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Within a global framework of characterization of floods, rivers and their sediment load in Haiti, the objective of this work is to create decision support tools for the flood risk prevention from hydraulic modeling results and vulnerability estimation. The characterization of the river is presented in the form of flood hazard maps based on water depths and flow velocities. These maps are derived from the results of one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) hydraulic modeling. These models are based on the Saint-Venant equations discretized with a finite-volume scheme. The 1D model is constructed using river cross sections. Several interdistances have been tested to take into account flow singularities in the most complex sections. The 2D modeling is performed on a triangular mesh, denser in the minor bed for greater accuracy and less dense in the floodplains. The simulations were first carried out in steady flow considering the largest flow recorded by the measuring devices. This first work allowed to verify the different hypotheses of the study. Comparisons were made between the two types of models (1D;2D) highlighting the strengths and weaknesses of each. The methodology was then used to simulate the 2016 flood in the Cavaillon city. Discharge hydrographs were created from ATHYS software with NASA satellite rainfall data. These simulations integrate the contributions of the different ravines which turn out to be significant. In addition to the hazard maps, vulnerability maps were created using Saaty’s multi-criteria method. This method assigns a weight to each element considered as an issue according to pre-established criteria in order to make pairwise comparisons. Vulnerability maps of human, material and agricultural issues are obtained by this method. These vulnerability maps are crossed with the hazard maps to obtain the risk maps of the study area. (FSA - Sciences de l'ingénieur) -- UCL, 2023

International audience; This paper proposes an approach of climate change impacts assessment on overflow of an Ourthe river reach (Belgium). We based our work on a set of hydro-climatic scenarios including the long-term climate variability (from the Maunder Minimum to the end of the 21st century). A 1D hydraulic modelling (the WOLF 1D model) is then useful to detect an overflowing discharge along the reach, and a discharge-duration-frequency analysis was implemented to consider the flood dynamic (duration of overflow) in the impact study. From comparison between baseline data (1976-2005) corresponding to present climate to hydro-climate scenarios, impacts on overflow characteristics (duration and frequency) are analyzed. Results show that in a context of changing climate conditions, frequency of short overflow events decrease whereas that of long overflow events increase. The results of this study are useful to flood risk managers who aim to add "climatic resilience" to river planning measures.; Cet article propose une quantification/qualification des impacts d'un climat en évolution sur les débordements d'un tronçon de l'Ourthe (Belgique), à partir d'un jeu de scénarios hydro-climatiques intégrant la variabilité long terme du climat (du Minimum de Maunder jusqu'à la fin du XXIème siècle). À l'aide de la modélisation hydraulique 1D (modèle WOLF 1D), un débit débordant est identifié le long du tronçon. Puis l'analyse débit-durée-fréquence est utilisée pour intégrer la dynamique de crue (durée de débordement) dans l'étude d'impact. En comparant un scénario de référence correspondant au climat actuel (1976-2005) à notre jeu de scénarios hydro-climatiques, les changements en durée et fréquence dans les débordements sont analysés. Il ressort de cette analyse que dans un contexte de variabilité climatique long terme, les débordements courts sont en majorité moins fréquents, tandis que les débordements longs sont en majorité plus fréquents. Les résultats de cette étude sont utiles aux gestionnaires du risque d'inondation qui souhaitent apporter de la "résilience climatique" aux aménagements des cours d'eau destinés à gérer les débordements.

The coastal environment in Normandy is conducive to a convergence of multiple hazards (erosion, marine submersion, flooding by overflowing streams or upwelling of a water table, turbid flooding by runoff, coastal or continental slope movement). Because of their interface positions, important regressive dynamics go between the marine and continental processes. This interaction will occur within the slopes and valleys where coastal populations and their activities have tended to become more densified since the 19th century. In this context, it is necessary to adopt a multi-hazard and multi-risk approach considering the spatial or temporal confluence of several hazards and their possible cascading effects and to assess the multi-sector impacts generated. by these vagaries.As part of this thesis, as well as in the ANR RICOCHET program, three study sites were selected at the outlet of the coastal rivers: from Auberville to Pennedepie, from Quiberville to Dieppe and from Criel-sur-Mer to Ault due to significant issues and strong interactions between hydrological and gravitational phenomena. Two main objectives have been carried out: (1) an methodological development on analyses of potential consequences by considering all the elements at risk within a study territory through a multiscaling approach; (2) an analysis of hydrological concomitances through a both statistical and spatial approach.; Les environnements côtiers en Normandie sont propices à de multiples aléas (érosion, submersion marine, inondation par débordement de cours d’eau ou remontée de nappe, crue turbide par ruissellement, mouvement de versant côtier ou continental). Des interactions entre aléas vont se produire au sein des versants et des vallées où les populations côtières et leurs activités tendent à se densifier depuis le XIXe siècle. Dans ce contexte, il s’avère nécessaire, d’adopter une démarche multi-aléas et multirisques tenant compte de la concomitance spatiale ou temporelle de plusieurs aléas et de leurs possibles effets en cascades et d’évaluer les impacts multisectoriels engendrés par ces aléas.Dans le cadre de cette thèse, ainsi que dans le programme ANR RICOCHET, trois sites d’étude ont été sélectionnés à l’embouchure des rivières littorales : de Auberville à Pennedepie, de Quiberville à Dieppe et de Criel-sur-Mer à Ault en raison d’importants enjeux socio-économiques et de fortes interactions entre les phénomènes hydrologiques et gravitaires. Deux principaux objectifs ont été menés à bien : (1) un développement méthodologique sur les analyses des conséquences potentielles en considérant les éléments exposés au sein d’un territoire d’étude à travers une approche multiscalaire ; (2) la mise en évidence et la quantification des effets des concomitances hydrologiques (lame d’eau et extension spatiale) liés aux blocages des écoulements fluviaux par la mer dans les embouchures à partir d’une analyse spatiale et d’une modélisation hydraulique sous HEC RAS.

The Adour estuary is an urbanized area with human, economic and environmental stakes. The tide meets the river flow of the Adour. The result of confronting these forcing is a re-suspension of the sediments present in the estuary, which can lead to the appearance of high concentration values. On the other hand, floods of Adour and Nive (one of its tributaries) have negative consequences on this area. This work is based on the development of an 1D numerical hydro-sedimentary model to improve the understanding and forecast of the phenomena.; L’estuaire de l’Adour est une zone urbanisée regroupant enjeux humains, économiques et environnementaux. La marée et ses courants y rencontrent le débit fluvial de l’Adour. Le produit de ces forçages a pour effet la remise en suspension des sédiments présents dans l’estuaire, ce qui peut entrainer l’apparition d’un bouchon vaseux. D’autre part, les crues de l’Adour et de la Nive (un de ses affluents) ont des conséquences néfastes sur cette zone. Ce travail repose sur le développement d’un modèle numérique hydro-sédimentaire 1D permettent de mieux comprendre et appréhender ces phénomènes.

En domaine fluvial, le principal rôle des digues est de canaliser l’eau afin de réduire le risque d’inondation. Toutefois, en période de crue, ces digues peuvent être endommagées par le biais de mécanismes physiques comme l’érosion causée par exemple, par une surverse. De ce fait, il est important de prendre en compte les ruptures de digues induites par de tels phénomènes, dans les modèles hydrauliques. Cependant, la modélisation des digues et de leurs ruptures est complexe et repose sur un certain nombre de paramètres incertains, liés à la géométrie des brèches potentielles et aux mécanismes de ruptures implémentés dans les modèles numériques. Dans ce contexte, l’objectif de l’étude est de réaliser une analyse de sensibilité visant à mieux déterminer l’impact des paramètres de rupture de digues utilisés dans un modèle hydraulique 1D, sur les débordements générés. Pour cela, un modèle à casiers de la Garonne, construit et validé préalablement avec le code HEC-RAS, a été utilisé. Le cas d’étude repose sur l’analyse de la crue historique de 1981, sur un bief de 63km entre les communes de Tonneins et La Réole, durant laquelle plusieurs digues ont cédé. La méthodologie s’appuie sur une propagation d’incertitudes des paramètres de brèches, réalisée grâce au couplage de deux outils: HEC-RAS et l’environnement de modélisation IRSN, Prométhée. Les paramètres des digues sont considérés uniformément distribués et tirés aléatoirement afin de générer un nombre élevé de scénarios de rupture. Les analyses de type Monte-Carlo et FAST (Fourier Analysis Sensitivity Test) réalisées, ont montré la forte influence du paramètre de surverse, sur le remplissage des casiers, puis des paramètres liés à la géométrie de la brèche. L’étude permet également de souligner la forte différence entre la zone aval et celle amont du modèle qui est plus sensible aux ruptures de digues.

Ce travail de fin d’études s’intègre dans la seconde phase de l’élaboration du PGEE de la Ville de Genève, avec la recherche de solutions pour permettre la poursuite de la mise en séparatif d’un secteur situé à cheval sur la commune de Genève et la commune de Carouge dans le cadre d’un mandat de l’entreprise Sd ingénierie Genève sa. Le contexte fortement urbanisé du secteur concerné met en jeu de nombreuses contraintes et l’expertise nécessaire au choix des propositions formulées a été menée sur deux axes : une analyse à caractère géométrique et l’étude du fonctionnement hydraulique du réseau sur la base d’une modélisation avec le logiciel Mike Urban.

The importance of issues related to the quality of groundwater requires characterizing the operation of groundwater aquifers. Hydrogeological methods used to carry out conceptual model of an aquifer are generally based on the observation and characterization of the medium, by using boreholes and carrying out of pumping test operations. However, these methods present some limitations in characterizing the spatial variability of heterogeneous aquifers. In this thesis, we develop experimental approaches that use information from thermal or saline tracing for the characterization of hydraulic parameters in heterogeneous porous media. The choice of using experimental approaches was justified 1) by difficulties of taking into account hydraulic heterogeneities in natural porous media and 2) for a better understanding of the phenomena involved in a controlled situation. In this work, we first proposed the use of punctual thermal measurements, then measurements obtained by using thermal infrared to estimate hydraulic parameters in heterogeneous porous media. However, as thermal tracing methods are limited in low permeability areas, we improved our approach by combining it with a geophysical method (Spontaneous Potential). This method, sensitive to fluid flows and thermoelectric and electrochemical processes, has allowed us to collect interesting temporal data to monitor thermal or saline variations in the media. The measurements obtained were then used in inversion algorithms to estimate the spatial distributions of hydraulic properties. The results obtained allowed to demonstrate the effectiveness of these approaches for the characterization of heterogeneous media and consequently for the modelling of fluid flows.; L'importance des enjeux liés à la qualité et à la connaissance de l'eau souterraine nécessite de caractériser le fonctionnement des nappes d’eaux souterraines. En hydrogéologie, les méthodes qui permettent de réaliser le modèle conceptuel d’un aquifère reposent généralement sur l’observation et la caractérisation du milieu, à partir notamment de la mise en place de forages et la réalisation de pompages d’essai. Cependant, ces méthodes présentent des limites pour caractériser la variabilité spatiale des aquifères hétérogènes. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au développement d’approches expérimentales qui utilisent des informations issues de traçage thermique ou salin pour la caractérisation des paramètres hydrauliques des milieux hétérogènes poreux. Ce choix expérimental a été justifié 1) par les difficultés de prise en compte des hétérogénéités hydrauliques dans les milieux poreux naturels et 2) pour une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu en situation contrôlée. Dans les travaux réalisés, nous avons tout d’abord proposé d’utiliser des mesures thermiques ponctuelles, puis obtenues dans l'infrarouge thermique pour estimer les paramètres hydrauliques en milieux poreux hétérogènes. Cependant, les méthodes de traçage thermiques étant limitées dans les zones faiblement perméables, nous avons fait évoluer notre approche en la combinant avec une méthode géophysique (Potentiel Spontané). Cette méthode, sensible aux écoulements des fluides et aux processus thermoélectrique et électrochimique, nous a permis de collecter des données temporelles intéressantes pour surveiller des variations thermiques ou saline provoquées dans les milieux. Les mesures obtenues ont été par la suite utilisées dans des algorithmes d’inversion pour estimer les distributions spatiales des propriétés hydrauliques. Les résultats obtenus nous ont permis de montrer l’efficacité de ces approches pour la caractérisation des milieux hétérogènes et par conséquent pour la modélisation des écoulements des fluides dans ces milieux.

The importance of issues related to the quality of groundwater requires characterizing the operation of groundwater aquifers. Hydrogeological methods used to carry out conceptual model of an aquifer are generally based on the observation and characterization of the medium, by using boreholes and carrying out of pumping test operations. However, these methods present some limitations in characterizing the spatial variability of heterogeneous aquifers. In this thesis, we develop experimental approaches that use information from thermal or saline tracing for the characterization of hydraulic parameters in heterogeneous porous media. The choice of using experimental approaches was justified 1) by difficulties of taking into account hydraulic heterogeneities in natural porous media and 2) for a better understanding of the phenomena involved in a controlled situation. In this work, we first proposed the use of punctual thermal measurements, then measurements obtained by using thermal infrared to estimate hydraulic parameters in heterogeneous porous media. However, as thermal tracing methods are limited in low permeability areas, we improved our approach by combining it with a geophysical method (Spontaneous Potential). This method, sensitive to fluid flows and thermoelectric and electrochemical processes, has allowed us to collect interesting temporal data to monitor thermal or saline variations in the media. The measurements obtained were then used in inversion algorithms to estimate the spatial distributions of hydraulic properties. The results obtained allowed to demonstrate the effectiveness of these approaches for the characterization of heterogeneous media and consequently for the modelling of fluid flows., L'importance des enjeux liés à la qualité et à la connaissance de l'eau souterraine nécessite de caractériser le fonctionnement des nappes d’eaux souterraines. En hydrogéologie, les méthodes qui permettent de réaliser le modèle conceptuel d’un aquifère reposent généralement sur l’observation et la caractérisation du milieu, à partir notamment de la mise en place de forages et la réalisation de pompages d’essai. Cependant, ces méthodes présentent des limites pour caractériser la variabilité spatiale des aquifères hétérogènes. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au développement d’approches expérimentales qui utilisent des informations issues de traçage thermique ou salin pour la caractérisation des paramètres hydrauliques des milieux hétérogènes poreux. Ce choix expérimental a été justifié 1) par les difficultés de prise en compte des hétérogénéités hydrauliques dans les milieux poreux naturels et 2) pour une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu en situation contrôlée. Dans les travaux réalisés, nous avons tout d’abord proposé d’utiliser des mesures thermiques ponctuelles, puis obtenues dans l'infrarouge thermique pour estimer les paramètres hydrauliques en milieux poreux hétérogènes. Cependant, les méthodes de traçage thermiques étant limitées dans les zones faiblement perméables, nous avons fait évoluer notre approche en la combinant avec une méthode géophysique (Potentiel Spontané). Cette méthode, sensible aux écoulements des fluides et aux processus thermoélectrique et électrochimique, nous a permis de collecter des données temporelles intéressantes pour surveiller des variations thermiques ou saline provoquées dans les milieux. Les mesures obtenues ont été par la suite utilisées dans des algorithmes d’inversion pour estimer les distributions spatiales des propriétés hydrauliques. Les résultats obtenus nous ont permis de montrer l’efficacité de ces approches pour la caractérisation des milieux hétérogènes et par conséquent pour la modélisation des écoulements des fluides dans ces milieux.

Dans le présent travail, j’ai fait l’étude de diagnostic de vulnérabilité de cinq stations de pompage du SIVOA situées en zones inondables. Plus particulièrement, j’ai réalisé un audit pour les cinq sites pour comprendre le fonctionnement des stations, leurs équipements et leurs localisations. Ensuite j’ai réalisé un modèle hydraulique pour définir les aléas auxquels sont soumis les stations de pompage. Enfin j’ai participé au plan d’action pour la réalisation des aménagements pour protéger les stations de pompage.

International audience; Methods to estimate xylem embolism resistance generally rely on hydraulic measurements, which can be far from straightforward. Recently, a pneumatic method based on air flow measurements of terminal branch ends was proposed to construct vulnerability curves by linking the amount of air extracted from a branch with the degree of embolism. We applied this novel technique for 10 temperate tree species, including six diffuse, two ring-porous and two gymnosperm species, and compared the pneumatic curves with hydraulic ones obtained from either the flow-centrifuge or the hydraulic-bench dehydration method. We found that the pneumatic method provides a good estimate of the degree of xylem embolism for all angiosperm species. The xylem pressure at 50% and 88% loss of hydraulic conductivity (i.e., Ψ50 and Ψ88) based on the methods applied showed a strongly significant correlation for all eight angiosperms. However, the pneumatic method showed significantly reduced Ψ50 values for the two conifers. Our findings suggest that the pneumatic method could provide a fast and accurate approach for angiosperms due to its convenience and feasibility, at least within the range of embolism resistances covered by our samples.

32ème Arborencontre: Les plantations permettant de gérer les eaux pluviales et réguler la température en ville, MONTÉVRAIN, FRANCE, 13-/06/2017 - 13/06/2017; L'urbanisation croissante impacte les bilans d'eau et d'énergie et conduisant aux crues urbaines plus intenses et plus fréquentes et à l'effet d'îlot de chaleur urbain. Ces deux bilans sont liés par le processus d'évapotranspiration.Les arbres constituent une solution intéressante pour limiter ces effets de l'urbanisation : par effet d'ombrage, ils peuvent limiter l'augmentation de la température de l'air dans les basses couches et dans les habitations et par un fort potentiel d'évapotranspiration et donc de consommation en eau, ils peuvent limiter l'apparition des crues tout en rafraîchissant là encore l'air environnant.Des résultats des projets VegDUD et MUSCADE sont présentés où l'impact des arbres sur ces problématiques a été étudié.

Première version sur la plateforme BioRxiv au lien suivant : http://www.biorxiv.org/content/early/2017/01/10/099531; Stomata play a significant role in the Earth’s water and carbon cycles, by regulating gaseousexchanges between the plant and the atmosphere. Under drought conditions, stomatal control oftranspiration has long been thought to be closely coordinated with the decrease in hydrauliccapacity (hydraulic failure due to xylem embolism). We tested this hypothesis by coupling a metaanalysisof functional traits related to the stomatal response to drought and embolism resistancewith simulations from a soil–plant hydraulic model. We report here a previously unreported phenomenon:the existence of an absolute limit by which stomata closure must occur to avoid rapiddeath in drought conditions. The water potential causing stomatal closure and the xylem pressureat the onset of embolism formation were equal for only a small number of species, and the differencebetween these two traits (i.e. safety margins) increased continuously with increasing embolismresistance. Our findings demonstrate the need to revise current views about the functional coordinationbetween stomata and hydraulic traits and provide a mechanistic framework for modelingplant mortality under drought conditions.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks(Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularlyaffected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greaterbecause the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computerequipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is locatedin flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly intothe underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences.This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model theRATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks.This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimentaldata were used to model water ingress within the RATP network from the subway station.Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions.Infiltrations through the tunnels are estimated numerically.The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementingan operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand thefunctioning of its network in order to improve its flood risk protection plan.; La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différentsréseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a étéparticulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourraitengendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable dufait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences(les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, lesécoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale duréseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisantle logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisationnécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. Eneffet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration.Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche demétro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numériquequi caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela apermis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’unebouche de métro.Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe etvalidés avec des mesures in situ.Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit demettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de laRATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protectioncontre le risque inondation.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks(Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularlyaffected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greaterbecause the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computerequipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is locatedin flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly intothe underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences.This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model theRATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks.This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimentaldata were used to model water ingress within the RATP network from the subway station.Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions.Infiltrations through the tunnels are estimated numerically.The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementingan operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand thefunctioning of its network in order to improve its flood risk protection plan.; La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différentsréseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a étéparticulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourraitengendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable dufait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences(les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, lesécoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale duréseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisantle logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisationnécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. Eneffet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration.Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche demétro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numériquequi caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela apermis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’unebouche de métro.Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe etvalidés avec des mesures in situ.Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit demettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de laRATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protectioncontre le risque inondation.

Voies Navigables de France a conclu un Partenariat Public-Privé avec la société BAMEO pour financer, concevoir, construire et exploiter pendant trente ans six nouveaux barrages sur l’Aisne et vingt-trois nouveaux barrages sur la Meuse. La conception et la justification hydraulique des barrages ont été attribuées à un groupement dont BRLIngénierie est mandataire. Ce projet complexe nécessite de bout en bout un appui fort d’études hydrauliques. Au stade « faisabilité », de telles études permettent de pré-dimensionner les ouvrages, et de vérifier/valider les grandes orientations stratégiques quant au phasage du chantier, ce qui permet de mieux appréhender les coûts de l’opération et ainsi de minimiser les risques. Les études hydrauliques s’appuient alors sur une modélisation filaire uniquement du lit mineur. Au stade des Etudes réglementaires, les études hydrauliques sont indispensables pour s’assurer que le projet dans son ensemble ne conduira pas à une augmentation du risque inondation sur le territoire, aussi bien une fois l’aménagement achevé que durant la durée des travaux. Il est alors nécessaire de mettre en œuvre une modélisation plus complexe qui intègre le lit mineur et le lit majeur des cours d’eau étudiés, ainsi que des modèles locaux fins bidimensionnels qui permettent de déterminer avec précision les pertes de charge engendrées par les nouveaux ouvrages en état aménagé, mais aussi en phases travaux. Au stade Conception Détaillée / Exécution, ces études hydrauliques permettent de répondre à des questions spécifiques qui n’avaient pas été soulevées auparavant et d’optimiser le phasage du chantier ou les aménagements.

The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks (Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularly affected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greater because the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computer equipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is located in flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly into the underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences. This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model the RATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks. This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimental data were used to model water ingress within the RATP network from the subway station. Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions. Infiltrations through the tunnels are estimated numerically. The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementing an operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand the functioning of its network in order to improve its flood risk protection plan., La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différents réseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a été particulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourrait engendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable du fait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences (les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, les écoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale du réseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences.Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisant le logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisation nécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. En effet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration. Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche de métro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numérique qui caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela a permis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’une bouche de métro. Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe et validés avec des mesures in situ. Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit de mettre en oeuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de la RATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protection contre le risque inondation.

With the development of rainfall measurements at highspatial and temporal resolutions, the use of distributed hydrometeorological models is now considered to forecast flash floods on small and ungauged catchment areas. Current flashflood monitoring systems generally enable a real-time assessment of the potential flash-flood magnitudes. However they do not assess the potential impacts of flash-flood, which highly depends on the catchment areas configuration and on the importance of potentially affected assets. The purpose of this PhD research work was to develop and test a method which can be used to directly estimate the impacts of flash-floods, based on the outputs of a distributed rainfall-run off model. The approach is based on a prior analysis of the study area in order to assess the potential impact of different discharge levels on the flooded areas and to identify from geography database the associated buildings at risk. The aim is to build impact models on specific river reaches, using discharge versus impact graphs. The use of these impact models combined with a rainfall-run off model, has enabled us to compute maps of potential impacts, based on real time assessment of flood events updated every 15 minutes. This method was evaluated on two case studies looking at the accuracy and relevance of estimated impacts for each event – and comparing the outcomes to insurance losses data. This research work has helped to confirm the efficiency of this new combined method, which may become a useful tool to forecast large-scale effects of local impacts of flash-floods.; Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiales et temporelles , l’utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les phénomènes de crue soudaine sur les petits bassins versants non jaugés. Toutefois les approches développées jusqu’ici se sont généralement concentrées sur l’évaluation des phénomènes hydrologiques, laissant de côté la question de leurs impacts, qui dépendent fortement de la configuration du terrain et des enjeux qui y sont présents. Ce travail de thèse a permis de développer et tester une méthode d’évaluation directe de ces impacts à partir des sorties d’un modèle pluie-débit sur un territoire limité. La démarche mise en oeuvre repose sur un travail préalable d’analyse du territoire permettant d’une part d’évaluer les emprises submergées dans une large gamme de débits par une approche hydraulique simplifiée, puis de construire des relations univoques débit-enjeux pour chaque bief de cours d’eau. Ces relations permettent de produire des cartes d‘enjeux potentiellement touchés ,pouvant être actualisées régulièrement en cours d’événement. Deux études des cas ont permis de réaliser une première évaluation des performances de cette approche, du point de vue de la qualité d’estimation des emprises inondées, et du point de vue des impacts estimés à l’échelle d’un événement grâce à la comparaison avec des données d’assurance. Finalement, ces travaux ont permis de confirmer le potentiel de la méthode, dont les performances semblent en adéquation avec l’objectif visé : obtenir rapidement une première hiérarchisation des impacts occasionnés par les crues soudaines à l’échelle d’un grand territoire.

International audience; Les oueds du Haut Atlas de Marrakech ont la triste réputation d’être imprévisibles et redoutables parleurs crues éclairs et leurs inondations répétées des dernières décennies (1989, 1995, 1999, 2006,2009, 2014). Le bassin versant de la Gheraya (225 km²) ne sort pas de la règle. Ses fortes cruespeuvent inonder des zones agricoles, des zones de fréquentation touristique et les voies decommunication. A cet effet, ce travail consiste à caractériser l’aléa de crue en simulant les hauteursdes eaux de l’oued et les extensions latérales des crues. Après une analyse fréquentielle des débitsde pointe, et à l’aide d’un modèle numérique de terrain (MNT) à bonne résolution (4 mètres) et desoutils de modélisation hydraulique, nous avons simulé l’étendue des crues de différentes périodes deretour sur les berges de l’oued. Le choix des secteurs d’application est motivé par deux types d’enjeu: une zone touristique habituellement fréquentée par les visiteurs (Rha de Moulay Brahim) où sontexposés des bâtiments de restauration, la route régionale 203 et évidemment les vies humaines. Laseconde zone est un secteur d’activité agricole sur les terrasses alluviales au niveau de la ville deTahannaout où les champs et quelques aménagements anthropiques sont vulnérables. Lacartographie des zones inondables attire l’attention sur le risque des débordements de la Gherayasur ces zones d’activités humaines ; notamment par l’inondabilité des champs cultivés, de certainsbâtiments et de la route qui désenclave la haute vallée d’Imlil et d’Asni.

International audience; Water and gas transfer in porous media like soils are determined by their porous network, described by their structure. In soil, the horizon is usually considered to be elementary and homogeneous functioning system in the description of gas and water functioning. However, in some cases, a horizon is heterogeneous, and its structure is defined by the 3D arrangement of Elementary Pedological Volumes (EPVs). The horizon needs to be described in three dimensions to improve the characterisation of the structure and, consequently, the prediction of its hydraulic functioning. The aim of this study was to determine the feasibility of describing the 3D structure of a heterogeneous albeluvic tonguing soil horizon composed of a juxtaposition of silty white and clayey ochre EPVs, using 3D electrical resistivity tomography (ERT). Electrical measurements were compared with geostatistical analyses from soil photographs. We demonstrated that the resistivity of the white EPVs was greater than that of the ochre EPVs. In addition, the general soil structure and organisation of the soil horizon could be derived from the electrical resistivity data. We proposed a method to discretise the soil electrical resistivity into a binary system that corresponded to white and ochre volumes. Finally, a 3D representation of the soil structure was created that could be used to improve soil hydraulic models. (c) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

This thesis aims at exploring different sources of uncertainty related to the economic analysis of the flood risk. It embraces several fields of knowledge in order to determine how the selection of strategies used to model flood hazard and assess the vulnerability of a territory may affect damage potential estimations. We measured the variability of damage estimations as a function of the datasets, methods, models and scales considered to: analyse the probability of floods (hydrology); model and map flood hazard (hydraulics); assess the vulnerability and susceptibility of properties to floods (civil engineering, geography and environmental economics). The methods and analyses developed here should bring support for practitioners in the investigation of uncertainties, determination of evaluation priorities and optimisation of the distribution of resources between the different modules of the evaluation process. In order to explore a second level of complexity of flood risk evaluations, we developed a method for analysing the systemic vulnerability of infrastructure networks, in relation with their resilience.; Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d’incertitude dans l’évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d’analyser l’impact des stratégies utilisées pour modéliser l’aléa inondation et la vulnérabilité d’un territoire, sur l’évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l’aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l’environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d’incertitudes, la détermination de priorités et l’optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l’évaluation. Afin d’explorer un degré de complexité supplémentaire d’analyse de risque, nous avons développé une méthode d’analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d’infrastructure en lien avec leur résilience.

8 pages; National audience; Les modèles hydraulique et mécanique mis en œuvre pour aider à la compréhension et à l'interprétation des essais de percolation réactive en fracture sont présentés. Ces modèles sont basés sur la construction d'un modèle géométrique à partir de données morphologiques de la fracture. Hydraulic and mechanical models implemented to improve the understanding of reactive percolation tests in a fracture are presented. Both models are based on the construction of a geometrical model built on the base of morphological data.

This thesis aims at exploring different sources of uncertainty related to the economic analysis of the flood risk. It embraces several fields of knowledge in order to determine how the selection of strategies used to model flood hazard and assess the vulnerability of a territory may affect damage potential estimations. We measured the variability of damage estimations as a function of the datasets, methods, models and scales considered to: analyse the probability of floods (hydrology); model and map flood hazard (hydraulics); assess the vulnerability and susceptibility of properties to floods (civil engineering, geography and environmental economics). The methods and analyses developed here should bring support for practitioners in the investigation of uncertainties, determination of evaluation priorities and optimisation of the distribution of resources between the different modules of the evaluation process. In order to explore a second level of complexity of flood risk evaluations, we developed a method for analysing the systemic vulnerability of infrastructure networks, in relation with their resilience., Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d’incertitude dans l’évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d’analyser l’impact des stratégies utilisées pour modéliser l’aléa inondation et la vulnérabilité d’un territoire, sur l’évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l’aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l’environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d’incertitudes, la détermination de priorités et l’optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l’évaluation. Afin d’explorer un degré de complexité supplémentaire d’analyse de risque, nous avons développé une méthode d’analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d’infrastructure en lien avec leur résilience.

Management of water resources of agricultural catchments has emerged as an environmental priority due to the effects of anthropogenic discontinuities or activities such as the field limits, embankments, drains, ditches, and agricultural practices on runoff, erosion and pollutant transport. MHYDAS, a physically based distributed hydrological model, was especially developed to model water, pollutant and erosion transport, taking into account these discontinuities and practices. A modular approach was undertaken using the platform OpenFLUID, which enables the user to build his own version of MHYDAS by combining various processes (interception, runoff, channel routing, infiltration, transfer in the soil, pollutant fate and transfer, erosion transfer) as a function of the objective of the study and the availability and the accuracy of the data. Application cases are shown and compared in various agro-hydro-climatic conditions in order to study the impact on water and pollutant transfer of tillage practices in the vineyard, stem-flow in tropical volcanic zone and drains in drained catchments. Finally, the model was applied to simulate the impact of various land-use scenarios.

Hydraulic models are frequently used in river management and flood prevention studies. These models calculate water levels and discharges on a river reach based on its geometry and its boundary conditions: the upstream discharge, the lateral inflows from the intermediary area and the downstream water level. When he river reach is long, lateral inflows become important, but they are seldom measured since they originate from minor tributaries. Their estimation is an ssential phase of flood simulation because it can lead to substantial under- or over-estimation of the hydraulic variables. The main objective of this doctoral thesis is to identify a method of minimal complexity to estimate lateral inflows. Fifty river reaches in France and the United States were used as case studies on which lateral inflows were estimated with a semi-distributed hydrological model coupled with a simplified hydraulic model.First, an automated method was developed to break the intermediary area down into sub-basins and facilitate setting-up of the semi-distributed model on the 50 river reaches. Second, the sensivity of the model's results was analysed in terms of the number of sub-basins, the uniform or distributed nature of the rainfall inputs and of the hydrological model's parameters. A four-sub-basins configuration with a uniform rainfall input and a uniform set of parameters provided the most satisfactory results. Finally, an alternative method to calculate lateral inflows was proposed based on the transposition of the upstream flow measurements and the combination with the output of the hydrological model, Les modèles hydrauliques sont couramment utilisés pour l'aménagement des rivières et la prévention des dommages liés aux inondations. Ces modèles calculent les hauteurs d'eau et débits sur un tronçon de rivière à partir de sa géométrie et des conditions aux limites du système: débit à l'amont du tronçon, débits d'apports latéraux provenant du bassin intermédiaire et hauteurs d'eau à l'aval. Lorsque le tronçon est long, les apports latéraux deviennent conséquents tout en demeurant rarement mesurés car provenant d'affluents secondaires. L'évaluation de ces apports constitue alors une étape essentielle dans la simulation des crues sous peine de fortes sous ou surestimations des variables hydrauliques. Cette thèse a pour objectif principal d'identifier une méthode de complexité minimale permettant de reconstituer ces apports. Nos travaux s'appuient sur un échantillon de 50 tronçons de rivière situés en France et aux Etats-Unis sur lesquels les apports latéraux ont été estimés à l'aide d'un modèle hydrologique semi-distribué connecté avec un modèle hydraulique simplifié. Une méthode automatisée de découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins a d'abord été élaborée afin de faciliter la construction du modèle hydrologique sur les 50 tronçons de rivière. Des tests de sensibilité ont été menés sur le nombre de sous-bassins, la nature uniforme ou distribuée des entrées de pluie et des paramètres du modèle hydrologique. Une configuration à 4 sous-bassins présentant des pluies et des paramètres uniformes s'est avérée la plus performante sur l'ensemble de l'échantillon.Enfin, une méthode alternative de calcul des apports latéraux a été proposée utilisant une transposition du débit mesuré à l'amont et une combinaison avec le modèle hydrologique.

Introduction The soil consists in a natural filter of water transfer to the groundwater. Its structure influences water storage and transfer properties or gas diffusivity, which induce major consequences on both environment and agronomy. Knowing the soil structure is thus essential to predict the soil hydraulic functioning and the 3D characterization of the structure at the horizon scale is necessary to describe the hydraulic functioning of the soil. In heterogeneous horizons, the structure (...

Rating curves extrapolation for flood discharge by hydraulic modelling. The rating curve of a hydrometric station links stage to discharge. Based on gauges, they are extrapolated beyond the higher measured discharge. According to a set of several hundred of French hydrometric stations, more than half of the rating curves have not been gauged more than a two year flood. This paper thus focuses on the extrapolation at high water levels of the stage-discharge relationship by the use of hydraulic modeling and the integration of uncertainties from measurements. An application is presented on a set of southern French rivers., La détermination des courbes de tarage permet la reconstitution des débits au droit d’une section pour une hauteur donnée. Ces courbes sont basées sur l’exploitation de jaugeages et extrapolées au-delà du plus fort débit mesuré. Le bilan sur le degré d’extrapolation des courbes de tarage en France a montré que pour la majorité des 325 stations testées, situées majoritairement sur le bassin RMC, la hauteur maximale jaugée correspond à un débit de période de retour inférieure à 2 ans. La méthode décrite dans cet article vise à extrapoler les courbes de tarage à l’aide de modèles hydrauliques, tout en intégrant l’incertitude sur les mesures de jaugeages. Une application de la méthode sur une sélection de stations hydrométriques du Sud de la France est présentée ici., Pobanz Karine, Renouf Elodie, Sauquet Éric, Lang Michel. Extrapolation des courbes de tarage en crue par modélisation hydraulique (Projet européen Hydrat). In: Mesures Hydrologiques et Incertitudes en Hydrométrie et Qualité de l’eau. Paris, 1 et 2 avril 2008. 2008.

Numerical models, dedicated to runoff and weathering study at watershed scale, consider a friction coefficient to evaluate the surface hydraulic resistance. Both experimental and theoretical studies already gave numerous formulas for these coefficients. However, the most of these formulas has been based on analogies with resistance relationships in pipe flow or turbulent rough boundary open channel flow, with an implicit assumption of micro scale boundary roughness. So, boundary roughness only contributes to hydraulic resistance through friction effect neglecting the hydrodynamics.Water flows over large scale roughness, naturally occurring in shallow unchannelised land surface flows, make the micro scale boundary roughness assumption unfounded. To better account for the variable influence of roughness with varying levels of emergence, the present work considers different hydraulic network associated with the surface degree of inundation. Considering a hydraulic model we are able to compute discharge and friction coefficient versus inundation ratio.As modeller need friction coefficients related to surface characteristic class, we applied our hydraulic model to surfaces randomly generated. Our results demonstrate the roughness spatial distribution effect. Because of experimental difficulties, we do not have enough experimental results for low inundation ratio to validate our numerical model. Nevertheless we point out transition between partial and marginal inundation is characterized by a sudden discharge increase., Dans l'étude du ruissellement et de l'érosion à l'échelle des bassins versants, la résistance hydraulique à l'écoulement d'une surface est évaluée par l'intermédiaire d'un coefficient de frottement. Nous avons à notre disposition de nombreuses expressions de ces coefficients issues de tout aussi nombreuses études expérimentales ou théoriques.Cependant, la plupart de ces coefficients ont été établis sous l'hypothèse implicite de micro rugosité. C'est-à-dire que la lame d'eau est considérée suffisamment importante pour que l'influence des aspérités de la surface sur l'écoulement se borne à leur effet sur la friction. La diversité des tailles des rugosités sur les surfaces naturelles, fait qu'une telle hypothèse est rarement vérifiée. Dans ce travail, nous proposons de considérer une séquence de réseaux hydrauliques fonctions du degré d'inondation de la surface. En nous appuyant sur ces réseaux, nous présentons des modèles hydrauliques afin de déterminer le coefficient de frottement de la surface en fonction du taux d'inondation. Les modélisateurs ayant besoin d'associer un coefficient de frottement à un type de surface, nous avons voulu généraliser nos résultats en appliquant notre démarche à des surfaces aléatoires de mêmes caractéristiques statistiques que la surface originale. Ce faisant, nous avons mis en évidence l'influence de la répartition spatiale des rugosités.Si nous n'avons pas pu valider expérimentalement notre modèle numérique en raison du peu de résultats pour les faibles taux d'inondation, nous avons mis en évidence que la transition entre les régimes d'inondation partielle et marginale se traduit par une brusque augmentation de la croissance des débits.

The Thesis aims at deploying methods of flood satellite image analysis beyond 2D flood area delineation in order to estimate water levels and to help hydraulic modelling. Based on Raclot (2003) works with aerial photographs, which provide, Ce travail vise à étendre les méthodes d'analyse d'images satellitaires de crues au-delà de la détection des limites d'inondation afin d'estimer des niveaux d'eau distribués dans l'espace et d'aider la modélisation hydraulique.Inspirée des travaux de Raclot (2003) sur photographies aériennes qui fournissent des incertitudes moyennes de ±20cm, la méthode d'estimation des niveaux d'eau utilise des images satellitaires RADAR de crue et un MNT fin. Elle repose sur 1) une phase de télédétection pour cartographier l'inondation et analyser la pertinence de ses limites pour l'estimation des niveaux d'eau, 2) une phase d'analyse spatiale dans laquelle les niveaux d'eau sont estimés par croisement entre les limites pertinentes et un MNT fin, puis contraints par le schéma de circulation des eaux. Les estimations de niveaux d'eau obtenues ont une incertitude moyenne de ±38cm pour une image RADARSAT-1 d'une crue de la Moselle (France, 1997). Des travaux de validation ont permis de calculer une RMSE de l'ordre de 13cm pour une image ENVISAT de l'Alzette (Luxembourg, 2003).Pour aider la modélisation hydraulique, la démarche proposée vise à réduire le phénomène d'équifinalité grâce aux images satellitaires. Pour cela, un calage "traditionnel" à partir d'hydrogrammes observés est complété par la comparaison entre résultats du modèle et surfaces inondées ou niveaux d'eau extraits des images. Pour cerner les incertitudes du calage, des simulations Monte-Carlo ont été mises en place. En perspective, la prévision de l'évolution d'une crue après acquisition d'une image devrait bénéficier de modèles mieux contraints grâce à l'utilisation des images comme condition initiale ou donnée de calage.

The Thesis aims at deploying methods of flood satellite image analysis beyond 2D flood area delineation in order to estimate water levels and to help hydraulic modelling. Based on Raclot (2003) works with aerial photographs, which provide, Ce travail vise à étendre les méthodes d'analyse d'images satellitaires de crues au-delà de la détection des limites d'inondation afin d'estimer des niveaux d'eau distribués dans l'espace et d'aider la modélisation hydraulique.Inspirée des travaux de Raclot (2003) sur photographies aériennes qui fournissent des incertitudes moyennes de ±20cm, la méthode d'estimation des niveaux d'eau utilise des images satellitaires RADAR de crue et un MNT fin. Elle repose sur 1) une phase de télédétection pour cartographier l'inondation et analyser la pertinence de ses limites pour l'estimation des niveaux d'eau, 2) une phase d'analyse spatiale dans laquelle les niveaux d'eau sont estimés par croisement entre les limites pertinentes et un MNT fin, puis contraints par le schéma de circulation des eaux. Les estimations de niveaux d'eau obtenues ont une incertitude moyenne de ±38cm pour une image RADARSAT-1 d'une crue de la Moselle (France, 1997). Des travaux de validation ont permis de calculer une RMSE de l'ordre de 13cm pour une image ENVISAT de l'Alzette (Luxembourg, 2003).Pour aider la modélisation hydraulique, la démarche proposée vise à réduire le phénomène d'équifinalité grâce aux images satellitaires. Pour cela, un calage "traditionnel" à partir d'hydrogrammes observés est complété par la comparaison entre résultats du modèle et surfaces inondées ou niveaux d'eau extraits des images. Pour cerner les incertitudes du calage, des simulations Monte-Carlo ont été mises en place. En perspective, la prévision de l'évolution d'une crue après acquisition d'une image devrait bénéficier de modèles mieux contraints grâce à l'utilisation des images comme condition initiale ou donnée de calage.

The aim of this research is to design validated and complementary territorials representations (ex : map) as negotiation support for locals territorials projects including numerous actors involved in water resources management projects. Our multidisciplinary methodology considers the territory as a multidimensional entity (biophysical and human) to facilitate an equilibrated management of an ecological and an human patrimony. By studying ecosystem and sociosystem, this methodology reaches a more ecologic negotiation and a morehuman conservation of water resources.In order to reach a more equitable environmental negotiation, it seems important to take into account weak actors (contemporary humans under-represented), absent actors (future generations and ecosystems) and morals values for a decision which respect human and ecosystem. Our methodology was tested in the Forez Plain (Plaine du Forez, Loire (42), France). The study area is located in an agricultural zone near the River Loire. This River is generally considered as one of the last semi-natural large rivers in France, the Forez Plain has been highly modified by human activities including river embankment, intensive agriculture, and in particular gravel extraction. On the study area a nature protect association (FRAPNA Loire) and an industrial gravel-producing (Morillon Corvol) were pioneers in ecological redevelopment of gravel pits. To put our methodology into practice we worked and focused on the aquifer of the study case in 3 dimensions : a physical dimension studied with a finite-difference groundwater flow model ; a biological dimension studied with physico-chemicals analysis of the aquifer, subterranean invertebrates and gravel pit macrophytes ; and an human dimension studied with a sociological model called the actor in 4 dimensions. The results of these 3 studies improve the water resources knowledge, especially aquifer knowledge. There are used to obtain validated and complementary territorials representations (ex : map build with GIS – Geographic Information System). We improve and complete territory physical representations with biological representations, and vice versa. With the sociological study, we can know which are the territorials representations the more adapted for the actors. Finally, these representations are allowed to build a spatial argumentation adapted to a specific territory. This spatial argumentation is a territorial negotiation/mediation support tool.The outcome of this research consists in a negotiation support pedagogical simulator including role playing (actors, mediators), negotiation and mediation support tools and territorials representations. This simulator is used to test the spatial argumentation in a context of gravel extraction : the players have to choose together the best place for a gravel pit and the best redevelopment (rehabilitation, reaffectation). This simulation of negotiation proposes to share out the knowledge of this research and to familiarize players with negotiation support tools and multi-actors negotiation processes. With this simulation we can test the spatial argumentation., L'objectif de ce travail consiste à produire des représentations territoriales validées et complémentaires pour faciliter un processus de négociation dans le cadre de projets territoriaux locaux multi-acteurs dans le domaine de l'eau. La méthodologie multidisciplinaire mise en oeuvre permet d'appréhender un territoire en tant qu'entité pluridimensionnelle biophysique, afin de faciliter la gestion équilibrée d'un patrimoine écologique et anthropique. En d'autres termes, permettre une négociation plus écologique et une conservation plus humaine d'un bien commun environnemental, l'eau, en combinant étude des écosystèmes et de sociosystèmes.La négociation territoriale nécessite de considérer de manière attentive des acteurs faibles, des acteurs absents et des valeurs morales pour une décision à la fois respectueuse des hommes et des écosystèmes. La méthodologie proposée est testée sur un site d'application situé dans la Plaine du Forez (Loire, France), secteur rural et agricole en bordure du fleuve Loire, où cohabitent un industriel du granulat et une association de protection de la nature. Ce site, qui a subi de nombreuses modifications et altérations d'origine anthropique (exploitation de granulats, agriculture intensive, endiguement du fleuve, barrage hydroélectrique), fut aussi pionnier en matière d'aménagement à vocation écologique d'anciennes gravières.L'application proposée se focalise sur la nappe phréatique de la zone et aborde le territoire en 3 dimensions. Une dimension physique prise en charge par un modèle mathématique aux différences finies d'écoulement souterrain. Une dimension biologique qui combine analyses physico-chimiques et indicateurs biologiques (invertébrés souterrains et macrophytes des gravières). Une dimension humaine qui est explorée à l'aide d'un modèle d'inspiration sociologique appelé l'acteur en 4 dimensions. Les résultats de ces 3 études spécifiques permettent d'une part d'améliorer la connaissance de la ressource en eau du territoire, notamment l'aquifère, et d'autre part d'obtenir des représentations territoriales validées et complémentaires (cartes issues de SIG). Il s'agit d'améliorer et de compléter les représentations physiques du territoire à l'aide des représentations biologiques et réciproquement. L'étude sociologique permet de connaître les représentations territoriales les plus adaptées en fonction des acteurs. Au final, ces représentations, une fois converties en argumentaires spatiaux adaptés, sont mobilisables en tant qu'outils d'aide à la négociation/médiation territoriales, par exemple, pour le choix du site d'implantation et l'aménagement d'une gravière en milieu alluvial.Au final, ce travail a permis de mettre en oeuvre une plate-forme pédagogique informatisée qui permet de tester l'argumentation spatiale et de simuler un processus de négociation en incluant jeu de rôles (acteurs, médiateurs), outils d'aide à la négociation/médiation et représentations territoriales. La négociation simulée vise à choisir l'emplacement et le mode de réhabilitation/réaffectation d'une gravière en milieu alluvial selon un processus participatif. La simulation propose ainsi un partage des connaissances acquises dans ce travail, ainsi qu'un déroulement permettant aux apprenants (joueurs) de se familiariser avec des outils d'aide à la négociation et les processus de négociations multi-acteurs. Cette simulation a permis de tester les argumentaires spatiaux développés dans le cadre de ce travail.