Séminaire de restitution du projet ANR FloodScale : Observation et modélisation hydro-météorologique multi-échelle pour la compréhension et la simulation des crues éclairs.

Le projet FloodScale est une contribution au programme international HyMeX (Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment). Il a pour objectif d’ameliorer la comprehension et la simulation des processus hydrologiques conduisant a des crues eclair, qui sont l’un des risques naturels les plus destructeurs, notamment en region Mediterraneenne. La variabilite spatiale et temporelle de la pluie, des caracteristiques des paysages, de l’humidite des sols est reconnue comme un facteur important influant sur la generation de crues eclairs. Cependant, la quantification et le role de leurs variabilites a differentes echelles restent des questions de recherche ouvertes. La comprehension des crues eclairs constitue un defi metrologique puisqu’elle requiert des observations a des echelles spatiales et temporelles tres fines (1 km2, 5min), mais aussi sur de tres vastes regions. A titre d’illustration, l’episode de Septembre 2002 sur le Gard a concerne une superficie de 5000 km2, mais la moitie des victimes ont ete repertoriees sur des bassins dont la taille etait inferieure a 20 km2. Les crues eclairs sont tres difficiles a observer a l’aide des reseaux operationnels de pluviographes et de stations de jaugeage des debits. Il a ete montre que les radars hydrometeorologiques apportaient une information particulierement interessante pour caracteriser la variabilite spatio-temporelle des precipitations, bien que l’interpretation du signal radar reste encore difficile dans des terrains complexes (topographie) et/ou dans les zones urbanisees, qui sont les plus affectees par ce type d’episodes. Jauger les rivieres en crue avec les methodes traditionnelles est aussi un defi en raison des difficultes pratiques et des problemes de securite des operateurs. FloodScale s’appuie sur le concept d’Observatoire Hydrometeorologique (OH) qui a ete promu en France depuis 2002 avec la creation de l’Observatoire Hydrometeorologique Cevennes-Vivarais (OHM-CV). L’observatoire a pour but de i) realiser, dans une region sujette au crue eclair et bien instrumentee, en l’occurrence la region Cevennes-Vivarais, des observations hydrometeorologiques detaillees sur le long terme, s’appuyant a la fois sur les reseaux operationnels et de l’instrumentation de recherche; ii) de realiser des retours d’experience apres les episodes les plus extremes, quelle que soit leur localisation dans la zone mediterraneenne afin de documenter a la fois les processus physiques et les facteurs sociaux associes a de tels evenements. Pour progresser dans la modelisation des crues eclairs, deux questions fondamentales en hydrologie doivent etre abordees : (i) la question du changement d’echelle ou comment transferer des connaissances acquises a une echelle a une autre echelle ; (ii) la question de la prevision en bassins non jauges, afin de definir le risque en tout point du territoire. FloodScale abordera ces questions en combinant des observations et des modelisations multi-echelles en s’appuyant sur l’instrumentation de sous-bassins emboites couvrant les echelles suivantes : (i) l’echelle du versant ou on peut aborder la comprehension des processus de generation et concentration du ruissellement ; (ii) l’echelle des bassins de taille petite a moyenne (1-100 km2) ou l’impact de la variabilite de la structure du reseau hydrographique, de la pluie, des paysages, de l’humidite initiale peut etre quantifie ; (iii) l’echelle plus large (100-1000 km2) ou la prise en compte du transfert en riviere et des debordements devient importante. Le potentiel d’observations innovantes (reseaux renforces de radars hydrometeorologiques, de disdrometres, jaugeage des rivieres par mesures sans contact, reseaux denses de limnimetres, images satellites tres haute resolution, modeles numeriques de terrain obtenus par lidar..) a differentes echelles, venant en complement de mesures plus traditionnelles sera evalue dans le projet. FloodScale favorisera aussi la mise en commun de differents types de mesures sur les memes versants/bassins (humidite des sols, mesures d’infiltration, geophysique, geochimie, geomorphologie, description de la vegetation, jaugeage des rivieres…) afin de renforcer le potentiel pour comprendre les processus hydrologiques actifs pendant et entre les crues.