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Charles OBLED Rémy GARCON Gérémy PANTHOU Fred. GOTTARDI

INPG LTHE. EdF DTG. Reconstitution de Scénarios Hydrométéorologiques Application à la Crue de l’Isère 1859. Charles OBLED Rémy GARCON Gérémy PANTHOU Fred. GOTTARDI. Plan. Objectifs et Données disponibles Principe d'obtention de Scénarios de Précipitations

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Charles OBLED Rémy GARCON Gérémy PANTHOU Fred. GOTTARDI

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  1. INPG LTHE EdF DTG Reconstitution de Scénarios Hydrométéorologiques Application à la Crue de l’Isère 1859 Charles OBLED Rémy GARCON Gérémy PANTHOUFred. GOTTARDI

  2. Plan • Objectifs et Données disponibles • Principe d'obtention de Scénarios de Précipitations et de Températures • Validation-Ajustement de ces scénarios • Scénario Résultant • Discussion période de retour • Conclusions 2

  3. I. Objectifs et Données disponibles Rappel des Objectifs Reconstruire jour par jour(du 1/10 au 5/11 1859) un scénario de précipitations et de températures 3

  4. I. Objectifs et Données disponibles Rappel des Objectifs • Reconstruire jour par jour(du 1/10 au 5/11 1859) un scénario de précipitations et de températures • Comprendre les phénomènes et leur chronologie • Évaluer leur caractère plus ou moins exceptionnel 4

  5. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Données Disponibles • Données "dures": Observations aux stations (Patm,Pj,θ) cf. Collecte et critique MétéoFrance (Auffray et al. 2009) 5

  6. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Données Disponibles • Données "dures": Observations aux stations • Données "Proxy": Réponse des Torrentsle 1er Nov. 1859 6

  7. I. Objectifs et Données disponibles Collecte des données "Torrents" (d'après P. Mougin 1914 et diverses sources: RTM, etc)  Carte des torrents ayant réagi le 1er Nov 7

  8. I. Objectifs et Données disponibles Collecte des données "Torrents" (d'après P. Mougin 1914 et diverses sources: RTM, etc)  Carte des torrents ayant réagi le 1er Nov Organisation spatiale(pour l'épisode pluvieux final) - Grande traînée orientée SW-NE - Torrents Belledonne Grésivaudan n’ont pas répondu - Haut Arc n’a pas de torrents signalés 8

  9. I.Objectifs et Données disponibles Collecte des données "Torrents" (d'après P. Mougin 1914 et diverses sources: RTM, etc)  Carte des torrents ayant réagi le 1er Nov Organisation spatiale (pour l'épisode pluvieux final)  à prendre en compte dans les scénarios proposés …! 9

  10. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Données Disponibles • Données "dures": Observations aux stations • Données "Proxy": Torrents 10

  11. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Données Disponibles • Données "dures": Observations aux stations • Données "Proxy": Torrents • Et Données "Mixtes"(dures /proxy) : pour chaque une journée cible j (1859): traitement CEMAGREF ( Ben Daoud et al 2009) à partir des analogues (1953-2005) 11

  12. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Données Disponibles • Données "dures": Observations aux stations • Données "Proxy": Torrents • Et Données "Mixtes" (dures /proxy) : pour chaque une journée cible j (1859): une distribution conditionnelle desvaleurs plausibles de la Pjournalière spécifique à cette journée cible j (1859) pour chaque sous-bassin et chaque station 12

  13. I. Objectifs et Données disponibles • Précipitations et température Stations à disposition et bassins cibles 13

  14. I. Objectifs et Données disponibles • a. Précipitations Le 17 Oct 1859 Le 31 Oct 1859 Deux Exemples: sous-BV Arly 90% Fréquence non dépassement(%) Fréquence non dépassement(%) 60% F0=50% 20% Pluie (mm) Pluie (mm) 14

  15. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Précipitations Résultats des « prévisions » D’où le Tracé : • Pour chaque bassin (et pour chaque station) • Sur la période 1er oct - 5nov 1859 d’une « fourchette »deprobabilité 15

  16. Arly P10 P10 Haut Arc 16

  17. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Précipitations Discussion Fluctuation du signal: O.K. on perçoit bien la chronologie… Mais construire un scénario…  Choisir des valeurs (pour chaque jour et chaque sous-bassin) ?? 17

  18. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Précipitations Discussion • Fluctuation du signal: O.K. on perçoit bien la chronologie… • Mais construire un scénario…  Choisir des valeurs (pour chaque jour et chaque sous-bassin) ?? • …Or jusqu'ici, nous n’avons pas encore utilisé l’information station 18

  19. Prévisions analogues sur le sous-bassin Grésivaudan ♦ ♦ ♦ P10 ♦ ♦ 19

  20. Prévisions analogues à la stationGrenoble (SMH) Prévisions Observations à Grenoble (Montorge+ ENI) 20

  21. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Principe pour les précipitations Utilisation Prévisions/Obs aux stations: Loi de distribution (pour la journée cible J) Disponible à chaque station Mais aussi : Observations à la station 21

  22. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Principe pour les précipitations Utilisation Prévisions/Obs aux stations: • Loi de distribution pour la journée cible J Disponible à chaque station • Mais aussi : Observations à la station • D’où détermination de la Probabilité de la valeur observée à la station 22

  23. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Principe pour les précipitations Utilisation Prévisions/Obs aux stations Loi de distribution (pour la journée cible J) Disponible à chaque station Mais aussi : Observations à la station D’où détermination de la Probabilité de la valeur observée à la station Puis Hypothèse: (à vérifier) Probabilitéde la valeur observée à la station ~ analogue à / voisine de / transférable … Probabilitésur le sous-bassin le plus proche 23

  24. Probabilité de l’évènement le jour J à la station X : 92% Bassin versant Y Estimation? Loi de probabilité de la Station X Probabilité non dépassement (%) Station X: 27mm 24

  25. Probabilité de l’évènement sur le sous-bassin voisin Y: supposée « voisine » de la probabilité observée à la station X Loi de probabilité de la Station X Probabilité non dépassement (%) Station X: 27mm 25

  26. Loi de probabilité du bassin Y Précipitation moyenne sur le Bassin versant de proba 92 %: 79 mm Loi de probabilité de la Station X Probabilité non dépassement (%) Station X: 27mm 26

  27. II. Reconstruction hydrométéorologique • a. Précipitations 27

  28. Lundi 31 octobre 1859 Genève Feuille à remplir Scénario de Précipitations Gd.St.Bernard Annecy P*: 62 Lyon P*: 45 P*: 52 P*: 50 P*: 15 Voreppe P*: 48 Grenoble P*: 40 Turin 28

  29. II. Reconstruction hydrométéorologique • b. Principe pour Isothermes 0°C Résultats: scénario de précipitations • Mais précipitation : insuffisant …! Séparation en pluie/neige ?? • Donc besoin aussi des: Températures au sol aux différentes altitudes • Ou encore: Isotherme 0°Cetgradient pour chaque sous-bassin 29

  30. II. Reconstruction hydrométéorologique • b. Isothermes 0°C Approche classique • Températures observées aux stations 30

  31. II. Reconstruction hydrométéorologique • b. Isothermes 0°C Approche classique Températures observées aux stations + Gradients orographiques de température Archive EdF (cf. F. Gottardi 2009): gradients locaux(par pixel , par station), et par mois (ici Octobre) 31

  32. II. Reconstruction hydrométéorologique • b. Isothermes 0°C Approche classique Températures observées aux stations + Gradients orographiques de température Archive EdF (cf F. Gottardi 2009): gradients locaux (par pixel , par station), et par mois (ici Octobre) On affecte donc, comme pour les précipitations (en fonction des proximités station / bassin) 32

  33. III. Températures Altitude (m) • Schéma Altitude Iso 0°C ss bassin Altitude Iso 0°C station Gradient Station Gradient Bassin Station 0°C Température (°C) 33

  34. II. Reconstruction hydrométéorologique • b. Isothermes 0°C Courbe isotherme 0°C à une station Évolution de l’Isotherme 0°C au Grand st Bernard donc pour Haute Isère 34

  35. Lundi 31 octobre 1859 Genève Scénario I de Précipitations et Iso 0°C (m) Gd.St.Bernard Annecy P*: 62 0°: 2500 Lyon P*: 45 0°:2300 P*: 52 0°:2500 P*: 50 0°: 2300 Voreppe P*: 15 0°:2200 P*: 48 0°:2600 Grenoble P*: 40 0°:2300 Turin 35

  36. III. Validation Réunions de consensus Avec MétéoFrance ( surtout iso 0°C) Avec EdF (surtout Précipitations) 36

  37. III. Validation Réunions de consensus Avec MétéoFrance ( surtout iso 0°C) Avec EdF (surtout Précipitations) Puis avec SPC: scénario I en entrée d'un modèle hydrologique (Global) (cf communication Gautheron et al.) 37

  38. III. Validation Réunions de consensus • Avec MétéoFrance ( surtout iso 0°C) • Avec EdF (surtout Précipitations) • Puis Avec SPC: Scénario I en entrée d'un modèle hydrologique (GR4J Global) (cf communication Gautheron et al.) • Conclusion: Il manque de l’eau le 31 et le 1er (~ 30 à 40 mm) 38

  39. III.Validation Scrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 39

  40. III. ValidationScrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 • Ex. le 21/10/1859 : mais Débit simulé ok: L’Isère n’a pas réagi + analogue en question : 23/09/1968 sort 26ème sur 35…!  pas de raison de bouger le scénario 40

  41. III.ValidationScrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 • Ex. le 21/10 : pas de raison de bouger le scénario • Autre ex. les 31/10 et 1/11: 41

  42. III.ValidationScrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 • Ex. le 21/10 : pas de raison de bouger le scénario • Autre ex. les 31/10 et 1/11/1859: alors là… 2 ou 3 analogues > P10 26 / 27 nov 1983et 12 nov 1969 42

  43. III.ValidationScrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 • Ex. le 21/10 : pas de raison de bouger le scénario • Autre ex. les 31/10 et 1/11: alors là… 2 ou 3 analogues > P10 26 / 27 nov 1983et 12 nov 1969 et de plus sortent en 1ér et 2ème rang comme analogues !!! + évoque Février 1990 (cf note EdF – R.Garçon ) 43

  44. III. ValidationScrutation jour par jour • Or…: Il y a 2 ou 3 j de 1859 où le max des analogues est fort: > P10 • Ex. le 21/10 : pas de raison de bouger le scénario • Ex. les 31/10 et 1/11: alors là… 2 ou 3 analogues > P10 26 / 27 nov 1983 et 12 nov 1969 sortent en 1ér et 2ème rang comme analogues !!!  Donc on décide de modifier: Scénario II on ajoute 20 à 30 mm le 1er Nov 44

  45. P10 Arly ISO 0°C Scénario II P10 ISO 0°C Haut Arc 45

  46. III.ValidationModélisation Hydrologique Nouveau Test: Avec SPC: Scénario II en entrée d'un modèle hydrologique (GR4J Global) (cf communication A. Gautheron) En sortie: Débits (journaliers) simulés à Grenoble et là … ?? 46

  47. III.ValidationModélisation Hydrologique Nouveau Test: Avec SPC: Scénario II en entrée d'un modèle hydrologique (GR4J Global) (cf communication A. Gautheron) • En sortie: Débits (journaliers) simulés à Grenoble et là … suspense jusquà cet après-midi…! cf.exposé Gautheron et al. 47

  48. IV. Scénario Résultant Commentaires • Bonne différentiation des sous-bassins (compatible Torrents) 48

  49. IV. Scénario Résultant 49 Commentaires Bonne différentiation des sous-bassins Chronologie raisonnable (compatible obs. qualitatives, journaux…)

  50. IV. Scénario Résultant 50 Commentaires Bonne différentiation des sous-bassins Chronologie raisonnable D'où possibilité d' Interprétation (ci aprèssur la moyenne des scénarios de sous-bassins) donc sur le bassin global

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