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Retour d’expérience sur l’étude des houles et des surcotes cycloniques Application pour les études de risque de submersion marine Sophie Lecacheux, Rodrigo Pedreros, F. Boulaya. JST– 3 au 5 12/2012 – Paris. PLAN. Introduction Génération des houles à partir du modèle NAH en Atlantique Nord

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Presentation Transcript
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Retour d’expérience sur l’étude des houles et des surcotes cycloniquesApplication pour les études de risque de submersion marineSophie Lecacheux, Rodrigo Pedreros, F. Boulaya

JST– 3 au 5 12/2012 – Paris

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PLAN

Introduction

Génération des houles à partir du modèle NAH en Atlantique Nord

Vision paramétrique d’un cyclone

Application pour les études de risque : Exemple du projet ARAI3

Perspectives

slide3

Introduction

Particularité des cyclones:

- Phénomène rapide et localisé => mauvaise représentation par les modèles atmosphériques / météorologiques globaux

- Nécessité de modèles adaptés (résolution spatio-temporelle accrue champ de vent)

Bouée 41100 Météo-France(15,75°N, 57,90°W)

NAH (15,75°N, 57,75°W)

Cyclone DEAN (2007)

????

slide4

Application: modélisation des vagues cycloniques de Dean (2007) en zone côtière à partir des données NAH

  • De nombreuses limitations :
  • Données NAH disponibles en Atlantique Nord uniquement et seulement pour les cyclones récents
  • Pas de données de pression pour modéliser les surcotes
  • => Insuffisant pour réaliser des études de risque
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Vision paramétrique d’un cyclone (1)

(Best Tracks)

Un double intérêt :

  • Avoir à disposition des données de vent réalistes pour un grand nombre de cyclones (même anciens)
  • Créer des cyclones fictifs en faisant varier les paramètres
  • => Adapté pour les études de risque
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Vision paramétrique d’un cyclone (2)

Application pour les vagues

Exemple cyclone Gamède

Apport de l’asymétrie

1

Asymétrique

Symétrique

2

1

1

2

2

2

1

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Vision paramétrique d’un cyclone (3)

Application pour les vagues

Exemple cyclone Bill

Apport de la fusion avec les vents synoptiques

2007

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Application pour les études de risque : exemple d’ARAI 3 en Polynésie

  • Risque cyclonique modéré par rapport à d’autres bassins comme l’Atlantique nord (risque plus important pour les archipels de la Société et des Australes)
  • Depuis 1970, environ 45 cyclones majeurs ont touché la Polynésie française
  • Première cartographie de l’aléa pour les PPRL (2006) basée sur des scénarios déterministes pour chaque archipel

Tahiti

Risque décroissant

slide9

Application : ARAI 3 (2)

  • Objectifs ARAI3 : Réévaluation des scénarios de référence de manière plus réaliste
  • Cartographie de la submersion avec un modèle vague-à-vague

Enrichissement de la base avec par cyclones fictifs avec la méthode du bootstrap = 132 ans de données

Modélisation des champs de vent param.

+ modélisation des vagues avec WW3

et SWAN et des surcotes avec MARS

Cyclones historiques (base JTWC)

= 72 cyclones sur 33 ans de données

Modélisation de la submersion avec un modèle vague-a-vague (SWASH)

Analyse statistique

Méthode POT/GPD

Extraction des séries temporelles

avant le récif

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Application : ARAI 3 (3)

  • Validation et décomposition des phénomènes pour OLI (2007) à Tubuai:
  • Faible contribution du vent dans la surcote atmosphérique à l’extérieur et à l’intérieur du lagon
  • Contribution majoritaire du set-up dans la surcote totale

Surcote atmosphérique

Tahiti

Tubuai

Hs

Tahiti

Apport des vagues

dans la surcote

Tubuai

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Etude BAIRDS (2005) à Faratea

Hs100yr~7.5m

Application : ARAI 3 (4)

  • Houles cycloniques
  • Calcul des périodes de retour 10ans et 100ans
  • Données historiques restreintes
    • intervalles de confiance et incertitudes importants
    • Détermination de gammes de valeurs sur des secteurs homogènes de la côte
  • Côtes sud-ouest les plus fréquemment exposées aux houles cycloniques….
  • Mais les côtes nord sont les plus exposées en cas de passage d’un cyclone à proximité de l’île => Apport des cyclones fictifs

Hs/Tp 100yr

  • Surcotes cycloniques
  • Nombre d’évènements insuffisant pour faire l’analyse statistique
  • Détermination d’une valeur approximative de 50 cm pour une période de retour centennale (maximum simulé à proximité des îles)

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Hs 10yr

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Application : ARAI 3 (5)

  • Matavai (scénario centennal):
  • Hs=10m / Tp=12s
  • Marée PMVE: 10cm (cfnivmoy)
  • Surcote atmosphérique : 50cm
  • ENM: 50cm (Slangen et al., 2011)

Fort impact des vagues

=> utilité du modèle vague-à-vague par rapport à un simple croisement topographie / niveau d’eau

  • Niveau moyen:
  • marée
  • surcote atmo
  • ENM

+

=

12

slide13

Perspectives

  • Utilisation de bases de cyclones synthétiques générées à partir de données de ré-analyses (ou de projections) grâce à des modèles statistiques sur les paramètres cycloniques (Emanuel et al., 2006)*
    • Prise en compte de nombreuses configurations et types de trajectoires
    • Diminution des incertitudes et possibilité de calculer des périodes de retour plus importantes
    • Possibilité de travailler avec des probabilités conjointes vagues/niveau d’eau
    • Possibilité d’étudier l’impact du changement climatique sur les risques associés

Risque décroissant

* EMANUEL K., RAVELA S., VIVANT E., RISI C. (2006). A statistical deterministic approach to hurricane risk assessment. Bull. Am. Meteorol. Soc., 87, pp 299–314. doi:10.1175/BAMS-87-3-299