Laboratoire d'Hydraulique Environnementale LHE

Gestion des risques hydrologiques

Introduction à l'hydrologie statistique, la gestion des risques hydrologiques dans le cadre des projets d'aménagement du territoire (36 h, crédit 3). Les cours ont lieu le vendredi matin de 8 h 15 à 11 h en salle GR B 330.

Matériel de cours

• Livret de cours
• Notes de cours version pdf (47 Mo) (version compressée : 9 Mo) (mise à jour septembre 2023). Les données utilisées dans les exemples traités (annexes D) sont ici.
• Organisation des séances hiver 2023-24
• Slides du cours :
  • chapitre 1 : Organisation du cours.
  • chapitre 1 : Aménagement du territoire et risques
  • chapitre 2 : Climat et risques hydrologiques.
  • chapitre 3 : Gestion des risques.
  • chapitre 4, partie 1 : Introduction à la théorie des valeurs extrêmes, les bases statistiques.
  • chapitre 4, partie 2 : Introduction à la théorie des valeurs extrêmes, les lois de valeurs extrêmes.
  • chapitre 5 : Crues et inondations.

Exercices

Les séances d'exercices ont lieu salle informatique CM 112. Les séances d'exercices pour le cours de gestion des risques hydrologiques se trouvent sur moodle.

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Examen

L'évaluation du cours se fait sur la base d'un seul projet individuel.

Projet 2023 : statistique des pluies et des débits sur la Lonza (VS)

Vous étudiez un bassin-versant dans le Valais (Lonza, superficie de 77,8 km²) afin d'assurer la protection du village. Vous souhaitez établir les caractéristiques de la crue de projet. Dans ce projet, les caractéristiques d'une onde de crue sont supposées entièrement reflétées à travers le débit de pointe journalier ; de plus, pour satisfaire aux obligations légales, la crue de projet doit être prise de période de retour 100 ans. Malheureusement, vous ne disposez que de 25 années de données pour la pluie sur le bassin-versant, 56 années le débit de la rivière étudiée. Il faut donc réaliser une étude statistique détaillée pour arriver à la meilleure estimation possible du débit de projet.




Les projets sont à rendre individuellement. Le rapport de projet peut être écrit en français ou en anglais. La date limite de rendu est le vendredi 5 janvier 2024, 18 h. Les projets doivent être envoyés par courrier électronique au format PDF (uniquement, pas de document Word qui pose trop de problème de conversion) à M. Clemente Gotelli ; les annexes peuvent être fournies dans un autre format (feuille xls, script matlab ou R, notebook Mathematica, notes manuscrites, etc.).

On pourra se reporter au site de l'OFEV pour plus de renseignements sur le bassin-versant de la Lonza. Les données de pluies et débits pour le projet sont à télécharger ici. L'énoncé du projet est aussi à télécharger.




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Bibliographie

Ouvrages recommandés
• A.C. Davison, Statistical Models, (Cambridge University Press, Cambridge, 2003).
• S. G. Coles, An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values, (Springer, London, 2001).

Une bibliographie plus complète est fournie dans l'avant-propos.
Logiciels recommandés
• Mathematica dont il est maintenant possible (pour les étudiants inscrits à l'EPFL) de disposer d'une licence ;
• Langage R. Voir également les liens sur le menu de gauche ;
• Matlab ainsi que des clones (octave et Scilab). Les travaux dirigés sont réalisés avec Matlab.
• Python (et notebooks jupyter).



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Liens

Il existe une très grande quantité d'informations accessibles en ligne qui peut aider à compléter le cours et à s'informer de l'actualité sur les risques hydrologiques.

Actualité des risques

• Crues et précipitations extrêmes en octobre 2015 dans les Alpes Maritimes et le Var (France)
  • Un décodage des crues du 3 et 4 octobre 1995 autour de Cannes et Antibes
  • Un déficit culturel ?

Aménagement du territoire

• Recommandation : aménagement du territoire et dangers naturels
• Cadre juridique des cartes de danger (Rolf Lüthi, PLANAT)
• Objektschutz gegen Naturgefahren (Thomas Egli, VKF) [en allemand]

Histoire du climat

• le site sur l'histoire du climat de l'université de Berne
• historique des crues dans les Alpes

Réchauffement climatique

• le recul des glaciers en Suisse ;
• le livre ouvert du physicien David McKay de Cambridge sur le réchauffement climatique et les solutions envisagées pour réduire l'impact des activités humaines ;
• l'analyse du printemps 2007 par Météo Suisse ;
• l'analyse du de 200 saisons au Grand Saint Bernard par Météo Suisse ;
• le réchauffement climatique en montagne.

Météorologie et prévision des dangers

• le site de prévision des dangers naturels pour la Suisse
• statistique du vent en Suisse
• les grosses chutes de neige de l'hiver 2009

Catastrophes naturelles

• la crue de 1868 en Suisse et son impact : 1868 – das Hochwasser, das die Schweiz veränderte (allemand/italien), un rapport publié par Sciences naturelles Suisse (Naturwissenschaten).
• en Suisse, voir les archives de la TSR.
• Effet de l'éruption du volcan Tambora en 1816 Tambora and the "Year Without a Summer" of 1816 (anglais/allemand), rapport de l'Institut de Géographie dde l'université de Berne.
• pour le département de l'Isère (France), la photothèque de l'IRMA.

Avalanche

• la seconde édition du Guide Neige & Avalanches (Edisud, 1998, Aix-en-Provence, par Christophe Ancey) ;
• rapport hebdomadaire du SLF sur les avalanches en Suisse.

Torrent

• l'avis du BAFU sur la renaturalisation des cours d'eau ;
• le livre fondateur de l'hydraulique torrentielle : Les torrents des Hautes-Alpes par Alexandre Surell (1843) ;
• retour d'expérience du BAFU sur les crues de 2005 ;

Barrage

• document en ligne sur les petits barrages d'accumulation en Suisse ;
• site du comité français des barrages et réservoirs ;

Vidéos

• documentaire viédo en ligne sur le torrent de l'Illgraben par Bernard Jeker.
• documentaire viédo en ligne sur la renaturation du Rhône au niveau du bois de Finges par Bernard Jeker.