Résumé
Le projet FloodScale est une contribution au programme international HyMeX (Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment). Il a pour objectif d’améliorer la compréhension et la simulation des processus hydrologiques conduisant à des crues éclair, qui sont l’un des risques naturels les plus destructeurs, notamment en région Méditerranéenne. La variabilité spatiale et temporelle de la pluie, des caractéristiques des paysages, de l’humidité des sols est reconnue comme un facteur important influant sur la génération de crues éclairs. Cependant, la quantification et le rôle de leurs variabilités à différentes échelles restent des questions de recherche ouvertes. La compréhension des crues éclairs constitue un défi métrologique puisqu’elle requiert des observations à des échelles spatiales et temporelles très fines (1 km2, 5min), mais aussi sur de très vastes régions. A titre d’illustration, l’épisode de Septembre 2002 sur le Gard a concerné une superficie de 5000 km2, mais la moitié des victimes ont été répertoriées sur des bassins dont la taille était inférieure à 20 km2. Les crues éclairs sont très difficiles à observer à l’aide des réseaux opérationnels de pluviographes et de stations de jaugeage des débits. Il a été montré que les radars hydrométéorologiques apportaient une information particulièrement intéressante pour caractériser la variabilité spatio-temporelle des précipitations, bien que l’interprétation du signal radar reste encore difficile dans des terrains complexes (topographie) et/ou dans les zones urbanisées, qui sont les plus affectées par ce type d’épisodes. Jauger les rivières en crue avec les méthodes traditionnelles est aussi un défi en raison des difficultés pratiques et des problèmes de sécurité des opérateurs.FloodScale s’appuie sur le concept d’Observatoire Hydrométéorologique (OH) qui a été promu en France depuis 2002 avec la création de l’Observatoire Hydrométéorologique Cévennes-Vivarais (OHM-CV). L’observatoire a pour but de i) réaliser, dans une région sujette au crue éclair et bien instrumentée, en l’occurrence la région Cévennes-Vivarais, des observations hydrométéorologiques détaillées sur le long terme, s’appuyant à la fois sur les réseaux opérationnels et de l’instrumentation de recherche; ii) de réaliser des retours d’expérience après les épisodes les plus extrêmes, quelle que soit leur localisation dans la zone méditerranéenne afin de documenter à la fois les processus physiques et les facteurs sociaux associés à de tels événements. Pour progresser dans la modélisation des crues éclairs, deux questions fondamentales en hydrologie doivent être abordées : (i) la question du changement d’échelle ou comment transférer des connaissances acquises à une échelle à une autre échelle ; (ii) la question de la prévision en bassins non jaugés, afin de définir le risque en tout point du territoire.FloodScale abordera ces questions en combinant des observations et des modélisations multi-échelles en s’appuyant sur l’instrumentation de sous-bassins emboîtés couvrant les échelles suivantes : (i) l’échelle du versant où on peut aborder la compréhension des processus de génération et concentration du ruissellement ; (ii) l’échelle des bassins de taille petite à moyenne (1-100 km2) où l’impact de la variabilité de la structure du réseau hydrographique, de la pluie, des paysages, de l’humidité initiale peut être quantifié ; (iii) l’échelle plus large (100-1000 km2) où la prise en compte du transfert en rivière et des débordements devient importante. Le potentiel d’observations innovantes (réseaux renforcés de radars hydrométéorologiques, de disdromètres, jaugeage des rivières par mesures sans contact, réseaux denses de limnimètres, images satellites très haute résolution, modèles numériques de terrain obtenus par lidar..) à différentes échelles, venant en complément de mesures plus traditionnelles sera évalué dans le projet. FloodScale favorisera aussi la mise en commun de différents types de mesures sur les mêmes versants/bassins (humidité des sols, mesures d’infiltration, géophysique, géochimie, géomorphologie, description de la végétation, jaugeage des rivières…) afin de renforcer le potentiel pour comprendre les processus hydrologiques actifs pendant et entre les crues.