EXPERIMENTATION MARSEILLE 92-93 MESURE DES PRECIPITATIONS EN HYDROLOGIE URBAINE A L'AIDE D'UN RADAR BANDE BANDE X PDF Download
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Author: SOPHIE.. CAOUDAL
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Languages : fr
Pages : 212
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LA MESURE EN TEMPS REEL ET LA PREVISION A COURTE ECHEANCE DES PRECIPITATIONS SONT DES PREOCCUPATIONS QUOTIDIENNES POUR UNE VILLE COMME MARSEILLE OU LE RISQUE HYDROLOGIQUE EST ELEVE (REGIME DES PRECIPITATIONS, FORTE IMPERMEABILISATION DES SOLS, RELIEF MARQUE). L'EXPERIENCE MARSEILLE 92-93 A ETE MENEE DANS LE BUT D'AMELIORER LES TECHNIQUES DE MESURE DES PLUIES AUX ECHELLES DE TEMPS ET D'ESPACE DE L'HYDROLOGIE URBAINE. AINSI, UN RADAR DE CONFIGURATION LEGERE EN BANDE X A ETE INSTALLE A PROXIMITE DE LA VILLE POUR UN RAFFINEMENT LOCAL DE LA MESURE EN COMPLEMENT DU RESEAU DE PLUVIOGRAPHES DE LA VILLE DE MARSEILLE ET DU RADAR BANDE S DE NIMES (RESEAU ARAMIS DE METEO FRANCE). CET APPAREIL, PETIT ET MOINS COUTEUX QUE LES APPAREILS CONVENTIONNELS EST CEPENDANT SENSIBLE AU PROBLEME DE L'ATTENUATION. DANS CE TRAVAIL QUI CONTRIBUE A UNE MEILLEURE DEFINITION DES CONDITIONS D'UTILISATION DE CE RADAR, NOUS AVONS TENTE DE TIRER LE MEILLEUR PROFIT DU SIGNAL RETRODIFFUSE PAR LES MONTAGNES POUR AMELIORER LE TRAITEMENT DES DEUX ERREURS PREPONDERANTES: L'ERREUR D'ETALONNAGE ET L'ATTENUATION. AINSI, NOUS AVONS MONTRE QUE, PAR TEMPS SEC, CE SIGNAL PERMET DE CONTROLER LA STABILITE DE L'ETALONNAGE. PAR TEMPS DE PLUIE, L'ETUDE DE LA CONTRAINTE D'ATTENUATION TOTALE NOUS A PERMIS DE PROPOSER UNE METHODE D'ETALONNAGE ABSOLU DU RADAR NE DEPENDANT QUE DES MESURES DE CET APPAREIL. LA COMPARAISON DES RESULTATS DE CETTE APPROCHE AVEC CELLE, CLASSIQUE, REPOSANT SUR L'UTILISATION DES MESURES PLUVIOGRAPHIQUES EN CONFIRME L'INTERET. DE PLUS, TROIS ALGORITHMES DE CORRECTION D'ATTENUATION ONT ETE MIS EN UVRE, COMPARES ET VALIDES A L'AIDE DE MESURES PLUVIOGRAPHIQUES INTEGREES A DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES. GRACE A LA MAITRISE DE LA PARAMETRISATION DE CES ALGORITHMES, NOUS AVONS MONTRE QUE LES DIVERSES FORMULATIONS (FAISANT OU NON UN USAGE EXPLICITE DES MESURES D'ATTENUATION TOTALES DEDUITES DU RELIEF) CONDUISENT A DES RESULTATS EQUIVALENTS ET SATISFAISANTS POUR LA GAMME D'ATTENUATION OBSERVEE
Author: SOPHIE.. CAOUDAL
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LA MESURE EN TEMPS REEL ET LA PREVISION A COURTE ECHEANCE DES PRECIPITATIONS SONT DES PREOCCUPATIONS QUOTIDIENNES POUR UNE VILLE COMME MARSEILLE OU LE RISQUE HYDROLOGIQUE EST ELEVE (REGIME DES PRECIPITATIONS, FORTE IMPERMEABILISATION DES SOLS, RELIEF MARQUE). L'EXPERIENCE MARSEILLE 92-93 A ETE MENEE DANS LE BUT D'AMELIORER LES TECHNIQUES DE MESURE DES PLUIES AUX ECHELLES DE TEMPS ET D'ESPACE DE L'HYDROLOGIE URBAINE. AINSI, UN RADAR DE CONFIGURATION LEGERE EN BANDE X A ETE INSTALLE A PROXIMITE DE LA VILLE POUR UN RAFFINEMENT LOCAL DE LA MESURE EN COMPLEMENT DU RESEAU DE PLUVIOGRAPHES DE LA VILLE DE MARSEILLE ET DU RADAR BANDE S DE NIMES (RESEAU ARAMIS DE METEO FRANCE). CET APPAREIL, PETIT ET MOINS COUTEUX QUE LES APPAREILS CONVENTIONNELS EST CEPENDANT SENSIBLE AU PROBLEME DE L'ATTENUATION. DANS CE TRAVAIL QUI CONTRIBUE A UNE MEILLEURE DEFINITION DES CONDITIONS D'UTILISATION DE CE RADAR, NOUS AVONS TENTE DE TIRER LE MEILLEUR PROFIT DU SIGNAL RETRODIFFUSE PAR LES MONTAGNES POUR AMELIORER LE TRAITEMENT DES DEUX ERREURS PREPONDERANTES: L'ERREUR D'ETALONNAGE ET L'ATTENUATION. AINSI, NOUS AVONS MONTRE QUE, PAR TEMPS SEC, CE SIGNAL PERMET DE CONTROLER LA STABILITE DE L'ETALONNAGE. PAR TEMPS DE PLUIE, L'ETUDE DE LA CONTRAINTE D'ATTENUATION TOTALE NOUS A PERMIS DE PROPOSER UNE METHODE D'ETALONNAGE ABSOLU DU RADAR NE DEPENDANT QUE DES MESURES DE CET APPAREIL. LA COMPARAISON DES RESULTATS DE CETTE APPROCHE AVEC CELLE, CLASSIQUE, REPOSANT SUR L'UTILISATION DES MESURES PLUVIOGRAPHIQUES EN CONFIRME L'INTERET. DE PLUS, TROIS ALGORITHMES DE CORRECTION D'ATTENUATION ONT ETE MIS EN UVRE, COMPARES ET VALIDES A L'AIDE DE MESURES PLUVIOGRAPHIQUES INTEGREES A DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES. GRACE A LA MAITRISE DE LA PARAMETRISATION DE CES ALGORITHMES, NOUS AVONS MONTRE QUE LES DIVERSES FORMULATIONS (FAISANT OU NON UN USAGE EXPLICITE DES MESURES D'ATTENUATION TOTALES DEDUITES DU RELIEF) CONDUISENT A DES RESULTATS EQUIVALENTS ET SATISFAISANTS POUR LA GAMME D'ATTENUATION OBSERVEE
Author: Alexis Berne
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Pages : 215
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Les régions du pourtour méditerranéen sont fréquemment soumises à des pluies violentes qui euvent engendrer des crues aux bilans humains et matériels catastrophiques. Ces récipitations onstituent l'objet d'étude de ce travail, qui s'appuie sur les données collectées à l'automne 998 à Marseille dans le cadre de l'expérimentation HIRE 98. L'analyse de mesures de deux adars locaux bande X a fourni des informations sur la pluie dans le plan vertical, notamment ar le profil vertical de réflectivité (PVR). Les structures spatiales et temporelles moyennes aractéristiques des précipitations méditerranéennes intenses sont ensuite estimées à l'aide des esures pluviométriques et radar bande S et bande X, par analyse géostatistique avec le ariogramme en 1 et 2 dimensions. Enfin, la simulation du fonctionnement hydrologique d'un nsemble de 8 bassins versants urbains et péri-urbains permet de quantifier l'impact de la ariabilité spatiale de la pluie sur les débits générés.
Author: Frédéric Tridon
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L'estimation quantitative des précipitations à l'échelle locale est une nécessité sociétale, à cause de l'augmentation des dégâts provoqués par des inondations exacerbées par l'urbanisation croissante. Or, des estimations locales sont particulièrement difficiles à réaliser à cause de la forte variabilité des précipitations. De plus, ce genre d'estimation est sollicité par de petits organismes tels qu'une commune, pour lesquels il n'est pas envisageable d'utiliser des instruments à la pointe de la recherche technologique à cause de leur coût prohibitif. Ainsi, il est nécessaire de développer des méthodes d'estimation quantitative des précipitations applicables à un dispositif expérimental de prix abordable. Dans ce but, un dispositif expérimental innovant est utilisé dans cette thèse. Il est constitué d'instruments de mesure directe, au sol, tels que des pluviomètres et des disdromètres, et d'un prototype de radar à balayage horizontal basé sur un radar nautique commercial, associé à un MRR (Micro Rain Radar) à visée verticale qui fournissent une estimation en altitude de la pluie, respectivement sur une surface donnée et le long d'un profil vertical. Le radar à balayage horizontal est un radar en bande X, c'est-à-dire qu'il fonctionne à une longueur d'onde lui procurant une très haute résolution radiale, mais qui est très atténuée par les précipitations. Le MRR permet d'obtenir une description précise de la microphysique des précipitations et sert de relais entre les mesures au sol et les mesures en altitude du radar en bande X. Ces deux radars étant novateurs, une grande partie de cette thèse consiste à valider leurs mesures : étalonnage, filtrage d'échos aberrants, correction de l'atténuation, etc. Une fois les mesures rendues exploitables, cette thèse se focalise sur l'étude de la variabilité des précipitations afin de proposer et développer différentes méthodes de classification, selon leur type ou leur variations locales, et de vérifier leur potentiel pour l'amélioration de l'estimation des précipitations. Les résultats montrent que cet objectif ne peut être atteint que si la qualité des mesures des radars est encore améliorée : moins d'échos parasites pour le radar en bande X et prise en compte du vent vertical pour le MRR.
Author: Brice Boudevillain
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Pages : 169
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L'intensité pluvieuse est une information essentielle en hydrologie, notamment pour les bassins versants situés en zone urbaine ou montagneuse. Il est donc nécessaire de disposer, sur ces bassins, d'estimations fiables des précipitations ainsi que de prévisions de la pluie à très courte échéance. Le radar météorologique constitue une solution à ces besoins. Toutefois, les radars existants aujourd'hui ne sont pas totalement adaptés à toutes les applications hydrologiques en terme de souplesse d'utilisation et de resolution spatiale et temporelle. L'utilisation de radars de configuration légère en bande X, est envisagée pour les besoins de l'hydrologie urbaine. Les conditions d'utilisation de tels radars sont à définir. Ces études proposent d'évaluer l'intérêt de l'information radar volumique et Doppler pour la prévision des précipitations à très courte échéance. La première partie de la thèse s'intéresse à la mesure du VIL par radar. Elle présente aussi une méthode de restitution du champ de vitesse horizontale tirant parti de la mesure Doppler. La deuxième partie concerne la formulation et l'évaluation d'une méthode de prévision de la pluie à très courte échéance reposant sur le VIL. Cette méthode est d'abord testée à l'aide de données radar simulées afin de mettre en évidence l'intérêt des données volumiques indépendamment des erreurs de mesure. Une étude de cas réel a été ensuite menée sur des événements pluvieux de la période spéciale d'observation de MAP (Mesoscale Alpine Programme)
Author: Auguste Gires
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Les multifractals universels (UM) sont un outil puissant et abondement utilisé d'analyse et de simulation de champs géophysiques, comme la pluie, extrêmement variables sur une large gamme d'échelle. Ils sont basés sur le concept de cascade multiplicative qui repose sur la notion physique d'invariance d'échelle pour explorer le phénomène fondamental qu'est l'intermittence. Dans ce cadre, toute la variabilité du champ est caractérisée à l'aide de simplement trois paramètres qui ont en plus une interprétation physique. Dans cette thèse on utilise ce cadre théorique pour quantifier l'impact de la variabilité à petite échelle de la pluie en hydrologie urbaine. La première étape consiste à analyser la variabilité spatio-temporelle de données radar de précipitation à l'aide d'un modèle multifractal anisotrope simple. Divers évènements pluvieux sont analysés. Un comportement scalant a été observé sur deux gammes d'échelles séparées par une rupture à 16 km qui est discutée. Ces données sont globalement en accord avec un modèle spatio-temporel simple reposant un exposant d'anisotropie entre l'espace et de temps. Les résultats suggèrent une possible universalité des paramètres UM pour les précipitations. Cette thèse aborde également un autre aspect de l'intermittence, particulièrement important pour les longues séries temporelles pluviométriques, que sont les nombreuses mesures nulles de la pluie (c'est-à-dire un pixel où aucune pluie n'est relevée), i.e. les longues périodes sèches. L'ancienne question de la source de cette intermittence, et notamment la nécessité d'un modèle dédié, est revisitée. D'abord les effets d'un seuil sur un champ multifractal sont analysés et ensuite un « toy model » qui introduit des zéros au sein du processus de cascade et conditionnellement aux valeurs du champ est développé. Cela permet d'expliquer la plupart des comportements observés, e.g. les différences entre les statistiques évènementielles et globales. L'impact de la variabilité de la pluie est analysé à travers l'étude de la sensibilité de modèles d'hydrologie/hydraulique urbaine à la donnée de pluie. Deux bassins versants essentiellement urbains (un de 3 400 ha en Seine-Saint-Denis à proximité de Paris, et un de 900 ha à Londres) modélisés avec des modèles opérationnels semi-distribués sont pris comme cas d'études. Par ailleurs le modèle distribué Multi-Hydro (en développement au LEESU) est testé sur une portion de 145 ha du cas d'étude parisien. L'impact de la variabilité à petites échelles non mesurée des précipitations (i.e. se produisant à des échelles plus petites que 1 km en espace et 5 min en temps qui sont disponibles avec les données radar à bande C) est d'abord évalué. Ceci est réalisé par la génération d'un ensemble de pluie réaliste désagrégée en continuant stochastiquement le processus sous-jacent de cascade au-delà de l'échelle d'observation, puis la simulation de l'ensemble correspondant d'hydrographes. Il apparaît que la variabilité à petites échelles de la pluie engendre une variabilité hydrologique qui ne doit pas être négligée. De plus le modèle Multi-Hydro génère une variabilité plus importante et pas seulement au niveau du pic de débit, i.e. même pour les pluies modérées. Ces résultats mettent en lumière la nécessité d'installer des radars en bande X (dont la résolution est hectométrique) en milieu urbain. Dans un deuxième temps les outils multifractals sont employés sur les pluies et les débits simulés qui présentent aussi un comportement scalant. Il apparaît que le réseau d'assainissement transmet simplement la variabilité des précipitations sans l'atténuer, au moins en termes de statistiques multifractals.
Author: Abdellah Ichiba
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The main goal of this thesis was to achieve a reliable management tool of storm water storage basins using high resolution X-band radar. It turned out that it required several research developments. The analysed case study includes a retention basin of 10000 m3 located in Val de Marne county downstream of a 2.15 km2 urban catchment. It has a twofold goal: storm water decontamination and flood protection by volume storage. Operationally the management strategies associated with these two aims are conflicting; hence, a predictive management has been set up: a routine exploitation of the basin in the anti-pollution mode, and a switch to the flood protection mode when needed. It should be based a reliable knowledge of short-term rainfall forecasts. A common way to respond to operational needs of the predictive management is to set up a warning system based on the use of radar data. For example, the CALAMAR system relies on the use of single-polarization raw radar data, coming from Meteo-France radar network, being processed with the conventional Z-R conversion methods followed by a calibration with rain gauge. However, the reliability of such warning systems has been subject to debate, often due to a questionable quality of the resulting radar rainfall estimates, compared to local rain gauges. Therefore a new methodology for more meaningful comparison of radar rainfall field products was developed during this PhD project. Being rooted to the multifractal theory, it allows a comparison of the structure and the morphology of rainfall fields in both space and time through scales. It was initially tested on CALAMAR and Meteo-France rainfall products before being applied for results confirmation on initial data from a X band radar, acquired by Ecole des Ponts ParisTech in the framework of the European project RainGain and providing data at higher resolution (up to 100 m in space and 1 min in time). The obtained results not only highlight the crucial influence of raw data processing on the scaling behaviour, but also permit to pre-define the conditions when the CALAMAR optimization may worsen the quality of rainfall estimates. Such conditions would be very difficult to detect with widely used conventional methods, which rely on a very limited number of radar pixels (only those containing rain gauges). Further extensions of the proposed methodology open new horizons for the rainfall data merging. While the scientific literature, notably around the TOMACS experiment in Japan and CASA one in the United States, highlights the operational benefits of higher resolution rainfall measurements thanks to X-band radars, its impact on the performance of hydrological models still remains a subject of debate. Indeed previous research, mainly based on conceptual models remains inconclusive. To overcome these limitations, we used two models relying on two very distinct modelling approaches: CANOE (semi-distributed and conceptual) and Multi-Hydro (fully distributed and physically based research model developed at ENPC). An operational version of CANOE and a new much finer configuration, which increases the sensitivity of the model to spatio-temporal variability of small-scale rainfall, were used. Several extensions of the Multi-Hydro were developed, including an optimization of its resolution, which greatly improves its whole functionality. It appears from this work that by taking into account the spatial and temporal variability of small-scale rainfall, the performance of hydrologic models can be increased up to 20%.Overall, we believe that this dissertation contributes to the development of new, reliable, operational tools to use in their full extent the high-resolution X-band data.
Author: Modeste Huberson Ahiba Kacou
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Pages : 223
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Les travaux présentés portent sur l'estimation quantitative des précipitations en Afrique de l'Ouest par télédétection active. Il s'agit plus précisément de tester l'apport d'un radar polarimétrique opérant à une fréquence atténuée (10 Ghz, bande X), pour produire des champs de pluie à haute résolution dans une région caractérisée par des précipitations intenses d'origine convective. Le contexte particulier de ces travaux est le programme de validation de la mission satellitaire Megha-Tropiques grâce auquel 2 campagnes de terrain ont permis de déployer un radar polarimétrique bande X au Sahel, au Niger en 2010 puis au Burkina Faso en 2012 et 2013. Un jeu de données radar et pluviographique conséquent, constitué de près de 200 évènements pluvieux a été analysé. Une gamme d'estimateurs radar polarimétriques a été présentée, puis chacun d'eux a été évalué sur la base de comparaisons avec les pluviographes. Une batterie de tests statistiques classiques et l'analyse des distributions fréquentielles d'intensités ont permis de comparer les performances de ces estimateurs. Les performances ont été évaluées sur une gamme d'échelles spatio-temporelles et les problèmes liés à la représentativité spatiale des pluviographes ont été analysés. Au-delà de l'évaluation "ponctuelle" des estimateurs, basée sur des comparaisons directes entre un pluviographe et un pixel radar, on a développé des méthodes originales pour comparer entre eux les champs haute résolution issus du radar et de l'interpolation des pluviographes. En s'inspirant de méthodes héritées de l'évaluation de modèles numériques les structures des champs ont été comparées en autorisant une tolérance spatiale. Ceci permet d'avoir une évaluation pertinente des champs pour des utilisations subséquentes en hydrologie ou pour la validation satellitaire. Ce travail a confirmé et étendu à la zone sahélienne certains des résultats précédents sur les performances de différents estimateurs radar en Afrique de l'Ouest ; il met en avant les très bonnes performances de l'estimation s'appuyant sur le saut de phase différentiel (KDP), et dans une moindre mesure l'estimateur basé sur l'atténuation spécifique (AH). Cette thèse confirme l'intérêt du radar bande X polarimétrique pour l'estimation quantitative des précipitations et l'analyse des systèmes précipitants en zone tropicale. Ce type de radar relativement compact et peu couteux pourrait être appliqué à la surveillance des risques hydrométéorologiques dans les zones urbaines ou le suivi de bassins particuliers (zone équipée de barrage ou haut de bassin montagneux par exemple).
Author: Jean Lecocq
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Pages : 194
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LA REGION DU SAHEL SOUFFRE D'UN DEFICIT IMPORTANT DE PRECIPITATION DEPUIS UNE VINGTAINE D'ANNEES. DANS CE CONTEXTE, L'EXPERIENCE EPSAT-NIGER EN GENERAL, ET SA COMPOSANTE RADAR EN PARTICULIER, FOURNISSENT UN JEU DE DONNEES APTE A CARACTERISER LA REPARTITION SPATIO-TEMPORELLE DES PLUIES ET A ETUDIER LES COMPLEXES CONVECTIFS PROCHES DU TYPE LIGNE DE GRAINS SE PROPAGEANT A TRAVERS LA BANDE SAHELIENNE. L'INTERET MAJEUR DU RADAR METEOROLOGIQUE SE SITUE DANS LA COUVERTURE SPATIALE CONTINUE QU'IL PROCURE. POUR UTILISER QUANTITATIVEMENT LES CHAMPS DE REFLECTIVITES ACQUIS AVEC LE RADAR BANDE C DE NIAMEY IL EST NECESSAIRE DE DEFINIR UNE OU DES PROCEDURES DE CORRECTION, LA METHODE CLASSIQUE CONSISTANT A AJUSTER LE RADAR SUR UNE MOYENNE APPORTEE PAR LE RESEAU SOL. CETTE APPROCHE EST DEVELOPPEE AINSI QU'UNE SECONDE METHODE UTILISANT UN ALGORITHME ITERATIF AFIN DE DETORDRE LE SIGNAL MESURE DU PHENOMENE D'ATTENUATION DE L'ONDE RADAR. L'ALGORITHME UTILISE SE MONTRE CEPENDANT TRES SENSIBLE AUX DIFFERENTS PARAMETRES MIS EN JEU. OUTRES CES DIFFICULTES DE MESURE, LE RADAR METEOROLOGIQUE FOURNIT DES GRANDEURS INTEGREES DANS L'ESPACE OR SES PROPRIETES D'INTEGRATION VARIENT EN FONCTION DE LA DISTANCE. POUR CARACTERISER CE PHENOMENE UNE ETUDE EST MENEE SUR LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE D'ABORD A L'AIDE D'UN SIMULATEUR PUIS SUR LES DONNEES REELLES. APRES L'ETAPE PREALABLE DE VALIDATION, LA VARIABILITE DES IMAGES SIMULEES N'EXHIBE AUCUNE TENDANCE. PAR CONTRE LES DONNEES REELLES MONTRENT UNE DIMINUTION DE LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE A MESURE QUE LA DISTANCE AUGMENTE. LES IMAGES RADAR COLLECTEES DURANT LA CAMPAGNE EPSAT-NIGER PEUVENT ETRE UTILISEES POUR DETERMINER LA VITESSE DES SYSTEMES PRECIPITANTS, ESTIMER LES PRECIPITATIONS OU BIEN EVALUER LA DISTRIBUTION CLIMATOLOGIQUE DES INTENSITES. EN PARTICULIER LES PERFORMANCES DU RADAR ET LA SENSIBILITE AUX TRAITEMENTS DE LA MESURE SONT TESTEES SUR LA DETERMINATION DES LAMES D'EAU A DIFFERENTES ECHELLES D'ESPACE ET DE TEMPS. LES RESULTATS SOULIGNENT L'IMPORTANCE DES CORRECTIONS A APPORTER AUX DONNEES RADAR BRUTES, SANS QU'AUCUN DES PROTOCOLES DE CORRECTION EXAMINES N'APPARAISSE NETTEMENT SUPERIEUR AUX AUTRES
Author: Ibrahim Seck
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Languages : fr
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Dans le contexte de changement climatique, les évènements météorologiques extrêmes sont appelés à augmenter en termes de fréquence et d'intensité. Conséquemment, le développement de systèmes d'alerte des crues soudaines est primordial pour les agglomérations urbaines. Cette thèse se penche sur deux volets de tels systèmes, à savoir l'amélioration des estimations quantitatives et la prévision immédiate des précipitations (moins de 6 heures) sur le bassin urbain « Clermont Ferrand-Riom », un bassin classé comme étant un territoire à risque important d'inondation. Deux instruments sont utilisés : le pluviomètre (réseau pluviométrique de la métropole Clermont Auvergne, et réseau pluviométrique de Météo France), et le radar météorologique (« petit » radar en bande X du Laboratoire de Météorologie Physique, et le réseau de radar ARAMIS de Météo-France). Sur le premier volet, on a examiné la performance des méthodes géostatistiques pour l'amélioration des estimations quantitatives des précipitations à haute résolution spatiotemporelle (5 minutes et 100 m), particulièrement deux méthodes multivariables (le krigeage avec dérive externe et la fusion conditionnée) pour la fusion des données radar en bande X avec les données pluviométriques locaux, et ce par type de précipitations (stratiforme, convectif ou mixte). Pour ce faire, une analyse variographique a été réalisée pour la détermination des variogrammes climatologiques caractéristiques de chaque type de précipitations. Il est en est ressorti que les estimations quantitatives des précipitations issues des données pluviométriques peuvent être améliorées de façon significative en utilisant les données radar comme variable secondaire avec les méthodes géostatistiques d'interpolation spatiale, en particulier pour la restitution de la variabilité des champs de précipitations. Deux méthodes de fusion de données radar ont également été examinées pour l'amélioration des estimations quantitatives de précipitations sur le bassin clermontois avec le radar en bande X et le produit PANTHERE (mosaïque de lames d'eau sur tout le territoire français avec une résolution de 5 minutes et 1 km avec le réseau de radars ARAMIS, essentiellement en bande C et S). La première vise à corriger les effets de l'atténuation entachant les champs en bande X en utilisant les mesures de réflectivités en bande C et S du produit PANTHERE, moins affectés par l'atténuation. La deuxième consiste à l'application de la méthode de correction quantile-quantile sur les champs de précipitations du radar en bande X pour tirer profit de la précision des mesures du produit PANTHERE. Notre évaluation de la performance de ces deux méthodes montre leur efficacité en termes de minimisation des biais des mesures du radar en bande X par rapport aux mesures pluviométriques.Dans le second volet, nous nous sommes intéressés à la capacité de notre radar en bande X à fournir des prévisions immédiates des précipitations malgré sa portée de 20 km seulement, nous avons donc appliqué une méthode « orientée objet » sur deux évènements pluvieux à partir d'images de cet instrument. Cette méthode se base sur l'identification des cellules précipitantes, la reconstitution de leurs trajectoires au fil du temps, et enfin l'extrapolation de leurs caractéristiques (comme la surface, la vitesse, la direction, le taux de précipitations moyen...) pour avoir des prévisions. Les vérifications des prévisions immédiates réalisées grâce au deux études de cas considérés montrent que les prévisions sont globalement correctes pour les échéances inférieures à 30 minutes, elles commencent à se détériorer au-delà. Les recherches menées dans le cadre de cette thèse montrent tout le potentiel que possèdent les « petits » radars pour l'estimation et la prévision immédiate des précipitations, en particulier pour les bassins urbains.
Author: Eric Servat
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ISBN: 9781901502121
Category : Arid regions
Languages : fr
Pages : 518
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