Caractérisation statistique des événements de submersion sur le Côte Basque

A statistical approach to characterize flooding events on the French Basque coast

• Auteur / Autrice : Florian Arnoux
• Direction : Ivan Kojadinovic, Stéphane Abadie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance le 06/12/2019
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mathématiques et de leurs applications (Pau) - Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] / LMAP
• Partenaire(s) de recherche : Conseil départemental : Pyrénées-Atlantiques. Conseil général
• Jury : Président / Présidente : Nadia Senechal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ivan Kojadinovic, Stéphane Abadie, Bruno Castelle, Damien Sous, Noëlle Bru
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Castelle, Damien Sous

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saint-Jean-de-Luz (Pyrénées-Atlantiques)

Biarritz (Pyrénées-Atlantiques)

Fonctions d'une variable complexe

Rivage -- Protection

Mots clés libres

Submersion

Dégâts

Hiver 2013-2014,

Variables d'aléa

Valeurs extrêmes

Classification de tempêtes

Submersion

Damages

2013-2014 winter

Water level and wave data

Extreme value theory

Storm classification

Résumé

Dans un contexte de changement climatique et de forte croissance démographique sur les littoraux, les tempêtes et événements de submersion ont un potentiel destructeur de plus en plus important. Ce travail de thèse a cherché à explorer les liens entre les conditions océaniques lors de tempêtes et la présence ou absence de dégâts littoraux. Le Pays Basque français a été choisi comme site d'étude et l'analyse a concerné la période 1949-2015. Une première contribution de ce travail a été d'identifier les variables d'aléa les plus susceptibles de caractériser l'intensité d'un événement de submersion. Un recensement complet des sources de données existantes ainsi qu'un travail de réanalyse nous ont permis d'obtenir des séries temporelles de variables d'aléa fiables, complètes et couvrant la période 1949-2015.Dans un deuxième temps, une recherche historique documentaire a été effectuée pour répertorier les événements de submersion ayant occasionné des dégâts sur la côte Basque. Ce travail d'investigation s'est principalement focalisé sur deux lieux~: la Grande Plage de Biarritz et la digue de l'Artha à Saint-Jean-de-Luz. Il a donné lieu à l'établissement d'un catalogue de 30 tempêtes qui sont décrites par des indices de dégâts et de submersion.Le dernier axe de travail a été de lier les séries temporelles de variables d'aléa avec les données historiques concernant les dégâts. Cela a permis de créer une fonction de dommages utilisant les valeurs des variables d'aléa pour prédire la présence ou l'absence de dégâts liés à la submersion. Cette fonction de dommages a ensuite, entre autres, permis de montrer le caractère exceptionnel des événements de l'hiver 2013-2014 sur la période 1949-2015 en calculant notamment des périodes de retour.

Because of global warming and demographic growth, storms and flooding events affecting coastlines tend to have more severe consequences than before. The aim of this work was to investigate whether oceanic conditions during storms could be used to predict the occurrence of damages on the coasts. The study was restricted to the French Basque country during 1949-2015 time period.The first contribution of thiswork was to identify the most relevant oceanic variables to characterize the intensity of a storm event. An inventory of the available data sources and a reanalysis work allowed us to build complete and reliable wave and water level time series for the 1949-2015 period. In a second phase, an historical research was carried out in order to identify all storm and flooding events which caused damages to the French Basque coast during the 1949-2015 period. The research focused on two locations : the "Grande Plage" of Biarritz and the Saint-Jean-de-Luz Artha dike. This led to a list of 30 events additionally described by a damage index and a flooding index.The final objective was to link wave and water level time series with historical damage data and resulted in the creation of a damage function predicting if a flooding event will cause damages or not. This damage function allowed us to emphasize the exceptional character of the 2013-2014 winter, among other things, by computing return periods.