Travail de fin d'études: "Modélisation des précipitations extrêmes à travers la barrière topographique du massif Ardennes - Eifel"

Abstract

Les précipitations extrêmes, comme celles qui ont provoqué de graves inondations dans l'Est de la Belgique les 14 et 15 juillet 2021, représentent une menace croissante pour les populations et les infrastructures mondiales. Il est donc crucial de comprendre les mécanismes sous-jacents à ces événements et de pouvoir les cartographier. Cependant, estimer précisément les précipitations, surtout dans des zones montagneuses, peut être complexe, et cette complexité est encore plus grande lors d'événements extrêmes. La topographie joue un rôle crucial dans la répartition spatiale des précipitations, et plus le relief est complexe, plus l'hétérogénéité spatiale des précipitations est importante. Différentes techniques d'interpolation existent, allant des plus classiques aux plus complexes. Cette étude se base sur la méthodologie développée par Meersmans et al. (2016) dans le massif des Ardennes-Eifel, mais en se concentrant sur des données journalières intenses plutôt que sur des précipitations annuelles moyennées sur 30 ans. La cartographie des précipitations repose sur deux variables : l'altitude (« Alt ») et la « déviation de la pente par rapport à la circulation météorologique dominante (OCMD) » (« Dev »). Ces variables sont intégrées dans des régressions linéaires à différentes résolutions spatiales pour déterminer leur impact sur les régimes de précipitation. Le lissage des couches topographiques permet une meilleure représentation du relief et une estimation plus précise des précipitations. Des modélisations sont réalisées pour les précipitations des 14 et 15 juillet ainsi que pour l'événement total (jours cumulés) et la sommation des modélisations journalières. Les résultats, avec des coefficients de détermination (R²) allant de 0,52 à 0,68, sont moyennement satisfaisants, les combinaisons journalières étant meilleures mais présentant plus d'estimations erronées que les cumuls sur plusieurs jours. Cas par cas, il est possible de tirer des tendances quant aux agrégations et OCMD utilisés mais aucune n’est similaire pour l’ensemble des cas. Il y a peu de variabilité parmi les 10 meilleures combinaisons de chaque cas. Une comparaison avec les résultats d'un modèle atmosphérique régional (MAR) est également réalisée, révélant des performances inférieures du MAR par rapport à la méthodologie actuelle, mais chaque approche présente ses avantages et inconvénients.