Bernard Chocat :
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''Traduction anglaise : Flood forecasting''
Dernière mise à jour : 10/04/2024
Ensemble des actions et processus permettant :
* de surveiller en continu, d'anticiper avec un délai optimum et le plus clairement possible (OMM, 2011), le niveau d'eau et le débit, ainsi que les dates et heures de leur survenance, au niveau de points de prévision situés sur un cours d'eau en crue ou en hautes eaux (sous influence marine, par exemple), par suite de pluies intenses ou de longue durée ;
* d’anticiper les montées de niveau d’eau et les inondations au-delà des points de prévision précités ;
* d’informer les autorités et la population pour qu'ils puissent limiter les conséquences négatives de ces inondations : pertes de vie et santé des riverains, dégâts matériels et pertes économiques, dégradations de l'environnement et du patrimoine culturel.
Cet article a bénéficié de la relecture et des contributions d’Olivier Payrastre (Université Gustave Eiffel), de Bruno Janet (SCHAPI) et de Nicolas Cavard (SPC Loire-Allier-Cher-Indre). Il constitue une synthèse visant à donner une vision globale de la prévision des crues et des inondations ; il est complété par six autres articles plus détaillés qui approfondissent différents aspects :
* [[Prévision des crues : son historique en France (HU)|Prévision des crues : son historique en France]] ;
* [[Prévisions des crues : les données nécessaires (HU)|Prévisions des crues : les données nécessaires]] ;
* [[Prévision des crues : les modèles utilisés (HU)|Prévision des crues : les modèles utilisés]] ;
* [[Prévisions des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévisions des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances]] ;
* [[Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France (HU)|Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France]] ;
* [[Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)|Prévision des crues : développements récents ou en cours en France]].
==Introduction==
L’organisation des missions de de surveillance, de prévision et de transmission de l’information sur les crues, assurées par les services et établissements publics de l’État, a été définie depuis 2003 par la [https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000000604335 loi n° 2003-699 du 30 juillet 2003] relative aux risques technologiques et naturels et à la réparation des dommages (articles 41 et suivants, codifiés L. 265-1 à L. 264-3 du code de l’environnement), et complétée par le décret n° 2007-1467 du 12 octobre 2007 (articles R. 564-1 à R. 564-9), abrogés et remplacés par le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret n° 2023-284 du 18 avril 2023].
Les points abordés dans cet article sont les suivants :
* l’historique de la prévision des crues en France, où elle s’est constituée comme démarche scientifique et technique à partir des années 1840 ;
* quelques repères sur la prévision des crues en France ;
* les moyens techniques utilisés :
** les données nécessaires,
** les modèles utilisés,
* les erreurs, la maîtrise des incertitudes et l’évaluation des performances ;
* les outils opérationnels (plates-formes d'intégration des données, de pilotage des modèles et de présentation des résultats ; outils de supervision ; outils d’expertise pour valider et contextualiser les résultats ; outils d’aide pour les retours d’expérience ; outils pour l’entretien de la mémoire des inondations) utilisés en France ;
* les principaux développements récents et les évolutions en cours,
* l’organisation des services en France,
* une ouverture sur la présentation de plusieurs systèmes de prévision des crues ailleurs dans le monde.
==Historique de la prévision des crues en France==
En France, le développement de méthodes et de services de prévision des crues a commencé suite aux grandes crues du XIXème siècle, en particulier les crues du Rhône et de la Saône en 1840, et de la Loire en 1846. Les premiers services spéciaux chargés des études relatives aux inondations de la Loire, du Rhône, de la Garonne et de la Seine furent ainsi créés par Napoléon III en 1856, puis étendus à la Meuse en 1858. L’organisation de l’annonce des crues par bassins versants (bien avant la création des [[Agence de l'eau (HU)|Agences de bassin]] par la [[Lois sur l'eau (HU)|Loi sur l’eau de 1964]]) fut ensuite généralisée par les circulaires du 7 août 1879 et du 1er mai 1881.
Les pionniers (Belgrand, 1872) et leurs collaborateurs développèrent des principes dont certains restent d’actualité et connurent de belles réussites en prévoyant assez précisément des crues de la Loire et de la Seine.
Suite à la crue de la Seine en 1910, pour laquelle une partie des prévisions était satisfaisante, mais qui a aussi révélé des faiblesses, l’État a défini un dispositif national de prévision des crues dont la conception paraît moderne encore aujourd'hui. Malheureusement la première guerre mondiale provoqua un effondrement de cette organisation en plein démarrage, qui fut de plus supplantée dès 1919 par l’intérêt suscité par l’hydroélectricité.
Le XXème siècle a été marqué par de grands progrès à la fois en termes de modélisation et de métrologie. Mais les difficultés opérationnelles ont persisté deux générations durant, avec des services plus ou moins en charge de la prévision des crues, essentiellement au niveau départemental, et des instances de coordination faibles et hétérogènes. Il faudra attendre les grandes crues du début des années 1980 pour que l'État engage la structuration plus forte de l'organisation de la prévision des crues. Les réformes entreprises restèrent cependant timides, avant qu’une nouvelle série de catastrophes au début des années 2000 ne donne l’énergie et la légitimité pour mettre en place une organisation vraiment plus efficace.
Pour en savoir plus sur ce sujet, voir l’article [[Prévision des crues : son historique en France (HU)]] qui décrit les démarches menées et évoque les outils développés pendant 3 périodes, chacune durant de 60 à 75 ans :
* de 1840 à 1914, le temps des pionniers ;
* de 1914 à 1984, une stagnation voire un recul des services rendus, mais un net progrès des connaissances et une maturation des outils ;
* depuis 1984, année de restructuration de l’Annonce des crues, un mouvement de modernisation, de structuration et de renforcement des services rendus.
==Quelques repères pour la prévision des crues et des inondations en France==
===La surveillance des cours d’eau, la Vigilance « crues » et le site Vigicrues===
La surveillance des cours d’eau et l’anticipation des crues et des inondations est la première fonction des services chargés de la prévision des crues. Elle permet d’alerter à temps les responsables de la sécurité civile et les populations concernées sur les risques de submersion par débordement de cours d’eau, qui peuvent être associés à d’autres phénomènes (par exemple en zone fluvio-maritime).
Après un développement réalisé par le [[Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations / SCHAPI (SCHAPI) (HU)|SCHAPI]] (qui pouvait s’appuyer sur des antécédents s’adressant aux autorités de l’État et des collectivités dans les bassins de la Loire et du Rhône), le vigilance crue a été rendue opérationnelle, en France métropolitaine, à partir du 11 juillet 2006, lors de la mise en service du [http://www.vigicrues.fr site vigicrues], accessible aussi au grand public.
Elle a ainsi complété la vigilance météorologique qu’avait créée [[Météo-France (HU)|Météo-France]] en 2001, avec laquelle elle s’articule. En page d’accueil du site [https://www.vigicrues.gouv.fr/ Vigicrues], on trouve une information synthétique sur les risques d’inondation par débordement des principaux cours d’eau métropolitains français surveillés par l’État, représentée par une carte de vigilance où les tronçons assez homogènes de ces cours d’eau sont colorés suivant un code indiquant la gravité des inondations prévues, dans les 24 heures à venir (voir ''figure 1'') :
* Rouge : Risque de crue majeure : menace directe et généralisée de la sécurité des personnes et des biens ;
* Orange : Risque de crue génératrice de débordements importants susceptibles d’avoir un impact significatif sur la vie collective et la sécurité des biens et des personnes ;
* Jaune : Risque de crue génératrice de débordements et de dommages localisés ou de montée rapide et dangereuse des eaux, nécessitant une vigilance particulière, notamment dans le cadre d’activités exposées ou saisonnières ;
* Vert : pas de vigilance particulière requise.
[[File:prevision_crues_Fig1_20240401124351_Vigicrues-Carte-de-vigilance-cruesnationale.jpeg|600px|center|thumb|
''Figure 1 : Carte nationale interactive de vigilance « crues » affichée le 01/04/2024 à 9h 55, maximum de la crue de la Vienne à Chinon ; Source : [http://www.vigicrues.fr Site vigicrues]'']]
Plusieurs améliorations ont été successivement apportées au cours des années 2010, notamment une version destinées aux téléphones mobiles ainsi que des possibilités d’abonnements et d’avertissements personnalisés paramétrables pour les collectivités et les citoyens.
L'[https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/45225 instruction du gouvernement du 14 juin 2021] relative à la mise en œuvre des évolutions du dispositif de vigilance météorologique et de vigilance crues, ainsi que la note technique associée, précisent le cadre général du dispositif des vigilances, les exigences, les objectifs et les principes directeurs, ainsi que les évolutions du dispositif, les relations entre services lors des épisodes hydrométéorologiques et la communication relative au dispositif.
La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 note technique ministérielle du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance crues détaille le rôle des services de Prévision des Crues (SPC) et du [[Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations / SCHAPI (SCHAPI) (HU)|service central d'hydrométéorologie et d'appui à la prévision des inondations (SCHAPI)]] de la direction générale de la prévention des risques (DGPR) dans la chaîne de production de l'information de vigilance crues. Elle précise les responsabilités respectives des [[Service de prévision des crues (HU)|SPC]] et du SCHAPI et les modalités d'échanges entre eux. Elle intègre le rôle des cellules de veille hydrologique (CVH) outre-mer. Elle apporte des éclaircissements importants sur les modalités de détermination des niveaux de vigilance crues et sur la rédaction des bulletins de vigilance. Elle abroge et remplace la note technique précédente du 20 février 2015 sur le même sujet.
En cliquant, sur un ordinateur ou un smartphone, sur l’un des cours d’eau couverts par la carte de vigilance crues (''figure 1''), le territoire du SPC auquel il est rattaché s’affiche avec un niveau de zoom réglable permettant de cliquer sur chacune des stations de mesures télétransmises, généralement repérées par le nom de la commune où elles sont positionnées. On fait alors apparaître des diagrammes montrant le déroulement dans le temps des mesures hydrologiques observées jusqu’au moment de la consultation. Pour les stations de prévision, lorsque le tronçon de cours d’eau est coloré en jaune, orange, ou rouge, ce diagramme est complété par des prévisions indiquées dans le bulletin local ou, de plus en plus souvent, par l’affichage des prévisions pour les heures ou les jours suivants, comme précisé et illustré dans la section suivante (''figures 2 et 3'').
Cette vigilance crues est articulée avec la vigilance météorologique émise par Météo-France. Une présentation très pédagogique de la succession des principales étapes de consultation du site Vigicrues et de leur présentation, avec des particularités pour le SPC Gironde-Adour-Dordogne, est accessible via le lien : https://www.nouvelle-aquitaine.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/document_vigicrues.pdf
===La représentation de la dynamique (observation et prévision) des crues===
La dynamique des crues est représentée sur le site Vigicrues par :
* des [[Limnigramme (HU)|limnigrammes]], diagrammes représentant l’évolution dans le temps des niveaux d’eau mesurés sur chaque station de mesure, et régulièrement télétransmis (''figure 2'') ;
* de plus en plus fréquemment, des [[Hydrogramme (HU)|hydrogrammes]], représentant l’évolution dans le temps des débits évalués via des [[Courbe de tarage (HU)|courbes de tarage]] calées sur des [[Jaugeage (HU)|jaugeages]] (étalonnant la relation entre niveau d’eau et débit), effectués notamment en crue (''figure 3'') ;
* enfin, lorsque c’est possible, pour les points de prévision, moins nombreux, les hydrogrammes et limnigrammes des données observées jusqu’au moment de la diffusion de nouvelles prévisions, prolongés par les valeurs prévues pour les phases suivantes, avec une évaluation des incertitudes associées (''figure 4'').
[[File:prevision_crues_Fig2_20240401_154442_Vigicrues-Lussac-les-Châteaux-Vienne_h-obs.jpeg|600px|center|thumb|''Figure 2 : Affichage sur Vigicrues le 01/04/2024 à 15h 45 du limnigramme d’observation des hauteurs d’eau sur la totalité de la crue de la Vienne à la station de Lussac les Châteaux (pont de Mazerolles), après l’entrée de la rivière dans le département de la Vienne ; Source : [http://www.vigicrues.fr Site vigicrues]'']]
[[File:prevision_crues_Fig3_ 20240401_134419_Vigicrues-Chinon-Vienne_Q-obs.jpeg|600px|center|thumb|''Figure 3 : Affichage sur Vigicrues le 01/04/2024 à 13h 44 de l’hydrogramme d’observation des débits à la station de Chinon, au début de la décrue de la Vienne ; Source : [http://www.vigicrues.fr Site vigicrues]'']]
[[File:prevision_crues_Fig4_20240401_13-36-10_Vigicrues-Chinon-Vienne_h_obs-et-previ.jpeg|600px|center|thumb|''Figure 4 : Affichage sur Vigicrues le 01/04/2024 à 13h 29 du limnigramme d’observation des hauteurs d’eau avec affichage graphique des prévisions (et des incertitudes associées, dans un intervalle de confiance de 80 %) à la station de Chinon sur la Vienne ; Source : [http://www.vigicrues.fr Site vigicrues]'']]
===Principales phases et caractéristiques d’une crue===
Les principales phases et caractéristiques d’une crue sont :
* la montée des eaux, en spécifiant si possible son rythme et les seuils de débordements importants ;
* le maximum, ou les maximums (en cas de crue à plusieurs pics ou d’influence par une marée à forts coefficients), en donnant des indications sur la durée de ce(s) maximum(s) ;
* la décrue et son rythme.
Les délais de l’anticipation résultent d’un compromis. Ils doivent être :
* assez longs, pour permettre ou faciliter les procédures :
:* d’alerte ;
:* de mise en sécurité des personnes ; et, si possible,
:* de réduction de la vulnérabilité des biens ;
* mais pas trop prématurés, pour s’assurer de délivrer des informations suffisamment justes, fiables, et contextualisées pour pouvoir aider :
** les gestionnaires de crise à assurer de façon judicieuse la sécurité, l’alerte et les secours, et,
** les personnes susceptibles d’être touchées par les inondations à limiter les risques.
Les points de prévision sont choisis en amont ou au droit des zones inondables les plus vulnérables, et prioritairement sur des sections de cours d’eau où les mesures de niveau d’eau et de débit en crue sont les plus fiables.
===Les prérequis pour la mise en œuvre de la prévision des crues===
Il est en premier lieu nécessaire de recueillir les données relatives à l'évènement en cours, lesquelles constitueront des entrées représentant la distribution spatio-temporelle de la pluie et des écoulements, ainsi que des variables d’état ou des ordres de grandeur, à ajuster par la suite, des paramètres, pour les méthodes ou les modèles de prévision. Ces données sont :
* des valeurs de caractéristiques physiques des bassins versants et des tronçons de cours d’eau pris en compte (topographie, bathymétrie des cours d’eau, nature et occupation des sols, etc.) ;
* des mesures en [[Temps réel (HU)|temps réel]] des précipitations pluvieuses (ponctuelles - par [[Pluviomètre (HU)|pluviomètres]] -, ou surfaciques - par [[Radar météorologique (HU)|radar météorologique]], ou par produit de fusion de données radar et de pluviomètres-) et, dans certains cas, de stocks de neige ;
* des mesures en temps réel de niveau d’eau et de débit sur le cours d’eau considéré et sur ses affluents, en amont du point de prévision ;
* des prévisions météorologiques des précipitations pluvieuses et des autres paramètres influant la formation des crues (température, humidité des sols, etc.).
La mise en œuvre de prévisions nécessite ensuite le choix des méthodes ou modèles numériques, qui doivent être à la fois robustes (vis-à-vis des instabilités de calcul), suffisamment complexes pour rendre compte de la réalité (y compris hors du champ documenté des évènements antérieurs), et suffisamment rapides pour fournir des simulations dans les temps impartis. Ces modèles cherchent à représenter deux grandes catégories de processus :
* la transformation de la pluie en débit à l’exutoire des bassins versants situés à l’amont du réseau hydrographique principal ; cette transformation « pluie - débit » prend en compte le ruissellement superficiel ou souterrain ainsi que les écoulements dans les réseaux hydrographiques en amont de points d'entrée dans le réseau hydrographique modélisé, ainsi que les apports latéraux intermédiaires entre deux points de calcul sur ce réseau principal ; ces modèles sont qualifiés d'[[Modèle hydrologique (HU)|hydrologiques]] ;
* les écoulements hydrauliques dans le réseau hydrographique principal, constitué de [[Tronçon (HU)|tronçon]] de cours d’eau, ainsi que de divers ouvrages, jusqu'aux points (ou sections transversales) faisant l'objet d'une prévision ; ces modèles sont qualifiés d'hydrauliques ou d’hydrodynamiques.
Enfin, l’exploitation des données et des résultats des modèles doit pouvoir être reprise à chaque cycle de prévision, en respectant les horaires de diffusion annoncés. En France, pour la production de la vigilance crues diffusée sur le site Vigicrues, un point complet sur la situation hydrométéorologique est effectuée a minima deux fois par jour (10h et 16h), et la cadence est augmentée si des modifications notables de la situation rendent obsolètes une partie des informations précédentes.
===Les démarches favorisant l’efficacité de la prévision des crues===
====Remonter aussi loin que possible à l’amont des processus de formation des crues====
Les premières annonces et prévisions des crues portaient sur la propagation amont-aval des ondes de crues déjà formées. Elles se sont assez vite révélées insuffisantes, en particulier pour les [[Crue soudaine (HU)|crues soudaines]]. Pour prévoir l'évolution des crues à l’exutoire de bassins versants plus réactifs ou simplement de moindre taille, et pour allonger le délai de prévision, il a fallu remonter de plus en plus à l'amont des processus :
* dans un premier temps on s’est appliqué à prévoir les débits à l’exutoire des bassins versants alimentant les cours d’eau principaux, ce qui nécessite de mieux quantifier la pluie précipitée et de la transformer en débit ; ce premier défi n'est pas encore totalement relevé ;
* puis, pour gagner encore en délai, il s’est avéré nécessaire d’avoir recours à une prévision de ces précipitations, ce qui reste particulièrement complexe lorsqu’elles ont une composante convective. Cela a conduit à travailler plus encore avec les météorologues pour qu’ils développent des méthodes fournissant des prévisions de plus en plus fiables et précises, dans le temps et dans l'espace, notamment pour représenter les incertitudes.
====Intégrer toute la chaine des phénomènes générateurs de risques ====
Il s’agit, notamment, d’aussi bien que possible :
* mesurer et prévoir la pluie ;
* en déduire les débits générés à l’amont du réseau hydrographique ;
* représenter le transfert des ondes de crue dans le système hydraulique ;
* prévoir les conséquences en termes de niveaux atteints, de zones inondées et de profondeurs de submersion ;
* identifier les tronçons de cours d’eau présentant des risques notables de pertes de vies humaines et des [[Enjeu (HU)|enjeux]] vulnérables aux inondations prévues.
====Soigner la présentation des résultats de prévision ====
Les résultats des prévisions doivent être formulés et diffusés aux autorités et à la population sous une forme :
* claire, directe et gratuite (c’est l’un des objectifs centraux, en France, du site Vigicrues évoqué plus haut) ;
* de plus en plus précise au fur et à mesure de la formation de la crue, à partir :
** d’une indication générale, au démarrage d’un évènement, sur la formation probable d’une crue et sur son niveau de gravité (il s’agit de l’objectif de la carte de vigilance crues),
** puis, au fur et à mesure que la crue se forme, d’une prévision de son ampleur ainsi que de son délai de montée et de développement (c’est l’objectif des prévisions chiffrées fournies aux points de prévision, en complément des mesures) ;
** ces prévisions pourront généralement être affinées et offrir plus d’anticipation, de fiabilité et de précision lorsque les points de prévision se situent à l'aval d'un grand bassin versant ;
* anticipatrice (affichage des prévisions) et transparente (affichage des prévisions avec celui des incertitudes associées) ;
* concrète pour les destinataires, ce qui conduit à compléter les prévisions de niveau d'eau et de débit avec une prévision des [[Zone Inondée Potentielle /ZIP (HU)|zones inondables potentiellement]] et des profondeurs de submersion a priori (sans cependant pouvoir prendre en compte divers évènements localisés ou difficiles à anticiper, comme des ruptures d’ouvrages (digues par exemple), ou des sur-inondations dues à des apports de cours d’eau locaux, ou à des ruissellements localisés, ou bien à des obstacles fortuits - embâcles par exemple - ou inconnus jusque-là) ; la prévision des contours des inondations prévues, et des profondeurs de submersion dans les divers secteurs qui y seront soumis, est très utile pour que les gestionnaires de crise et la population puissent évaluer correctement les conséquences possibles, et déterminer les mesures et opérations qu’il est possible ou non de prendre ou mener.
====Faire preuve d’une grande rigueur opérationnelle====
Toutes ces actions d’évaluation, de modélisation et de communication doivent s’opérer en temps réel, ce qui impose une rigueur particulière pour concilier fiabilité et efficacité. Les principales conditions à respecter sont les suivantes :
* avoir défini à l’avance les méthodes et les protocoles de façon à limiter, en phase opérationnelle, les atermoiements générateurs de confusion et de perte de temps ;
* avoir priorisé en amont les secteurs les plus vulnérables et ceux pour lesquels il est réellement possible de fournir des anticipations pertinentes, de façon à définir les points de prévision qui s’avéreront les plus utiles, ce qui peut impliquer de renoncer à une prévision équivalente en d’autres points, malgré des pressions sociales parfois fortes ;
* confronter, tout au long de l'évènement, les résultats des prévisions et les observations, puis procéder à des corrections sur les modèles ou leurs résultats, ainsi que sur les données d’entrée lorsque des erreurs de mesure sont mises en évidence ;
* échanger efficacement durant les évènements (et après) avec les divers partenaires impliqués, notamment les responsables, à divers niveaux, de l’alerte et des secours, ainsi qu'avec les autorités politiques ;
* préparer et organiser des modes de fonctionnement dégradé à activer au cas où certaines éléments du système de prévision s’avèreraient inopérants (appareils de mesure, de télétransmission de données, moyens de communications avec les partenaires, alimentation électrique, intégrité des locaux des centres de prévision, etc.).
===Les domaines avec lesquels la prévision des crues et des inondations est en forte interaction===
On peut noter plusieurs liens très forts entre la prévision des crues et :
* l’[[Hydrométrie (HU)|hydrométrie]] (mesure des niveaux d'eau et des débits, mais aussi de la pluie, pour compléter les données fournies par les services météorologiques), association datant des origines de ces deux disciplines ;
* l’[[Hydrologie (HU)|hydrologie générale]] (et même [[Hydrologie urbaine (HU)|urbaine]]), qui étudie les effets des précipitations et leur écoulement au sein des bassins versants, en amont des cours d'eau, puis au sein de ceux-ci ; l'hydrologie est en permanence sollicitée pour renforcer la fiabilité et la précision des méthodes et outils de modélisation utilisés pour la prévision des crues ;
* la météorologie, particulièrement via Météo-France, pour les données observées et prévues fournies en temps réel, notamment sur la pluie, l’humidité des sols, la température ainsi que, éventuellement, les stocks neigeux ;
* les services cartographiques et géomatiques pour la connaissance de la topographie, avec une altimétrie précise des zones inondables, une description fine de la géométrie des cours d’eau, de la couverture des sols et des infrastructures exposées aux inondations ;
* la communication, avec :
** les autorités (préfets, voire ministres, maires et services placés sous leur responsabilité) ;
** les services chargés de l'alerte et des secours ;
** les médias ;
* et, via le site Vigicrues, les services ou partenaires cités, ainsi que la population (habitants, mais aussi les responsables de services et d'entreprises, les responsables associatifs, les élus de quartier, etc.) concernée par une inondation.
==Les moyens techniques à mettre en œuvre ==
=== Présentation générale ===
La prévision des crues nécessite l'utilisation conjointe et complémentaire de données, dont certaines doivent être acquises en temps réel, et de modèles de simulation. Ces outils sont cependant insuffisants. Il est nécessaire de leur associer des procédures permettant de tenir compte d'éventuelles erreurs et d'évaluer les incertitudes associées aux prévisions de débit ou de niveau. De plus, du fait des très fortes contraintes temporelles et de la multiplicité des opérations de contrôle inhérentes à l'activité des prévisionnistes, ainsi que de la nécessité pour eux de se concentrer sur l’analyse équilibrée de la situation et la bonne formulation des messages, les outils de gestion de données et de modélisation doivent être rassemblés sur des plates-formes opérationnelles performantes. Celles-ci doivent également être associées à des outils de nature différente apportant une aide aux prévisionnistes et aux chercheurs en mettant à leur disposition l'expérience des événements importants déjà observés. Cette expérience du passé doit aussi être enrichie en permanence par les particularités de l’évènement en cours. Enfin, une fois la prévision établie et fiabilisée, ces plates-formes doivent aider à communiquer, vite et clairement, aux autorités impliquées dans l’alerte et les secours, ainsi qu’aux personnes menacées.
Ces différents éléments sont développés dans les paragraphes suivants.
===Les données nécessaires ===
Ces données sont déterminées par la façon dont on simplifie la représentation de la réalité hydrologique des bassins versants et des cours d’eau, avec des formules mathématiques ou graphiques, et, de plus en plus fréquemment, à l'aide de modèles numériques. En identifiant les confluences de cours d’eau principales (celles où l’affluent peut apporter des débits notables et où l’[[Onde de crue (HU)|onde de crue]] peut être très différente de celle du cours d’eau principal), on définit des bassins versants élémentaires dont l’exutoire se situe à ces confluences, en identifiant les lignes de partage des eaux correspondantes. On ajustera, si nécessaire, la taille des bassins versants en fonction des modèles utilisés, et réciproquement. Les tronçons de cours d’eau entre ces confluences (avec des sous-tronçons, s’il y a des discontinuités importantes dans le [[Faciès (HU)|faciès]] du cours d’eau) constituent le réseau hydrographique principal du cours d’eau modélisé ou pris en compte par les formules de prévision.
Au cours de chaque cycle de prévision, deux types d’opérations sont menées pour représenter les écoulements :
* sur chaque bassin versant élémentaire : la transformation de la pluie précipitée et prévue sur celui-ci en débit à son exutoire, en intégrant les nouvelles mesures disponibles depuis le lancement de la dernière prévision jusqu’au lancement du nouveau cycle de prévision ; c’est la simulation hydrologique ;
* dans le réseau hydrographique principal modélisé : la représentation de la propagation de la crue, c’est la simulation hydraulique, ou hydrodynamique.
Finalement, les données nécessaires pour procéder à la prévision sont de 3 types :
'''1/ Les données observées, qui seront des données d’entrée, ou de contrôle, des modèles numériques ou formules'''. Elles concernent :
* la description de la pluviométrie, évaluée à partir des mesures aux pluviomètres et des images des radar-météorologiques, pour représenter l’évolution de sa [[Répartition spatio-temporelle des précipitations (HU)|distribution spatio-temporelle]] sur chaque bassin versant élémentaire ; ainsi que certaines données météorologiques (températures par exemple pour détecter les précipitations ou la fonte de neige, ainsi que le gel) ou hydrologiques complémentaires (comme l’[[Evapotranspiration (HU)|évapotranspiration]] potentielle) ;
* l’évaluation des écoulements dans les cours d’eau du réseau hydrographique principal modélisé, avec les mesures hydrométriques, donnant les valeurs des niveaux d’eau mesurés, et celles des débits (calculés, à partir des hauteurs d’eau via des courbes de tarage, ou des mesures directes), ceci :
** à l’exutoire des bassins versants élémentaires, et,
** au niveau des extrémités de chacun des tronçons ou sous-tronçons de cours d’eau du réseau hydrologique principal ;
'''2/ Les valeurs attribuées aux variables d’état, permettant de caractériser les systèmes modélisés et pouvant être mesurées ou évaluées.''' Elles concernent en particulier :
* pour la transformation pluie-débit : la surface du bassin versant, ou de ses subdivisions en cas de [[Modèle distribué (HU)|modèle distribué]], leur pente, leur allongement, l’humidité initiale (Soubeyroux ''et al.'', 2009) et la profondeur des sols, etc. ;
* pour la propagation des ondes de crues dans les tronçons de calcul du réseau hydrographique principal : les caractéristiques des chenaux d’écoulement des tronçons de calcul, définis en fonction des variations de la géométrie des cours d’eau : leur longueur, la pente longitudinale du lit, la géométrie des sections transversales des lits majeur, moyen et mineur, etc.
'''3/ un ordre de grandeur des paramètres utilisés dans les [[Modèle conceptuel (HU)|modèles conceptuels]] ou [[Modèle empirique (HU)|empiriques]], ou même à [[Modèle à base physique (HU)|base physique]], eux aussi forcément simplificateurs de la réalité décrite.'''
Il s'agit généralement de variables non mesurables et même difficilement évaluables directement. L'objectif consiste à estimer leur ordre de grandeur, avant de les ajuster par calage à partir de jeux de données historiques (jeux de données pluviométriques et hydrométriques). Ces jeux de données doivent avoir été critiqués et être aussi longs ou riches en crues significatives qu’il est possible. Le calage, sur une partie du jeu de données, consiste à ajuster les valeurs des paramètres pour minimiser les erreurs de modélisation (les écarts entre les résultats de modélisation et les données observées, puis critiquées, correspondantes). La validation, sur l’autre partie du jeu de données, consiste à s’assurer de la validité du calage.
L'article [[Prévision des crues : les données nécessaires (HU)]] présente plus en détail ces données à utiliser en temps réel, en distinguant celles qui relèvent :
* des mesures pluviométriques,
** acquises en cours d’évènement (pour la prévision des crues) ou disponibles dans des séries historiques enregistrées (pour le calage ou l’évaluation des modèles),
** ainsi que déduites des prévisions météorologiques,
* des mesures hydrométriques, acquises en temps réel ou provenant de séries historiques enregistrées,
* des variables d’état et des paramètres, ces deux catégories étant assez voisines, mais distinguées de manière différente suivant les modèles, qui concernent :
** les caractéristiques des bassins versants, nécessaires aux modèles hydrologiques de prévision, acquises le plus souvent en préalable ou dépendant des antécédents pluvieux, et, pour les paramètres, ajustées par calage des modèles ;
** les caractéristiques des divers tronçons de calcul de la propagation des ondes de crue dans le réseau hydrographique principal des cours d’eau modélisés et la topographie des zones inondables, déterminées de la même façon.
Il convient de veiller, pour que les modèles conservent dans le temps toute leur pertinence, à actualiser la caractérisation de l’occupation des bassins versants et des lits (mineurs, moyens ou majeurs), de la géométrie des ouvrages hydrauliques, ou des infrastructures qui y sont implantées.
===Les modèles mis en œuvre pour la prévision des crues===
Les mécanismes et les principales caractéristiques de l’utilisation de ces modèles sont évoqués dans les § « Les phases de la prévision des crues et des inondations » et « Les conditions pour l’efficacité de la prévision des crues » ci-dessus.
Ces modèles sont présentés de manière plus approfondie dans l'article [[Prévision des crues : les modèles utilisés (HU) |Prévision des crues : les modèles utilisés (HU)]], qui traite successivement les points suivants :
* présentation générale de ces modèles ;
* rapide historique du développement des formules et modèles pour la prévision des crues ;
* pour les modèles hydrologiques :
:* les divers modèles utilisables, et la stratégie du réseau Vigicrues pour le développement et la tenue à jour de ceux qu’il a été décidé d’utiliser préférentiellement,
:* les points d’attention majeurs pour :
::* leur construction, notamment leur calage,
::* leur utilisation, notamment leur initialisation en phase opérationnelle et leur fonctionnement en extrapolation des mesures utilisées pour le calage,
::* leur amélioration, par utilisation de modules d’assimilation des données, ou par suite des évènements les plus marquants, à travers les [[Retour d’expérience / REX (HU)|retours d’expérience]] et les rejeux,
:* le cas particulier des modèles géographiquement distribués à base assez physique ;
* pour les modèles hydrauliques (ou hydrodynamiques) :
:* les divers modèles utilisables, et la stratégie du SCHAPI pour le développement de ceux qu’il a été décidé d’utiliser préférentiellement,
:* les points d’attention majeurs pour leur construction, notamment :
::* le recueil des variables d’état,
::* les hypothèses de modélisation pour la prise en compte des apports intermédiaires entre deux points de calcul, et le calage des paramètres,
::* leur utilisation en initialisation de phase opérationnelle, notamment, pour [[MASCARET (HU)|MASCARET]], ainsi que leur fonctionnement en extrapolation des mesures utilisées pour le calage,
::* leur amélioration, par utilisation de modules d’assimilation des données, ou par suite des évènements les plus marquants, à travers les retours d’expérience et les rejeux, en modes « calage » ou « pseudo-prévision ».
===Maîtrise des erreurs et des incertitudes - évaluation des performances de prévision===
Les mesures sur la pluie et les écoulements des cours d’eau sont imparfaites ; c'est également le cas des modèles de prévision des pluies ou des crues. Ces imperfections génèrent, dans les prévisions, des erreurs, qui se traduisent par des écarts entre la donnée prévue, par exemple une hauteur d’eau dans 2 heures sur une échelle de crue, et la mesure correspondante, télétransmise peu après cette échéance.
Il existe dans Wikhydro un ensemble de fiches, élaborées entre 2013 à 2015 par un groupe de travail constitué de prévisionnistes du SCHAPI et des SPC, ainsi que de chercheurs de Météo-France, de l’IRSTEA et de l’IFSTTAR (devenu l’IGE), qui traitent des différentes incertitudes. Ces fiches sont regroupées dans la catégorie [http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/Cat%C3%A9gorie:Incertitudes Incertitudes] et accessibles par ce lien.
Cet aspect est développé dans l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)]], qui évoque successivement :
* Le contexte de l'élaboration des fiches sur l'incertitude de Wikhydro ainsi que leur organisation.
* Les sources des erreurs (dans les mesures et les prévisions de la pluie, les mesures ou les modélisations hydrologiques) et les moyens de les identifier. Ces erreurs ne sont réductibles que jusqu’à un certain point et cela induit un flou autour des prévisions déterministes. Il est donc nécessaire, pour que les utilisateurs des prévisions (les responsables de l’alerte et des secours, ainsi que tous les citoyens concernés) puissent prendre les décisions qui leur reviennent, d’évaluer les incertitudes associées et de les leur communiquer. Celles-ci concrétisent la notion de doute, en la cernant au mieux par une quantification probabiliste. On parle alors de prévision probabiliste, que les prévisionnistes devront chiffrer dans un temps limité, car il s’agit de prévision opérationnelle. En reprenant les termes de la fiche [[A.01 - Incertitude ou erreur]] de la série de fiches déjà citée, on peut dire que les erreurs connues permettent d'évaluer l’incertitude sur la prévision, et l'incertitude anticipe l'erreur, en caractérisant un degré de confiance à accorder à la prévision.
* Les méthodes pour évaluer ces incertitudes, du moins qui sont les plus utilisées dans le Réseau Vigicrues et par les scientifiques du domaine. La communication de ces incertitudes est essentielle, car elles sont encore souvent comprises comme une imperfection de la prévision, alors qu’elles sont inhérentes à la complexité des phénomènes en jeu ; savoir cerner ces incertitudes apporte en fait une information supplémentaire majeure.
* l’évaluation des performances des prévisions en détaillant en particulier les critères de qualité utilisés pour évaluer les prévisions (fiabilité, utilité, précision, finesse, absence de biais systématique, capacité de discrimination) ainsi que les outils d’évaluation de performance de ces prévisions.
==Les outils opérationnels en France ==
Nota : Pour avoir plus de détails sur les éléments présentés dans ce paragraphe voir l'article [[Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France (HU)]].
===Les outils de supervision des données, des opérations de prévision et des résultats ===
Les outils de supervision sont des interfaces entre les prévisionnistes et le système de prévision. Ils les aident dans l’analyse du fonctionnement des composantes de ce système, ainsi que dans celle de l’évolution des situations hydrométéorologiques, ceci à 3 échelles : nationale, par sous-bassin versant et par point de prévision. Ils permettent notamment :
* de vérifier le bon état des systèmes d’acquisition et de transmission des données et d'identifier les informations pouvant être douteuses, puis de les ajuster si nécessaire ;
* d'enchaîner et lancer les tâches à réaliser par la plate-forme opérationnelle ;
* de recueillir les résultats bruts des modèles et de l’évaluation des incertitudes, de les visualiser et de les comparer à ceux d’évènements comparables sur les mêmes bassins versants, pour s’assurer de leur vraisemblance, et d'apporter les corrections qui lui apparaissent nécessaires ;
* de mettre en forme les résultats expertisés et de piloter l’élaboration de prévisions expertisées ;
* de gérer des alarmes ;
* de préparer l’archivage des prévisions.
Jusqu’au milieu des années 2010, en France, ces opérations étaient réalisées, dans les SPC, avec divers systèmes, dont les interfaces de la plate-forme [[SOPHIE (HU)|SOPHIE]] (Vidal ''et al.'', 1996) et, au SCHAPI, avec des outils transitoires. Elles ont ensuite été effectué en utilisant le Superviseur national branché à la [[Plate-forme Hydro Centrale / PHyC (HU)|Plate-forme Hydro Centrale]] (PHyC) de la Base de données [[HYDRO (HU)|HYDRO]] (devenue en 2022 l’[[HydroPortail (HU)|HydroPortail]]), dont la première version a été utilisée de façon opérationnelle au SCHAPI et dans les SPC qui l’ont souhaité, dès la fin 2015. Début 2024, la version 3 du Superviseur national est opérationnelle et le projet de version 4 est en cours.
===Les plates-formes d'intégration des données, de pilotage des modèles et de collecte des résultats ===
Ces plates-formes automatisent, sous contrôle des prévisionnistes, les opérations :
* de recueil en temps réel des données d’entrée ou d’état des modèles,
* d’alimentation automatisée et complète des modèles avec ces données,
* d’exécution des choix et des enchaînements des modèles, ainsi que des cheminements des données, dans des cas complexes, comme dans les procédures d’assimilation des données.
Par exemple, pour le Système Vigicrues, la [[Plate-forme opérationnelle pour la modélisation / POM (HU)|Plate-forme Opérationnelle pour la Modélisation]] (POM), progressivement opérationnelle depuis 2016 au SCHAPI, puis dans quelques SPC, et maintenant presque tous, aide à :
* recueillir les données d’entrée (ou d’état), connues au préalable, ou bien acquises en temps réel en provenance de diverses sources rapidement citées ci-dessous :
:* concernant les données hydrologiques et les données pluviométriques acquises par les Unités d’Hydrométrie des D(R)EAL et, en y appliquant les prétraitements nécessaires, la Plate-forme Hydro Centrale (PHyC) de l’HydroPortail ;
:* concernant la pluie, l’humidité du sol et la température, l’outil BDImage (issu du projet [[LAMEDO (HU)|LAMEDO]]) :
::* qui rassemble, en les spatialisant, les données observées par les pluviomètres et les radars hydrométéorologiques, ainsi que les résultats de leur fusion,
::* dont l’extension est en cours pour intégrer les résultats, spatialisés aussi, de prévision des modèles de Météo-France,
::* qui recueille aussi, en tant que variables d’état variant sensiblement en cours d’évènement pluvieux : la répartition spatialisée des indicateurs d’humidité des sols calculés par Météo-France (sur la base des antécédents pluviométriques et de température) ainsi que la température influant sur la fonte des neiges ;
* faciliter le choix et l’association des modèles, ainsi que leur enchaînement d’amont en aval, par exemple en cas d’assimilation de données ;
* collecter les résultats de modélisation et les transmettre au Superviseur (Voir ci-dessus) pour examen par les prévisionnistes et, après retour, y appliquer les post-traitements nécessaires avant export vers la [[PHyC (HU)|PHyC]] de l’HydroPortail, ou un site FTP et publier les prévisions sur le site Vigicrues, avec un commentaire concis ainsi que, de plus en plus, l’indication des incertitudes associées.
===Les outils d’expertise pour valider et contextualiser les prévisions ===
Le travail d'expertise consiste à valider et à contextualiser les prévisions et ajuster les incertitudes à afficher (Voir le § «Maîtrise des erreurs et des incertitudes - évaluation des performances » ci-dessus, ainsi que l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances]]).
La base de données événementielles de crues SACHA, initialement développée à la DIREN de bassin Rhône-Méditerranée par Pierre-Marie Bechon, est, depuis le milieu des années 2000, assez largement utilisée à cet effet. En 2024, elle est en cours de reprise avec intégration dans d’autres outils existants, comme Octave ou le Superviseur. D’autres outils sont aussi utilisés pour détecter les risques hydrologiques.
===Les outils pour les retours d’expérience ===
La comparaison des prévisions avec les mesures et les constats de ce qui s’est produit ensuite permet de consolider l’expérience des prévisionnistes et de définir des améliorations pertinentes des systèmes d’observation et de prévision, ce qui est d’autant plus précieux que les évènements sont rares, ou atypiques, ou complexes. Pour capitaliser ces informations et nourrir l’expérience collective formalisée dans des bases de données (notamment SACHA) pour la formation des prévisionnistes et hydromètres en vue de crues similaires, ces analyses font l’objet de retours d’expérience formalisés concernant chacune des composantes des évènements significatifs et des démarches techniques pour son observation et sa prévision.
Un outil d’aide à la production de certains modules de [[Retour d’expérience / REX (HU)|retours d’expérience (REX)]] a été développé par le SCHAPI et permet de comparer les hydrogrammes avec les changements de Vigilance. C’est l’outil appelé Express.
==Les outils pour l'entretien de la mémoire==
===La consolidation du réseau des repères de crue===
Les [[Repère de crue (HU)|repères de crues]] sont des marques matérialisant le niveau le plus élevé (les plus hautes eaux) atteint lors d'une inondation historique et la date correspondante. Ce sont des marques physiques, qui peuvent être complétées par des relevés précis de l’altitude des [[Laisse de crue (HU)|laisses de crues]], ainsi que par des photographies ou des vidéos. Ce sont des vecteurs précieux de la mémoire collective, que les maires ont l’obligation légale de conserver, avec l’assistance des services techniques de l’État ([https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000000604335 loi Risque n° 2003-699 du 30 juillet 2003], [https://www.legifrance.gouv.fr/codes/article_lc/LEGIARTI000006834591 article L563 3 du Code de l’Environnement]). Un guide méthodologique ([https://www.cerema.fr/fr/centre-ressources/boutique/collecte-informations-terrain-suite-inondation CEREMA, 2017]) donne des éléments de méthode sur :
* l’organisation, en anticipation de l’inondation et immédiatement après ;
* le matériel nécessaire ;
* la procédure de collecte ; et,
* la capitalisation des informations collectées.
L’importance de la précision altimétrique des repères et des zéros d’échelle est à souligner.
[[File:prevision_crues_Fig5_exemples-Repères de crues-renovés.jpeg|600px|center|thumb|''Figure 5 : Exemples de repères rénovés de crues assez anciennes ; Source : https://www.reperesdecrues.developpement-durable.gouv.fr.'']]
Une plate-forme nationale collaborative « Repères de crues » est accessible par le lien https://www.reperesdecrues.developpement-durable.gouv.fr ou depuis la page de garde du site Vigicrues (en bas à droite). Administrée par le réseau Vigicrues, elle a été mise en place à partir de 2016. Elle est ouverte aux contributions des collectivités territoriales, des services de l’État, des associations et du grand public. Les sites indiqués font l’objet d’une qualification en 4 statuts issus d’une vérification et éventuellement d’une expertise. A la fin 2023, plus de de 74 000 « sites » (pouvant regrouper plusieurs repères) sont répertoriés en France.
===La base de données historiques sur les inondations (BDHI) et l’HydroPortail===
La [[Base de Données Historiques sur les Inondations / BDHI (HU)|base de données historiques sur les inondations (BDHI)]] est une base documentaire visant à recenser et décrire les phénomènes remarquables de submersions dommageables d'origine fluviale, marine, lacustre et autres, survenus sur le territoire français (métropole et départements d'outre-mer) au cours des siècles passés ou plus récemment. Ses informations sont structurées autour de « Fiches Document », de « Notes Inondation » et de « Fiches Synthèse », enrichies progressivement. Cependant, le nombre d’évènements concernés reste limité. Au moment de la mise en ligne de cet article, cette base n'était plus accessible au public pour des raisons de failles de sécurité. Elle reste accessible pour les services de l’État, sur le site intranet https://bdhi.e2.rie.gouv.fr.
Les données quantitatives mesurées dans les cours d’eau (3 000 stations de mesure) et les calculs hydrologiques associés sont capitalisés au sein de l’[[HydroPortail (HU)|HydroPortail]], banque nationale de données hydrométriques.
==Les développements récents et les évolutions en cours ==
Nota : Les éléments présentés dans ce paragraphe sont développés plus en détail dans l'article [[Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)|Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)]].
Les projets correspondant aux évolutions présentées dans ce § étaient déjà pour la plupart en maturation depuis les premières années du SCHAPI et des SPC. Ils complétaient les premiers développements prioritaires, comme la mise en place des premiers outils opérationnels et des premières versions du site Vigicrues. Une communication (Bachoc ''et al.'', 2010) assez large a pu en être faite en conférence introductive d’une session du Colloque de la Société hydrotechnique de France (SHF) tenu en mars 2010 pour marquer le 100ème anniversaire de la crue de la Seine en janvier-février 1910. Les développements auxquels ils ont donné lieu ont été orchestrés par les Projets stratégiques, puis les Plans d’action du réseau pour la Prévision des Crues et l’Hydrométrie (PC&H) qui se sont succédés depuis 2009.
A la suite d’un rapport du Conseil Scientifique et technique du SCHAPI (Becerra ''et al.'', 2013), le projet Vigilance 2, lancé en 2013 par le SCHAPI et les SPC, intégrait l’ensemble des nouveaux services suggérés ou en préparation jusque-là, notamment ceux qui sont cités ci-dessous :
* l’affichage graphique sur le site Vigicrues des prévisions et des incertitudes associées ;
* l’extension de la prévision des crues à la prévision des inondations (''figure 6'') ;
* l’anticipation des crues soudaines par une modélisation hydrologique globale (devenue le produit [[Vigicrue flash (HU)|Vigicrues Flash]]) (''figure 7'') ;
* l’amélioration des prévisions en zones côtière et fluviomaritimes ;
* l’amélioration des moyens de communication et d’échange avec les destinataires des prévisions.
[[File:prévision des crues figure 6.JPG|600px|center|thumb|''Figure 6 : Exemple de carte de zones inondées potentielles ; Source : Janet (2023)'']]
[[File:prévision des crues figure 7.JPG|600px|center|thumb|''Figure 7 : Exemple de carte de carte de Vigicrues Flash ; Source : Janet (2023)'']]
Les méthodes et outils pour l’évaluation des incertitudes associées aux prévisions, qui sont aussi des développements récents et encore en cours, sont présentés dans l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)]].
==Organisation des services en France, et ressources humaines mobilisées==
===Évolutions réglementaires récentes===
Plusieurs évolutions réglementaires récentes sont venues modifier ou préciser l'organisation de la prévision des crues et des inondations.
* Sur la consolidation du réseau pour la prévision des crues. La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0024617&reqId=99527b9b-de11-4119-93f0-d72375ee6753&pos=9 circulaire du 4 novembre 2010], puis l’[https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/45225 instruction ministérielle du 14 juin 2021] relatives à la mise en œuvre des évolutions des vigilances météorologique et sur les crues, complétées par la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/documents/Bulletinofficiel-0032931/TREP2301553N.pdf note technique du 27 Juillet 2021] relative à l’élaboration de la diffusion des vigilances météorologique et sur les crues, et enfin la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 note technique du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance crues, ainsi que le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret du 18 avril 2023] sur les missions de surveillance des cours d’eau, de prévision des crues et de production de la vigilance sur les crues ont permis de :
** concentrer les équipes des Services de prévision des crues en métropole pour densifier leur potentiel technique et humain de façon à mieux faire face à l’extension de leurs tâches. Ainsi, leur nombre, qui était de 22 à leur création par la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0001890&reqId=5d922baa-2064-4568-b44d-ad011b6051cc&pos=1 circulaire du 1er octobre 2002], est de 17 depuis l’été 2021 (''figure 8''). Les SPC bénéficient de l’action des 20 Unités d’Hydrométrie (UH) des DREAL. Le dispositif est complété pour les régions et départements d’Outre-mer, par 5 Cellules de Veille Hydrologique (CVH), progressivement développées depuis 2014, et ayant vocation à fonctionner à terme comme les SPC et les unités d’hydrométrie. Le SCHAPI, ainsi que de nombreuses équipes du réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie, sont engagées dans des certifications qualité ISO 2001.
** de mobiliser, à partir de 2011, avec la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0024970&reqId=5afc963a-e92a-4355-bcf3-db8df41e8302&pos=5 Circulaire interministérielle du 28/04/2011], complétée par la [https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/44107 Note technique du 29 octobre 2018] relative à l’organisation des missions de référent départemental pour l’appui technique à la préparation et à la gestion de crises d’inondation sur le territoire national, les Directions départementales des territoires (et de la mer) - DDT(M) - qui peuvent, pour cela, notamment s’appuyer, avec l’appui des SPC, sur les jeux de cartes de [[Zone Inondée Potentielle (HU)|Zones Inondées Potentiellement]] (ZIP) et de [[Zone inondable par classe de hauteur d'eau / ZICH (HU)|Zones Inondées par Classes de Hauteur d’eau]] (ZICH) correspondant à une gamme de niveaux d’eau aux points de prévision des crues.
[[File:prevision_crues_Fig8_Territoires-SPC_2022_fig-8.jpeg|600px|center|thumb|''Figure 8 : Carte des territoires couverts par les 17 Services de Prévision des Crues (SPC) en métropole à la fin 2021 ; Source : [https://www.vigicrues.gouv.fr/ftp/bilan_annuel_vigilance.pdf Bilan 2022 de la Vigilance crues]''.]]
* Sur les fonctions du SCHAPI et des SPC. La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 Note technique du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance sur les crues (https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/documents/Bulletinofficiel-0032931/TREP2301553N.pdf), aux § 3.4. et 3,5, et le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret du 18 avril 2023] ont consolidé les rôles de chacun :
** le SCHAPI assure la responsabilité opérationnelle et le pilotage : du dispositif national de surveillance des cours d’eau ; de la production de la prévision des crues ; de la vigilance sur les crues ; de la transmission des informations correspondantes aux préfets, maires, à divers services de l’État, et aux populations (via le site Vigicrues), en liaison avec les SPC et Météo-France, en restant accessible 7 jours sur 7, 24h sur 24, et assurant, comme les SPC, un service continu en cas de vigilance de niveau orange ou rouge ; plus précisément, le SCHAPI :
*** assure la maîtrise d’ouvrage de l’élaboration ainsi que l’aide à l’installation dans les SPC des outils informatiques nationaux du système Vigicrues (collecte des informations hydrologique en temps réel et échanges d’informations entre services, supervision, prévision, élaboration et diffusion des vigilances) ;
*** trace, comme les SPC, les évènements importants à l’aide du Superviseur national ;
*** reste en lien avec les directions centrales de Météo-France, le Centre Opérationnel de Gestion Interministérielle des Crises (COGIC), éventuellement les préfets et d’autres ;
*** transmet les informations météorologiques et dialoguant avec les SPC pour évaluer la situation hydrologique ;
*** valide les propositions des SPC pour la vigilance, et diffusant celle-ci via le site Vigicrues ;
*** contribue aux Retours d’expérience (REX) sur les évènements marquants et appuie les missions d’inspection auxquelles ils peuvent donner lieu ; il établit aussi des bilans annuels d’activité en matière de vigilance sur les crues et d’hydrométrie.
** Les Services de Prévision des Crues préparent et élaborent les éléments pour la vigilance sur les crues. ; plus précisément, ils :
*** contribuent aux chantiers nationaux d’intérêt commun conduits par le SCHAPI ;
*** maintiennent à jour et perfectionnent les outils ainsi que la connaissance des enjeux d’inondation et des partenaires locaux ;
*** restent en lien avec les Directions Inter-régionales de Météo-France, les services préfectoraux départementaux de protection civile et assurent la fonction de référents techniques départementaux pour la gestion des crises d’inondation (RDI), ainsi que, si nécessaire, les Etats-majors Interministériels des Zones de défense (EMIZ) ;
*** assurent une veille permanente en anticipation des risques de crue et la production au moins biquotidienne des prévisions des crues et de la vigilance sur celles-ci ;
*** tracent, aussi, les évènements importants et contribuent fortement aux Retours d’expérience (REX) des évènements marquants.
===Les compétences requises et leur consolidation===
Les compétences nécessaires couvrent :
* la prévision et la modélisation hydrologique et hydrodynamique ainsi qu’une bonne capacité d’interprétation des données hydrométriques ou pluviométriques ;
* la compréhension des mécanismes et des formalisations des prévisions météorologiques ;
* la maîtrise des technologies de l’information et des communications techniques opérationnelles ;
* l’aptitude à communiquer avec les responsables des administrations de l’État, les responsables politiques, les médias et le public ;
* la gestion et l’administration ;
* la capacité à piloter la recherche et les développements nécessaires et à en intégrer les résultats.
Les unités d’hydrométrie jouent un rôle majeur pour la qualité des mesures, avec une contribution essentielle apportée à celle-ci par les jaugeages en crue, ainsi que pour la fiabilité des télétransmissions.
Les agents bénéficient d’un programme national de formation diversifié et à plusieurs niveaux de spécialisation. Voir: https://www.innovation-transformations.ecologie.gouv.fr/spip.php?page=recherche&lang=fr&forcer_lang=true&recherche=prevision+des+crues+hydrom%C3%A9trie.
Ce programme peut s’appuyer entre autres sur :
* les pages de Wikhydro de la Catégorie Incertitudes citées plus haut ;
* les ouvrages de la série des 9 tomes du Traité d’hydraulique environnementale (Tanguy ''et al.'', 2009-2010) ;
* le manuel du cours d’hydrologie de l’École des Ponts – Paritech (Roche ''et al.'', 2012).
==Quelques services et plates-formes de prévision des crues dans d’autres pays ==
Aux États-Unis d’Amérique, le Service météorologique national (NWS) de l’Administration américaine pour les océans et l’atmosphère (NOAA) est responsable, avec ses 13 Centres de prévisions fluviales, de la prévision des crues au niveau national. Son système de prévisions fluviales, le ''National Weather Service River Forecasting System (NWSRFS)'', comprend plus de 30 modèles h
mercredi 10 avril 2024
Bernard Chocat :
''Traduction anglaise : Flood forecasting''
Dernière mise à jour : 10/04/2024
Ensemble des actions et processus permettant :
* de surveiller en continu, d'anticiper avec un délai optimum et le plus clairement possible (OMM, 2011), le niveau d'eau et le débit, ainsi que les dates et heures de leur survenance, au niveau de points de prévision situés sur un cours d'eau en crue ou en hautes eaux (sous influence marine, par exemple), par suite de pluies intenses ou de longue durée ;
* d’anticiper les montées de niveau d’eau et les inondations au-delà des points de prévision précités ;
* d’informer les autorités et la population pour qu'ils puissent limiter les conséquences négatives de ces inondations : pertes de vie et santé des riverains, dégâts matériels et pertes économiques, dégradations de l'environnement et du patrimoine culturel.
Cet article a bénéficié de la relecture et des contributions d’Olivier Payrastre (Université Gustave Eiffel), de Bruno Janet (SCHAPI) et de Nicolas Cavard (SPC Loire-Allier-Cher-Indre). Il constitue une synthèse visant à donner une vision globale de la prévision des crues et des inondations ; il est complété par six autres articles plus détaillés qui approfondissent différents aspects :
* [[Prévision des crues : son historique en France (HU)|Prévision des crues : son historique en France]] ;
* [[Prévisions des crues : les données nécessaires (HU)|Prévisions des crues : les données nécessaires]] ;
* [[Prévision des crues : les modèles utilisés (HU)|Prévision des crues : les modèles utilisés]] ;
* [[Prévisions des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévisions des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances]] ;
* [[Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France (HU)|Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France]] ;
* [[Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)|Prévision des crues : développements récents ou en cours en France]].
==Introduction==
L’organisation des missions de de surveillance, de prévision et de transmission de l’information sur les crues, assurées par les services et établissements publics de l’État, a été définie depuis 2003 par la [https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000000604335 loi n° 2003-699 du 30 juillet 2003] relative aux risques technologiques et naturels et à la réparation des dommages (articles 41 et suivants, codifiés L. 265-1 à L. 264-3 du code de l’environnement), et complétée par le décret n° 2007-1467 du 12 octobre 2007 (articles R. 564-1 à R. 564-9), abrogés et remplacés par le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret n° 2023-284 du 18 avril 2023].
Les points abordés dans cet article sont les suivants :
* l’historique de la prévision des crues en France, où elle s’est constituée comme démarche scientifique et technique à partir des années 1840 ;
* quelques repères sur la prévision des crues en France ;
* les moyens techniques utilisés :
** les données nécessaires,
** les modèles utilisés,
* les erreurs, la maîtrise des incertitudes et l’évaluation des performances ;
* les outils opérationnels (plates-formes d'intégration des données, de pilotage des modèles et de présentation des résultats ; outils de supervision ; outils d’expertise pour valider et contextualiser les résultats ; outils d’aide pour les retours d’expérience ; outils pour l’entretien de la mémoire des inondations) utilisés en France ;
* les principaux développements récents et les évolutions en cours,
* l’organisation des services en France,
* une ouverture sur la présentation de plusieurs systèmes de prévision des crues ailleurs dans le monde.
==Historique de la prévision des crues en France==
En France, le développement de méthodes et de services de prévision des crues a commencé suite aux grandes crues du XIXème siècle, en particulier les crues du Rhône et de la Saône en 1840, et de la Loire en 1846. Les premiers services spéciaux chargés des études relatives aux inondations de la Loire, du Rhône, de la Garonne et de la Seine furent ainsi créés par Napoléon III en 1856, puis étendus à la Meuse en 1858. L’organisation de l’annonce des crues par bassins versants (bien avant la création des [[Agence de l'eau (HU)|Agences de bassin]] par la [[Lois sur l'eau (HU)|Loi sur l’eau de 1964]]) fut ensuite généralisée par les circulaires du 7 août 1879 et du 1er mai 1881.
Les pionniers (Belgrand, 1872) et leurs collaborateurs développèrent des principes dont certains restent d’actualité et connurent de belles réussites en prévoyant assez précisément des crues de la Loire et de la Seine.
Suite à la crue de la Seine en 1910, pour laquelle une partie des prévisions était satisfaisante, mais qui a aussi révélé des faiblesses, l’État a défini un dispositif national de prévision des crues dont la conception paraît moderne encore aujourd'hui. Malheureusement la première guerre mondiale provoqua un effondrement de cette organisation en plein démarrage, qui fut de plus supplantée dès 1919 par l’intérêt suscité par l’hydroélectricité.
Le XXème siècle a été marqué par de grands progrès à la fois en termes de modélisation et de métrologie. Mais les difficultés opérationnelles ont persisté deux générations durant, avec des services plus ou moins en charge de la prévision des crues, essentiellement au niveau départemental, et des instances de coordination faibles et hétérogènes. Il faudra attendre les grandes crues du début des années 1980 pour que l'État engage la structuration plus forte de l'organisation de la prévision des crues. Les réformes entreprises restèrent cependant timides, avant qu’une nouvelle série de catastrophes au début des années 2000 ne donne l’énergie et la légitimité pour mettre en place une organisation vraiment plus efficace.
Pour en savoir plus sur ce sujet, voir l’article [[Prévision des crues : son historique en France (HU)]] qui décrit les démarches menées et évoque les outils développés pendant 3 périodes, chacune durant de 60 à 75 ans :
* de 1840 à 1914, le temps des pionniers ;
* de 1914 à 1984, une stagnation voire un recul des services rendus, mais un net progrès des connaissances et une maturation des outils ;
* depuis 1984, année de restructuration de l’Annonce des crues, un mouvement de modernisation, de structuration et de renforcement des services rendus.
==Quelques repères pour la prévision des crues et des inondations en France==
===La surveillance des cours d’eau, la Vigilance « crues » et le site Vigicrues===
La surveillance des cours d’eau et l’anticipation des crues et des inondations est la première fonction des services chargés de la prévision des crues. Elle permet d’alerter à temps les responsables de la sécurité civile et les populations concernées sur les risques de submersion par débordement de cours d’eau, qui peuvent être associés à d’autres phénomènes (par exemple en zone fluvio-maritime).
Après un développement réalisé par le [[Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations / SCHAPI (SCHAPI) (HU)|SCHAPI]] (qui pouvait s’appuyer sur des antécédents s’adressant aux autorités de l’État et des collectivités dans les bassins de la Loire et du Rhône), le vigilance crue a été rendue opérationnelle, en France métropolitaine, à partir du 11 juillet 2006, lors de la mise en service du [http://www.vigicrues.fr site vigicrues], accessible aussi au grand public.
Elle a ainsi complété la vigilance météorologique qu’avait créée [[Météo-France (HU)|Météo-France]] en 2001, avec laquelle elle s’articule. En page d’accueil du site [https://www.vigicrues.gouv.fr/ Vigicrues], on trouve une information synthétique sur les risques d’inondation par débordement des principaux cours d’eau métropolitains français surveillés par l’État, représentée par une carte de vigilance où les tronçons assez homogènes de ces cours d’eau sont colorés suivant un code indiquant la gravité des inondations prévues, dans les 24 heures à venir (voir ''figure 1'') :
* Rouge : Risque de crue majeure : menace directe et généralisée de la sécurité des personnes et des biens ;
* Orange : Risque de crue génératrice de débordements importants susceptibles d’avoir un impact significatif sur la vie collective et la sécurité des biens et des personnes ;
* Jaune : Risque de crue génératrice de débordements et de dommages localisés ou de montée rapide et dangereuse des eaux, nécessitant une vigilance particulière, notamment dans le cadre d’activités exposées ou saisonnières ;
* Vert : pas de vigilance particulière requise.
[[File:prevision_crues_Fig1_20240401124351_Vigicrues-Carte-de-vigilance-cruesnationale.jpeg|600px|center|thumb|
Plusieurs améliorations ont été successivement apportées au cours des années 2010, notamment une version destinées aux téléphones mobiles ainsi que des possibilités d’abonnements et d’avertissements personnalisés paramétrables pour les collectivités et les citoyens.
L'[https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/45225 instruction du gouvernement du 14 juin 2021] relative à la mise en œuvre des évolutions du dispositif de vigilance météorologique et de vigilance crues, ainsi que la note technique associée, précisent le cadre général du dispositif des vigilances, les exigences, les objectifs et les principes directeurs, ainsi que les évolutions du dispositif, les relations entre services lors des épisodes hydrométéorologiques et la communication relative au dispositif.
La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 note technique ministérielle du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance crues détaille le rôle des services de Prévision des Crues (SPC) et du [[Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations / SCHAPI (SCHAPI) (HU)|service central d'hydrométéorologie et d'appui à la prévision des inondations (SCHAPI)]] de la direction générale de la prévention des risques (DGPR) dans la chaîne de production de l'information de vigilance crues. Elle précise les responsabilités respectives des [[Service de prévision des crues (HU)|SPC]] et du SCHAPI et les modalités d'échanges entre eux. Elle intègre le rôle des cellules de veille hydrologique (CVH) outre-mer. Elle apporte des éclaircissements importants sur les modalités de détermination des niveaux de vigilance crues et sur la rédaction des bulletins de vigilance. Elle abroge et remplace la note technique précédente du 20 février 2015 sur le même sujet.
En cliquant, sur un ordinateur ou un smartphone, sur l’un des cours d’eau couverts par la carte de vigilance crues (''figure 1''), le territoire du SPC auquel il est rattaché s’affiche avec un niveau de zoom réglable permettant de cliquer sur chacune des stations de mesures télétransmises, généralement repérées par le nom de la commune où elles sont positionnées. On fait alors apparaître des diagrammes montrant le déroulement dans le temps des mesures hydrologiques observées jusqu’au moment de la consultation. Pour les stations de prévision, lorsque le tronçon de cours d’eau est coloré en jaune, orange, ou rouge, ce diagramme est complété par des prévisions indiquées dans le bulletin local ou, de plus en plus souvent, par l’affichage des prévisions pour les heures ou les jours suivants, comme précisé et illustré dans la section suivante (''figures 2 et 3'').
Cette vigilance crues est articulée avec la vigilance météorologique émise par Météo-France. Une présentation très pédagogique de la succession des principales étapes de consultation du site Vigicrues et de leur présentation, avec des particularités pour le SPC Gironde-Adour-Dordogne, est accessible via le lien : https://www.nouvelle-aquitaine.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/document_vigicrues.pdf
===La représentation de la dynamique (observation et prévision) des crues===
La dynamique des crues est représentée sur le site Vigicrues par :
* des [[Limnigramme (HU)|limnigrammes]], diagrammes représentant l’évolution dans le temps des niveaux d’eau mesurés sur chaque station de mesure, et régulièrement télétransmis (''figure 2'') ;
* de plus en plus fréquemment, des [[Hydrogramme (HU)|hydrogrammes]], représentant l’évolution dans le temps des débits évalués via des [[Courbe de tarage (HU)|courbes de tarage]] calées sur des [[Jaugeage (HU)|jaugeages]] (étalonnant la relation entre niveau d’eau et débit), effectués notamment en crue (''figure 3'') ;
* enfin, lorsque c’est possible, pour les points de prévision, moins nombreux, les hydrogrammes et limnigrammes des données observées jusqu’au moment de la diffusion de nouvelles prévisions, prolongés par les valeurs prévues pour les phases suivantes, avec une évaluation des incertitudes associées (''figure 4'').
[[File:prevision_crues_Fig2_20240401_154442_Vigicrues-Lussac-les-Châteaux-Vienne_h-obs.jpeg|600px|center|thumb|
[[File:prevision_crues_Fig3_ 20240401_134419_Vigicrues-Chinon-Vienne_Q-obs.jpeg|600px|center|thumb|
[[File:prevision_crues_Fig4_20240401_13-36-10_Vigicrues-Chinon-Vienne_h_obs-et-previ.jpeg|600px|center|thumb|
===Principales phases et caractéristiques d’une crue===
Les principales phases et caractéristiques d’une crue sont :
* la montée des eaux, en spécifiant si possible son rythme et les seuils de débordements importants ;
* le maximum, ou les maximums (en cas de crue à plusieurs pics ou d’influence par une marée à forts coefficients), en donnant des indications sur la durée de ce(s) maximum(s) ;
* la décrue et son rythme.
Les délais de l’anticipation résultent d’un compromis. Ils doivent être :
* assez longs, pour permettre ou faciliter les procédures :
:* d’alerte ;
:* de mise en sécurité des personnes ; et, si possible,
:* de réduction de la vulnérabilité des biens ;
* mais pas trop prématurés, pour s’assurer de délivrer des informations suffisamment justes, fiables, et contextualisées pour pouvoir aider :
** les gestionnaires de crise à assurer de façon judicieuse la sécurité, l’alerte et les secours, et,
** les personnes susceptibles d’être touchées par les inondations à limiter les risques.
Les points de prévision sont choisis en amont ou au droit des zones inondables les plus vulnérables, et prioritairement sur des sections de cours d’eau où les mesures de niveau d’eau et de débit en crue sont les plus fiables.
===Les prérequis pour la mise en œuvre de la prévision des crues===
Il est en premier lieu nécessaire de recueillir les données relatives à l'évènement en cours, lesquelles constitueront des entrées représentant la distribution spatio-temporelle de la pluie et des écoulements, ainsi que des variables d’état ou des ordres de grandeur, à ajuster par la suite, des paramètres, pour les méthodes ou les modèles de prévision. Ces données sont :
* des valeurs de caractéristiques physiques des bassins versants et des tronçons de cours d’eau pris en compte (topographie, bathymétrie des cours d’eau, nature et occupation des sols, etc.) ;
* des mesures en [[Temps réel (HU)|temps réel]] des précipitations pluvieuses (ponctuelles - par [[Pluviomètre (HU)|pluviomètres]] -, ou surfaciques - par [[Radar météorologique (HU)|radar météorologique]], ou par produit de fusion de données radar et de pluviomètres-) et, dans certains cas, de stocks de neige ;
* des mesures en temps réel de niveau d’eau et de débit sur le cours d’eau considéré et sur ses affluents, en amont du point de prévision ;
* des prévisions météorologiques des précipitations pluvieuses et des autres paramètres influant la formation des crues (température, humidité des sols, etc.).
La mise en œuvre de prévisions nécessite ensuite le choix des méthodes ou modèles numériques, qui doivent être à la fois robustes (vis-à-vis des instabilités de calcul), suffisamment complexes pour rendre compte de la réalité (y compris hors du champ documenté des évènements antérieurs), et suffisamment rapides pour fournir des simulations dans les temps impartis. Ces modèles cherchent à représenter deux grandes catégories de processus :
* la transformation de la pluie en débit à l’exutoire des bassins versants situés à l’amont du réseau hydrographique principal ; cette transformation « pluie - débit » prend en compte le ruissellement superficiel ou souterrain ainsi que les écoulements dans les réseaux hydrographiques en amont de points d'entrée dans le réseau hydrographique modélisé, ainsi que les apports latéraux intermédiaires entre deux points de calcul sur ce réseau principal ; ces modèles sont qualifiés d'[[Modèle hydrologique (HU)|hydrologiques]] ;
* les écoulements hydrauliques dans le réseau hydrographique principal, constitué de [[Tronçon (HU)|tronçon]] de cours d’eau, ainsi que de divers ouvrages, jusqu'aux points (ou sections transversales) faisant l'objet d'une prévision ; ces modèles sont qualifiés d'hydrauliques ou d’hydrodynamiques.
Enfin, l’exploitation des données et des résultats des modèles doit pouvoir être reprise à chaque cycle de prévision, en respectant les horaires de diffusion annoncés. En France, pour la production de la vigilance crues diffusée sur le site Vigicrues, un point complet sur la situation hydrométéorologique est effectuée a minima deux fois par jour (10h et 16h), et la cadence est augmentée si des modifications notables de la situation rendent obsolètes une partie des informations précédentes.
===Les démarches favorisant l’efficacité de la prévision des crues===
====Remonter aussi loin que possible à l’amont des processus de formation des crues====
Les premières annonces et prévisions des crues portaient sur la propagation amont-aval des ondes de crues déjà formées. Elles se sont assez vite révélées insuffisantes, en particulier pour les [[Crue soudaine (HU)|crues soudaines]]. Pour prévoir l'évolution des crues à l’exutoire de bassins versants plus réactifs ou simplement de moindre taille, et pour allonger le délai de prévision, il a fallu remonter de plus en plus à l'amont des processus :
* dans un premier temps on s’est appliqué à prévoir les débits à l’exutoire des bassins versants alimentant les cours d’eau principaux, ce qui nécessite de mieux quantifier la pluie précipitée et de la transformer en débit ; ce premier défi n'est pas encore totalement relevé ;
* puis, pour gagner encore en délai, il s’est avéré nécessaire d’avoir recours à une prévision de ces précipitations, ce qui reste particulièrement complexe lorsqu’elles ont une composante convective. Cela a conduit à travailler plus encore avec les météorologues pour qu’ils développent des méthodes fournissant des prévisions de plus en plus fiables et précises, dans le temps et dans l'espace, notamment pour représenter les incertitudes.
====Intégrer toute la chaine des phénomènes générateurs de risques ====
Il s’agit, notamment, d’aussi bien que possible :
* mesurer et prévoir la pluie ;
* en déduire les débits générés à l’amont du réseau hydrographique ;
* représenter le transfert des ondes de crue dans le système hydraulique ;
* prévoir les conséquences en termes de niveaux atteints, de zones inondées et de profondeurs de submersion ;
* identifier les tronçons de cours d’eau présentant des risques notables de pertes de vies humaines et des [[Enjeu (HU)|enjeux]] vulnérables aux inondations prévues.
====Soigner la présentation des résultats de prévision ====
Les résultats des prévisions doivent être formulés et diffusés aux autorités et à la population sous une forme :
* claire, directe et gratuite (c’est l’un des objectifs centraux, en France, du site Vigicrues évoqué plus haut) ;
* de plus en plus précise au fur et à mesure de la formation de la crue, à partir :
** d’une indication générale, au démarrage d’un évènement, sur la formation probable d’une crue et sur son niveau de gravité (il s’agit de l’objectif de la carte de vigilance crues),
** puis, au fur et à mesure que la crue se forme, d’une prévision de son ampleur ainsi que de son délai de montée et de développement (c’est l’objectif des prévisions chiffrées fournies aux points de prévision, en complément des mesures) ;
** ces prévisions pourront généralement être affinées et offrir plus d’anticipation, de fiabilité et de précision lorsque les points de prévision se situent à l'aval d'un grand bassin versant ;
* anticipatrice (affichage des prévisions) et transparente (affichage des prévisions avec celui des incertitudes associées) ;
* concrète pour les destinataires, ce qui conduit à compléter les prévisions de niveau d'eau et de débit avec une prévision des [[Zone Inondée Potentielle /ZIP (HU)|zones inondables potentiellement]] et des profondeurs de submersion a priori (sans cependant pouvoir prendre en compte divers évènements localisés ou difficiles à anticiper, comme des ruptures d’ouvrages (digues par exemple), ou des sur-inondations dues à des apports de cours d’eau locaux, ou à des ruissellements localisés, ou bien à des obstacles fortuits - embâcles par exemple - ou inconnus jusque-là) ; la prévision des contours des inondations prévues, et des profondeurs de submersion dans les divers secteurs qui y seront soumis, est très utile pour que les gestionnaires de crise et la population puissent évaluer correctement les conséquences possibles, et déterminer les mesures et opérations qu’il est possible ou non de prendre ou mener.
====Faire preuve d’une grande rigueur opérationnelle====
Toutes ces actions d’évaluation, de modélisation et de communication doivent s’opérer en temps réel, ce qui impose une rigueur particulière pour concilier fiabilité et efficacité. Les principales conditions à respecter sont les suivantes :
* avoir défini à l’avance les méthodes et les protocoles de façon à limiter, en phase opérationnelle, les atermoiements générateurs de confusion et de perte de temps ;
* avoir priorisé en amont les secteurs les plus vulnérables et ceux pour lesquels il est réellement possible de fournir des anticipations pertinentes, de façon à définir les points de prévision qui s’avéreront les plus utiles, ce qui peut impliquer de renoncer à une prévision équivalente en d’autres points, malgré des pressions sociales parfois fortes ;
* confronter, tout au long de l'évènement, les résultats des prévisions et les observations, puis procéder à des corrections sur les modèles ou leurs résultats, ainsi que sur les données d’entrée lorsque des erreurs de mesure sont mises en évidence ;
* échanger efficacement durant les évènements (et après) avec les divers partenaires impliqués, notamment les responsables, à divers niveaux, de l’alerte et des secours, ainsi qu'avec les autorités politiques ;
* préparer et organiser des modes de fonctionnement dégradé à activer au cas où certaines éléments du système de prévision s’avèreraient inopérants (appareils de mesure, de télétransmission de données, moyens de communications avec les partenaires, alimentation électrique, intégrité des locaux des centres de prévision, etc.).
===Les domaines avec lesquels la prévision des crues et des inondations est en forte interaction===
On peut noter plusieurs liens très forts entre la prévision des crues et :
* l’[[Hydrométrie (HU)|hydrométrie]] (mesure des niveaux d'eau et des débits, mais aussi de la pluie, pour compléter les données fournies par les services météorologiques), association datant des origines de ces deux disciplines ;
* l’[[Hydrologie (HU)|hydrologie générale]] (et même [[Hydrologie urbaine (HU)|urbaine]]), qui étudie les effets des précipitations et leur écoulement au sein des bassins versants, en amont des cours d'eau, puis au sein de ceux-ci ; l'hydrologie est en permanence sollicitée pour renforcer la fiabilité et la précision des méthodes et outils de modélisation utilisés pour la prévision des crues ;
* la météorologie, particulièrement via Météo-France, pour les données observées et prévues fournies en temps réel, notamment sur la pluie, l’humidité des sols, la température ainsi que, éventuellement, les stocks neigeux ;
* les services cartographiques et géomatiques pour la connaissance de la topographie, avec une altimétrie précise des zones inondables, une description fine de la géométrie des cours d’eau, de la couverture des sols et des infrastructures exposées aux inondations ;
* la communication, avec :
** les autorités (préfets, voire ministres, maires et services placés sous leur responsabilité) ;
** les services chargés de l'alerte et des secours ;
** les médias ;
* et, via le site Vigicrues, les services ou partenaires cités, ainsi que la population (habitants, mais aussi les responsables de services et d'entreprises, les responsables associatifs, les élus de quartier, etc.) concernée par une inondation.
==Les moyens techniques à mettre en œuvre ==
=== Présentation générale ===
La prévision des crues nécessite l'utilisation conjointe et complémentaire de données, dont certaines doivent être acquises en temps réel, et de modèles de simulation. Ces outils sont cependant insuffisants. Il est nécessaire de leur associer des procédures permettant de tenir compte d'éventuelles erreurs et d'évaluer les incertitudes associées aux prévisions de débit ou de niveau. De plus, du fait des très fortes contraintes temporelles et de la multiplicité des opérations de contrôle inhérentes à l'activité des prévisionnistes, ainsi que de la nécessité pour eux de se concentrer sur l’analyse équilibrée de la situation et la bonne formulation des messages, les outils de gestion de données et de modélisation doivent être rassemblés sur des plates-formes opérationnelles performantes. Celles-ci doivent également être associées à des outils de nature différente apportant une aide aux prévisionnistes et aux chercheurs en mettant à leur disposition l'expérience des événements importants déjà observés. Cette expérience du passé doit aussi être enrichie en permanence par les particularités de l’évènement en cours. Enfin, une fois la prévision établie et fiabilisée, ces plates-formes doivent aider à communiquer, vite et clairement, aux autorités impliquées dans l’alerte et les secours, ainsi qu’aux personnes menacées.
Ces différents éléments sont développés dans les paragraphes suivants.
===Les données nécessaires ===
Ces données sont déterminées par la façon dont on simplifie la représentation de la réalité hydrologique des bassins versants et des cours d’eau, avec des formules mathématiques ou graphiques, et, de plus en plus fréquemment, à l'aide de modèles numériques. En identifiant les confluences de cours d’eau principales (celles où l’affluent peut apporter des débits notables et où l’[[Onde de crue (HU)|onde de crue]] peut être très différente de celle du cours d’eau principal), on définit des bassins versants élémentaires dont l’exutoire se situe à ces confluences, en identifiant les lignes de partage des eaux correspondantes. On ajustera, si nécessaire, la taille des bassins versants en fonction des modèles utilisés, et réciproquement. Les tronçons de cours d’eau entre ces confluences (avec des sous-tronçons, s’il y a des discontinuités importantes dans le [[Faciès (HU)|faciès]] du cours d’eau) constituent le réseau hydrographique principal du cours d’eau modélisé ou pris en compte par les formules de prévision.
Au cours de chaque cycle de prévision, deux types d’opérations sont menées pour représenter les écoulements :
* sur chaque bassin versant élémentaire : la transformation de la pluie précipitée et prévue sur celui-ci en débit à son exutoire, en intégrant les nouvelles mesures disponibles depuis le lancement de la dernière prévision jusqu’au lancement du nouveau cycle de prévision ; c’est la simulation hydrologique ;
* dans le réseau hydrographique principal modélisé : la représentation de la propagation de la crue, c’est la simulation hydraulique, ou hydrodynamique.
Finalement, les données nécessaires pour procéder à la prévision sont de 3 types :
'''1/ Les données observées, qui seront des données d’entrée, ou de contrôle, des modèles numériques ou formules'''. Elles concernent :
* la description de la pluviométrie, évaluée à partir des mesures aux pluviomètres et des images des radar-météorologiques, pour représenter l’évolution de sa [[Répartition spatio-temporelle des précipitations (HU)|distribution spatio-temporelle]] sur chaque bassin versant élémentaire ; ainsi que certaines données météorologiques (températures par exemple pour détecter les précipitations ou la fonte de neige, ainsi que le gel) ou hydrologiques complémentaires (comme l’[[Evapotranspiration (HU)|évapotranspiration]] potentielle) ;
* l’évaluation des écoulements dans les cours d’eau du réseau hydrographique principal modélisé, avec les mesures hydrométriques, donnant les valeurs des niveaux d’eau mesurés, et celles des débits (calculés, à partir des hauteurs d’eau via des courbes de tarage, ou des mesures directes), ceci :
** à l’exutoire des bassins versants élémentaires, et,
** au niveau des extrémités de chacun des tronçons ou sous-tronçons de cours d’eau du réseau hydrologique principal ;
'''2/ Les valeurs attribuées aux variables d’état, permettant de caractériser les systèmes modélisés et pouvant être mesurées ou évaluées.''' Elles concernent en particulier :
* pour la transformation pluie-débit : la surface du bassin versant, ou de ses subdivisions en cas de [[Modèle distribué (HU)|modèle distribué]], leur pente, leur allongement, l’humidité initiale (Soubeyroux ''et al.'', 2009) et la profondeur des sols, etc. ;
* pour la propagation des ondes de crues dans les tronçons de calcul du réseau hydrographique principal : les caractéristiques des chenaux d’écoulement des tronçons de calcul, définis en fonction des variations de la géométrie des cours d’eau : leur longueur, la pente longitudinale du lit, la géométrie des sections transversales des lits majeur, moyen et mineur, etc.
'''3/ un ordre de grandeur des paramètres utilisés dans les [[Modèle conceptuel (HU)|modèles conceptuels]] ou [[Modèle empirique (HU)|empiriques]], ou même à [[Modèle à base physique (HU)|base physique]], eux aussi forcément simplificateurs de la réalité décrite.'''
Il s'agit généralement de variables non mesurables et même difficilement évaluables directement. L'objectif consiste à estimer leur ordre de grandeur, avant de les ajuster par calage à partir de jeux de données historiques (jeux de données pluviométriques et hydrométriques). Ces jeux de données doivent avoir été critiqués et être aussi longs ou riches en crues significatives qu’il est possible. Le calage, sur une partie du jeu de données, consiste à ajuster les valeurs des paramètres pour minimiser les erreurs de modélisation (les écarts entre les résultats de modélisation et les données observées, puis critiquées, correspondantes). La validation, sur l’autre partie du jeu de données, consiste à s’assurer de la validité du calage.
L'article [[Prévision des crues : les données nécessaires (HU)]] présente plus en détail ces données à utiliser en temps réel, en distinguant celles qui relèvent :
* des mesures pluviométriques,
** acquises en cours d’évènement (pour la prévision des crues) ou disponibles dans des séries historiques enregistrées (pour le calage ou l’évaluation des modèles),
** ainsi que déduites des prévisions météorologiques,
* des mesures hydrométriques, acquises en temps réel ou provenant de séries historiques enregistrées,
* des variables d’état et des paramètres, ces deux catégories étant assez voisines, mais distinguées de manière différente suivant les modèles, qui concernent :
** les caractéristiques des bassins versants, nécessaires aux modèles hydrologiques de prévision, acquises le plus souvent en préalable ou dépendant des antécédents pluvieux, et, pour les paramètres, ajustées par calage des modèles ;
** les caractéristiques des divers tronçons de calcul de la propagation des ondes de crue dans le réseau hydrographique principal des cours d’eau modélisés et la topographie des zones inondables, déterminées de la même façon.
Il convient de veiller, pour que les modèles conservent dans le temps toute leur pertinence, à actualiser la caractérisation de l’occupation des bassins versants et des lits (mineurs, moyens ou majeurs), de la géométrie des ouvrages hydrauliques, ou des infrastructures qui y sont implantées.
===Les modèles mis en œuvre pour la prévision des crues===
Les mécanismes et les principales caractéristiques de l’utilisation de ces modèles sont évoqués dans les § « Les phases de la prévision des crues et des inondations » et « Les conditions pour l’efficacité de la prévision des crues » ci-dessus.
Ces modèles sont présentés de manière plus approfondie dans l'article [[Prévision des crues : les modèles utilisés (HU) |Prévision des crues : les modèles utilisés (HU)]], qui traite successivement les points suivants :
* présentation générale de ces modèles ;
* rapide historique du développement des formules et modèles pour la prévision des crues ;
* pour les modèles hydrologiques :
:* les divers modèles utilisables, et la stratégie du réseau Vigicrues pour le développement et la tenue à jour de ceux qu’il a été décidé d’utiliser préférentiellement,
:* les points d’attention majeurs pour :
::* leur construction, notamment leur calage,
::* leur utilisation, notamment leur initialisation en phase opérationnelle et leur fonctionnement en extrapolation des mesures utilisées pour le calage,
::* leur amélioration, par utilisation de modules d’assimilation des données, ou par suite des évènements les plus marquants, à travers les [[Retour d’expérience / REX (HU)|retours d’expérience]] et les rejeux,
:* le cas particulier des modèles géographiquement distribués à base assez physique ;
* pour les modèles hydrauliques (ou hydrodynamiques) :
:* les divers modèles utilisables, et la stratégie du SCHAPI pour le développement de ceux qu’il a été décidé d’utiliser préférentiellement,
:* les points d’attention majeurs pour leur construction, notamment :
::* le recueil des variables d’état,
::* les hypothèses de modélisation pour la prise en compte des apports intermédiaires entre deux points de calcul, et le calage des paramètres,
::* leur utilisation en initialisation de phase opérationnelle, notamment, pour [[MASCARET (HU)|MASCARET]], ainsi que leur fonctionnement en extrapolation des mesures utilisées pour le calage,
::* leur amélioration, par utilisation de modules d’assimilation des données, ou par suite des évènements les plus marquants, à travers les retours d’expérience et les rejeux, en modes « calage » ou « pseudo-prévision ».
===Maîtrise des erreurs et des incertitudes - évaluation des performances de prévision===
Les mesures sur la pluie et les écoulements des cours d’eau sont imparfaites ; c'est également le cas des modèles de prévision des pluies ou des crues. Ces imperfections génèrent, dans les prévisions, des erreurs, qui se traduisent par des écarts entre la donnée prévue, par exemple une hauteur d’eau dans 2 heures sur une échelle de crue, et la mesure correspondante, télétransmise peu après cette échéance.
Il existe dans Wikhydro un ensemble de fiches, élaborées entre 2013 à 2015 par un groupe de travail constitué de prévisionnistes du SCHAPI et des SPC, ainsi que de chercheurs de Météo-France, de l’IRSTEA et de l’IFSTTAR (devenu l’IGE), qui traitent des différentes incertitudes. Ces fiches sont regroupées dans la catégorie [http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/Cat%C3%A9gorie:Incertitudes Incertitudes] et accessibles par ce lien.
Cet aspect est développé dans l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)]], qui évoque successivement :
* Le contexte de l'élaboration des fiches sur l'incertitude de Wikhydro ainsi que leur organisation.
* Les sources des erreurs (dans les mesures et les prévisions de la pluie, les mesures ou les modélisations hydrologiques) et les moyens de les identifier. Ces erreurs ne sont réductibles que jusqu’à un certain point et cela induit un flou autour des prévisions déterministes. Il est donc nécessaire, pour que les utilisateurs des prévisions (les responsables de l’alerte et des secours, ainsi que tous les citoyens concernés) puissent prendre les décisions qui leur reviennent, d’évaluer les incertitudes associées et de les leur communiquer. Celles-ci concrétisent la notion de doute, en la cernant au mieux par une quantification probabiliste. On parle alors de prévision probabiliste, que les prévisionnistes devront chiffrer dans un temps limité, car il s’agit de prévision opérationnelle. En reprenant les termes de la fiche [[A.01 - Incertitude ou erreur]] de la série de fiches déjà citée, on peut dire que les erreurs connues permettent d'évaluer l’incertitude sur la prévision, et l'incertitude anticipe l'erreur, en caractérisant un degré de confiance à accorder à la prévision.
* Les méthodes pour évaluer ces incertitudes, du moins qui sont les plus utilisées dans le Réseau Vigicrues et par les scientifiques du domaine. La communication de ces incertitudes est essentielle, car elles sont encore souvent comprises comme une imperfection de la prévision, alors qu’elles sont inhérentes à la complexité des phénomènes en jeu ; savoir cerner ces incertitudes apporte en fait une information supplémentaire majeure.
* l’évaluation des performances des prévisions en détaillant en particulier les critères de qualité utilisés pour évaluer les prévisions (fiabilité, utilité, précision, finesse, absence de biais systématique, capacité de discrimination) ainsi que les outils d’évaluation de performance de ces prévisions.
==Les outils opérationnels en France ==
Nota : Pour avoir plus de détails sur les éléments présentés dans ce paragraphe voir l'article [[Prévision des crues : les outils opérationnels utilisés en France (HU)]].
===Les outils de supervision des données, des opérations de prévision et des résultats ===
Les outils de supervision sont des interfaces entre les prévisionnistes et le système de prévision. Ils les aident dans l’analyse du fonctionnement des composantes de ce système, ainsi que dans celle de l’évolution des situations hydrométéorologiques, ceci à 3 échelles : nationale, par sous-bassin versant et par point de prévision. Ils permettent notamment :
* de vérifier le bon état des systèmes d’acquisition et de transmission des données et d'identifier les informations pouvant être douteuses, puis de les ajuster si nécessaire ;
* d'enchaîner et lancer les tâches à réaliser par la plate-forme opérationnelle ;
* de recueillir les résultats bruts des modèles et de l’évaluation des incertitudes, de les visualiser et de les comparer à ceux d’évènements comparables sur les mêmes bassins versants, pour s’assurer de leur vraisemblance, et d'apporter les corrections qui lui apparaissent nécessaires ;
* de mettre en forme les résultats expertisés et de piloter l’élaboration de prévisions expertisées ;
* de gérer des alarmes ;
* de préparer l’archivage des prévisions.
Jusqu’au milieu des années 2010, en France, ces opérations étaient réalisées, dans les SPC, avec divers systèmes, dont les interfaces de la plate-forme [[SOPHIE (HU)|SOPHIE]] (Vidal ''et al.'', 1996) et, au SCHAPI, avec des outils transitoires. Elles ont ensuite été effectué en utilisant le Superviseur national branché à la [[Plate-forme Hydro Centrale / PHyC (HU)|Plate-forme Hydro Centrale]] (PHyC) de la Base de données [[HYDRO (HU)|HYDRO]] (devenue en 2022 l’[[HydroPortail (HU)|HydroPortail]]), dont la première version a été utilisée de façon opérationnelle au SCHAPI et dans les SPC qui l’ont souhaité, dès la fin 2015. Début 2024, la version 3 du Superviseur national est opérationnelle et le projet de version 4 est en cours.
===Les plates-formes d'intégration des données, de pilotage des modèles et de collecte des résultats ===
Ces plates-formes automatisent, sous contrôle des prévisionnistes, les opérations :
* de recueil en temps réel des données d’entrée ou d’état des modèles,
* d’alimentation automatisée et complète des modèles avec ces données,
* d’exécution des choix et des enchaînements des modèles, ainsi que des cheminements des données, dans des cas complexes, comme dans les procédures d’assimilation des données.
Par exemple, pour le Système Vigicrues, la [[Plate-forme opérationnelle pour la modélisation / POM (HU)|Plate-forme Opérationnelle pour la Modélisation]] (POM), progressivement opérationnelle depuis 2016 au SCHAPI, puis dans quelques SPC, et maintenant presque tous, aide à :
* recueillir les données d’entrée (ou d’état), connues au préalable, ou bien acquises en temps réel en provenance de diverses sources rapidement citées ci-dessous :
:* concernant les données hydrologiques et les données pluviométriques acquises par les Unités d’Hydrométrie des D(R)EAL et, en y appliquant les prétraitements nécessaires, la Plate-forme Hydro Centrale (PHyC) de l’HydroPortail ;
:* concernant la pluie, l’humidité du sol et la température, l’outil BDImage (issu du projet [[LAMEDO (HU)|LAMEDO]]) :
::* qui rassemble, en les spatialisant, les données observées par les pluviomètres et les radars hydrométéorologiques, ainsi que les résultats de leur fusion,
::* dont l’extension est en cours pour intégrer les résultats, spatialisés aussi, de prévision des modèles de Météo-France,
::* qui recueille aussi, en tant que variables d’état variant sensiblement en cours d’évènement pluvieux : la répartition spatialisée des indicateurs d’humidité des sols calculés par Météo-France (sur la base des antécédents pluviométriques et de température) ainsi que la température influant sur la fonte des neiges ;
* faciliter le choix et l’association des modèles, ainsi que leur enchaînement d’amont en aval, par exemple en cas d’assimilation de données ;
* collecter les résultats de modélisation et les transmettre au Superviseur (Voir ci-dessus) pour examen par les prévisionnistes et, après retour, y appliquer les post-traitements nécessaires avant export vers la [[PHyC (HU)|PHyC]] de l’HydroPortail, ou un site FTP et publier les prévisions sur le site Vigicrues, avec un commentaire concis ainsi que, de plus en plus, l’indication des incertitudes associées.
===Les outils d’expertise pour valider et contextualiser les prévisions ===
Le travail d'expertise consiste à valider et à contextualiser les prévisions et ajuster les incertitudes à afficher (Voir le § «Maîtrise des erreurs et des incertitudes - évaluation des performances » ci-dessus, ainsi que l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances]]).
La base de données événementielles de crues SACHA, initialement développée à la DIREN de bassin Rhône-Méditerranée par Pierre-Marie Bechon, est, depuis le milieu des années 2000, assez largement utilisée à cet effet. En 2024, elle est en cours de reprise avec intégration dans d’autres outils existants, comme Octave ou le Superviseur. D’autres outils sont aussi utilisés pour détecter les risques hydrologiques.
===Les outils pour les retours d’expérience ===
La comparaison des prévisions avec les mesures et les constats de ce qui s’est produit ensuite permet de consolider l’expérience des prévisionnistes et de définir des améliorations pertinentes des systèmes d’observation et de prévision, ce qui est d’autant plus précieux que les évènements sont rares, ou atypiques, ou complexes. Pour capitaliser ces informations et nourrir l’expérience collective formalisée dans des bases de données (notamment SACHA) pour la formation des prévisionnistes et hydromètres en vue de crues similaires, ces analyses font l’objet de retours d’expérience formalisés concernant chacune des composantes des évènements significatifs et des démarches techniques pour son observation et sa prévision.
Un outil d’aide à la production de certains modules de [[Retour d’expérience / REX (HU)|retours d’expérience (REX)]] a été développé par le SCHAPI et permet de comparer les hydrogrammes avec les changements de Vigilance. C’est l’outil appelé Express.
==Les outils pour l'entretien de la mémoire==
===La consolidation du réseau des repères de crue===
Les [[Repère de crue (HU)|repères de crues]] sont des marques matérialisant le niveau le plus élevé (les plus hautes eaux) atteint lors d'une inondation historique et la date correspondante. Ce sont des marques physiques, qui peuvent être complétées par des relevés précis de l’altitude des [[Laisse de crue (HU)|laisses de crues]], ainsi que par des photographies ou des vidéos. Ce sont des vecteurs précieux de la mémoire collective, que les maires ont l’obligation légale de conserver, avec l’assistance des services techniques de l’État ([https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000000604335 loi Risque n° 2003-699 du 30 juillet 2003], [https://www.legifrance.gouv.fr/codes/article_lc/LEGIARTI000006834591 article L563 3 du Code de l’Environnement]). Un guide méthodologique ([https://www.cerema.fr/fr/centre-ressources/boutique/collecte-informations-terrain-suite-inondation CEREMA, 2017]) donne des éléments de méthode sur :
* l’organisation, en anticipation de l’inondation et immédiatement après ;
* le matériel nécessaire ;
* la procédure de collecte ; et,
* la capitalisation des informations collectées.
L’importance de la précision altimétrique des repères et des zéros d’échelle est à souligner.
[[File:prevision_crues_Fig5_exemples-Repères de crues-renovés.jpeg|600px|center|thumb|
Une plate-forme nationale collaborative « Repères de crues » est accessible par le lien https://www.reperesdecrues.developpement-durable.gouv.fr ou depuis la page de garde du site Vigicrues (en bas à droite). Administrée par le réseau Vigicrues, elle a été mise en place à partir de 2016. Elle est ouverte aux contributions des collectivités territoriales, des services de l’État, des associations et du grand public. Les sites indiqués font l’objet d’une qualification en 4 statuts issus d’une vérification et éventuellement d’une expertise. A la fin 2023, plus de de 74 000 « sites » (pouvant regrouper plusieurs repères) sont répertoriés en France.
===La base de données historiques sur les inondations (BDHI) et l’HydroPortail===
La [[Base de Données Historiques sur les Inondations / BDHI (HU)|base de données historiques sur les inondations (BDHI)]] est une base documentaire visant à recenser et décrire les phénomènes remarquables de submersions dommageables d'origine fluviale, marine, lacustre et autres, survenus sur le territoire français (métropole et départements d'outre-mer) au cours des siècles passés ou plus récemment. Ses informations sont structurées autour de « Fiches Document », de « Notes Inondation » et de « Fiches Synthèse », enrichies progressivement. Cependant, le nombre d’évènements concernés reste limité. Au moment de la mise en ligne de cet article, cette base n'était plus accessible au public pour des raisons de failles de sécurité. Elle reste accessible pour les services de l’État, sur le site intranet https://bdhi.e2.rie.gouv.fr.
Les données quantitatives mesurées dans les cours d’eau (3 000 stations de mesure) et les calculs hydrologiques associés sont capitalisés au sein de l’[[HydroPortail (HU)|HydroPortail]], banque nationale de données hydrométriques.
==Les développements récents et les évolutions en cours ==
Nota : Les éléments présentés dans ce paragraphe sont développés plus en détail dans l'article [[Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)|Prévision des crues : développements récents ou en cours en France (HU)]].
Les projets correspondant aux évolutions présentées dans ce § étaient déjà pour la plupart en maturation depuis les premières années du SCHAPI et des SPC. Ils complétaient les premiers développements prioritaires, comme la mise en place des premiers outils opérationnels et des premières versions du site Vigicrues. Une communication (Bachoc ''et al.'', 2010) assez large a pu en être faite en conférence introductive d’une session du Colloque de la Société hydrotechnique de France (SHF) tenu en mars 2010 pour marquer le 100ème anniversaire de la crue de la Seine en janvier-février 1910. Les développements auxquels ils ont donné lieu ont été orchestrés par les Projets stratégiques, puis les Plans d’action du réseau pour la Prévision des Crues et l’Hydrométrie (PC&H) qui se sont succédés depuis 2009.
A la suite d’un rapport du Conseil Scientifique et technique du SCHAPI (Becerra ''et al.'', 2013), le projet Vigilance 2, lancé en 2013 par le SCHAPI et les SPC, intégrait l’ensemble des nouveaux services suggérés ou en préparation jusque-là, notamment ceux qui sont cités ci-dessous :
* l’affichage graphique sur le site Vigicrues des prévisions et des incertitudes associées ;
* l’extension de la prévision des crues à la prévision des inondations (''figure 6'') ;
* l’anticipation des crues soudaines par une modélisation hydrologique globale (devenue le produit [[Vigicrue flash (HU)|Vigicrues Flash]]) (''figure 7'') ;
* l’amélioration des prévisions en zones côtière et fluviomaritimes ;
* l’amélioration des moyens de communication et d’échange avec les destinataires des prévisions.
[[File:prévision des crues figure 6.JPG|600px|center|thumb|
[[File:prévision des crues figure 7.JPG|600px|center|thumb|
Les méthodes et outils pour l’évaluation des incertitudes associées aux prévisions, qui sont aussi des développements récents et encore en cours, sont présentés dans l'article [[Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)|Prévision des crues : erreurs, incertitudes et évaluation des performances (HU)]].
==Organisation des services en France, et ressources humaines mobilisées==
===Évolutions réglementaires récentes===
Plusieurs évolutions réglementaires récentes sont venues modifier ou préciser l'organisation de la prévision des crues et des inondations.
* Sur la consolidation du réseau pour la prévision des crues. La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0024617&reqId=99527b9b-de11-4119-93f0-d72375ee6753&pos=9 circulaire du 4 novembre 2010], puis l’[https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/45225 instruction ministérielle du 14 juin 2021] relatives à la mise en œuvre des évolutions des vigilances météorologique et sur les crues, complétées par la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/documents/Bulletinofficiel-0032931/TREP2301553N.pdf note technique du 27 Juillet 2021] relative à l’élaboration de la diffusion des vigilances météorologique et sur les crues, et enfin la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 note technique du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance crues, ainsi que le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret du 18 avril 2023] sur les missions de surveillance des cours d’eau, de prévision des crues et de production de la vigilance sur les crues ont permis de :
** concentrer les équipes des Services de prévision des crues en métropole pour densifier leur potentiel technique et humain de façon à mieux faire face à l’extension de leurs tâches. Ainsi, leur nombre, qui était de 22 à leur création par la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0001890&reqId=5d922baa-2064-4568-b44d-ad011b6051cc&pos=1 circulaire du 1er octobre 2002], est de 17 depuis l’été 2021 (''figure 8''). Les SPC bénéficient de l’action des 20 Unités d’Hydrométrie (UH) des DREAL. Le dispositif est complété pour les régions et départements d’Outre-mer, par 5 Cellules de Veille Hydrologique (CVH), progressivement développées depuis 2014, et ayant vocation à fonctionner à terme comme les SPC et les unités d’hydrométrie. Le SCHAPI, ainsi que de nombreuses équipes du réseau pour la prévision des crues et l’hydrométrie, sont engagées dans des certifications qualité ISO 2001.
** de mobiliser, à partir de 2011, avec la [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0024970&reqId=5afc963a-e92a-4355-bcf3-db8df41e8302&pos=5 Circulaire interministérielle du 28/04/2011], complétée par la [https://www.legifrance.gouv.fr/circulaire/id/44107 Note technique du 29 octobre 2018] relative à l’organisation des missions de référent départemental pour l’appui technique à la préparation et à la gestion de crises d’inondation sur le territoire national, les Directions départementales des territoires (et de la mer) - DDT(M) - qui peuvent, pour cela, notamment s’appuyer, avec l’appui des SPC, sur les jeux de cartes de [[Zone Inondée Potentielle (HU)|Zones Inondées Potentiellement]] (ZIP) et de [[Zone inondable par classe de hauteur d'eau / ZICH (HU)|Zones Inondées par Classes de Hauteur d’eau]] (ZICH) correspondant à une gamme de niveaux d’eau aux points de prévision des crues.
[[File:prevision_crues_Fig8_Territoires-SPC_2022_fig-8.jpeg|600px|center|thumb|
* Sur les fonctions du SCHAPI et des SPC. La [https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Bulletinofficiel-0032931&reqId=8ee4176e-f165-4801-b9a8-1c2dd54f1177&pos=1 Note technique du 18 janvier 2023] relative à la production opérationnelle de la vigilance sur les crues (https://www.bulletin-officiel.developpement-durable.gouv.fr/documents/Bulletinofficiel-0032931/TREP2301553N.pdf), aux § 3.4. et 3,5, et le [https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000047464985 décret du 18 avril 2023] ont consolidé les rôles de chacun :
** le SCHAPI assure la responsabilité opérationnelle et le pilotage : du dispositif national de surveillance des cours d’eau ; de la production de la prévision des crues ; de la vigilance sur les crues ; de la transmission des informations correspondantes aux préfets, maires, à divers services de l’État, et aux populations (via le site Vigicrues), en liaison avec les SPC et Météo-France, en restant accessible 7 jours sur 7, 24h sur 24, et assurant, comme les SPC, un service continu en cas de vigilance de niveau orange ou rouge ; plus précisément, le SCHAPI :
*** assure la maîtrise d’ouvrage de l’élaboration ainsi que l’aide à l’installation dans les SPC des outils informatiques nationaux du système Vigicrues (collecte des informations hydrologique en temps réel et échanges d’informations entre services, supervision, prévision, élaboration et diffusion des vigilances) ;
*** trace, comme les SPC, les évènements importants à l’aide du Superviseur national ;
*** reste en lien avec les directions centrales de Météo-France, le Centre Opérationnel de Gestion Interministérielle des Crises (COGIC), éventuellement les préfets et d’autres ;
*** transmet les informations météorologiques et dialoguant avec les SPC pour évaluer la situation hydrologique ;
*** valide les propositions des SPC pour la vigilance, et diffusant celle-ci via le site Vigicrues ;
*** contribue aux Retours d’expérience (REX) sur les évènements marquants et appuie les missions d’inspection auxquelles ils peuvent donner lieu ; il établit aussi des bilans annuels d’activité en matière de vigilance sur les crues et d’hydrométrie.
** Les Services de Prévision des Crues préparent et élaborent les éléments pour la vigilance sur les crues. ; plus précisément, ils :
*** contribuent aux chantiers nationaux d’intérêt commun conduits par le SCHAPI ;
*** maintiennent à jour et perfectionnent les outils ainsi que la connaissance des enjeux d’inondation et des partenaires locaux ;
*** restent en lien avec les Directions Inter-régionales de Météo-France, les services préfectoraux départementaux de protection civile et assurent la fonction de référents techniques départementaux pour la gestion des crises d’inondation (RDI), ainsi que, si nécessaire, les Etats-majors Interministériels des Zones de défense (EMIZ) ;
*** assurent une veille permanente en anticipation des risques de crue et la production au moins biquotidienne des prévisions des crues et de la vigilance sur celles-ci ;
*** tracent, aussi, les évènements importants et contribuent fortement aux Retours d’expérience (REX) des évènements marquants.
===Les compétences requises et leur consolidation===
Les compétences nécessaires couvrent :
* la prévision et la modélisation hydrologique et hydrodynamique ainsi qu’une bonne capacité d’interprétation des données hydrométriques ou pluviométriques ;
* la compréhension des mécanismes et des formalisations des prévisions météorologiques ;
* la maîtrise des technologies de l’information et des communications techniques opérationnelles ;
* l’aptitude à communiquer avec les responsables des administrations de l’État, les responsables politiques, les médias et le public ;
* la gestion et l’administration ;
* la capacité à piloter la recherche et les développements nécessaires et à en intégrer les résultats.
Les unités d’hydrométrie jouent un rôle majeur pour la qualité des mesures, avec une contribution essentielle apportée à celle-ci par les jaugeages en crue, ainsi que pour la fiabilité des télétransmissions.
Les agents bénéficient d’un programme national de formation diversifié et à plusieurs niveaux de spécialisation. Voir: https://www.innovation-transformations.ecologie.gouv.fr/spip.php?page=recherche&lang=fr&forcer_lang=true&recherche=prevision+des+crues+hydrom%C3%A9trie.
Ce programme peut s’appuyer entre autres sur :
* les pages de Wikhydro de la Catégorie Incertitudes citées plus haut ;
* les ouvrages de la série des 9 tomes du Traité d’hydraulique environnementale (Tanguy ''et al.'', 2009-2010) ;
* le manuel du cours d’hydrologie de l’École des Ponts – Paritech (Roche ''et al.'', 2012).
==Quelques services et plates-formes de prévision des crues dans d’autres pays ==
Aux États-Unis d’Amérique, le Service météorologique national (NWS) de l’Administration américaine pour les océans et l’atmosphère (NOAA) est responsable, avec ses 13 Centres de prévisions fluviales, de la prévision des crues au niveau national. Son système de prévisions fluviales, le ''National Weather Service River Forecasting System (NWSRFS)'', comprend plus de 30 modèles h
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Dernière mise à jour : 10/04/2024
Dans un ressaut hydraulique, hauteurs en amont et en aval du ressaut.
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samedi 6 avril 2024
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Dernière mise à jour : 06/04/2024
Cartographie plus précise des [[Zone Inondée Potentielle (HU)|Zones d'inondation potentielle]] faisant apparaître une hauteur de submersion possible (''figure 1'').
[[File:ZICH_vigicrue.JPG|600px|center|thumb|
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Dernière mise à jour : 06/03/2024
Objectif d’état quantitatif visé par les politiques de l’eau pour les masses d'eau souterraines.
Voir : Etat quantitatif.
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vendredi 12 janvier 2024
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jeudi 11 janvier 2024
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[[Catégorie:Pollution_bactériologique_et_autres_risques_sanitaires_(HU)]]
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[[Catégorie:Autres_risques_(HU)]]
Bernard Chocat : Page créée avec « ''Traduction anglaise : Disdrometer'' Nom parfois donné aux disdromètres. Catégorie:Dictionnaire_DEHUA [[Catégorie:Pluviométrie,_t... »
Nom parfois donné aux [[Disdromètre (HU)|disdromètres]].
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Pluviométrie,_techniques_de_mesures_de_la_pluie_(HU)]]
mercredi 10 janvier 2024
Bernard Chocat : Page créée avec « Dernière mise à jour : 10/01/2024 Service offert par Météo-France permettant de disposer d'une estimation spatialisée de la lame d'eau cumulée au sol constru... »
Service offert par Météo-France permettant de disposer d'une estimation spatialisée de la lame d'eau cumulée au sol construite à partir des données radar corrigés par des pluviomètres au sol. La lame d'eau peut être cumulée sur des durées diverses : 1h, 3h, 6h, 12h, 24h, 48h et 72H. La résolution est de l'ordre de 500m et 1km. Les palettes correspondants à des intensités peuvent s'adapter : précipitations faibles, modérées ou fortes (''figure 1'').
[[File:serval_meteo_france.JPG|800px|center|thumb|
Pour en savoir plus :
* https://services.meteofrance.com/prevision/radar-de-precipitations
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Pluviométrie,_techniques_de_mesures_de_la_pluie_(HU)]]
Bernard Chocat : Page créée avec « ''Traduction anglaise : Bioassay'' Dernière mise à jour : 10/01/2024 Test biologique utilisé pour mesurer l'[[Ecotoxicité (HU)... »
Dernière mise à jour : 10/01/2024
[[Test biologique (HU)|Test biologique]] utilisé pour mesurer l'[[Ecotoxicité (HU)|écotoxicité]] d'une substance ou d'un milieu.
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Dernière mise à jour : 10/01/2024
Établissement public dédié à la protection et la restauration de la biodiversité en métropole et dans les Outre-mer, sous la tutelle des ministères chargés de l'écologie et de l'agriculture.
Pour en savoir plus :
* [https://www.ofb.gouv.fr/ Site de l'OFB]
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Dernière mise à jour : 10/01/2024
La Base de données Topage (BD TOPAGE®) constitue le référentiel hydrographique des acteurs de l'eau et des milieux aquatiques. Coproduite par l’[[IGN (HU)|IGN]] et l’[[Office Français de la Biodiversité / OFB (HU)|OFB]], elle a pour objectif d’être la plus exhaustive possible afin d’être utilisée par l’ensemble des acteurs de l’eau pour appuyer les missions de connaissance environnementale, de gestion et de protection des milieux. Elle ne constitue cependant pas un référentiel réglementaire.
Nota : La marque BD TOPAGE a été enregistrée auprès de l’INPI le 22 décembre 2016 et publiée au BOPI le 13 janvier 2017, il faut donc normalement écrire BD TOPAGE®
==Objectifs de la BD TOPAGE®==
La BD TOPAGE® est un référentiel à grande échelle (métrique), compatible avec le référentiel à grande échelle (RGE) de l’IGN.
Elle vise à répondre aux besoins communs de l’ensemble des acteurs du Système d'information sur l'eau (SIE) et doit leur permettre d’échanger et de mutualiser à toutes les échelles sur les éléments hydrographiques de surface du territoire national.
Elle est conforme à la directive INSPIRE.
==Contenu de la BD TOPAGE®==
La BD TOPAGE® regroupe les jeux de données :
* des cours d'eau ;
* des plans d'eau ;
* des surfaces élémentaires ;
* des tronçons hydrographiques ;
* des bassins hydrographiques (moyenne échelle) ;
* des bassins versant topographiques (moyenne échelle) ;
* des nœuds hydrographiques ;
* des limites terre-mer (moyenne échelle).
La ''figure 1'' illustre les données disponibles sur le site Sandre :
[[File:Topage_sandre.JPG|1000px|center|thumb|
Bibliographie :
* https://www.sandre.eaufrance.fr/atlas/srv/fre/catalog.search#/metadata/82752235-2ddf-4b62-a82f-6ea276671f18* IGN (2016) : La BD Topage : le nouveau référentiel hydrographique français ; plaquette de présentation ; 2 p. ; disponible sur http://bdtopage.eaufrance.fr/sites/default/files/upload/documents/plaquettea4_bd_topage_nov2018_abis_v10valide.pdf
Pour accéder à la BD TOPAGE® :
* https://www.sandre.eaufrance.fr/atlas/srv/fre/catalog.search#/metadata/82752235-2ddf-4b62-a82f-6ea276671f18
* https://www.eaufrance.fr/actualites/le-millesime-2022-de-la-bd-topager-metropole-est-disponible
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mardi 9 janvier 2024
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Dernière mise à jour : 09/01/2024
De façon générale, dispositif permettant d'établir le spectre d'un phénomène physique, c'est-à-dire sa décomposition sur une échelle d'énergie (ou une autre grandeur similaire, le plus souvent sa longueur d'onde).
En chimie et en biochimie on utilise le plus souvent le terme spectrométrie pour désigner un ensemble de méthodes analytiques qui consistent à mesurer la capacité d'une substance chimique donnée, généralement en solution, à absorber un rayonnement en fonction de la longueur d'onde émise, de façon à en déduire sa présence et sa concentration.
D'autres techniques analytiques de spectrométrie sont possibles, comme la spectrométrie de masse qui permet de séparer les constituants d'un mélange en fonction de leur masse et/ou de leur charge (https://culturesciences.chimie.ens.fr/thematiques/chimie-analytique/spectroscopies/qu-est-ce-que-la-spectrometrie-de-masse).
Seul le premier aspect sera présenté dans cet article.
==Différence entre spectrométrie et spectrophotométrie==
Même si les deux mots sont proches, ils ne recouvrent pas les mêmes méthodes : un spectromètre peut fonctionner pour tout rayonnement électromagnétique, quelle que soit sa longueur d'onde (depuis les rayons gamma : 10-11 m, jusqu'aux radiofréquences 10-4 m), alors qu'un [[Spectrophotomètre (HU)|spectrophotomètre]] ne fonctionne que dans le domaine visible (parfois dans le proche infra-rouge ou le proche ultraviolet). Les sources et les capteurs utilisés en spectrométrie peuvent donc être totalement différents de ceux utilisés en spectrophotométrie et un spectrophotomètre peut être considéré comme un type particulier de spectromètre.
[[File:spectrophotomètre.JPG|600px|center|thumb|
==Principe des dosages spectrométriques==
Le principe du dosage spectrométrique d'une substance consiste à utiliser la relation existant entre l'absorbance de la solution et la concentration de la substance étudiée.
===Loi de Beer-Lambert===
On définit l'absorbance d'une solution pour la longueur d'onde par la relation (1) :
Avec :
* : intensité du faisceau incident pour la longueur d'onde ;
* : intensité transmise pour la longueur d'onde .
La loi de Beer-Lambert permet de relier cette absorbance à la concentration par la relation (2) :
Avec :
* : coefficient d'extinction molaire pour la longueur d'onde (litres/mole/m) ;
* : longueur traversée par le faisceau incident (m) ;
* : concentration de la solution (moles/Litre).
La loi de Beer-Lambert reste linéaire pour des concentrations peu élevées, et la lecture de l'intensité transmise donne directement la concentration C après étalonnage de l'appareil.
==Mise en œuvre de la spectrométrie dans le domaine de l'hydrologie et de l'assainissement==
Différents appareils de spectrométrie sont utilisés pour déterminer les concentrations dans les eaux de diverses substances en choisissant les longueurs d'onde correspondant à des capacités d'extinction spécifiques à ces substances. Cette technique peut se mettre en œuvre de différentes manières. Il est possible d'utiliser des sources monochromatique (une seule longueur d'onde) ou polychromatiques et ceci aussi bien dans le domaine visible (colorimétrie) que dans l'infrarouge ou l'ultraviolet. Il est possible d'analyser l'absorbance globale du faisceau ou de déterminer des spectres d'absorbance en fonction de la longueur d'onde.
Cette méthode est très fréquemment utilisée pour déterminer les concentrations de certains polluants dans les eaux, par exemple les [[Nitrate (HU)|nitrates]] (norme AFNOR NF T 90-012) et les [[Orthophosphates (HU)|orthophosphates]] (norme AFNOR NF T 90-023), les hydrocarbures (norme AFNOR NF-T 90.203), etc.
Elle est le plus souvent utilisée en laboratoire mais des appareils robustes sont également utilisés in situ pour mesurer en continu certaines substances, par exemple les [[Matières en suspension / MES (HU)|MES]] ou la [[Demande chimique en oxygène / DCO (HU)|DCO]] (De Bénédittis et Bertrand-Krajewski, 2004).
Bibliographie :
* De Bénédittis, J., Bertrand-Krajewski J.-L. (2004) : Mesure de la concentration en polluants dans les eaux usées par spectrométrie UV-visible ; La Houille Blanche, N°4 (Juillet-Août 2006), pp. 136-142
Pour en savoir plus :
* [https://fac.umc.edu.dz/snv/faculte/BA/2020/1%20La%20spectrophotom%C3%A9trie.pdf fac.umc.edu.dz]
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lundi 8 janvier 2024
Pascal Dimaiolo : Pascal Dimaiolo a déplacé la page Étude micromécanique de la transition des régimes hydriques dans les sols granulaires partiellement saturés vers [[Wikibardig:Étude micromécanique de la transition des régimes hydriques dans les sols granu...
==Contexte général==
Depuis la révolution industrielle, la Terre subit des changements climatiques majeurs, se traduisant par une montée du niveau de la mer, ce qui engendre un risque crucial pour les communautés côtières. Afin d'éviter les catastrophes d'inondation, les êtres humains ont eu une idée de génie de construire ce que l'on appelle aujourd'hui : les digues.
Les digues en remblai sont généralement construites à partir de matériaux granulaires compactés et se trouvent souvent dans des conditions de saturation partielle, ce qui confère à leurs matériaux une certaine cohésion bénéfique pour leur résistance mécanique dite cohésion capillaire. Cependant, lorsque ces matériaux granulaires, situés à la surface de la digue, sont exposés à des cycles de séchage et de mouillage, typiquement provoqués par la variation de pression entre l'amont et l'aval de la digue, ils peuvent devenir vulnérables et risquent de s'effondrer.
On peut ainsi considérer l'eau comme une arme à double tranchant : en quantité modérée dans le sol, elle favorise sa cohésion, mais en cas d'absence ou d'excès, la cohésion capillaire disparaît. Ces fluctuations sont généralement engendrées par plusieurs facteurs, tels que des précipitations intenses, des vagues de chaleur, les marées ou encore les tempêtes, des phénomènes malheureusement de plus en plus fréquents dans un contexte de changement climatique.
Aujourd'hui, il est admis que les instabilités des digues au niveau macroscopique sont dues à des instabilités microscopiques [1]. Avant d'étudier ces instabilités microscopiques, il est indispensable de comprendre, dans un premier temps, la physique et la mécanique des milieux partiellement saturés, ainsi que l'impact crucial des fluctuations de la teneur en eau sur la cohésion capillaire de ces sols.
La présente thèse s'inscrit dans le cadre du projet StabDigue, financé pour une durée de cinq ans par la région Nouvelle-Aquitaine, pour l'étude de la stabilité des digues en remblai partiellement saturées. Cette thèse de doctorat est motivée par '''plusieurs questions clés qui seront abordées''' :
*Peut-on modéliser et prédire les conséquences sur la stabilité mécanique des sols granulaires dues au changement la teneur en eau ?
*Comment les cycles de mouillage/séchage vont-ils affecter les propriétés hydromécaniques des sols granulaires ?
*Est-il possible d'interpréter ces changements hydromécaniques en terme de microstructure sous-jacente ?
==Les lacunes dans la littérature, motivations de cette étude et objectifs==
La problématique centrale réside dans le fait que la physique des sols partiellement saturés se situe à l'échelle des pores et des grains solides, ce qui requiert une étude microstructurale pour analyser les interactions entre les phases solide-liquide-gaz et leur impact sur le comportement global d'un sol partiellement saturé. La grande majorité des études, qu'elles soient expérimentales, analytiques ou numériques, dans la littérature, se sont focalisées sur les configurations se trouvant dans le régime pendulaire [2]–[9]. Aujourd'hui, le régime pendulaire est bien compris par les géomécaniciens et les chercheurs. Cependant, ce régime ne représente qu'une petite portion des sols non-saturés. Ces derniers se trouvent généralement dans les régimes funiculaire et capillaire. Hélas, la plupart des études dans la littérature ont été consacrées uniquement au régime pendulaire. Lorsque le régime funiculaire est étudié pour les triplets, les chercheurs se sont contentés d'utiliser des critères géométriques, souvent analytiques, afin de modéliser la coalescence ou la rupture des ponts capillaires [10], [11]. Ces critères géométriques, aussi pratiques soient-ils, rendent la modélisation des milliers de particules en régime funiculaire et capillaire quasi-impossible.
Pour s'affranchir de ces approximations et pour modéliser des milieux granulaires partiellement saturés pour tous les régimes possibles, nous proposons un couplage entre la méthode aux éléments discrets dite DEM pour simuler le squelette solide en forme de particules sphériques et la méthode de Boltzmann sur réseau dite LBM afin de modéliser les ponts capillaires eau-air entre les particules solides.
Concernant la LBM, un code maison a été développé sur des cartes GPU (Graphical Processing Units) qui est basé sur la résolution des équations Navier-Stokes et Allen-Cahn afin de prendre en compte l'interface eau-air des ponts capillaires. En ce qui concerne la DEM, le logiciel à accès libre YADE a été utilisé [12].
==Validation numérique et résultats==
Avant de s’attaquer à l’étude du matériau en considérant un volume élémentaire représentatif (VER), plusieurs benchmarks et validations ont été nécessaires pour le modèle LBM, notamment en ce qui concerne la prédiction précise de la forme des ponts capillaires ainsi que les forces associées. A l’équilibre mécanique de la simulation LBM, les formes des ponts capillaires entre deux grains solides sphériques coïncident parfaitement avec la solution théorique de l’équation de Young-Laplace. De plus, les résultats trouvés par la LBM montrent qu’elle est capable de retrouver l’inversion de signe de la courbure moyenne H quand la distance de séparation entre les deux particules augmente. En outre, une nouvelle expression numérique pour le calcul des forces capillaires entre des grains sphériques a été proposée. Cette nouvelle formulation a montré ses capacités à calculer de façon assez précise les forces capillaires résultant des ponts capillaires isolés et coalescents entre deux et trois particules sphériques, en les comparant avec des résultats expérimentaux et numériques dans la littérature. L’avantage de l’approche LBM est sa capacité à modéliser la fusion des ponts capillaires de façon intrinsèques sans avoir besoin de passer par des critères de fusion géométrique. Ainsi, ces résultats montrent que la LBM est capable de modéliser le passage du régime pendulaire au régime funiculaire.
Ensuite, le couplage DEM-LBM est mis en place pour explorer les caractéristiques des assemblages granulaires partiellement saturés pour tous les régimes capillaires. Nous avons pu retrouver la forme classique de la courbe de rétention qui est définie par l’évolution de la succion en fonction du degré de saturation. De plus, l’évolution de la contrainte capillaire moyenne, qui pourrait être considérée comme étant la cohésion apparente, a été tracée en fonction du degré de saturation. Nous observons une augmentation de la contrainte capillaire moyenne avec l’augmentation du degré de saturation jusqu’à un certain seuil au-delà duquel la contrainte capillaire moyenne diminue pour atteindre zéro lorsque le système devient complètement saturé. Par ailleurs, nous avons également démontré que le paramètre de Bishop pour les contraintes effectives n’est jamais égal au degré de saturation. Ces derniers résultats ont été comparés avec des données numériques déjà existantes dans la littérature.
Nous avons enfin exploité la pleine capacité du couplage DEM-LBM pour simuler des cycles de séchage (évaporation) et de mouillage (condensation) dans les sols non-saturés. Cela a été réalisé à la fois sur de petits assemblages granulaires composés de trois et quatre particules sphériques, ainsi que sur des VER constitués de quelques milliers de grains. Tout d'abord, pour les trois particules sphériques, nous avons réussi à reproduire avec succès les sauts (chutes) des forces capillaires, estimées à 30% au moment de la coalescence (rupture) des ponts capillaires. Ceci est démontré dans le cas des trois particules sphériques, tel qu'illustré sur la Figure (1) et nous avons ensuite comparé ces résultats avec des études expérimentales et théoriques [13], [14]. Un autre résultat assez remarquable est que nous avons constaté que, pour une même configuration et un même angle de mouillage, le volume auquel les ponts se fusionnent est différent de celui auquel les ponts se rompent, phénomène appelé l'hystérésis. En effet, nous avons observé que lors de la coalescence, la fusion n'aura lieu que si les interfaces capillaires se touchent. En revanche, la rupture des ponts capillaires se produit quand l'épaisseur du pont, dans le plan passant par les centres des particules sphériques, devient nulle.
A l'échelle du VER, nous avons mis en évidence que la succion et la contrainte moyenne sont plus élevées lors de l’évaporation que celles qui ont été observées lors la condensation pour le même angle de mouillage comme le montre la Figure 2. Nous avons également montré que la contrainte capillaire moyenne (cohésion apparente) devient nulle quand le système devient complètement sec ou saturé, comme observé précédemment.
[[File:Evolution de la force capillaire.png|300px]]
Figure 1 : L'évolution de la force capillaire Ff [mN] en fonction du volume d'eau [μL]
[[File:2.png|550px]]
Figure 2 : Les évolutions (a) de la contrainte capillaire moyenne pcap [kPa] et (b) de la succion s [kPa] en fonction du degré de saturation Sr [%]
==Conclusion et perspectives==
Pour rappel, l'étude bibliographique effectuée dans ce mémoire a mis en évidence d'importantes lacunes dans la compréhension des milieux granulaires partiellement saturés, notamment le fait que la plupart des études se sont concentrées uniquement sur le régime pendulaire. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse était de développer un modèle numérique capable de simuler les matériaux granulaires partiellement saturés pour tous les régimes possibles : pendulaire, funiculaire et capillaire. Cela a justifié le choix d'utiliser le modèle DEM-LBM, capable de modéliser facilement cette transition entre les régimes, pour étudier et exploiter les milieux granulaires partiellement saturés.
Les perspectives de ces '''travaux sont nombreuses et peuvent-être résumés en quelques points''' :
'''4.1 Existence d'une contrainte effective
L'existence de la contrainte effective est depuis longtemps un problème ouvert et majeur pour les géomécaniciens à la fois sur le niveau numérique et expérimental. L'existence de la contrainte effective n'a été justifiée que dans le régime pendulaire lors de la rupture de l'échantillon, c-à-d à la limite plastique. Cependant, la réponse reste malheureusement en suspens pour les régimes funiculaire et capillaire. C'est là où le couplage DEM-LBM entre en jeu afin d'étudier plus en détail cette question dans tous les régimes possibles.
'''4.2 Instabilités à l'échelle du VER
Dans le cadre du projet StabDigue, l'étude la plus cruciale concerne la détermination quantitative des instabilités des sols granulaires partiellement saturés soumis à des cycles de mouillage/séchage. Cet aspect peut être abordé en utilisant le soi-disant critère du travail du second ordre W^2 [1], capable de décrire de manière précise l'effondrement des sols granulaires secs. En utilisant le couplage DEM-LBM ainsi que les expressions analytiques récemment dérivées par [15], nous avons l'opportunité de calculer de façon précise le W^2 pour tous les régimes possibles.
'''4.3 Couplage avec des approches macroscopiques
La modélisation des digues en utilisant le couplage DEM-LBM avec des millions de particules, semble impossible et irréalisable en raison du calcul très intensif. Pour surmonter ce problème, il est envisageable d'intégrer le modèle DEM-LBM avec une méthode macroscopique telle que la méthode des éléments finis (FEM), la méthode des différences finies (FDM) ou la méthode du point matériel (MPM). Actuellement, en parallèle de ma thèse, des chercheurs à l'Université de La Rochelle explorent la possibilité d'utiliser le DEM-LBM comme une loi de comportement pour modéliser, à l'échelle réelle, les digues en remblai.
Pour conclure, le couplage DEM-LBM a montré ses capacités à analyser finement, la physique des matériaux granulaires partiellement saturés à l'échelle macroscopique, et plus particulièrement les transitions fluides entre les régimes capillaires. Ce modèle numérique nous permis de comprendre des aspects qui pourraient sinon rester inaccessibles dans des expériences de laboratoire. Nous pourrons avec ce fameux modèle de repousser les limites de notre compréhension des sols partiellement saturés. Nous pourrons également proposer des solutions aux paradoxes actuelles et contribuer au développement de la géomécanique dans son entièreté.
==Références==
[1] R. Wan, F. Nicot, and F. Darve, Failure in geomaterials: a contemporary treatise. Oxford: Elsevier, 2017.
[2] L. Scholtes, “Modélisation micromécanique des milieux granulaires partiellement saturés,” PhD thesis, Institut National Polytechnique de Grenoble-INPG, 2008.
[3] L. Scholtès, B. Chareyre, F. Nicot, and F. Darve, “Micromechanics of granular materials with capillary effects,” International Journal of Engineering Science, vol. 47, no. 1, pp. 64–75, Jan. 2009, doi: 10.1016/j.ijengsci.2008.07.002.
[4] L. Scholtès, P. ‐Y. Hicher, F. Nicot, B. Chareyre, and F. Darve, “On the capillary stress tensor in wet granular materials,” Num Anal Meth Geomechanics, vol. 33, no. 10, pp. 1289–1313, Jul. 2009, doi: 10.1002/nag.767.
[5] J. Duriez and R. Wan, “Stress in Wet Granular Media with Interfaces via Homogenization and Discrete Element Approaches,” J. Eng. Mech., vol. 142, no. 12, p. 04016099, Dec. 2016, doi: 10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0001163.
[6] J. Duriez and R. Wan, “Contact angle mechanical influence in wet granular soils,” Acta Geotech., vol. 12, no. 1, pp. 67–83, Feb. 2017, doi: 10.1007/s11440-016-0500-6.
[7] J. Duriez, M. Eghbalian, R. Wan, and F. Darve, “The micromechanical nature of stresses in triphasic granular media with interfaces,” Journal of the Mechanics and Physics of Solids, vol. 99, pp. 495–511, Feb. 2017, doi: 10.1016/j.jmps.2016.10.011.
[8] J. Duriez and R. Wan, “A micromechanical μ UNSAT effective stress expression for stress-strain behaviour of wet granular materials,” Geomechanics for Energy and the Environment, vol. 15, pp. 10–18, Sep. 2018, doi: 10.1016/j.gete.2017.12.003.
[9] B. Mielniczuk, O. Millet, G. Gagneux, and M. S. El Youssoufi, “Characterisation of pendular capillary bridges derived from experimental data using inverse problem method,” Granular Matter, vol. 20, no. 1, p. 14, Feb. 2018, doi: 10.1007/s10035-017-0784-8.
[10] M. Miot, G. Veylon, A. Wautier, P. Philippe, F. Nicot, and F. Jamin, “Numerical analysis of capillary bridges and coalescence in a triplet of spheres,” Granular Matter, vol. 23, no. 3, p. 65, Aug. 2021, doi: 10.1007/s10035-021-01127-0.
[11] F. Z. E. Korchi, “Approche expérimentale multi-échelle de l’effondrement capillaire de sols granulaires,” Université de Montpellier, 2017.
[12] V. Smilauer et al., “Yade Documentation,” 2023, doi: 10.48550/ARXIV.2301.00611.
[13] J.-P. Gras, “Approche micromécanique de la capillarité dans les milieux granulaires: rétention d’eau et comportement mécanique,” PhD thesis, Université de Montpellier II-Sciences et Techniques du Languedoc, 2011.
[14] G. Gagneux and O. Millet, “An analytical framework for evaluating the cohesion effects of coalescence between capillary bridges,” Granular Matter, vol. 18, no. 2, p. 16, May 2016, doi: 10.1007/s10035-016-0613-5.
[15] M. Eghbalian, M. Pouragha, and R. Wan, “Micromechanical formulation of first‐ and second‐order works in unsaturated granular media,” Num Anal Meth Geomechanics, vol. 47, no. 7, pp. 1152–1174, May 2023, doi: 10.1002/nag.3509.
lundi 4 décembre 2023
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Dernière mise à jour : 04/12/2023
Nom donné à certains [[Dessableur (HU)|dessableurs]] rectangulaires installés en entrée des stations d'épuration ; on parle également de dessableurs "couloirs".
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Dernière mise à jour : 04/12/2023
Être vivant (plante, micro-organisme, animal, etc.), ou ensemble d'êtres vivants, présents dans un lieu ou un secteur donné.
==Différence entre biote et biocénose==
Si en anglais on utilise le même terme pour les deux notions (''biota''), il existe cependant plusieurs différences entre les deux termes :
* Un biote appartient à une région qui peut être définie sans référence spécifique à un [[Ecosystème (HU)|écosystème]] (cette région peut correspondre à une partie d'un écosystème, à un écosystème réel, ou à plusieurs écosystèmes) alors que la biocénose est définie obligatoirement par rapport à un écosystème spécifique.
* un biote est un échantillon plus ou moins important des êtres vivants de la zone étudiée : ce peut être un seul organisme ou la totalité des organismes de la zone ; la biocénose représente l'ensemble des êtres vivants de l'écosystème, considéré comme un tout, c'est à dite en prenant en compte son organisation, son fonctionnement et l'ensemble des inter-relations.
* la description du biote ne prend en compte que le côté organique des espèces, la biocénose prend en compte le côté organique mais également le côté fonctionnel.
Pour résumer un biote constitue un échantillon organique, plus ou moins complet, d'une ou plusieurs biocénoses appartenant à tout ou partie d'un ou plusieurs écosystèmes.
Voir : [[Biocénose aquatique (HU)]].
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samedi 2 décembre 2023
Bernard Chocat : Page créée avec « Sigle pour Station d’Épuration Individuelle. Catégorie:Dictionnaire_DEHUA [[Catégorie:Assainissement_non_collect... »
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Bernard Chocat : Page créée avec « ''Traduction anglaise : '' Dernière mise à jour : 02/12/2023 Partie traitement d'une installation d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainisse... »
Dernière mise à jour : 02/12/2023
Partie traitement d'une installation d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]]. Ce terme est surtout utilisé en Belgique (SPGE, 2019).
Bibliographie :
* SPGE (2019) : Guide de mise en œuvre d'un système d'épuration individuelle ; 12p. ; disponible sur [https://sigpaa.spge.be/getattachment/4c9db486-271a-49ed-9ce4-cb349670f9f0/Brochure-du-guide-de-mise-en-oeuvre-d-un-systeme-d.aspx https://sigpaa.spge.be].
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Assainissement_non_collectif_(HU)]]
Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 02/12/2023
Les eaux ménagères regroupent les [[Eau grise (HU)|eaux grises]] et les eaux de cuisine.
Attention : Le terme anglais ''grey water'' ne fait pas la différence entre les eaux grises et les eaux ménagères.
Ces eaux doivent normalement être épurées avant leur rejet au milieu naturel. La présence d'huiles ou de graisses provenant des cuisines rend plus difficile, voire interdit, leur réutilisation à l'intérieur de la maison (par exemple pour alimenter les chasses d'eau).
Voir également : [[Eau usée (HU)|Eau usée]].
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Généralités_sur_l'eau_(HU)]]
[[Catégorie:Eau_usée_et_eau_parasite_(HU)]]
vendredi 1er décembre 2023
Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 02/12/2023
Dispositif d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] fonctionnant sans eau et sans transport ; les résidus des toilettes sèches sont généralement traités sur la parcelle par [[Compostage (HU)|compostage]] ; l’utilisation de toilettes sèches doit être associée à une filière de traitement des [[Eau ménagère (HU)|eaux ménagères]] ([[Eau grise (HU)|eaux grises]] plus eaux provenant des cuisines).
==Différents types==
Il existe deux types principaux de toilettes sèches selon que l'on sépare ou non les fèces et l'urine à la source (''figure 1'').
[[File:toilettes_seches_pananc.JPG|800px|center|thumb|
===Toilettes unitaires===
En l'absence de séparation, on parle de toilettes unitaires. Ce type de toilettes peut fonctionner de deux façons différentes (Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie; 2012) :
* Dans les toilettes unitaires à sciure (on parle parfois de Toilettes à Litière Biomaîtrisée ou TLB), les excréments tombent par gravité dans une chambre de compostage ou un réceptacle ; l’ajout de litière avant la mise en service ainsi qu’après chaque utilisation a notamment pour effet d’absorber les liquides et de bloquer les odeurs.
* Dans le cas des toilettes unitaires à séparation gravitaire, les excréments tombent aussi par gravité dans une chambre de compostage ou un réceptacle. Les urines percolent vers le bas du composteur où elles sont évacuées vers un dispositif de traitement dédié. Les matières fécales sont hygiénisées par compostage ou [[Lombricompostage (HU)|lombricompostage]], soit à l’intérieur du réceptacle ou de la chambre de compostage, soit sur une aire extérieure.
===Toilettes à séparation à la source===
Le principe consiste à récupérer séparément l'urine et les matières fécales. Les fèces sont collectées dans un réservoir de stockage pour un compostage ultérieur. Les urines seules peuvent être valorisées (voir [[Collecte séparée des urines (HU)]]).
Comme les urines représentent 90% du volume des excréments, cette solution permet d’espacer les fréquences de vidange du réservoir de compostage, d'autant qu'elle évite le besoin d'une litière pour absorber les liquides. Elle nécessite cependant des sièges de toilettes spécifiques (''figure 2'').
[[File:Cuvette séparation urine 2.JPG|600px|center|thumb|
==Avantages et inconvénients==
* Absence de consommation d'eau et récupération de ressources ;
* Installation possible pour toute taille d’habitation moyennant un dimensionnement adapté ;
* Installation possible dans le cas d'une utilisation intermittente (résidence secondaire par exemple) ;
* Filière sans bruit ni consommation électrique (sauf en cas de recours à un poste de relevage) ;
* Installation possible en zones à usages sensibles en l'absence d'une réglementation locale spécifique ;
Mais :
* Nécessité d'une autre filière pour les eaux ménagères ;
* Sujétions d'installation possibles (un dispositif de ventilation forcé pour assurer le contrôle des odeurs, espace disponible sous les toilettes pour récupérer les excréments) ;
* Contraintes d'entretien (récupération et gestion des matières).
Bibliographie :
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
Pour en savoir plus :
* Toilettes du monde (2009) : Des toilettes sèches à la maison ... comment les choisir, les installer et les utiliser ; 81p. ; disponible sur le [https://reseau-assainissement-ecologique.org/wp-content/uploads/2020/04/guide-tdm-toilettes-seches-maison.pdf site du Réseau Assainissement Ecologique].
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dimanche 12 novembre 2023
Bernard Chocat : Page créée avec « Sigle pour Système d'information des services publics d'eau et d'assainissement [[Catégor... »
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Dernière mise à jour : 12/11/2023
Base de données recensant les données relatives à l’organisation, à la gestion et aux performances des services publics d’eau potable et d’assainissement.
Les données sont fournies par les collectivités en charge de la gestion des services en utilisant un site dédié : https://www.services.eaufrance.fr/sispea/authentication/show-login.action?urlGoingTo=
L'observatoire publie un rapport de synthèse annuel ; voir par exemple [https://www.services.eaufrance.fr/cms/uploads/Rapport_Sispea_2021_VF_1_3fe1214bd6.pdf?updated_at=2023-06-20T13:56:40.464Z Observatoire national des services publics d'eau et d'assainissement : Panorama des services et de leur performances en 2021].
Ces éléments permettent d’évaluer la qualité du service rendu à l’usager sur le plan économique, technique, social et environnemental sur une base objective, reconnue et partagée par tous les acteurs du secteur de l’eau.
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vendredi 10 novembre 2023
Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 11/11/2023
On appelle "micro-station à culture fixée" un ensemble de dispositifs agréés formant un système complet d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] et généralement constitué de trois éléments (''figure 1'') :
* un compartiment dédié au traitement primaire ;
* un compartiment dédié au traitement secondaire ;
* un clarificateur.
[[File:microstation_culture_fixé_guide_usager.JPG|600px|center|thumb|
==Fonctionnement d'une micro-station à culture fixée==
===Traitement primaire===
Le traitement primaire, parfois appelé "prétraitement" ou "décantation primaire" assure la séparation des phases (solides et flottantes) des eaux usées domestiques brutes pour délivrer un effluent liquéfié adapté au traitement secondaire placé en aval. Cette cuve ou compartiment peut également assurer le stockage des boues en excès extraites depuis le clarificateur.
===Traitement secondaire===
Le traitement secondaire, appelé "réacteur biologique" est réalisé dans une seconde cuve ou un deuxième compartiment. L'épuration est faite en mode [[Aérobie (HU)|aérobie]] en mettant en œuvre une oxygénation forcée qui permet un fort développement de la biomasse qui dégradent les matières polluantes. Un système d’aération (surpresseur, compresseur, turbine, etc.) assure l'oxygénation et facilité la dégradation aérobie des matières organiques. Cette dégradation génère notamment des gaz (CO2) et des boues. Les gaz sont évacuées et les boues gérées par un clarificateur (également appelé décanteur secondaire). Une partie des boues est recirculée vers le réacteur biologique. L’excèdent est extrait pour être stocké dans le décanteur primaire avec les boues primaires.
Le support sur lequel les [[Biofilm (HU)|biofilms]] se développent peut lui même être fixe (tubes, disques, etc.), ou mobile. Dans ce second cas, lLa biomasse est fixée sur de petits supports en plastique d’une taille de l’ordre du cm3 et on parle de culture fixée fluidisée (''Moving Bed Biofilm Reactor''). Le système d'aération assure alors également le brassage de ces supports (voir [[Cultures fixées fluidisées (HU)]] et ''figure 2'').
[[File:culture lit fluidisés.JPG|600px|center|thumb|
===Évacuation des eaux traitées===
Selon la perméabilité du sol naturel, les eaux traitées sont :
* soit évacuées par infiltration dans le sous-sol ou utilisées pour l’irrigation de végétaux non destinés à la consommation humaine ;
* soit, à défaut et sur étude particulière, évacuées vers le milieu hydraulique superficiel (fossé ou cours d'eau).
==Avantages et inconvénients==
* dispositif compact utilisant peu de surface et peu de volume ;
* Installation possible en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] suivant avis d'agrément ;
* utilisation possible en semi-collectif (l'avis d'agrément précise le nombre d’équivalent-habitant et donc de pièces principales raccordables.
Mais :
* Coût élevé ;
* ne fonctionne pas dans le cas d'une utilisation intermittente (résidence secondaire) ;
* Filière impactante : émission d'un peu de bruit et consommation électrique ;
* Nécessité de trouver un exutoire pour les eaux usées traitées.
==Entretien==
* Le changement des pièces d’usures doit se faire suivant les prescriptions du fabricant (se référer au guide) ; un entretien régulier par un professionnel est fortement recommandé ;
* vidange nécessaire de l'installation par un organisme agréé lorsque le volume des boues dépasse 30 % de la capacité.
Bibliographie :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
Pour en savoir plus :
* [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/ Portail interministériel sur l'assainissement non collectif.]
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Assainissement_non_collectif_(HU)]]
[[Catégorie:Epuration_des_eaux_usées_(HU)]]
Bernard Chocat : /* Entretien */
Dernière mise à jour : 10/11/2023
On appelle "micro-sation à culture libre" un ensemble de dispositifs agréés formant un système complet d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] et généralement constitué de trois éléments (''figure 1'') :
* un compartiment dédié au traitement primaire ;
* un compartiment dédié au traitement secondaire ;
* un clarificateur.
[[File:microstation_culture_libre_guide_usager.JPG|600px|center|thumb|
==Fonctionnement d'une micro-station à culture libre==
===Traitement primaire===
Le traitement primaire, parfois appelé "prétraitement" ou "décantation primaire" assure la séparation des phases (solides et flottantes) des eaux usées domestiques brutes pour délivrer un effluent (liquéfié) adapté au traitement secondaire placé en aval. Cette cuve ou compartiment peut également assurer le stockage des boues en excès extraites depuis le clarificateur. Cette phase de traitement est présente dans la majorité des systèmes à culture libre de type boues activées ou parfois combinée avec la phase de traitement secondaire.
===Traitement secondaire===
Le traitement secondaire, appelé "réacteur biologique" est réalisé dans une seconde cuve ou un deuxième compartiment. L'épuration est faite en mode aérobie en mettant en œuvre une oxygénation forcée qui permet un fort développement de la biomasse qui dégradent les matières polluantes. Un système d’aération (surpresseur, compresseur, turbine, etc.) assure l'oxygénation et la mise en suspension de la biomasse dans les eaux à traiter. Cette dégradation génère notamment des gaz (CO2) et des boues. Les gaz sont évacuées et les boues gérées par un clarificateur (également appelé décanteur secondaire). Une partie des boues est recirculée vers le réacteur biologique. L’excèdent est extrait pour être stockés dans le décanteur primaire avec les boues primaires.
===Évacuation des eaux traitées===
Selon la perméabilité du sol naturel, les eaux traitées sont :
* soit évacuées par infiltration dans le sous-sol ou utilisées pour l’irrigation de végétaux non destinés à la consommation humaine ;
* soit, à défaut et sur étude particulière, évacuées vers le milieu hydraulique superficiel (fossé ou cours d'eau).
==Avantages et inconvénients==
* dispositif compact utilisant peu de surface et peu de volume ;
* Installation possible en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] suivant avis d'agrément ;
* utilisation possible en semi-collectif (l'avis d'agrément précise le nombre d’équivalent-habitant et donc de pièces principales raccordables.
Mais :
* Coût élevé ;
* ne fonctionne pas dans le cas d'une utilisation intermittente (résidence secondaire) ;
* Filière impactante : émission d'un peu de bruit et consommation électrique ;
* Nécessité de trouver un exutoire pour les eaux usées traitées.
==Entretien==
* Le changement des pièces d’usures doit se faire suivant les prescriptions du fabricant (se référer au guide) ; un entretien régulier par un professionnel est fortement recommandé ;
* vidange nécessaire de l'installation par un organisme agréé lorsque le volume des boues dépasse 30 % de la capacité.
Bibliographie :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
Pour en savoir plus :
* [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/ Portail interministériel sur l'assainissement non collectif.]
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
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Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 10/11/2023
Procédé de traitement secondaire utilisable dans les installations d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] des eaux usées et mettant en œuvre un filtre à sable pour le traitement secondaire et un exutoire autre que le sol support pour l'évacuation. Les filtres à sable s'installent après une [[Fosse septique (HU)|fosse septique toutes eaux]] et cette association fait partie des filières dites traditionnelles (''figure 1'').
[[File:filtre_a_sable_vertical_drainé_guide_utilisateur.JPG|600px|center|thumb|
==Fonctionnement et dimensionnement des filtres à sable==
Un filtre à sable vertical drainé est constitué d'un massif de sable siliceux lavé enterré qui remplace le sol naturel sur une profondeur de l'ordre de 70 cm. Des tuyaux d’épandage rigides (canalisations dont les perforations sont orientées vers le bas) sont placés dans une couche de graviers qui recouvre le sable et répartissent ainsi l'effluent sur le massif. Les eaux usées sont alors traitées par les micro-organismes fixés aux grains de sable. Les drains récupèrent les eaux usées traitées pour les évacuer vers un autre exutoire (''figures 2 et 3'').
[[File:filtre_a_sable_vertical_drainé_ensemble_pananc.JPG|800px|center|thumb|
[[File:filtre_a_sable_vertical_drainé_coupes_pananc.JPG|800px|center|thumb|
Les filtres à sable de ce type sont à utiliser lorsque la [[Nappe phréatique (HU)|nappe phréatique]] est suffisamment profonde pour les installer mais trop proche ou trop vulnérable pour permettre l'infiltration ou encore lorsque la [[Conductivité hydraulique (HU)|conductivité hydraulique]] du sol naturel est insuffisante.
La difficulté principale consiste à trouver un exutoire aux eaux traitées ; cet exutoire peut être :
* un milieu hydraulique superficiel (en général fossé ou cours d'eau), il est alors nécessaire de justifier la raison pour laquelle l'infiltration est impossible ;
* un puits d’infiltration permettant d'atteindre une couche de sol de perméabilité suffisante ; il s'agit de la solution de dernier recours lorsque l'infiltration n'est pas possible et qu'il n'existe pas d'exutoire de surface disponible à proximité ; ce choix nécessite une étude hydrogéologique et une autorisation du maire de la commune.
Les règles de dimensionnement sont les suivantes :
* Volume total du filtre : 3 m3 jusqu’à 5 pièces principales, puis 1 m3 par pièce supplémentaire ;
* surface du filtre : 5 m2 par pièce principale, avec une surface minimale de 20 m2.
==Avantages et inconvénients==
* Installation possible pour toute taille d’habitation, y compris pour les maisons secondaires (usage intermittent), en respectant un dimensionnement adapté ;
* Installation possible en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] sauf en cas de dispositions locales contraires ;
* Filière peu impactante : peu d'émergences visibles (exceptées les regards de visite), pas de bruit, pas d'effluent à l'air libre, pas de consommation électrique (sauf en cas de recours à un poste de relevage) et ne nécessitant que peu d'entretien (voir § "Entretien") ;
Mais :
* Nécessité de trouver un exutoire pour les eaux usées traitées ;
* la zone d'épandage doit être protégée (pas de passage de véhicules ni de plantation).
==Entretien==
* Vérification régulière des regards (en particulier vérification du bon écoulement dans la boite de répartition et de l'absence d'eau stagnante dans la boite de bouclage) ;
* Nettoyage régulier du [[Bac à graisse (HU)|bac à graisse]] s'il existe ;
* Vidange de la fosse par une entreprise agréée lorsque la hauteur de boues accumulées atteint la moitié du volume utile de la fosse.
Pour en savoir plus :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
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Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 10/11/2023
Procédé de traitement secondaire utilisable dans les installations d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] des eaux usées et mettant en œuvre un filtre à sable pour le traitement secondaire et le sol support pour l'évacuation. Les filtres à sable s'installent après une [[Fosse septique (HU)|fosse septique toutes eaux]] et cette association fait partie des filières dites traditionnelles (''figure 1'').
Nota : On parle parfois de lit filtrant vertical non drainé pour désigner ce type d'ouvrage ; attention à la confusion avec les [[Lit filtrant (HU)|lits filtrants à flux horizontal]] que l'on appelle souvent simplement lit filtrant.
[[File:filtre_a_sable_vertical_non_drainé_guide_utilisateur.JPG|600px|center|thumb|
==Fonctionnement et dimensionnement des filtres à sable==
Un filtre à sable vertical non drainé est constitué d'un massif de sable siliceux lavé enterré qui remplace le sol naturel sur une profondeur de l'ordre de 70 cm. Des tuyaux d’épandage rigides (canalisations dont les perforations sont orientées vers le bas) sont placés dans une couche de graviers qui recouvre le sable et répartissent ainsi l'effluent sur le massif. Les eaux usées sont alors traitées par les micro-organismes fixés aux grains de sable. Le sol support est utilisé comme milieu dispersant (infiltration) (''figures 2 et 3'').
[[File:filtre_a_sable_vertical_non_drainé_dessus_pananc.JPG|800px|center|thumb|
[[File:filtre_a_sable_vertical_non_drainé_coupes_pananc.JPG|800px|center|thumb|
Les filtres à sable de ce type sont à utiliser lorsque la nappe phréatique est suffisamment profonde pour les installer et que la conductivité hydraulique du sol naturel est trop importante pour assurer le traitement correct des eaux usées (supérieure à 500 mm/h).
Les règles de dimensionnement sont les suivantes :
* Volume total du filtre : 3 m3 jusqu’à 5 pièces principales, puis 1 m3 par pièce supplémentaire ;
* surface du filtre : 5 m2 par pièce principale, avec une surface minimale de 20 m2.
==Avantages et inconvénients==
* Installation possible pour toute taille d’habitation, y compris pour les maisons secondaires (usage intermittent), en respectant un dimensionnement adapté ;
* Installation possible en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] sauf en cas de dispositions locales contraires ;
* Filière peu impactante : peu d'émergences visibles (exceptées les regards de visite), pas de bruit, pas d'effluent à l'air libre, pas de consommation électrique (sauf en cas de recours à un poste de relevage) et ne nécessitant que peu d'entretien (voir § "Entretien") ;
Mais :
* Nécessite que la nappe soit suffisamment profonde et que le sol permette l'infiltration ;
* la zone d'épandage doit être protégée (pas de passage de véhicules ni de plantation).
==Entretien==
* Vérification régulière des regards (en particulier vérification du bon écoulement dans la boite de répartition et de l'absence d'eau stagnante dans la boite de bouclage) ;
* Nettoyage régulier du [[Bac à graisse (HU)|bac à graisse]] s'il existe ;
* Vidange de la fosse par une entreprise agréée lorsque la hauteur de boues accumulées atteint la moitié du volume utile de la fosse.
Pour en savoir plus :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Assainissement_non_collectif_(HU)]]
mercredi 8 novembre 2023
Bernard Chocat : Page créée avec « Sigle pour Service Public d'Assainissement Non Collectif Catégorie:Dictionnaire_DEHUA [[Catégorie:C... »
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
[[Catégorie:Cadre_réglementaire_de_l'assainissement_(HU)]]
[[Catégorie:Assainissement_non_collectif_(HU)]]
mardi 7 novembre 2023
Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 10/11/2023
Procédé de traitement secondaire utilisable dans les installations d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] des eaux usées et mettant en œuvre un filtre utilisant la [[Zéolite (HU)|zéolite]] pour le traitement secondaire. Les massif à zéolite s'installent après une [[Fosse septique (HU)|fosse septique toutes eaux]] et cette association fait partie des filières dites traditionnelles (''figure 1'').
[[File:massif_a_zeolite_principe_guide_usager.JPG|600px|center|thumb|
==Fonctionnement et dimensionnement des massif à zéolite==
Un massif à zéolite est constitué d’un matériau filtrant à base de zéolite naturelle de type chabasite, placé dans une coque étanche. Il se compose de deux couches, une de granulométrie fine en
profondeur, et une de granulométrie plus grossière en surface. Le système d’épandage et de répartition de l’effluent est bouclé et noyé dans une couche de graviers roulés lavés (''figures 2 et 3'').
[[File:massif_a_zeolite_vue_dessus_pananc.JPG|800px|center|thumb|
[[File:massif_a_zeolite_vue_coupes_pananc.JPG|800px|center|thumb|
Selon la perméabilité du sol naturel, les eaux traitées sont :
* soit évacuées par infiltration dans le sous-sol ou utilisées pour l’irrigation de végétaux non destinés à la consommation humaine ;
* soit, à défaut et sur étude particulière, évacuées vers le milieu hydraulique superficiel ;
* soit, après avoir constaté l’impossibilité d’avoir recours aux modes d’évacuation précités, après une étude hydrogéologique et autorisation du maire de la commune, vers un puits d’infiltration.
Les massifs à zéolite sont à utiliser lorsque la sols de perméabilité est trop faible et que les surfaces disponibles sont réduites. Ce type de dispositif ne convient que pour les petites installations (5 pièces principales au maximum).
Nota : il existe des dispositifs ayant le même principe de fonctionnement parmi les dispositifs agréés qui permettent de traiter des installations plus conséquentes.
Les règles de dimensionnement sont les suivantes :
* surface du filtre : 4 m2 par pièce principale, avec une surface minimale de 5 m2.
==Avantages et inconvénients==
* Installation très compacte utilisant peu de surface ;
* Installation possible pour toute taille d’habitation, y compris pour les maisons secondaires (usage intermittent), en respectant un dimensionnement adapté ;
* Filière peu impactante : peu d'émergences visibles (exceptées les regards de visite), pas de bruit, pas d'effluent à l'air libre, pas de consommation électrique (sauf en cas de recours à un poste de relevage) ;
Mais :
* Installation interdite en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] ;
* coût d'investissement et de fonctionnement (renouvellement matériau filtrant) élevé.
==Entretien==
* Vérification régulière des regards (en particulier vérification du bon écoulement dans la boite de répartition et de l'absence d'eau stagnante dans la boite de bouclage) ;
* renouvellement du matériau filtrant à faire selon la fréquence définie par le fabricant ;
* Nettoyage régulier du [[Bac à graisse (HU)|bac à graisse]] s'il existe ;
* Vidange de la fosse par une entreprise agréée lorsque la hauteur de boues accumulées atteint la moitié du volume utile de la fosse.
Pour en savoir plus :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
Bernard Chocat :
Date de dernière mise à jour : 30/11/2023
Dans le domaine de l'assainissement, désigne une filière d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] qui a fait l'objet d'un agrément interministériel.
==Différentes familles de filières agréées==
Les filières agréées peuvent se répartir en quatre familles principales :
* les [[Filtre Compact (HU)|filtres compacts]] ;
* les [[Filtre planté (HU)|filtres plantés]] ;
* les [[Micro-station (HU)|micro-stations]] à culture libre ;
* les [[Micro-station (HU)|micro-stations]] à culture fixée immergée (dont lits fluidisés).
Boutin ''et al'' (2017) propose une classification plus détaillée (''figure 1'').
[[File:filières_agréées_boutin.JPG|600px|center|thumb|
Aujourd'hui plus de 1000 filières ont été agréées. Leur liste ainsi que les guides d’utilisation sont accessibles sur le portail de l’ANC :
http://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr. Le [[GRAIE (HU)|GRAIE]] propose également un outil permettant d'effectuer un tri entre ces solutions : http://www.graie.org/portail/tableau-de-comparaison-filieres-agreees-anc/
L'efficacité réelles de certaines de ces filières, dans des conditions opérationnelles réelles, n'est pas toujours très bonne (Boutin ''et al.'', 2017).
Bibliographie :
* Boutin, C., ''et al'' (2017) : Assainissement non collectif : le suivi ''in situ'' des installations de 2011 à 2016 ; rapport IRSTEA, AFB ; 188p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/ly2017-pub00054553_s2-2.pdf le portail ANC].
Voir : [[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]]
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
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Bernard Chocat : Page créée avec « ''Traduction anglaise : Traditionnal onsite sanitation Systems'' Date de dernière mise à jour : 07/11/2023 Dans le domaine de l'assainissement, désigne ... »
Date de dernière mise à jour : 07/11/2023
Dans le domaine de l'assainissement, désigne une filière classique d'[[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]] constituée d'une [[Fosse septique (HU)|fosse septique toutes eaux]] suivie d'un épandage. Celui-ci peut utiliser le sol en place ou un sol reconstitué qui peut lui-même être enterré ou hors-sol, drainé ou non drainé (''figure 1'')
[[File:ANC_NF_DTU_64.1.JPG|500px|center|thumb|
Le [https://www.actu-environnement.com/media/pdf/NF-DTU-64.1.pdf NF DTU 64.1] décrit les règles de l’art qui leur sont applicables pour les maisons d’habitation individuelles jusqu’à 20 pièces principales.
Voir : [[Assainissement non collectif / ANC (HU)|assainissement non collectif]]
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Bernard Chocat :
Date de dernière mise à jour : 10/11/2023
Filière traditionnelle [[Assainissement non collectif / ANC (HU)|d'assainissement non collectif]], installée après un traitement primaire par une [[Fosse septique (HU)|fosse septique toutes eaux]] et utilisant le sol en place comme système épurateur (traitement) et comme moyen dispersant (évacuation) (''figure 1'').
[[File:lit_epandage_guide_usager.JPG|600px|center|thumb|
== Principes de fonctionnement et règles de dimensionnement==
Les lits d'épandage sont équipés de drains et remplis d'une couche de 30 cm de graviers lavés ([[Granulométrie (HU)|granulométrie]] 10/30) afin de permettre une bonne dispersion de l’eau prétraitée en vue de sa percolation dans le sol naturel (''figure 2 et 3'').
[[File:lit_epandage1_pananc.JPG|800px|center|thumb|
[[File:lit_epandage2_pananc.JPG|800px|center|thumb|
Ils conviennent bien dans le cas de sol à dominante sableuse ([[Conductivité hydraulique (HU)|conductivité hydraulique]] supérieure à 200mm/h) dans lesquels la réalisation des [[Tranchée d'épandage (HU)|tranchées d’épandage]] est difficile. Leur surface dépend de la conductivité hydraulique du sol et du nombre de pièces de l'habitation. A titre d'exemple : 30 m2 pour une habitation de 5 pièces principales + 6 m2 par pièce supplémentaire dans le cas d'une conductivité hydraulique supérieure à 200 mm/h.
==Avantages et inconvénients==
* Installation possible pour toute taille d’habitation, y compris pour les maisons secondaires (usage intermittent), en respectant un dimensionnement adapté ;
* Installation possible en [[Zone à usages sensibles (HU)|zones à usages sensibles]] sauf en cas de dispositions locales contraires ;
* Filière peu impactante : peu d'émergences visibles (exceptées les regards de visite), pas de bruit, pas d'effluent à l'air libre, pas de consommation électrique (sauf en cas de recours à un poste de relevage) et ne nécessitant que peu d'entretien (voir § "Entretien") ;
Mais :
* Nécessite un sol ayant une [[Conductivité hydraulique (HU)|conductivité hydraulique]] adaptée (typiquement plus de 200 mm/h) ;
* la zone d'épandage doit être protégée (pas de passage de véhicules ni de plantation).
==Entretien==
* Vérification régulière des regards (en particulier vérification du bon écoulement dans la boite de répartition et de l'absence d'eau stagnante dans la boite de bouclage) ;
* Nettoyage régulier du [[Bac à graisse (HU)|bac à graisse]] s'il existe ;
* Vidange de la fosse par une entreprise agréée lorsque la hauteur de boues accumulées atteint la moitié du volume utile de la fosse.
Pour en savoir plus :
* Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (2016) : Règles et bonnes pratiques à l'attention des installateurs ; groupe de travail Formation des installateurs et des concepteurs en ANC ; programme PANANC ; 34p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_des_regles_et_bonnes_pratiques-v2.pdf www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
* Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie (2012) : Assainissement non collectif : Guide d’information sur les installations destiné aux usagers ; 47p. ; disponible sur [https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/12032_ANC_Guide-usagers_complet_02-10-12_light_cle1713de.pdf https://www.assainissement-non-collectif.developpement-durable.gouv.fr]
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mercredi 25 octobre 2023
Bernard Chocat :
Dernière mise à jour : 16/02/2024
Dans un écoulement, ce terme représente la [[Contrainte de cisaillement (HU)|contrainte de cisaillement]] près du fond du canal ou de la conduite ; cette contrainte s'applique en particulier sur les particules déposées sur le radier et conditionne leur mise en mouvement.
==Cas des écoulements uniformes==
Dans le cas d'un [[Ecoulement uniforme (HU)|écoulement uniforme]], la contrainte de cisaillement au radier peut se mettre sous la forme :
Avec :
* : contrainte de cisaillement près du fond (N/m2) ;
* : masse volumique du fluide (kg/m3) ;
* : accélération de la pesanteur (m/s2) ;
* : [[Rayon hydraulique (HU)|rayon hydraulique]] de la conduite (m) ;
* : pente du fond (m/m).
Cette hypothèse est très simplificatrice, en particulier près du fond où les vecteurs vitesses sont très rarement parallèles entre eux et parallèles au fond.
==Cas des écoulements graduellement variés==
La relation précédente peut être généralisée au cas des [[Ecoulement graduellement varié (HU)|écoulements graduellement variés]] en remplaçant la pente du fond, , par la pente de la [[Ligne d'énergie (HU)|ligne d'énergie]] (pertes de charges par unité de longueur), .
Voir aussi : [[Contrainte de cisaillement (HU)]],[[Contrainte critique d’entrainement (HU)]].
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lundi 2 octobre 2023
Bernard Chocat : Page créée avec « ''Traduction anglaise : friction velocity'' Dernière mise à jour : 02/10/2023 Valeur limite de la vitesse apparaissant dans la formule de calcul du prof... »
Dernière mise à jour : 02/10/2023
Valeur limite de la vitesse apparaissant dans la formule de calcul du profil logarithmique des vitesses en fonction de la hauteur d'eau .
La vitesse de frottement est directement liée à la [[Contrainte de cisaillement (HU)|contrainte de cisaillement]] (''relation (1)'') :
avec :
* : contrainte de cisaillement (N/m^2) ;
* : masse volumique du fluide (kg/m^3).
Pour en savoir plus :
* https://pastel.hal.science/tel-00005725/file/partie_II_Cisaillement.pdf