Evaluation et développement de la méthode IRIP de cartographie du ruissellement. Application au contexte ferroviaire.

par Lilly-rose Lagadec

Projet de thèse en Océan, Atmosphère, Hydrologie

Sous la direction de Isabelle Braud.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Terre, Univers, Environnement , en partenariat avec IRSTEA Lyon (laboratoire) depuis le 01-10-2014 .


  • Résumé

    Le ruissellement intense pluvial est une cause majeure d'inondation en France. Des études récentes estiment à 40 % la part liée au ruissellement dans les dommages liés aux inondations. Le ruissellement en versant est souvent accompagné du transport de matériaux avec formation et rupture d'embâcles. Il impacte aussi souvent les infrastructures linéaires au sol (voies ferrées, réseau routier) qui recoupent nombre de versants. Cependant, la cartographie de cet aléa reste encore assez mal appréhendée, faute de méthode adaptée. En effet, les modélisations pluie-débit ne sont pas adaptées à cet aléa essentiellement situé dans la partie amont des bassins versants, avec des superficies bien inférieures aux limites d'application des relations pluie/débit usuellement utilisées. Des méthodes naturalistes, basées sur la connaissance locale, offrent une bonne alternative, mais elles nécessitent de l'expertise et les résultats dépendent de l'expert produisant l'étude. Pour répondre à cet enjeu, Irstea a développé la méthode IRIP – Indicateur de Ruissellement Intense Pluvial- , de cartographie du potentiel de production, de transfert et d'accumulation de ruissellement sur un territoire donné, basée sur une exploitation spatialisée de données géographiques. La méthode a fait l'objet d'évaluations concluantes mais encore insuffisantes pour en valider les différents aspects. L'objectif principal de la thèse est de progresser sur les méthodes d'évaluation de la méthode IRIP et d'en améliorer les prédictions. Une première approche s'appuie sur l'exploitation de bases de données acquises sur des sous-bassins expérimentaux et vise à valider les hypothèses physiques sous-tendant la méthode IRIP, ainsi que les résultats de la cartographie à l'aide des observations de terrain disponibles. Ces travaux permettront aussi d'améliorer notre connaissance des processus contribuant au ruissellement pluvial intense et à leur représentation dans des modèles hydrologiques distribués. Une seconde méthode d'évaluation s'appuie sur les bases de données d'incidents d'acteurs opérationnels tels que SNCF et la sécurité civile. Ceci nécessitera l'analyse des informations présentes dans ces bases et la définition d'indicateurs pertinents. D'un point de vue plus opérationnel, on cherchera aussi à utiliser les éléments fournis par la méthode IRIP pour améliorer par exemple l'estimation de débits ou de volumes de ruissellement utilisés lors de dimensionnements ou de diagnostic d'ouvrages. Ces travaux permettront une meilleure connaissance de l'aléa ruissellement sur le réseau ferré national. On s'attachera aussi à définir la meilleure manière de restituer les aléas liés au ruissellement dans la perspective de l'analyse et de la gestion des risques associés au ruissellement.

  • Titre traduit

    Evaluation and development of the IRIP method of surface runoff mapping. Application to the railway context.


  • Résumé

    Storm runoff generation is a major cause of flooding in France. Recent studies show that it represents 40% of the damages related to flooding. Storm runoff may be combined with mud or debris flow. This hazard also often impact linear infrastructures such as railways and road networks, which cross hillslopes. However, the mapping of this hazard is not yet well developed, due to the lack of dedicated methods. To address this issue, Irstea developed a method, called IRIP - Indicator of Intense Runoff linked to Rainfall-. It allows the mapping of the potential for runoff generation, transfer and accumulation in a given territory, based on the use of topographical and geographical maps. The IRIP method has been successfully validated but this validation is not sufficient to validate all its aspects. The main objective of the thesis is to make progress in this evaluation by proposing an adapted methodology and to improve the method's predictions. A first approach is based on the analysis of existing data bases collected on experimental sub-catchments. The aim is the validation of the physical hypotheses underlying the method about the influencing factors, as well as the evaluation of the produced maps through a comparison with field data. The research will also allow an increase in the knowledge of processes involved in storm runoff and their representation in distributed hydrological models. A second evaluation approach will exploit data bases about dysfunctions collected by operational actors such as the SNCF or the civil security. This will require the definition of relevant indicators. From a more operational point of view, we will explore how indicators provided by the IRIP method can be used to improve the runoff discharge or volume estimation that are used for the design or diagnosis of hydraulic features. The research will increase the knowledge of runoff hazards on the French railway network. A better description of surface runoff hazards will also be proposed, in order to progress in the associated risk analysis and management.