Simulation d'inondations fluviales

Contexte

Face à l’augmentation des risques d’inondation liés au changement climatique et aux événements météorologiques extrêmes, les agences gouvernementales et les bureaux d’études sont de plus en plus désireux de modéliser la dynamique des rivières et le comportement des plaines inondables. OpenTelemac permet des simulations détaillées de la propagation des crues, aidant à évaluer l’efficacité des mesures de protection telles que les digues, les bassins de rétention et les systèmes d’alerte précoce.

Aperçu du processus

Étape 1 : Collecte des données

  • Données topographiques issues du LiDAR ou d’images satellites
  • Réseau hydrographique (lits de rivières, affluents)
  • Données sur l’infiltration des sols et l’occupation des terres
  • Données météorologiques (pluies, prévisions climatiques)
  • Archives historiques des crues (pour l’étalonnage)

Étape 2 : Configuration du modèle dans OpenTelemac

  • Utilisation de TELEMAC-2D ou TELEMAC-3D pour simuler l’hydrodynamique
  • Création du domaine de modélisation avec Q4TS ou d'autres outils de maillage
  • Définition des conditions aux limites : débits amont, précipitations, niveaux d’eau aval
  • Étapes d’étalonnage et de validation à partir des crues historiques

Étape 3 : Simulation de scénarios

  • Simulation d’événements historiques de fortes précipitations pour valider le modèle
  • Simulation de scénarios climatiques extrêmes futurs (ex. : crue centennale)
  • Analyse de l’étendue, de la profondeur et de la durée des inondations

Étape 4 : Prévision des crues

  • Intégration de données en temps réel issues des prévisions météo et des jauges amont
  • Utilisation d’OpenTelemac dans une chaîne de prévision en temps réel, potentiellement automatisée avec Python
  • Simulation de la propagation probable de l’inondation de quelques heures à quelques jours à l’avance

Étape 5 : Prévention et atténuation

  • Identification des zones vulnérables (zones urbaines, terres agricoles, infrastructures)
  • Test de stratégies d’atténuation :
    • Construction de digues et bassins de rétention
    • Modification de l’occupation du sol ou du zonage
    • Plans d’évacuation d’urgence
  • Simulation de scénarios « et si » pour des changements structurels ou politiques

Résultats et impacts

Résultats clés

  • Cartes d’étendue des inondations
  • Profondeur d’eau et vitesse d’écoulement à chaque pas de temps
  • Temps d’arrivée de la vague de crue
  • Cartes de risque et estimations des dommages

Aide à la décision

  • Alertes précoces pour les services d’urgence
  • Aide à l’aménagement du territoire et à la planification urbaine
  • Analyses coût-bénéfice des mesures d’atténuation
  • Outils de sensibilisation publique (ex. : portails de risque d’inondation)

Projets d’exemple

  • Fleuve Rhône (France) : utilisation de TeleMac pour simuler des crues extrêmes et guider la construction de digues
  • Bassin de la Seine : système de prévision des crues en temps réel intégré avec OpenTelemac
  • Prévision des crues au Bangladesh : OpenTelemac intégré dans des systèmes d’évaluation des risques liés aux moussons

Avantages d’OpenTelemac

  • Personnalisable selon les caractéristiques du bassin
  • Solveurs très précis pour les équations d’eau peu profonde
  • Prise en charge de la modélisation 2D et 3D
  • Intégration facile avec les SIG et sources de données externes
  • Évolutif pour une gestion locale ou régionale des plaines inondables