Épisodes méditerranéens: comment les prévoir et les prévenir ?

Publié par Adrien le 14/10/2020 à 09:00
Source: CNRS INSU
Le 19 septembre, les départements du Gard et de l'Hérault ont connu d'importantes inondations qui ont affecté plusieurs villages et fait plusieurs morts. Plus de 600 mm d'eau, soit l'équivalent d'un an de pluie à Paris, sont tombés en 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) à Valleraugue dans le Gard, transformant, en quelques dizaines de minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le terrain. Unités et...), la rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la gravité et qui se jette dans une autre rivière ou dans un fleuve, contrairement au fleuve qui...) en torrent qui a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) emporté sur son passage. Deux semaines plus tard, un autre épisode a touché les Alpes-Maritimes avec près de 500 mm de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore...) dans l'arrière-pays niçois, faisant plusieurs morts et des dégâts très importants. Le fait que les bassins versants touchés soient montagneux, avec de fortes pentes, a favorisé la montée très rapide des eaux. La survenue de deux épisodes d'une telle ampleur dans une période si courte est exceptionnelle. On estime en effet que de tels cumuls de précipitations ont une période de retour centennale, c'est-à-dire qu'ils se produisent en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) une fois tous les cent ans.

Les conditions de formation des épisodes méditerranéens

Ce type d'évènement, appelé épisode méditerranéen, qui combine fortes pluies et crues éclair, survient régulièrement en automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et l'hiver.) dans la région méditerranéenne française. Il est qualifié d'épisode cévenol quand il touche la région des Cévennes. Comment se déclenche-il ? À la fin de l'été, des vents du Sud/Sud-Est remontent vers la France et, la Méditerranée étant encore chaude, ils soulèvent sur leur passage une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...) d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) chaud et humide. Il y a ensuite deux scénarios possibles qui, tous deux, conduisent à d'intenses précipitations. Soit cette masse d'air est tellement instable qu'elle forme un système orageux qui peut précipiter dès le littoral. Soit, lorsqu'elle atteint les reliefs montagneux de la région, elle se refroidit, entraînant la condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou liquide). On peut...) d'une part importante de la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) qu'elle contient et provoquant de fortes pluies. Des études récentes, dans le cadre du programme HYMEX, ont montré que l'intensité des épisodes méditerranéens est en augmentation ces dernières décennies à cause de la hausse des températures.


Épisodes avec plus de 200 mm en un jour − Période 1970/2019 © Météo-France (Météo-France est l'organisme français de météorologie, un établissement public administratif, chargé de la prévision et de...) 2020

Des évènements compliqués à prévoir

Pour le moment, les systèmes de prévision météorologique (La prévision météorologique est une application des connaissances en météorologie et des techniques modernes de prises de données et d’informatique...), tels que le modèle AROME de Météo France, ne permettent d'anticiper leur déclenchement que 2 ou 3 jours à l'avance au mieux car une modification même légère de la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) des vents peut déplacer la zone où ces épisodes peuvent avoir lieu.

La prévision des crues est encore plus complexe car chaque bassin réagit différemment en fonction de sa pente, du type de couverture végétale, de la nature de son sous-sol, de la présence ou non de zones urbanisées et des conditions d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) du sol. Les sols saturés en eau, ou ceux qui ont une faible capacité d'infiltration comme en milieu urbain, ne sont pas en mesure d'absorber la pluie en excès, ce qui induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) un ruissellement de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) important et donc potentiellement des inondations en aval. Mais lors de très fortes précipitations, même les sols secs ne peuvent pas stocker toute l'eau si l'intensité des pluies dépasse la capacité d'infiltration du sol. Par ailleurs, le stockage en eau du sous-sol, notamment dans les aquifères karstiques très présents en zone Méditerranéenne (voir encadré), peut aussi fortement moduler la réponse d'un cours d'eau. En effet, si les réservoirs souterrains sont vides car il n'a pas plu depuis longtemps ou que l'eau a été prélevée durant l'été pour alimenter les populations en eau potable (Une eau potable est une eau devant satisfaire à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine.) ou pour l'irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production, et permettre leur développement normal en...), ils peuvent réduire fortement les écoulements. Dans le cas contraire, ils ont tendance à aggraver la crue. À l'échelle nationale, le service Vigicrue fournit en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel le niveau de nombreux cours d'eau et le système AIGA permet d'émettre des alertes de crues sur les petits bassins, mais tous les cours d'eau ne disposent pas encore de stations de mesure du niveau d'eau qui permettent d'alerter en cas de crue.

Les différents aspects de la prévision

Afin de mieux prévenir les risques hydrologiques liés aux épisodes méditerranéens, le recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) se focalise sur deux axes principaux. Premièrement, la compréhension des mécanismes atmosphériques afin d'améliorer les modèles de prévision météo et ainsi prédire avec le plus d'avance possible leur intensité et leur localisation. Deuxièmement, la compréhension et la quantification, à l'échelle des bassins versants, des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé...) d'eau dans les sols et les aquifères pour différents types de sols, d'occupation des terres et de pratiques agricoles. L'objectif est d'identifier, tant en milieu urbain que rural, les zones à risque, c'est-à-dire les secteurs qui seront les plus touchés par les inondations. L'identification et la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support...) de ces zones contribue à une meilleure connaissance des vulnérabilités territoriales et permet de déployer des moyens d'actions spécifiques en cas de crise.

Autre dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son...) de la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un accident, une épidémie ou une maladie ne...): une vigilance (Son attention prend un aspect d'intensité pour solliciter l'ensemble de ses capacités de perception et les concentrer sur le déroulement de la tâche.) continue sur le volet infrastructures. Déjà, en renforçant ou en redimensionnant les infrastructures privées (habitations) et publiques (voies de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.), ponts...) afin qu'elles soient moins vulnérables. Ensuite, en révisant les normes hydrologiques, qui concernent par exemple le dimensionnement des ponts, pour tenir compte de l'évolution des évènements extrêmes du fait du changement climatique et des caractéristiques, comme l'urbanisation, des bassins. Enfin, en respectant les normes d'urbanisme (L’urbanisme est à la fois un champ disciplinaire et un champ professionnel recouvrant l'étude du phénomène urbain, l'action d'urbanisation et l'organisation de la ville...) - qui limitent ou interdisent la construction à certains endroits, ou encore proposent des mesures de compensation pour réduire le ruissellement - et en préservant des espaces qui permettent à l'eau de s'infiltrer dans la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....).

La prévention passe aussi par la sensibilisation de la population, avant la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe ci-dessous), la saison joue...) des épisodes méditerranéens et au début de celle-ci. Outre la connaissance des consignes de sécurité, comme éviter de prendre sa voiture, l'élaboration d'un kit de sécurité peut permettre d'être mieux préparé.


Les consignes de sécurité du Ministère de l'Intérieur en cas de vigilance rouge pour le risque pluie-inondation


Les conseils du gouvernement pour bien préparer son kit de sécurité

Les outils pour gérer la crise en temps réel

Une fois l'épisode commencé, les autorités peuvent notamment compter sur des services d'aide à la décision, tel que Predict qui veille sur le territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est utilisé par d'autres sciences humaines. Dans...) 24h/24 et contribue à la mise en oeuvre des Plans Communaux de Sauvegarde (En informatique, la sauvegarde (backup en anglais) est l'opération qui consiste à dupliquer et à mettre en sécurité les données contenues dans un système informatique.) (PCS), ainsi que sur les radars météorologiques qui fournissent des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) en temps réel. Les radars envoient des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) sur un rayon de 100 km et, en fonction des échos renvoyés par les gouttes de pluie, ils en déduisent la position, l'intensité et le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture...) des précipitations. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des données recueillies et traitées par le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) de radars Aramis de Météo-France est disponible 24h/24 et renouvelé toutes les cinq minutes sur l'ensemble du territoire. L'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication...) radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des...) apporte aussi des informations indispensables aux services de prévision des crues puisqu'elle fournit une estimation des cumuls de précipitations dont la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) s'améliore d'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) en année.

Grâce aux travaux de recherche en cours, il devient possible de coupler les modèles hydrologiques et météorologiques afin d'anticiper un épisode de crue en temps réel et donc d'informer les autorités et la population, par SMS par exemple. Une meilleure localisation géographique de ces épisodes permettrait d'alerter de manière encore plus ciblée les zones à risque et ainsi d'éviter de fausses alertes dans les zones environnantes qui ne sont pas en danger.

Les services de l'INSU pour l'observation des épisodes méditerranéens

Structures labélisées par l'INSU, les services nationaux d'observation (SNO) ont pour objectif de documenter sur le long terme la formation, l'évolution et la variabilité des systèmes astronomiques et des milieux terrestres. Plusieurs d'entre eux étudient différents aspects des épisodes méditerranéens.

L'observatoire hydro-météorologique méditerranéen Cévennes-Vivarais (OHM-CV) étudie le cycle de l'eau en Méditerranée, avec un intérêt particulier pour l'évolution de la variabilité climatique et pour la genèse et la prévisibilité des événements intenses. Il s'appuie pour cela sur trois méthodes complémentaires:

- l'observation hydro-météorologique détaillée et durable sur un site pilote dans la région Cévennes-Vivarais ; - la réalisation de retours d'expérience hydrologiques et socio-économiques sur les phénomènes extrêmes se produisant sur l'ensemble des régions méditerranéennes de l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...) de l'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) ; - l'étude des probabilités de pluies et débits extrêmes grâce aux archives historiques.

Le SNO du KARST s'appuie sur un réseau de neuf observatoires en France afin de renforcer le partage des connaissances et de promouvoir la recherche interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) sur les systèmes karstiques. Les karsts sont des structures géomorphologiques résultant de l'érosion des roches solubles (essentiellement des calcaires). Ils présentent pour la plupart un paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un espace limité, d'un...) tourmenté, un réseau de rivières et de nappes d'eau souterraines et un sous-sol creusé de nombreuses cavités. L'arc méditerranéen est l'une des zones les plus karstiques de France.

Observil est un réseau de 11 observatoires de recherche dont le coeur disciplinaire est centré sur les questions d'hydrologie urbaine. Une thématique cruciale pour les années à venir car l'accroissement de la population urbaine renforce l'empreinte écologique (L’empreinte écologique vise à traduire de manière facilement compréhensible l’impact d’activités humaines sur les écosystèmes et la planète. Elle se mesure...) des villes sur les territoires et accroît conjointement l'exposition de leurs habitants aux impacts du changement climatique. Les projets mis en oeuvre par Observil concernent notamment les bassins versants périurbains et les performances des ouvrages de gestion des eaux pluviales.


Paysage karstique près de Minerve dans l'Hérault

Remerciements: Yves Tramblay, Patrick Lachassagne.
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