurrence d'événements. Dans la plupart des domaines cette prévision repose sur l'utilisation de modèles dont le fonctionnement est le suivant : Données -> Modèle -> prévisions

En détaillant ce schéma pour la prévision des crues on obtient le schéma de prévision suivant

Prévoir

Le temps qu'il fait détermine le comportement des cours d'eau

Prévoir le temps qu'il fera demain et garder en mémoire celui qu'il faisait hier fait partie des missions de Météo France. Pour cela chaque jour des dizaindes de paramètres sont mesurés partout en France et dans le monde.

Ces mesures sont destinées à être intégrées dans les modèles météorologiques pour prévoir le temps qu'il fera dans les jours qui suivent. Elles sont également bancarisées dans des énormes bases de données afin de garder la mémoire du climat.

CEP, AROME, ARPEGE... Il existe un grand nombre de modèles qui tournent plusieurs fois par jour avec plus ou moins de données et sur des horizons plus ou moins importants.

Chaque jour, les prévisionnistes de Météo France analysent les différentes sorties de modèles et élabore le scénario météorologiques le plus probable. A l'issu de cette analyse, ils produisent un Bulletin Précipitation qui sert de point de départ aux modélisation des services de prévision des crues.

Une des mission du SHOM est de prévoir les marées sur les océans bordants le territoire français. Les méthodes et outils actuels permettent d'estimer ces marées sur des horizons lointains sur un ensemble de points et pour des dates données. Ces données sont produites à l'aide de modèles marégraphiques.Or le temps qu'il fait et notamment la pression atmosphérique a une influence sur les hauteurs des océans. En effet les masses d'air font pression sur les masses d'eau ce qui a des conséquences sur les niveaux marins mesurés. Lorsque la pression de l'air est importante les marées seront moins importantes que les niveaux attendus ; lorsque les pressions atmosphériques seront faibles, les niveaux marins seront plus élevés qu'attendus.Pourquoi s'intéresser au niveau des océans lorsque l'on fait de la prévision des crues ? Car pour les fleuves, les conditions estuariennes déterminent la capacité du fleuve à évacuer la crue.

Le temps qu'il fait détermine le comportement ... de l'océan

Les stations hydrométriques du réseau VIGICrues mesures en continu les niveaux d'eau dans les cours d'eau et les estuaires.Ces stations se composent : Afin de garantir l'accès aux données même en cas de défaillance techniques ces éléments peuvent être parfois doublés sur certaines stations.Sur le terrain elles sont bien souvent associées à une échelle limnimétrique ce qui permet la lecture directe des niveaux

Les données hydrométriques de hauteur

Et les debits

Un capteur: Radar, sonde ou autre, ce composant permet de mesurer la hauteur d'eau (parfois le débit) dans un cours d'eau.

Le boîtier ou station : C'est le composant qui réçoit et traite les données. C'est le chef d'orchestre. Il fait l'acquisition des données et les transmet éventuellement à la demande.

Le modem : C'est le vecteur de communication qui permettra de recevoir des ordres en provenance du SPC et d'envoyer les données.

L'alimentation électrique : Elle permet au système de fonctionner. Les stations étant bien fréquemment placées loin des habitations se sont bien souvent des panneaux solaires couplés à des batteries qui garantissent l'autonomie énergétique.

Le débit est un volume d'eau écoulé durant un certain temps

Mesurer les hauteurs est nécessaire, c'est également plus parlant pour les utilisateurs. Malheureusement les hauteurs sont difficilement utilisables par beaucoup de modèles. Il est par conséquent nécessaire d'estimer les débits aux stations. Pour comprendre pourquoi mesurer les débits c'est ici.Deux méthodes sont utilisées en Bretagne pour obtenir des débits: les débitmètres et les courbes de tarage. Pour mémoire, les débits sont également notés Q et l'unité de mesure est le m3/s.

Mesure par débimètre

Estimation par courbe de tarage

Pourquoi mesurer les débits

Des modèles comme s'il en pleuvait

Statistiques, hydrologiques, hydraulique 1D, hysraulique 2D, hydraulique 3D, analogues ... La liste est longue des outils qui digèrent des données pour au final donner un résultat encore faut il être en mesure de savoir lequel choisir.Un modèle est un outil numérique visant à représenter le fonctionnement ou les relations d'un système. Avant de pouvoir l'utiliser il faut donc sélectionner le système que l'on souhaite étudier (bassin versant, section de cours d'eau, station) et identifier les relations existantes. Ces étapes font partie du calage du modèle. Une foiscet étape achevée il sera possible de l'utiliser en temps réel en lui injectant les données dont il a besoin pour produire un résultat.

Modèle statistique

Modèles hydrologiques

Modèles hydrauliques

Choix du scénario hydrologique

Une fois que les scénarios météorologiques ont été sélectionnées et injectés dans les modèles et que ces derniers ont achevés leurs calculs, les résultats sont disponnibles.

Si l'on considère que pour un site de prévision il peut exister jusqu'à 4 modèles différents que chaque modèle peut tourner avec 4 scénarios météorologiques (ou plus), en prenant en compte les incertitudes se sont donc plusieurs dizaines de prévisions qui sont produites toutes les quatre heures environ.

Choix du scénario hydrologique

C'est le rôle du prévisionniste par sa connaissance de ses modèles, les échanges avec les prévisionnistes de Météo France et la connaissance du fonctionnement des cours d'eau surveillés, de choisir la sortie d'un modèle pour en faire le scénario hydrologique le plus probable.

Comment ça le plus probable

Rejouons

la crue de 1974 sur la Vilaine

Start

Octobre 1974

Durant trois jours, près de XXX mm de pluies sont tombés sur les amonts de la Vilaine. Ces pluies ont généré des réactions importantes des cours d'eau et ont abouti à l'une des crues majeure de la Vilaine.Comment serait géré un tel événement aujourd'hui et quelles seraient les conséquences sur les territoires concernés.Toi aussi devient prévisionniste des crues ; observe, analyse et prévoit les niveaux d'eau dans les cours d'eau et aide les acteurs de la gestion de crise sur le terrain.

Le rejeu est une pratique courante dans les services de prévision car elle permet d'identifier lors d'un événement ce qui a plutôt bien fonctionné ou pas : choix du scénario, données utilisées, chronologie, modèle choisi etc. Elle consiste à faire retourner les modèles avec des données observées plutôt que prévues.Pour bien comprendre la démarche il faut garder à l'esprit qu'en début d'événement certaines données (précipitations, marées surcotes marines) sont des prévisions donc entâchées d'une forte incertitude. Cette incertitude j'ajoute à celle propre au modèle.Effectuer des rejeux avec des données parfaites permet d'identifier, en cas d'erreurs sur les prévisions, quelle était la part de l'erreur liée au modèle et celle liée aux données.Dans les pages qui suivent vous allez effectuer un rejeu pour bien saisir l'impact des choix de scnéario sur les prévisions de crues.

Rejouons la crue

Les données parfaites sont des données observées et mesurées pour lesquelles l'incertitude est moindre par opposition aux données prévues qui ont une incertitude importante.

Nous sommes le 13 novembre 1974 au service d'annonce des crues la situation est calme et le prévisionniste d'astreinte consulte les prévisions de précipitations annoncées pour les jours à venir. Un épisode important est annoncé sur la Vilaine amont. Les cumuls du bulletin météorologique laissent penser qu'une réaction hydrologique d'ampleur s'annonce.Sur la base des informations présentées ci-joint, quel cumul de pluie auriez-vous utilisé pour prévoir les niveaux de la Vilaine ?

choix du scénario de pluie

Choix du scénario de pluie

25 mm

40 mm

80 mm

JOUR 1

Choisir la quantité d'eau que l'on va injecter dans un modèle est ce que l'on appelle l'identification du scénario météorologique. On a vue que cette étape était déterminait directement les niveaux attendus dans les cours d'eau. Voyons maintenant ce qu'il se passe lorsque deux événements s'enchaînent en peu de temps.Le 14 novembre 1974, après une interruption des pluies, Météo France annonce encore un épisode pluvieux non négligeable (35 mm). Un pic a été atteint le 15 novembre en début de nuit. Comment va évoluer le niveau du cours d'eau ?

choix du scénario de pluie

Choix du scénario de pluie

JOUR 2

L'eau d'un cours s'écoule des points hauts vers les points bas. Il en va de même avec les crues. Lorsque elles apparaissent elles se propageront vers l'aval du cours d'eau. Pour modéliser ce phénomène, on utilise des modèles hydrauliques.La crue qui s'est développée sur l'amont de la Vilaine va donc se propager sur l'aval... Jusqu'à son estuaire. Si des crues sont en cours sur des affluents elles peuvent agraver la situation sur le cours d'eau suivi, on parle alors de concommitance.Imaginons ce qu'il s'est passé après le 14 novembre le long de la Vilaine.

La crue se déplace

Pic observé à Chateaubourg

Pic observé à Cesson Sévigné

Pic observé à Apigné

Pic observé à Pont Réan

Le temps enregistré entre l'arrivée du pic de crue à l'amont et celle du pic à l'aval est le temps de propagation.Attention cette valeur varie en fonction des évènements, de la saison et des aménagements.

Et aujourd'hui

Pic observé à Cesson Sévigné

Pic observé à Pont Réan

La durée enregistrée entre la date du pic à Chateaubourg et Cesson Sévigné est le temps de propagation de la crue entre ces deux stations. En comparant les hauteurs aux stations, on peut estimer ces temps de propagation tout le long de la Vilaine.

En connaissant l'heure d'arrivée du pic à Chateaubourg, le prévisionniste peut prévoir celle du pic de Pont Réan.

Et aujourd'hui

Dans cette configuration les quantités d'eau entrant dans le barrage peuvent être modulées par le vannage. Le niveau d'eau dans les barrages est fonction de la stratégie définie par le gestionnaire.

Situation sans crues

Situation avec crue modérée

Situation avec crue importante

La vanne du barrage permet d'évacuer une partie de l'eau de celui-ci. Sa capacité est toutefois limitée.

Dans cette configuration, le niveau de la retenue est contrôlé par la vanne du barrage.

Le débit à l'aval est proche de celui fourni par le vannage du barrage.

Et aujourd'hui

En cas de crue modérée, le niveau dans le barrage va s'élever car la quantité d'eau qui entre dans le barrage est plus importante que la capacité de la vanne à l'évacuer. Si la crue ne génère pas de débordement on considère que le barrage a absorbé la crue.

Situation sans crues

Situation ave c crue modérée

Situation avec crue importante

La vanne du barrage permet d'évacuer une partie de l'eau de celui-ci. Sa capacité est toutefois limitée.

Dans cette configuration, le niveau de la retenue est toujours contrôlé par la vanne du barrage Toutefois dans un contexte de crue, la quantité d'eau qui entre dans la retenue est plus importante que la capacité de la vanne à évacuer l'eau. Par conséquent, le niveau dans le barrage augmente. Si la crue est modérée le barrage sera en mesure d'absorber totalement l'eau de la crue.

Le débit à l'aval est proche de celui fourni par le vannage du barrage car le barrage stocke l'eau en provenance de la crue. Dans cette configuration il ne devrait pas y avoir de crue ou d'inondation à l'aval.

Et aujourd'hui

En cas de crue importante ou qui s'étale sur plusieurs jours, le niveau dans le barrage va atteindre la côte du déversoir cela signifie qu'une partie de l'eau s'évacue désormais via le déversoir. Le barrage est désormais transparent c'est à dire que toute l'eau en provenance de la crue à l'amont se retrouvera à l'aval également. Par conséquent, le niveau du cours d'eau à l'aval augmentera aussi.Malgré cela le barrage a intercepté une grande quantité d'eau, il a donc eu un rôle dans l'écrêtement de la crue.

Situation sans crues

Situation ave c crue modérée

Situation avec crue importante

Lorsque la crue à l'amont est importante ou qu'elle dure longtemps, alors le niveau d'eau dans la retenue du barrage atteint le niveau maximum du barrage. Désormais c'est le déversoir qui permettra l'évacuation de l'eau. A ce stade, on dit que le barrage est transparent c'est à dire que l'eau qui vient des cours d'eau à l'amont sera totalement évacuée vers l'aval. Si la crue n'est pas totalement absorbée, le barrage va toutefois écrêter les volumes d'eau qui se déverseront à l'aval.

A l'eau qui s'évacue par la vanne s'ajoute désormais l'eau provenant du déversoir. Le niveau du cours d'eau à l'aval va donc repartir à la hausse, des débordements peuvent intervenir.

En plus de s'évacuer par la vanne du barrage, l'eau s'évacue désormais via le déversoir. Il n'y a plus de limite sur la quantité d'eau qui sort de la retenue d'eau du barrage.

Comme la plupart des risques naturels, les inondations peuvent être soudaines et violentes. Leur ampleur peut être telle que dans certains cas la seule chose à faire et d'attendre que la crue passe. S'il n'est bien souvent pas possible d'éviter les crues il est toutefois possible d'en réduire les conséquences négatives en se préparant en amont à l'arrivée de ce phénomène.Lors de l'inondation, le respect de certains gestes est nécessaire afin de préserver la vie de chacun. Parcourons le questionnaire et découvrons ensemble les gestes à respecter avant ou pendant un épisode de crue.

Que faire en cas d'inondations

Avant l'inondation

Pour afronter un problème il faut d'abord avoir conscience de son existence. Cette prise de conscience peux passer par une phase d'information :

Mairie

Renseignez-vous auprès de la mairie sur le type d'inondation qui vous concerne et les mesures de protection (lieux d'hébergement en cas d'évacuation, etc.). N'hésitez pas à consulter les documents de gestion de crises tels que PCS (plan communal de sauvegarde) ou le PPRI (plan de prévention du risque inondation) tout ou partie de ces documents sont accessibles au public et donne des informations sur la vulnérabilité de votre habitation ou sur les mesures d'information lors des inondations.

Professionnel

Un diagnostic de vulnérabilité aux crues d'une habitation est une évaluation approfondie destinée à identifier les risques spécifiques auxquels une propriété est exposée en cas d'inondation ; elle permet notamment de déterminer les mesures nécessaires pour réduire ces risques. Cette évaluation permet notamment : d'évaluer le risque inondation au regard de l'emplacement de l'habitation par rapport aux zones inondables mais également avoir une revue des événements passés d'inondation dans la zone. d'évaluer la Construction (Fondations et Structure : Analyse de la solidité des fondations et des murs ...), Protection Contre l'Infiltration etc.. Analyser l'exposition des Installations et des Équipements électriques de votre logement (Équipements Électriques par rapport au niveau potentiel d'inondation out tout simplement du mobilier. Mettre en place des Mesures de Réduction des Risques par des aménagements spécifiques ou l'installation de dispositifs de protection tels que des pompes de relevage, des clapets anti-retour, ou des sacs de sable.

Kit d'urgence

Chez vous

Aménagez une zone refuge dans votre habitation si vous le pouvez. Cette dernière doit se trouver à l'étage et doit comporter une ouverture afin de permettre votre évacuation en cas de nécessité. Si ce n'est pas possible identifier un lieu à proximité de chez vous pour vous y réfugier.

pendant l'inondation

Pendant l'inondation

pendant l'inondation

Pendant l'inondation

pendant l'inondation

Pendant l'inondation

pendant l'inondation

Pendant l'inondation

pendant l'inondation

Pendant l'inondation

La vigilance crue est réalisée sur l'ensemble du territoire national par le réseau VIGIcrues. Ce réseau rassemble une vingtaine de Service de prévisions des crues (SPC) qui ont en charge, sur leur territoire, d'élaborer des bulletins de vigilance crues / inondations. Le Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations (SCHAPI) a en charge de produire un bulletin national.En Bretagne, c'est le SPC Vilaine et Côtiers Bretons qui a la responsabilité de produire le bulletin pour les cours d'eau de la région.

Vigicrues : vigilance crues nationale

Ce logo est celui de VIGIcrues, il détermine également le niveau de vigilance en cours au niveau national.

Le SPC Vilaine et côtiers Bretons étudie chaque jours XX tronçons et peut produire, dès la vigilance jaune, des prévisions sur plus de XX stations. La plupart du temps les niveaux prévus le sont sur les 24 heures suivantes

64 % des Français de métropole résidant dans des communes exposées aux risques d’inondation n’ont pas conscience d’être exposés à un risque

Lorsqu’on interroge les Français sur les problèmes environnementaux « là où vous habitez », seul un sur dix évoque les risques naturels. La prise de conscience de ces enjeux reste à faire.

Les incertitudes

Les prévisions ne restent que des sorties de modèles. Un modèle est une simplification de la réalité et par conséquent leurs résultats sont entachés d'une incertitude.De plus ces derniers utilisent des données en entrée qui sont elles-même entachées d'incertitudes qui par conséquent se cumulent (et parfois pas). La conséquence de tout cela est qu'il serait faut de qualifier de certaine une valeur prévue. Les prévisions sont donc accompagnées d'incertitudes basée sur un taux de bonnes prévisions du modèle en phase de calage. Lorsque vous consultez VIGICrues les données publiées le sont avec 80% de chance d'être correctes. Ce qui veut dire qu'elles ont 20% d'être fausses.

Météo France fait tourner chaque jour des modèles différents en variant les données en en entrée. On distingue les modèles par leur producteur, leur horizon de prévision (courte ou moyenne échance), le phénomène modélisé (niveau marin, météo...), les données utilisées en entrée (mesures ou sorties de modèles)...L'analyse de la variabilité des résultats permet d'identifier les scénarios les plus probables et ceux qui le sont moins mais dont la réalisation n'est pas impossible. On appelle cela la prévision d'ensemble.

Multimodèles

Lorsque l'on souhaite estimer les hauteurs d'un cours d'eau nous devons bien souvent prendre en compte les réactions sur ses affluents. En effet la situation à l'aval d'un cours d'eau est en partie le résultat des situations à l'amont. Seuls les débits sont aditionnables les hauteurs ne le sont pas. C'est la raison pour laquelle la plupart des modèles complexes travaillent en débits.

Pourquoi mesurer le débit

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Les plans de prévention des risques naturels (PPRN) sont mis en place pour prescrire des mesures visant à réduire l’exposition des biens (constructions nouvelles, biens existants) et des personnes dans les zones à risque de catastrophe naturelle. Environ un tiers des communes dispose d’un PPRN Inondation, tout aléa confondu (crue à débordement lent de cours d'eau, crue torrentielle ou montée rapide de cours d'eau, ruissellement et coulée de boue).

Plus de 12 500 communes sont couvertes par un plan de prévention des risques naturels, dont près de 10 900 par un plan de prévention Inondation (hors submersion marine)

Le ruissellement n'est pas la crue

Lorsque les sols ne sont pas en mesure d'absorber l'eau de pluie on observe que cette eau va, pour s'évacuer, suivre les lignes de pente et s'accumuler vers des points bas. C'est le ruissellement.Le ruissellement urbain résulte de la perméabilité quasi nulle des sols anthropisés et des limites du réseau d'évacuation des eau pluviales. En dehors des territoires urbanisés, le ruissellement est principalement le fait de la saturation des couches superficielles du sol. Même si le phénomène est présent lors des crues, Le ruissellement n'est pas le seul mécanisme de la crue car lors des épisodes de crue, une grosse partie des pluies transite par les nappes et les horizons du sol avant de rejoiondre les cours d'eau. Inversement le ruissellement ne génère pas systématiquement des crues, en milieu urbain notamment. Lors de fortes précipitations le réseau pluvial peut être temporairement saturé et ne générer malgré tout aucune crue.

La pression de l'eau est telle dans le réseau pluviale qu'elle soulève les bouches en fonte (70 Kg tout de même).

Modèles statistiques

Il est bien souvent calé sur des chroniques de hauteurs. Ce modèle cherche généralement à trouver une corrélation entre : une situation initiale (niveau du cours d'eau, humidité des sols), des cumuls de pluie sur une période donnée et la hauteur du pic de crue observée. Ses prévisions sont bonnes sur des événements fréquents mais généralement mauvaises sur des événements très exceptionnels donc absent de la chronique de calage.Les analogues sont des types de modèle statistiques particuliers qui cherchent dans la chronique passée, un événement qui se rapproche le plus de l'événement à venir ; il part du principe que les même causes produisent les même effets et que par conséquent la réaction du cours d'eau devrait être proche.

Données en entrée : hauteurs, débit, pluiesTemps de calcul :quelques secondesDonnées en sortie :hauteur du pic prévu (données souvent discontinues)Fiabilité :Bonne sur des événements "déjà vus" mauvaise sur les épisodes exceptionnels

245 programmes d’actions de prévention des inondations (PAPI) ont été labellisés depuis 2011

Le dispositif PAPI est un outil de contractualisation et de soutien financier activé par l’État (via le fonds de prévention des risques naturels majeurs, dit Fonds Barnier). Il vise une gestion globale du risque d’inondation afin de préserver les vies humaines et de réduire leurs conséquences dommageables sur la santé humaine, les biens, les activités économiques et l’environnement. Le dispositif PAPI incite les collectivités à structurer leurs démarches de prévention à l’échelle de bassins de risque cohérents.

Modèles hydrauliques

Ces modèles sont calés sur quelques événements car les données nécessaires et les temps de calcul en phase de calage sont très importants. Le principe de ces modèle est de définir très précisément la topographie d'un cours d'eau et de ses abords puis de trouver une relation de propagation des débits injectés dans le modèle.Il découle de cela que le temps de calcul et la précision des résultats sont fonction de la quantité et la qualité de la représentation du territoire étudié mais aussi des dimensions que l'on souhaite intégrer (1D, 2D ou 3D).Les résultats sont d'une manière générale bien meilleurs si les hypothèses de simplification ne sont pas trop radicale. Mais tout à un coût... les temps de calculs peuvent être très importants.

Données en entrée : débitTemps de calcul :de quelques minutes à plusieurs heuresDonnées en sortie :débits et hauteurs continusFiabilité :Bonne sur des événements "déjà vus" et sur les épisodes exceptionnels mais dépendant des hypothèse de simplification

Tronçons de vigilance : ce sont les secteurs sur lesquels MétéoFrance va effectuer des prévisions de précipitations.

Pluies observées : ce sont les pluies qui sont tombées la veille et celle qui sont tombées depuis le début de la journée.

Pluies prévues : ce sont les pluies prévues par MétéoFrance. Elles sont données pour la journée en cours la journée suivante (J+1) et le surlendemain (J+2)

15 tronçons de vigilances sur le territoire du SPC Vilaine et côtiers Bretons

Depuis 2006, le SPC Vilaine et côtiers Bretons surveille 15 tronçons de vigilance crues inondations et produit deux bulletin de vigilance crues chaque jour.Le SPC VCB fait partie du réseau VIGIcrues qui regroupe les 18 SPC en charge de surveiller le risque inondation sur l'ensemble du territoire Français

https://www.vigicrues.gouv.fr/

Modèles hydrologiques

Il sont bien souvent calé sur des chroniques de débits utilisent en entrée des chroniques de pluies enregistrées sur plusieurs années. C'est la raison pour laquelle ont les appelle des modèle pluies-débits. Ces modèle cherchent généralement à trouver une relation entre une série de paramètres décrivant le fonctionnement d'un bassin versant et le débit à son l'exutoire de ce bassin versant.Du fait qu'ils sont calés sur des chroniques plus importantes les prévisions sont bonnes sur des événements fréquents. Le fait de modéliser le fonctionnement du bassin versant améliore les prévisions sur les événements très exceptionnels. Toutefois le fait de travailler à l'échelle du bassin versant entâche les prévisions d'une incertitude encore importante.

Données en entrée : débit, pluiesTemps de calcul :moins de 10 minutesDonnées en sortie :débits continus (hauteurs continues si couplé à une courbe de tarage)Fiabilité :Bonne sur des événements "déjà vus" correcte sur les épisodes exceptionnels

C'est un peu faible.

cumuls de 25 mm

Même à Rennes, le bassin versant de la Vilaine est déjà important. Par conséquent le temps de concentration est important. Il est préférable de chercher à utiliser les cumuls de pluies qui se sont écoulés durant la durée correspondant au temps de concentration.

Cette courbe représente les valeurs observées réellement.

Voici la courbe produite par le scénario de pluies 25 mm. C'est en dessous des observations.

Les cumuls que l'on observe durant cette matinée sont de l'ordre de 25 mm de pluies.

L'après midi du 14 novembre ce sont près de 20 mm qui s'ajoute à ceux tombés la veille.

Dans la nuit du 15 au 16 novembre se sont près de 35 mm de pluies supplémentaires qui sont tombés.

Cela semble coller

cumuls de 40 mm

On observe bien deux événements distincts séparés par une période sans pluies. Le premier va alimenter les sols en eau et va les saturer. On observera une réaction du cours d'eau et l'apparition d'une crue.Le second événement va arriver sur des sols gorgés d'eau. Ces derniers n'absorberont pas l'eau, elle ruissellera donc directement jusqu'au cours d'eau ce qui agravera la crue en cours.

Avec l'utilisation des cumuls de pluies proches de ceux enregistrés durant le temps de concentration du bassin versant, les résultats sont plutôt bons... Ce n'est pas toujours le cas. On notera aussi que malgré la longue interruption des pluies observée, la crue se poursuit.

49,9 Md€ d’indemnisations ont été versés par les assureurs au titre de la garantie catastrophes naturelles sur la période 1982-2022

Sur la période 1982-2022, les inondations représentent 24,8 Md€ de dommages assurés. La sinistralité cumulée liée à la sécheresse est de 20,8 Md€. Depuis 2017, les indemnisations liées au retrait-gonflement des argiles sont prépondérantes. Sur la période 2000-2022, les dommages assurés sur les automobiles avoisinent 1,1 Md€, soit en moyenne 47 M€ par an. Ces sinistres sont principalement causés par les inondations.

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Vigicrues : vigilance crues nationale

Ce logo est celui de VIGIcrues, il détermine également le niveau de vigilance en cours au niveau national.

C'est un peu fort

cumuls de 80 mm

Ces cumuls de pluies sont enregistrés sur une durée bien supérieure à celle du temps de concentration. Lors de cet événement, ce n'est pas un mais bien deux épisodes très rappochés que l'on a observé. Il convient donc de les prendre indépendemment l'un de l'autre.

Cette courbe représente les valeurs modélisées en utilisant les 80 mm de pluies en entrée du modèle. C'est un peu fort.

Voici la courbe des valeurs observées à la suite du premier événement.

18 millions de Français résident dans des zones susceptibles d’être inondées par un débordement de cours d’eau

Dans le cadre de la mise en application de la directive Inondation du 23 octobre 2007 des enveloppes approchées d’inondation potentielle (EAIP) ont été définies, dont celle portant sur les inondations par débordements de cours d’eau. Elles correspondent aux enveloppes maximalistes des zones inondables par une crue exceptionnelle. En 2022, 26,7 % de la population française résident dans ces zones. 74,4 % de la population française résidant dans une zone exposée à l’aléa inondation par débordement de cours d’eau est couverte par un plan de prévention des risques inondation.

Quelle que soit la méthode, on associe le débit estimé à la hauteur d'eau mesurée au même instant à la station la plus proche.Ces deux valeurs (hauteur et débit) sont les coordonnées d'un point sur un graphique. En répètant cette opération pour des hauteurs et des débits différents nous obtiendrons un nuage de point duquel se dégagera une courbe de tendance que l'on appelle la courbe de tarage.

Estimation par courbe de tarage

Une courbe de tarage est une courbe de correspondance entre des hauteurs et des débits. Dans ce cas le débit n'est pas obtenu en mesure continue mais à l'aides de jaugeages (mesure ponctuelle de débit).

Si les niveaux dans le cours d'eau sont suffisamment importants les jaugeages sont obtenus à l'aide d'un radar fixé sur un flotteur (on appelle cela une ADCP pour Acoustic Doppler Current Profiler) qui est ensuite déplacé sur la section du cours d'eau

Si les niveaux sont trop faibles, on utilise alors une perche associée à des hélices couplées à des moulinets et un compte tour. Le débit est alors estimé en fonction de la taille de l'hélice et du nombre de tours.

Pour affiner l'estimation on répète la mesure à différents endroits et profondeurs de la section du cours d'eau en déplaçant la perche et le moulinet.

Les courbes de tarages sont valables pour un site et une période données. Elles évoluent donc au cours de l'année mais aussi au fil du temps ou des aménagements. Dans cette exemple on déduit qu'à la hauteur de 2m mesurée à l'échelle, le débit est de l'ordre de 34m3/s

Avec l'ADCP, les vitesses du flux sont mesurées sur toute la colonne d'eau et sur toute la section du cours d'eau. Pour plus de précision, on moyenne les résultats obtenus sur plusieurs passages.

1,5 million de Français sont exposés au phénomène de submersion marine

À l’instar du débordement des cours d’eau, une démarche a été conduite pour évaluer l’exposition des biens et des personnes aux risques de submersion marine. 2,3 % de la population française réside de manière permanente dans l’EAIP « submersion marine ». 59 % de la population française résidant dans une zone exposée à l’aléa inondation par submersion marine est couverte par un plan de prévention traitant de cet aléa.

Cette méthode utilise un radar installé à demeure, ce dernier mesure à différentes hauteurs et en continu, les vitesses du flux (l'eau qui s'écoule dans le cours d'eau). La surface de la section du cours d'eau est paramétrée dans l'appareil et le débit peut ensuite être estimé en multipliant la vitesse du flux par la surface. En effet si l'on regarde les unités : vitesse x surface = m/s x m² = m3/s

Mesure par débimètre

Pour les cours d'eau plus importants, les mesures de vitesses sont effectuées entre deux capteurs situés de part et d'autres du cours d'eau.

Le radar immergé mesure les vitesses du flux.

Espace des sciences _ Crue 1974

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ANCIENT EGYPT

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