Résultats sur les bases de données

(a) (b)

(c)

Figure 2-7. Cartes géographiques de la qualité des séries de la base MF-P5 : (a) la qualité de résolution temporelle effective, (b) la qualité d’observation (données manquantes), (c) la qualité de distribution de probabilité des durées des épisodes. Pour ces trois cartes, le nombre de station correspondant à un niveau de qualité donné par rapport à un critère donné est affiché entre parenthèses

Cette procédure est appliquée pour tester les 166 séries sur la base de données MF-P5. D’abord, l’analyse globale de ces séries est faite. La Figure 2-7a-c présente les cartes géographiques indiquant la qualité correspondant à chaque critère pour les 166 séries de la base de données MF-P5. Les résultats en détail sont disponibles dans le Tableau Ann- 1 des annexes. La qualité de la résolution temporelle (Figure 2-7a) montre que 110 parmi 166 séries (soit 66%) ont une résolution horaire. Il n’y a que 40 séries (soit 24%) ayant une résolution de 5 minutes. Les stations correspondant à ces 40 séries se concentrent principalement dans 3

régions administratives de la France (en rouge sur la Figure 2-7a): 15 stations sont dans le département de l’Isère (38), 6 stations sont dans le département des Yvelines (78) et 19 stations dans le département du Var (83). 16 séries restantes ont d’autres résolutions (celle de 10 minutes, de 15 minutes, de 20 minutes ou de 30minutes).

Figure 2-8. Qualité de résolution temporelle effective (allant de 5 minutes à 120 minutes, voir code couleur) estimée année par année pour les 40 séries ayant une résolution globale de 5 minutes. La résolution temporelle effective affichée est assez hétérogène et non stationnaire.

Figure 2-9. Qualité de résolution temporelle effective estimée année par année pour les 39 séries qui ont de temps en temps les années ayant une résolution de 5 minutes. La résolution temporelle effective affichée est plus hétérogène et moins stationnaire que celle de la Figure 2-8.

Il est important de noter que lorsqu'elle est appliquée à l’analyse année par année, au lieu de l’ensemble de la série, la procédure SERQUAL montre que toutes les années effectives des départements 38 et 78 (respectivement 15 et 6 séries) ont une résolution de 5 minutes (sauf une série avec une année ayant une résolution de 15 minutes). Par contre, cela n’est pas tout vrai pour toutes les années sur les 19 séries du département 83, qui présentent un comportement plus complexe que celles des deux autres départements (Figure 2-8). Cette analyse montre aussi que parmi 126 séries n’ayant pas de résolution de 5 minutes, 39 séries ont de temps en temps les années ayant une résolution de 5 minutes (Figure 2-9). Les 87 séries restantes n’ont aucune année avec une résolution de 5 minutes.

Ainsi, afin de normaliser la qualité des données pour la suite de notre étude, nous proposons un critère de résolution pour les séries à sélectionner. Ce critère consiste à sélectionner les séries ou les périodes de série qui ont au moins 5 années consécutives ayant chacune une résolution de 5 minutes. En se basant sur ce critère, 15 séries ont été sélectionnées pour le département 38 et 6 pour le département 78. Pour le département 83, seules des périodes au sein des séries ont pu être sélectionnées : de 1989 à 2005 pour 14 séries, de 1991 à 2005 pour 1 série, de 1989 à 1995 pour 1 série, de 1987 à 2005 pour 1 série. Deux séries du département 83 n’ont pas été traitées car elles ne répondent pas au critère défini. Ainsi, parmi les 166 séries disponibles, le critère de résolution a permis d’en sélectionner, au moins sur un période (15 pour le département 38, 6 pour le 78 et 17 pour le 83).

Nous devrons maintenant discuter d’une autre caractéristique des données de précipitation à haute résolution que nous avons utilisées. Météo-France est en charge de maintenir la plupart des archives des données de précipitation en France et a utilisé le pas de temps de 6 minutes (la base MF-P6) pour la précipitation de courte durée, alors que, dans les sections précédentes, nous avons principalement discuté les résultats obtenus sur les précipitations de 5 minutes (la base MF-P5). Il est donc instructif de comparer ces deux bases de données, en particulier en effectuant les tests de qualité pour les mêmes stations sur les mêmes périodes.

Figure 2-10 Série de Brest pour la période 1990 -2003, la distribution de probabilité des durées des épisodes montre une résolution horaire pour la base MF-P5 (a) et une résolution de 18

Figure 2-11 Série de Mont-Aigoual pour la période 1992 -2003, la distribution de probabilité des durées des épisodes montre une résolution horaire pour la base MF-P5 (a) et une résolution de 18 minutes pour MF-P6 (b)

Figure 2-12 Série de Marseille pour la période 1997-2004, la distribution de probabilité des durées des épisodes montre une résolution horaire pour la base MF-P5 (a) et une résolution de 6 minutes pour MF-P6 (b)

La comparaison de qualité est effectuée pour les 3 stations: Brest sur la période de 1990 à 2003, Mont Aigoual sur la période de 1992 à 2003 et Marseille sur 2 périodes de 1982 à 1988 et de 1997 à 2004. Le Tableau 2-4 présente les caractéristiques principales de cette comparaison pour les 3 stations. Il montre que la résolution temporelle effective est plus haute pour les séries temporelles de la base MF-6P, alors que la période de pluie est plus longue

pour les séries de MF-5P, en particulier pour la série de Marseille sur la période 1982-1988. Les comparaison de résolution temporelle effective sont présentés respectivement sur les Figure 2-10, Figure 2-11 et Figure 2-12 pour les stations de Brest, Mont Aigoual et Marseille.

Tableau 2-4. Inter -comparaison entre la base MF-P5 et MF-P6

Brest Mont_Aigoual Marseille

Nom de la station

5P 6P 5P 6P 5P 6P 5P 6P

Période _{1990 – 2003 1992 – 2003 1997 - 2004 1982 - 1988}

Résolution temporelle

effective horaire 18mn horaire 18mn horaire 6mn 10mn 6mn Durée de données

manquantes/durée de

période (%) 11.3 9.2 9.0 5.3 3.5 1.8 3.3 3.3

Durée de pluie /celle de

période (%) 13.4 6.8 12.3 7.8 4.1 1.71 19 3.4

En ce qui concerne la base de données CG-94, toutes les séries sont enregistrées sous forme d’épisodes uniformes de 5 minutes, alors qu’elles ont tout une résolution de 5 minutes. D’un point de vue de l’échelle, la variabilité de la pluie est de plus en plus forte sur des échelles temporelles de plus en plus petites. Avec une homogénéité relative donnée, par exemple des épisodes homogènes à ±10%, il est naturel que la probabilité de durée d’épisode homogène pour la plus courte durée serat maximale. Par ailleurs, la distribution de probabilité des durées des épisodes suivra a priori une loi de puissance.

Pour cela, nous avons essayé avec un degré d’homogénéité de 10%. Tout d’abord, les séries sont considérées comme transformées en séries des durées des épisodes homogènes à

±10%. Cela est similaire comme une façon qui était appliquée pour les séries de la base de données MF-P5. La distributions de probabilité des durées des épisodes homogènes est ensuite calculée. Les résultats montrent que cette distribution en coordonnée logarithmique est bien en accord avec la loi de puissance (Figure 2-13b) et la probabilité pour la plus petite durée de 5 minutes est bien maximale (Figure 2-13a).