Journées Scientifiques et Techniques du CETMEF 5 décembre 2012

Tempête Xynthia --- Modélisation 2D de la submersion à Port-desBarques (Charente-Maritime) Anne-Laure Tiberi CETMEF Journées Scientifiques et Techniques du CETMEF 5 décembre 2012 Centre d'études Techniques Maritimes Et Fluviales www.cetmef.developpement-durable.gouv.fr

Introduction Suite à la tempête Xynthia du 28 février 2010, le Cetmef a été sollicité par les services de l État pour évaluer par modélisation hydraulique : les débits et volumes débordés sur les digues les cotes d'eau maximales atteintes la dynamique des débordements Plusieurs sites ont fait l'objet de modélisation hydraulique en Vendée et Charente-Maritime : Vendée : la Faute-sur-Mer et l'aiguillon Charente-Maritime : Port-des-Barques et les Bouchôleurs Ces modélisations ont été effectuées avec le code de calcul Telemac2d. 2

Localisation - Port des Barques Source : www.geoportail.fr 3

Plan de la présentation Surfaces inondées Dynamique générale de l'inondation Cotes d'eau atteintes Vitesse de montée Volumes et débits 4- Modélisation de deux options de prise en compte du changement climatique Xynthia + 40 cm Xynthia + 1 m 5- Conclusion 4

Topographie et bathymétrie Modèle hydraulique Strickler Contour du modèle 5

Conditions aux limites 6

Conditions aux limites : frontière maritime 7

Conditions aux limites : frontière fluviale Données sur le débit moyen journalier de la Charente à Chaniers (banque hydro www.hydro.eaufrance.fr) Détermination du débit à Rochefort grâce à la formule de Myer Q1/Q2 = (S1/S2)^0,72 Lieu Surface du bassin versant Débit moyen journalier de la Charente Chaniers 7412 km² 117 m3/s Rochefort 9000-10000 km² 135 145 m3/s On retient Q = 140 m3/s 8

Plan de la présentation Surfaces inondées Dynamique générale de l'inondation Cotes d'eau atteintes Vitesse de montée Volumes et débits 4- Modélisation de deux options de prise en compte du changement climatique Xynthia + 40 cm Xynthia + 1 m 5- Conclusion 9

Démarche de l'étude Sogreah Recueil de témoignages des élus des communes concernées Enquête détaillée de terrain : rencontre des riverains, repérages des zones inondées, laisses d'inondation nivelées Synthèse des informations récoltées par les services ou collectivités sur les dégâts et les coûts engendrés par l'évènement On y trouve Un ensemble de cartes qui décrivent les zones submergées Des repères des plus hautes eaux Des informations sur la dynamique des écoulements 10

Surfaces inondées Étude Sogreah Modélisation 11

Dynamique générale de l'inondation Champ des vitesses à 3h20 du matin 12

Cotes d'eau atteintes Comparaison des cotes mesurées (étude Sogreah) et calculées 4,8 4,6 Cote (mngf) 4,4 4,2 4 3,8 3,6 Cote Sogreah Cote calculée 3,4 3,2 3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Indice de la laisse Zone urbaine Un tiers des laisses est à moins de 5 cm La moitié des laisses est à moins de 10 cm Le modèle a tendance à surestimer les hauteurs d'eau 13

Plan de la présentation Surfaces inondées Dynamique générale de l'inondation Cotes d'eau atteintes Vitesse de montée Volumes et débits 4- Modélisation de deux options de prise en compte du changement climatique Xynthia + 40 cm Xynthia + 1 m 5- Conclusion 14

Vitesse de submersion Point Heure début submersion (TU) Heure de submersion maximum (TU) Hauteur maximale atteinte Vitesse de submersion moyenne (cm/heure) PDB1 01h50 03h15 84 cm 59 PDB2 02h25 03h20 12 cm 13 PDB3 01h20 03h10 80 cm 44 PDB4 00h30 03h20 100 cm 35 PDB5 01h00 03h20 55 cm 24 03h30 Paris 5 décembre 2012 21 cm 36 Journées Scientifiques PDB6 et Techniques du Cetmef 02h55 15

Volumes et débits Volume déversé : Un peu plus de 1,1 millions de m3 d'eau Débit maximum : 320 m3/s à 3h00 1200 Débits (m3/s) Volume (*1000 m3) 1000 800 600 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 400 200 Volume déversé (*1000 m3) Débits (m3/s) Tempête Xynthia 400 350 300 250 200 150 100 50 0-5023:30-100 -150-200 -250-300 -350-400 0 Heure 16

Plan de la présentation Surfaces inondées Dynamique générale de l'inondation Cotes d'eau atteintes Vitesse de montée Volumes et débits 4- Modélisation de deux options de prise en compte du changement climatique Xynthia + 40 cm Xynthia + 1 m 5- Conclusion 17

Deux options de prise en compte du changement climatique dans les PPRL!!! Attention!!! Ces modélisations ont été effectuées avant la publication de la circulaire du 27 juillet 2011 qui définit les évènements à prendre en compte pour les aléas à court terme et à échéance 100 ans. Aucune des deux options présentées ici n'a finalement été retenue dans la circulaire. OPTION 1 : Deux aléas distincts Actuel A l'horizon 2100 (niveau marin du scénario actuel + 1 m) OPTION 2 : Un seul aléa «avec changement climatique» (scénario actuel + 40 cm) 18

Deux options de prise en compte du changement climatique dans les PPRL 2 types d'analyse Comparaison des zones sur lesquelles des prescriptions s'appliqueraient Comparaison des zones soumises à un aléa fort 19

Zones sur lesquelles des prescriptions s'appliqueraient 20

Deux options de prise en compte du changement climatique dans les PPRL 2 types d'analyse Comparaison des zones sur lesquelles des prescriptions s'appliqueraient Comparaison des zones soumises à un aléa fort 21

Comparaison des zones soumises à un aléa fort Les zone soumises à un aléa fort sont caractérisées par : - une hauteur d'eau supérieure à 1 m - une dynamique de submersion forte 22

Dynamique de submersion Turquoise v < 0,2 m/s Bleu 0,2 m/s < v < 0,5 m/s Rouge v > 0,5 m/s Carte des vitesses maximales pour le scénario «Xynthia + 40cm» Carte des vitesses maximales pour le scénario «Xynthia» 23

Comparaison des zones soumises à un aléa fort Les zone soumises à un aléa fort sont caractérisées par : - une hauteur d'eau supérieure à 1 m - une dynamique de submersion forte Le paramètre vitesse a très peu d'influence sur la qualification du niveau d'aléa comparaison des deux options en ne considérant que le paramètre hauteur d'eau 24

Zones dont la hauteur d'eau est supérieure à 1m 25

Plan de la présentation Surfaces inondées Dynamique générale de l'inondation Cotes d'eau atteintes Vitesse de montée Volumes et débits 4- Modélisation de deux options de prise en compte du changement climatique Xynthia + 40 cm Xynthia + 1 m 5- Conclusion 26

Conclusion (1/2) Modèle simple (on ne tient pas compte du vent, des vagues, forçage avec le marégramme simplement) La modélisation est cohérente avec les résultats de l'étude de terrain réalisée par Sogreah : Surfaces inondées Dynamiques générales de la submersion Un certain nombre de laisses observées La modélisation permet en outre d'estimer Les vitesses de montée des eaux Les débits transitant sur des sections Les volumes déversés sur des zones déterminées 27

Conclusion (2/2) La modélisation a posteriori permet d'appréhender les limites de submersion d'analyser les effets de forçages hydrauliques plus contraignants : élévation du niveau marin, autre scénario de tempête, de crue,... de réaliser des hypothèses de brèches dans les ouvrages d'évaluer la variation des volumes entrants avec une modification des systèmes de protection d'évaluer le volume nécessaire pour la création de «cuvettes» pour stocker l'eau... 28

Merci de votre attention Centre d'études Techniques Maritimes Et Fluviales www.cetmef.developpement-durable.gouv.fr