En termes des performances de franchissement des seuils :

Nous récapitulons dans le Tableau 18 les performances obtenues pour chacun des modèles :

GRP TGR AIGA

Pluie Radar/pluvios Radar/pluvios Radar/Pluvios

Configuration calage hc=24h et Qc=Q80%, RNA Qc=Q80% et F,obj(Q²) ---

Période 1998-2015 1998-2015 1998-2015

POD 81.2 73.9 69.23

FAR 16 52.1 42.2

CSI 70.3 41 45.98

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GRP TGR AIGA CART(conf1)

nombre crues 11 13 16 217

crues problématiques 11 11 11 23

crue détectée 9 11 9 22

fausse alerte 0 Au moins 2 5 16

alerte manquée 2 0 2 1

POD 81.82 100.00 81.82 95.65

FAR 0 ---- 35.71 42.11

CSI 81.82 ---- 56.25 56.41

Tableau 19: Récapitulatif des critères de franchissement de seuil calculés sur événement pour GRP, TGR et AIGA A partir des tableaux 18 et 19, le modèle GRP a donné les meilleures performances avec un indice de succès critique (CSI) de 70% et sans fausses alertes de crue annoncées. TGR, quant à lui, a un CSI de 41% vu qu’il donne lieu à un taux de fausses alertes important. En effet, le modèle TGR est sur-réactif ce qui lui permet d’avoir une bonne capacité de détection de crue (le modèle a pu détecter toutes les crues problématiques) mais aussi un taux de fausse alerte important (nous ne pouvons pas évaluer le nombre exacte des fausses alertes d’événements pour TGR, car le fonctionnement du modèle en calage est différent qu’en prévision). AIGA, de sa part, a donné des résultats moyens avec un CSI de 46% et une détection de crues intéressante qui va jusqu’à 70% (en termes de pas de temps).

Conclusion :

Ce stage avait pour objectif d’évaluer plusieurs modèles de prévision des crues sur le bassin de l’Yzeron dans le cadre du Programme d’Actions et de Prévention des Inondations 2013-2019 mené par le Syndicat d’Aménagements et de Gestion du bassin de l’Yzeron, du Ratier et du Charbonnières. Nous avons ainsi mis en place et testé quatre modèles différents en se basant, pour l’analyse des performances, principalement sur les critères de probabilité de détection de crues, le taux de fausses alertes, l’indice de succès critique et l’estimation de la valeur du pic. D’après les travaux réalisés, nous retenons les résultats suivants :

- GRP a présenté des performances très satisfaisantes en donnant le meilleur indice de succès critique (CSI) qui est autour de 70%. Le modèle est, en effet, capable de détecter la majorité des crues dépassant le seuil de vigilance considéré sans être sur-réactif sur les autres événements forts ne donnant pas lieu à une réponse hydrologique significative. Cependant, le modèle a toujours une tendance à sous-estimer les pics de crue.

GRP serait une solution intéressante dans la mesure qu’une fois calé, il ne nécessite que des forçages de pluie et d’ETP pour lancer les prévisions en temps réel et les données de débits observés pour alimenter le modèle en continu et mettre à jour la base de données. Néanmoins, suite au déplacement prévu de la station de Taffignon, il serait difficile d’exploiter l’historique des données disponibles pour le calage du modèle au nouvel emplacement. Il faut donc attendre quelques années pour avoir assez de données avant de pouvoir tourner le modèle en opérationnel.

Afin d’améliorer les performances du modèle en termes d’estimation de la valeur du pic de crue, nous recommandons de tester GRP avec une capacité du réservoir de production qui correspond à notre bassin au lieu de la valeur fixe de 275mm.

- TGR a donné un indice de succès moyen soit de 40%. Cependant, il est très sur-réactif avec un taux de fausses alertes important. Ce modèle, étant semi-distribué, n’a pas apporté une amélioration dans les performances par rapport au modèle global GRP. En plus, il nécessite

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- AIGA a présenté des résultats globalement satisfaisants (un CSI de 46% et une probabilité de détection de crue de 70%). En plus, nous n’avons besoin que des données de pluie par Radar qui sont accessibles afin de tourner le modèle.

Nous avons évalué le temps de transfert des crues simulées par AIGA de l’amont vers l’aval du bassin de l’Yzeron et il s’est avéré que la propagation se fait très rapidement et la crue arrive souvent simultanément partout dans le bassin. Cependant, il faut préciser qu’il s’agit d’une configuration d’alerte par temps de retour et non pas par l’importance de crue selon les enjeux et la vulnérabilité. Nous recommandons ainsi de trouver un lien entre les débits simulés en amont avec les débits en aval causant des débordements afin de pouvoir gagner en termes d’anticipation. En effet, le temps d’anticipation évalué pour AIGA est d’ordre de quelques heures (2 à 4heures)

- Le modèle simplifié par la méthode CART présente une solution alternative qui permet d’avoir un certain nombre d’informations à partir des données sur les pluies cumulées antérieures, l’état d’humidité de sols et/ou les estimations sur l’épisode prévu. Ce modèle, sous forme d’arbre de décision, est accessible à tout le monde et il peut servir comme complément aux modèles en opérationnel afin de valider les résultats ou même se mettre en alerte à l’avance si on se retrouve dans une catégorie de débits forts obtenue par la classification.

En guise de conclusion, nous proposons de retenir la solution AIGA car elle a présenté de bons résultats et elle est déjà implémentée dans le nouveau système d'alerte VigiFlash géré par le Schapi, ce qui permet d’avoir des retours supplémentaires sur ses performances et son fonctionnement. Par ailleurs, en plus de la solution AIGA, il serait pertinent selon nous de songer à l’usage de GRP dans le futur.

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Annexe 0 : Présentation de l’Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture (Irstea), Centre Lyon-Villeurbanne :

Irstea est un établissement public français de recherche à caractère scientifique et technologique dans le domaine de l’environnement et de l’agriculture. Les recherches qui y sont menées se focalisent sur trois grands axes : la gestion durable des eaux et des territoires, les risques naturels et la qualité environnementale.

Le centre de Lyon est constitué de trois unités de recherche :

Ce stage s’est déroulé au sein de l’équipe Hydrologie des bassins versants qui travaille sur des projets de la gestion des ressources en eau et de la prévention du risque d’inondation. Elle s’intéresse aux flux hydrologiques et aux cycles hydrologiques des bassins versants afin de maîtriser les régimes des cours d’eau et la climatologie des précipitations. Les recherches sont déclinées principalement suivant deux thématiques :

- Hydrologie statistique et Climatologie appliquée à l’hydrologie - Processus hydrologiques et modélisation spatialisée

Unités de Recherche au Centre de Lyon-Villeurbanne HYdrologie-Hydraulique HH Equipes:

- Hydraulique des rivières -Hydrologie des bassins versants

-Métrologie

Milieux Aquatiques Ecologie et Pollutions MAEP

Equipes:

-Dynamiques et modèles en écohydrologie

-Ecologie microbienne des hydrosystèmes anthropisés -Ecotoxicologie

-Traitement des eaux usées -Laboratoire de chimie des milieux aquatiques

-Laboratoire d'hydroécologie quantitative

-Pollutions diffuses

Unité Mixte de Recherche: Gestion des Service territoriaux d'Eau et d'Environnement GESTE

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