Crues, partie II : Genèse, propagation et prévision des crues à Montpellier

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Les pluies extrêmes du pourtour méditerranéen sont à l'origine de crues éclair qui sont au cœur des préoccupations des populations et des services de protection face au risque d'inondation. La présence de karst sur l'hydrosystème du Lez, affecté par ce type de pluie, induit des réactions hétérogènes et variables entre la surface et le souterrain, interactions qui vont directement impacter la genèse de la crue de surface. Cette étude, réalisée dans le cadre du quatrième atelier du projet «Lez-Gestion Multi-Usages» portant sur les modèles numériques, a pour but de développer des outils opérationnels de prévision temps réel des crues éclair pour le Lez. Ainsi, quatre outils ont vu le jour : i) un modèle hydrologique fonctionnant en temps réel et simulant le débit en amont de Montpellier ; ii) une procédure d'assimilation des débits observés a été mise en place pour améliorer les performances du modèle en corrigeant les erreurs des images radar des pluies en temps réel et la description initiale du sol ; iii) un modèle hydraulique de propagation des crues dans le fleuve à la traversée de Montpellier, intégrant le fonctionnement de chaque aménagement ; iv) des abaques de vigilance des crues établies à partir des observations et des résultats de simulation : un en amont de Montpellier pour estimer le débit à partir de la connaissance de la pluie et de l'état de remplissage du karst ; et un autre à la traversée de la ville pour estimer l'évolution des hauteurs en fonction de débit le long du Lez. Plusieurs de ces outils sont aujourd'hui en phase de test temps réel dans les services de l'Etat en charge de la prévision des crues. Plusieurs de ces outils sont aujourd'hui en phase de test temps réel dans les services de l'Etat en charge de la prévision des crues.

Flood part II : Genesis, propagation and forecasting of flooding at Montpellier city. Extreme rainfall on Mediterranean karstic watersheds can lead to flash floods that may cause serious human and material losses. The anticipation of these events and the risk management during flood events are at the core of society and financial stakes. This study was carried out in the framework of the "Multiple-Use Management of the Mediterranean Karstic Aquifer of the Lez River" project and was included in the 4th workpackage dealing with "Numerical Models". This project led to building i) an hydrological model simulating the surface answer of the watershed to an intense rainfall from the knowledge of the karstic system state ; ii) an hydraulic model simulating the propagation of the flood in the Lez river through Montpellier and taking into account the constructed infrastructures of the river in urban areas ; iii) a data assimilation loop integrating the observed river flows to correct the initial water content of the karst system or the observed rain in order to improve the forecasted flow upstream Montpellier city ; iv) a graphical method (toolbox for flood management presented as an abacus) for estimating the flow from the rain and the water state of the karst system followed by another graphical method for estimating the evolution of the water depth along the Lez river taking into account the influence of each constructed infrastructure ; v) an hydrological model running in real time and operational mode that is able to simulate the flow upstream the city of Montpellier. The description of the initial water deficit for the model as well as the input radar rainfall data were improved using a data assimilation algorithm as discharge observations get available at the exutory of the catchment. This study started with an analyse of the observed collected data during floods (river depth at different cross section, flow at the spring, upstream Montpellier, and through the city, rainfall from rain gauges and from the radar, piezometric levels of the karstic system, soil humidity of the watershed) and of the topographical and geographical data (including precise topography of the river bed and rating curves). Then, the different models were developed and their performances were evaluated in a forecast-like mode. The tools developed are being tested in national French services in charge of flood forecasting.