A l'échelle d'un territoire comme le bassin de l'Isère, divers types de crues peuvent se réaliser – de manière concomitante ou non – à différentes échelles spatiales et temporelles. A grande échelle (plusieurs milliers de km²), les grands cours d'eau (Isère, Drac, Romanche) réagissent à des situations de perturbation météorologique synoptiques capables de produire des cumuls pluri-journaliers de pluie extrêmes sur un vaste domaine (exemple de la crue historique de l'Isère en 1854, Auffray et al., 2011, mais également des crues historiques des lacs suisses au 19ème siècle, Stucki et al., 2012). A petite échelle (moins de 10 km²), les têtes de bassins torrentiels réagissent à des situations orageuses très locales produisant des intensités pluviométriques localement extrêmes sur quelques heures au plus (exemple des Alpes italiennes dans Marra et al., 2016). Aux échelles intermédiaires (100 à 1000 km²) les affluents des grands axes peuvent réagir de manière coordonnée à des systèmes convectifs de méso-échelle associées par exemple à des retours d’est (exemple des crues des balcons de Belledonne en 2005, Allignol et al., 2008). Dans tous les cas, les crues catastrophiques paraissent précédées par un cumul pluviométrique mensuel extraordinaire et, éventuellement, par la fonte du manteau neigeux (crue de 1957, mais qui a plus concerné la zone frontalière).

Un point de blocage majeur à l'étude des crues et de leur coordination à l'échelle d'un territoire est le manque de données hydrométriques sur les petits bassins. Alors que les grands cours d'eau (type Isère, Drac, Romanche) sont jaugés depuis des décennies, les torrents sont très peu -et souvent pas- jaugés. Comment faire pour connaître le comportement hydrologique d’un bassin si l’on dispose de peu d’information hydrométrique? Pour l’hydrologue, cette question est récurrente que ce soit pour la prévision des crues, la gestion des étiages, le dimensionnement d’ouvrages, ou l’appréciation de la ressource en eau future (Sivapalan et al., 2003). La modélisation hydrologique distribuée peut être utilisée pour répondre à cette question. La discrétisation du bassin en un grand nombre de sous-bassins permet une représentation spatialisée de la réponse hydrologique. Elle rend possible la prise en compte de la variabilité spatiale du forçage pluviométrique ainsi que celle de la variabilité spatiale des caractéristiques physiographiques du bassin. En assimilant les données hydrométriques disponibles, la modélisation hydrologique distribuée peut modéliser de manière consistante l'ensemble des sous-bassins versants jaugés et non jaugés, dans la limite bien sûr de la validité des hypothèses du modèle. Le couplage d'un modèle hydrologique distribué avec un modèle stochastique de pluie permet de jouer des scénarios pluviométriques possibles mais non nécessairement réalisés et d'étudier le détail à toutes les échelles de la réponse hydrologique à ces scénarios.

L'objectif de cette action est d'étudier, par le biais d'un modèle pluie-débit distribué couvrant la région grenobloise, l'occurrence des crues aux échelles intermédiaires et leur coordination, pour une gamme importante de périodes de retour (10 à 100 ans). L'étude se basera sur les modèles hydrologiques distribués GRDC, développé par INRAE-Aix, ainsi que MORDOR-TS, développé par EDF-DTG (Rouhier 2018). Dans un premier temps, ces modèles seront couplées aux données ANTILOPE depuis 2006. Les résultats seront croisés avec la base de données de dates de crues issue de l’étape de recueil de données (action 1) afin d’évaluer la capacité de chacun des modèles (GRDC et MORDOR-TS) à reproduire les concomitances de crues. Dans un second temps, ils seront couplés avec le modèle de simulation stochastique de précipitation journalière développé par IGE/EDF (Vaittinada Ayar et al., 2018) afin d’évaluer la capacité des modèles et du simulateur de pluie à reproduire la fréquence d’occurrence des concomitances de crues et de mieux comprendre leur coordination.

Le rapport final dédié à cette action est disponible au lien suivant:

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03565934