Estimation de l'aléa hydrométéorologique par une méthode par simulation : la méthode SHYREG^* : présentation – performances – bases de données

Hydro-meteorological risk estimation based on a flood generation model: SHYREG approach: the method, its performances and the associated database

¹ Irstea-Centre d'Aix en Provence - 3275 Route de Cézanne, 13 182 Aix en Provence -
patrick.arnaud@irstea.fr
² HYDRIS-Hydrologie, 5 Avenue du Grand Chêne, 34 270 Saint Mathieu de Tréviers

Résumé

La méthode SHYREG est une méthode de prédétermination de l'aléa hydrométéorologique extrême, basée sur la simulation des processus. Elle met en œuvre un générateur stochastique de pluies horaires couplé à une modélisation hydrologique suffisamment simplifiée pour être régionalisée. La méthode a été calée sur l'ensemble des données hydrométéorologiques disponibles au niveau national (2800 pluviomètres de Météo-France et 1290 stations hydro­métriques). Elle a ensuite été régionalisée pour fournir une base de données de quantiles de pluies et de débits de crues.

L'évaluation des résultats de la méthode a été réalisée lors de différents travaux de thèses, et récemment dans le cadre du projet ANR Extraflo, visant la comparaison d'approches de prédétermination. Les qualités de justesse de la méthode ont été mises en avant pour l'estimation des quantiles de pluies et de débits. De façon générale, la méthode prend en compte un comportement des crues extrêmes lié à celui des pluies, qui semble préférable à une extrapolation uniquement fondée sur la variable débit. La stabilité de l'approche est garantie par une paramétrisation basée sur des valeurs moyennes (pour le générateur de pluie) et sur la stabilité de la relation pluie-débit. De plus, l'approche est implicitement multi-durées, ce qui permet de répondre à l'ensemble des besoins en termes de caractéristiques de l'aléa pluvial et hydrologique, à partir d'une seule régionalisation.

La base de données nationale ainsi établie, présente l'intérêt de fournir une information régionale complète sur l'aléa hydrologique. Elle n'en est pas moins soumise à des restrictions d'usage liées à la nature de la méthode. Des recommandations sont alors associées à cette base, aussi que des codes de confiance permettant d'appeler à la vigilance les utilisateurs.

Abstract

SHYREG method is a hydro meteorological risk estimation method, based on the simulation process. It implements an hourly rainfall generator coupled with hydrological modelling, simplified enough to be regionalized. The method has been calibrated from all hydro meteorological data available at the national level (the French Weather Service raingauges network and the hydrometric Bank flow series entitled "HYDRO")c. Then, it was regionalized to provide the rainfall and floods quantiles database. In the context of collaborative work with DGPR, this method was applied to a 50 meters resolution mesh throughout to provide a complete flood quantiles database, wherefore avoiding a repetition of method implementation.

The method evaluation was carried out using different thesis works and most recently during the ANR project Extraflo, with the aim of comparing predetermination approaches. The accuracy of the method in estimating rainfall and flowquantiles has been proved. The method takes into account extreme flood behaviour and its link to rainfall, which seems preferable to extrapolation based solely from the flow. The results also showed that the method was stable. Its stability is linked to a parameterization based on average values (for the rainfall generator) and on the stability of the rainfall-runoff relationship. In addition, the approach is implicitly multi-durational. So, only one regionalization meets all the needs in terms of features and hydrological hazards.

The national database thus established in such a way has the advantage of providing regional information on hydrolo­gical hazards. However, it is subject to use restrictions related to the nature of the method : the SHYREG flows are "natural". This database does not take the presence of hydraulic works or the presence of flood expansion areas into account. It is not suitable for basins subjected to high snowmelt or the presence of karsts... In the use of database, precautions are recommended with calls for vigilance when using.