LTHE V

RELEVE DE CONCLUSIONS DES PREMIERES JOURNEES D'ETUDE DE

L'OBSERVATOIRE HYDROMETEOROLOGIQUE MEDITERRANEEN

CEVENNES-VIVARAIS (Nîmes, 25-26 septembre 2000).

RAPPEL DES OBJECTIFS DE L’OHM-CV :

Il s’agit de développer les synergies entre, d’une part, les équipes de recherche en météorologie (Météo France - CNRM, LA, LaMP) et en hydrologie (LCPC, LTHE, Cemagref) et, d’autre part, les services à vocation opérationnelle (DDE 07, DDE30, Météo France (DSO, DIR et CDM), DIREN, EDF ?, etc) autour de la problématique des pluies extrêmes et des crues-éclair en Région Cévennes-Vivarais.

Les actions prévues peuvent se décliner autour de 4 points :

Création d’une base de données hydrométéorologiques opérationnelles pour la recherche s’appuyant sur les moyens d’observation disponibles (3 radars météorologiques du réseau ARAMIS de Météo France à Nîmes, Bollène et Sembadel ; une centaine de points de mesures pluviométriques et débimétriques mis en œuvre par les DDE, les DIREN et EDF) avec l’objectif de pérenniser cette collecte sur une période d’au moins dix ans (2001–2010).

Définition et mise en œuvre d’une instrumentation recherche venant compléter le dispositif opérationnel au cours de Périodes d’Observations Intensives (POI). Il est ainsi envisagé, entre autres, de (i) tester l’apport d’un protocole de balayage volumique pour les radars du réseau ARAMIS de Météo France, (ii) mettre en œuvre des radars locaux (dont un prototype bande X à diversité de phase et de polarisation), et (iii) développer et mettre en œuvre de nouveaux systèmes de mesure des débits des rivières en crue.

Couplage des modélisations hydro-météorologiques à base physique (MesoNH, Topodyn…) pour une meilleure représentation des processus de formation des précipitations cévenoles et de leurs conséquences hydrologiques sur les bassins versants. Avant d’envisager un véritable couplage, on s’attachera d’abord à initialiser/valider les modèles atmosphériques et hydrologiques au moyen des observations disponibles. On s’intéressera également aux méthodes de prévision quantitative des pluies par approche statistique (méthode des analogues) et par advection 3D de l’imagerie radar.

Un dernier volet concerne le lien de ces actions de recherche avec l’opérationnel. On s’attachera en particulier (i) à rendre disponibles certains algorithmes et modèles développés dans les laboratoires auprès des services opérationnels et (ii) à analyser le fonctionnement des systèmes d’alerte aux crues existants et leur possible évolution pour la prise en compte d’une meilleure connaissance de la distribution spatiale des pluies et des écoulements en résultant.

Le séminaire des premières Journées d’Etude de l’OHM-CV (voir programme en annexe) a permis un point de l’état actuel des systèmes opérationnels et des recherches en cours. 25 personnes ont assisté à ce séminaire et nous remercions les orateurs pour leurs présentations stimulantes et le public pour sa participation active.

ACTIONS PRIORITAIRES SUR LA PERIODE 2000-2002.

En complément des actions de recherche en cours dans le cadre des programmes PNRH et PATOM, il est décidé de mener deux actions prioritaires sur la période 2000-2002 (notons que le financement du projet par l’ACI " Prévention des Catastrophes Naturelles " du Ministère de la Recherche est en principe acquis) :

1) " COLLECTE BLANCHE " A L’AUTOMNE 2000.

Il s’agit de mettre en place la Base de Données Opérationnelles pour la Recherche. Pour définir la configuration matérielle et logicielle de cette base et réaliser un ensemble d’études préliminaires, les épisodes pluvieux importants sur la région durant l’automne 2000 seront archivés. On se centrera dans un premier temps sur les bassins de l’Ardèche, de la Cèze, des Gardons et du Vidourle. Cette action sera menée conjointement par le LTHE et le LCPC et la participation des DDE07, DDE30 et de Météo France est acquise. Celle des DIREN Languedoc-Roussillon et Rhône-Alpes sera sollicitée prochainement pour compléter les mesures débimétriques sur les Gardons et l’Ardèche. La question de la participation d’EDF n’a pas été clarifiée.

Mesures in-situ

Données et méta-données (localisation, type et caractéristique du capteur..) relatives aux pluviomètres gérés par les DDE et Météo France seront collectées sur une base " station-saison " (données critiquées à la meilleure résolution temporelle disponible).

Données et méta-données (localisation, type et caractéristique du capteur, profils en long et en travers (et leurs évolutions), courbes de tarage éventuellement disponibles..) et données relatives aux limnimètres gérés par les DDE et les DIREN seront collectées sur une base " station-saison " (données critiquées à la meilleure résolution temporelle disponible).

La participation des équipes du LTHE/LCPC au désarchivage et à la critique des données est envisagée.

Mesures radar

Données opérationnelles (i.e. grilles cartésiennes 1 km², 5 min) des trois radars de Nîmes, Bollène et Sembadel et métadonnées (localisation, protocoles de balayage, corrections mises en œuvre) seront collectées sur une base " radar - événement pluvieux" (accès aux données via un serveur " Météo France - recherche " ou au moyen de CDroms)

Compte tenu des délais de mise en service du calculateur CASTOR2 (voir point 2 ci-après), les données multi-sites (3 sites) archivées au pied du radar grâce à la station GISELE seront demandées à Météo France pour les radars de Nîmes et Bollène (base " radar-événement "). Cette demande implique l’installation d’une station GISELE au pied du radar de Bollène, une telle station étant déjà disponible à Nîmes. Le LTHE est disposé à fournir le matériel nécessaire si Météo France le souhaite. La sauvegarde des données serait réalisée par les équipes de maintenance de Météo France sur la base de visites hebdomadaires. Le caractère " glissant " des sauvegardes impliquera une bonne coordination LTHE-Météo France pour la sélection des événements pluvieux d’intérêt.

Autres mesures

Une analyse des autres sources de données météorologiques (satellite, radio-sondages, foudre et analyses) et de sorties de modèles disponibles à Météo France sera effectuée pour juger de l’intérêt de la collecte de tout ou partie de cette information en fonction de la pérennité des archives de Météo France. Par ailleurs, des contacts seront pris avec les équipes réalisant des mesures permettant une meilleure compréhension des processus de formation du ruissellement (BVRE Mont Lozère) et de comportement des zones karstiques (Université d’Avignon).

EXPERIMENTATION D’UN PROTOCOLE DE BALAYAGE VOLUMIQUE HAUTE RESOLUTION POUR LE RADAR DE BOLLENE

Il s’agit d’une proposition d’étude du LTHE/LCPC à Météo France qui vise à évaluer l’intérêt d’un balayage volumique haute résolution pour l’hydrologie et la météorologie dans la région Cévennes-Vivarais. Un protocole à 10 sites / 5 min (soit un peu plus de 2 tours /min compte tenu des changements de site), analogue à celui utilisé sur le réseau américain NEXRAD, est recommandé au lieu du protocole à 3 sites actuellement utilisé.

Cette opération n’est envisageable qu’à l’aide du nouveau calculateur radar CASTOR2 dont la mise en service progressive sur le réseau ARAMIS ne sera effective qu’après le test du prototype opérationnel à Trappes en 2001. Le LTHE demande que l’installation à Bollène soit placée dans les priorités de la DSO lors du déploiement de CASTOR2 en 2002.

Le LTHE propose par ailleurs une démarche en deux temps pour la préparation de cette expérimentation :

Ecriture d’une note technique (LTHE, LCPC, CNRM), fin 2000, motivant l’expérimentation à l’aide (i) du concept de " visibilité hydrologique " développé au LTHE (thèse de T. Pellarin), (ii) des études de validation de l’intérêt hydrologique des corrections de PVR menées en Suisse et aux USA par B. Vignal et (iii) des besoins des atmosphériciens en termes d’initialisation à l’aide de l’imagerie radar (V. Ducrocq). Il s’agira in fine de spécifier un protocole de balayage haute résolution.

Tests d’impact (DSO) du balayage volumique haute résolution sur le fonctionnement opérationnel du radar (en particulier influence de la vitesse de balayage sur l’ " aspect " de l’image, sur l’efficacité de l’EEF ; définition de l’image opérationnelle transmise pendant l’expérimentation). Ces tests pourraient être menés en partie lors de l’expérimentation de Trappes en 2001 et en partie à la mise en service de CASTOR2 à Bollène en 2002.

AUTRES ACTIONS PREVUES

Bien que cela n’ait pas été discuté au cours des Journées d’Etude, signalons que des développements instrumentaux importants seront poursuivis sur la période 2000-2002 avec (i) les radars locaux du LTHE (2 radars bande X, dont un exemplaire à diversité de polarisation et de phase), projet LTHE – Université McGill, Montréal, Canada – CETP et (ii) de nouveaux systèmes de mesure des débits des rivières en crue utilisant des techniques de télédétection, projet LTHE – Iowa Institute of Hydraulic Research – Cemagref.

POINTS DIVERS

La structuration du projet est un point sensible notamment pour (i) l’établissement des conventions de mise à disposition et d’accès aux données et (ii) la question de la répartition des crédits de recherche entre les partenaires. Nous devons consulter nos tutelles pour connaître la formule la plus adéquate (GIS ?) puis solliciterons l’adhésion des divers partenaires recherche et opérationnels. Un comité de pilotage devra être établi pour gérer l’évolution de cette structure au cours du temps.

Au cours des journées, le temps a manqué pour définir une stratégie de Périodes d’Observations Intensives (objets d’étude, moyens et calendrier), ce qui traduit sans doute un manque de maturité du projet à cet égard. Des besoins concernant l’ " hydrologie physique " de versant ont cependant été évoqués à plusieurs reprises.

Concernant les retours recherche-opérationnel, deux thèmes ont été identifiés : (i) la mise en œuvre opérationnelle et l’inter-comparaison de différents logiciels de calcul de lames d’eau radar et de différents modèles pluie-débit (approches hortonienne et " surfaces contributives ") et (ii) la prévision quantitative de pluie par la méthode des analogues.

Le site web de l’OHM-CV sera créé dans les mois à venir. Merci de nous communiquer vos idées/informations à cet égard.

Annexe : Programme du Séminaire des premières Pournées d’Etude de l’OHM-CV

25 septembre 2000, Nîmes, France

" Description du SAC de la DDE de l’Ardèche " C. GIGON (DDE07)

" Description et visite du SAC de la DDE du Gard " F. BRESSAND et col., (DDE30)

" Le réseau ARAMIS : couverture de l’arc méditerranéen, projet CASTOR2 "

B. URBAN, Météo France/DSO/CMR

" Retours d’expérience hydrologique sur des crues-éclair récentes "

E. GAUME (CEREVE)

" Les systèmes précipitants orographiques : simulations numériques et observations par radar, quelques résultats de RAPHAEL et de MAP "

F. ROUX, M. CHONG, S. COSMA, J.F. GEORGIS, S. PRADIER et E. RICHARD (LA)

" Intérêt d’un protocole volumique de balayage radar pour l’hydrologie : simulation numérique de la couverture hydrologique du bassin de Vogüé par les radars du réseau ARAMIS de Bollène et Nîmes "

T. PELLARIN, G. DELRIEU et G. M. SAULNIER (LTHE)

" Simulation non-hydrostatique de pluies orographiques et de Systèmes Convectifs de Méso-Echelle cévenols "

S. ANQUETIN (LTHE),J.M. COHARD (LTHE), S. COSMA (LA), V. DUCROCQ (CNRM), F. MINISCLOUX (LTHE), J.P. PINTY (LA), D. RICARD (CNRM), E. RICHARD (LA),.

" Prévision quantitative des précipitations par la méthode des analogues : évaluation de la prévision pendant MAP "

C. OBLED, L. DJERBOUA et D. MINC (LTHE)

" Impact de la variabilité spatio-temporelle des pluies sur les crues : résultats et perspectives "

G.M. SAULNIER et I. ZIN (LTHE)