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Retour dexpérience sur létude des houles et des surcotes cycloniques Application pour les études de risque de submersion marine Sophie Lecacheux, Rodrigo.

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1 Retour dexpérience sur létude des houles et des surcotes cycloniques Application pour les études de risque de submersion marine Sophie Lecacheux, Rodrigo Pedreros, F. Boulaya JST– 3 au 5 12/2012 – Paris

2 PLAN > Introduction > Génération des houles à partir du modèle NAH en Atlantique Nord > Vision paramétrique dun cyclone > Application pour les études de risque : Exemple du projet ARAI3 > Perspectives > 2

3 > 3 ???? Introduction Particularité des cyclones: - Phénomène rapide et localisé => mauvaise représentation par les modèles atmosphériques / météorologiques globaux - Nécessité de modèles adaptés (résolution spatio-temporelle accrue champ de vent) NAH (15,75°N, 57,75°W) Bouée Météo-France(15,75°N, 57,90°W) Cyclone DEAN (2007)

4 > 4 Application: modélisation des vagues cycloniques de Dean (2007) en zone côtière à partir des données NAH De nombreuses limitations : -Données NAH disponibles en Atlantique Nord uniquement et seulement pour les cyclones récents -Pas de données de pression pour modéliser les surcotes => Insuffisant pour réaliser des études de risque

5 Vision paramétrique dun cyclone (1) (Best Tracks) > 5 Un double intérêt : -Avoir à disposition des données de vent réalistes pour un grand nombre de cyclones (même anciens) -Créer des cyclones fictifs en faisant varier les paramètres => Adapté pour les études de risque

6 Vision paramétrique dun cyclone (2) Application pour les vagues AsymétriqueSymétrique Exemple cyclone Gamède Apport de lasymétrie 1 2 > 6

7 Vision paramétrique dun cyclone (3) Application pour les vagues Exemple cyclone Bill Apport de la fusion avec les vents synoptiques >

8 Tahiti Risque décroissant Application pour les études de risque : exemple dARAI 3 en Polynésie > 8 Risque cyclonique modéré par rapport à dautres bassins comme lAtlantique nord (risque plus important pour les archipels de la Société et des Australes) Depuis 1970, environ 45 cyclones majeurs ont touché la Polynésie française Première cartographie de laléa pour les PPRL (2006) basée sur des scénarios déterministes pour chaque archipel

9 Cyclones historiques (base JTWC) = 72 cyclones sur 33 ans de données Enrichissement de la base avec par cyclones fictifs avec la méthode du bootstrap = 132 ans de données Modélisation des champs de vent param. + modélisation des vagues avec WW3 et SWAN et des surcotes avec MARS Modélisation de la submersion avec un modèle vague-a-vague (SWASH) Analyse statistique Méthode POT/GPD Extraction des séries temporelles avant le récif Objectifs ARAI3 : Réévaluation des scénarios de référence de manière plus réaliste Cartographie de la submersion avec un modèle vague-à-vague Application : ARAI 3 (2)

10 10 Validation et décomposition des phénomènes pour OLI (2007) à Tubuai: Faible contribution du vent dans la surcote atmosphérique à lextérieur et à lintérieur du lagon Contribution majoritaire du set-up dans la surcote totale Hs Surcote atmosphérique Tahiti Apport des vagues dans la surcote Application : ARAI 3 (3) Tubuai

11 11 Houles cycloniques Calcul des périodes de retour 10ans et 100ans Données historiques restreintes intervalles de confiance et incertitudes importants Détermination de gammes de valeurs sur des secteurs homogènes de la côte Côtes sud-ouest les plus fréquemment exposées aux houles cycloniques…. Mais les côtes nord sont les plus exposées en cas de passage dun cyclone à proximité de lîle => Apport des cyclones fictifs Surcotes cycloniques Nombre dévènements insuffisant pour faire lanalyse statistique Détermination dune valeur approximative de 50 cm pour une période de retour centennale (maximum simulé à proximité des îles) Hs/Tp 100yr Hs 10yr Etude BAIRDS (2005) à Faratea Hs100yr~7.5m Application : ARAI 3 (4)

12 12 Matavai (scénario centennal): Hs=10m / Tp=12s Marée PMVE: 10cm (cf niv moy) Surcote atmosphérique : 50cm ENM: 50cm (Slangen et al., 2011) Fort impact des vagues => utilité du modèle vague-à-vague par rapport à un simple croisement topographie / niveau deau += Application : ARAI 3 (5) Niveau moyen: -marée -surcote atmo -ENM

13 Risque décroissant Perspectives > 13 Utilisation de bases de cyclones synthétiques générées à partir de données de ré-analyses (ou de projections) grâce à des modèles statistiques sur les paramètres cycloniques (Emanuel et al., 2006)* Prise en compte de nombreuses configurations et types de trajectoires Diminution des incertitudes et possibilité de calculer des périodes de retour plus importantes Possibilité de travailler avec des probabilités conjointes vagues/niveau deau Possibilité détudier limpact du changement climatique sur les risques associés * EMANUEL K., RAVELA S., VIVANT E., RISI C. (2006). A statistical deterministic approach to hurricane risk assessment. Bull. Am. Meteorol. Soc., 87, pp 299–314. doi: /BAMS


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