Systèmes d'information spatiaux pour la gestion du risque d'inondation de plaine

par Jean-Baptiste Henry

Thèse de doctorat en Géographie physique

Sous la direction de Patrice Paul.

Soutenue en 2004

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008) .

mots clés

• Inondation
• Observation de la Terre
• Modèle hydrolique
• Envisat

Résumé

L'utilisation des moyens d'observation de la Terre et des techniques spatiales d'analyse pour modéliser, cartographier et évaluer le risque d'inondation de plaine constitue la problématique de ce travail. Appliquée aux bassins de la Moselle et de l'Elbe, la démarche est fondée sur une gestion du risque en trois phases : prévision et anticipation, gestion de crise, retour d'expé-rience et prévention. Dans la première, l'intégration d'informations spatialisées constitue une des applications clef de l'observation de la Terre. Au sein du bassin versant, les processus naturels sont étudiés grâce à l'imagerie radar et aux mesures in situ pour identifier des zones aux comportements hydrauliques homogènes. Une stratégie de calage des modèles de propa-gation de crue est proposée, prenant en compte les incertitudes de toutes les sources d'infor-mation utilisées (radar, terrain). La cartographie de l'extension de l'inondation est exploitable tant pour caler ces modèles, que pour fournir un support d'aide à la gestion de crise. L'instru-ment radar d'ENVISAT offre de nouvelles solutions techniques pour cette seconde phase, notamment par ses capacités multi-incidences, multi-polarisations et multi-résolutions. Mais l'imagerie spatiale, notamment optique, alimente la phase de prévention en décrivant les en-jeux, au sens des biens et des personnes, et leur évolution au cours du temps. La combinaison avec une information sur l'aléa fournit une évaluation de la vulnérabilité des populations et des territoires, ainsi que du degré de prise en compte du risque dans leur aménagement.

Titre traduit

Spatial information systems for plain flood risk management

Résumé

This work is centred on the use of Earth observation devices and geospatial analysis tech-niques for modelling, mapping and evaluating plain flood risk. Within the Moselle and Elbe rivers'catchments, the approach considers three major phases in risk management: prevision and forecasting, crisis management, mitigation and prevention. For the first one, integrating spatialized information is a key application of Earth observation. At the catchment scale, natu-ral processes are approached with radar imagery and in situ measurements, in order to identify homogeneous hydraulic behaviours. A parameterization strategy for flood propagation models is proposed, accounting for uncertainties of all used information sources (radar, field). Flood extension maps are suitable both for adjusting models and for giving a crisis management support. The ENVISAT radar instrument proposes new technical solutions for this second phase, especially with its multi-incidence, multi-polarization and multi-resolution capacities. But space imagery can also feed up the prevention phase with a description of stakes, includ-ing properties and persons, and their evolution along time. Combination with an information about hazard gives an evaluation of the vulnerability of the populations and their territories, as far as how risk is taken into account in their development.