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JST– 3 au 5 12/2012 – Paris

Retour d’expérience sur l’étude des houles et des surcotes cycloniques Application pour les études de risque de submersion marine Sophie Lecacheux, Rodrigo Pedreros, F. Boulaya. JST– 3 au 5 12/2012 – Paris. PLAN. Introduction Génération des houles à partir du modèle NAH en Atlantique Nord

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Presentation Transcript

  1. Retour d’expérience sur l’étude des houles et des surcotes cycloniquesApplication pour les études de risque de submersion marineSophie Lecacheux, Rodrigo Pedreros, F. Boulaya JST– 3 au 5 12/2012 – Paris

  2. PLAN Introduction Génération des houles à partir du modèle NAH en Atlantique Nord Vision paramétrique d’un cyclone Application pour les études de risque : Exemple du projet ARAI3 Perspectives

  3. Introduction Particularité des cyclones: - Phénomène rapide et localisé => mauvaise représentation par les modèles atmosphériques / météorologiques globaux - Nécessité de modèles adaptés (résolution spatio-temporelle accrue champ de vent) Bouée 41100 Météo-France(15,75°N, 57,90°W) NAH (15,75°N, 57,75°W) Cyclone DEAN (2007) ????

  4. Application: modélisation des vagues cycloniques de Dean (2007) en zone côtière à partir des données NAH • De nombreuses limitations : • Données NAH disponibles en Atlantique Nord uniquement et seulement pour les cyclones récents • Pas de données de pression pour modéliser les surcotes • => Insuffisant pour réaliser des études de risque

  5. Vision paramétrique d’un cyclone (1) (Best Tracks) Un double intérêt : • Avoir à disposition des données de vent réalistes pour un grand nombre de cyclones (même anciens) • Créer des cyclones fictifs en faisant varier les paramètres • => Adapté pour les études de risque

  6. Vision paramétrique d’un cyclone (2) Application pour les vagues Exemple cyclone Gamède Apport de l’asymétrie 1 Asymétrique Symétrique 2 1 1 2 2 2 1

  7. Vision paramétrique d’un cyclone (3) Application pour les vagues Exemple cyclone Bill Apport de la fusion avec les vents synoptiques 2007

  8. Application pour les études de risque : exemple d’ARAI 3 en Polynésie • Risque cyclonique modéré par rapport à d’autres bassins comme l’Atlantique nord (risque plus important pour les archipels de la Société et des Australes) • Depuis 1970, environ 45 cyclones majeurs ont touché la Polynésie française • Première cartographie de l’aléa pour les PPRL (2006) basée sur des scénarios déterministes pour chaque archipel Tahiti Risque décroissant

  9. Application : ARAI 3 (2) • Objectifs ARAI3 : Réévaluation des scénarios de référence de manière plus réaliste • Cartographie de la submersion avec un modèle vague-à-vague Enrichissement de la base avec par cyclones fictifs avec la méthode du bootstrap = 132 ans de données Modélisation des champs de vent param. + modélisation des vagues avec WW3 et SWAN et des surcotes avec MARS Cyclones historiques (base JTWC) = 72 cyclones sur 33 ans de données Modélisation de la submersion avec un modèle vague-a-vague (SWASH) Analyse statistique Méthode POT/GPD Extraction des séries temporelles avant le récif

  10. Application : ARAI 3 (3) • Validation et décomposition des phénomènes pour OLI (2007) à Tubuai: • Faible contribution du vent dans la surcote atmosphérique à l’extérieur et à l’intérieur du lagon • Contribution majoritaire du set-up dans la surcote totale Surcote atmosphérique Tahiti Tubuai Hs Tahiti Apport des vagues dans la surcote Tubuai 10

  11. Etude BAIRDS (2005) à Faratea Hs100yr~7.5m Application : ARAI 3 (4) • Houles cycloniques • Calcul des périodes de retour 10ans et 100ans • Données historiques restreintes • intervalles de confiance et incertitudes importants • Détermination de gammes de valeurs sur des secteurs homogènes de la côte • Côtes sud-ouest les plus fréquemment exposées aux houles cycloniques…. • Mais les côtes nord sont les plus exposées en cas de passage d’un cyclone à proximité de l’île => Apport des cyclones fictifs Hs/Tp 100yr • Surcotes cycloniques • Nombre d’évènements insuffisant pour faire l’analyse statistique • Détermination d’une valeur approximative de 50 cm pour une période de retour centennale (maximum simulé à proximité des îles) 11 Hs 10yr

  12. Application : ARAI 3 (5) • Matavai (scénario centennal): • Hs=10m / Tp=12s • Marée PMVE: 10cm (cfnivmoy) • Surcote atmosphérique : 50cm • ENM: 50cm (Slangen et al., 2011) Fort impact des vagues => utilité du modèle vague-à-vague par rapport à un simple croisement topographie / niveau d’eau • Niveau moyen: • marée • surcote atmo • ENM + = 12

  13. Perspectives • Utilisation de bases de cyclones synthétiques générées à partir de données de ré-analyses (ou de projections) grâce à des modèles statistiques sur les paramètres cycloniques (Emanuel et al., 2006)* • Prise en compte de nombreuses configurations et types de trajectoires • Diminution des incertitudes et possibilité de calculer des périodes de retour plus importantes • Possibilité de travailler avec des probabilités conjointes vagues/niveau d’eau • Possibilité d’étudier l’impact du changement climatique sur les risques associés Risque décroissant * EMANUEL K., RAVELA S., VIVANT E., RISI C. (2006). A statistical deterministic approach to hurricane risk assessment. Bull. Am. Meteorol. Soc., 87, pp 299–314. doi:10.1175/BAMS-87-3-299

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