Résumé

Présentation de l'analyse fréquentielle des crues

  • L'analyse fréquentielle des crues fournit des informations sur le potentiel statistique des crues.
  • La période de retour exprime une période de temps (c'est-à-dire la crue centennale) qui est la durée moyenne statistique entre les crues d'une certaine amplitude. Plus la période de retour est longue, plus la crue est importante.
  • La probabilité de dépassement ou la probabilité d'occurrence pour une année donnée est l'inverse de la période de retour. Par conséquent, la crue centennale aurait une probabilité de dépassement de 1/100, soit 1 %.
  • Les crues, cependant, ne se produisent pas à des intervalles de temps également espacés. Ainsi, une crue centennale ne se produira pas nécessairement une seule fois dans une période de 100 ans.
  • Une crue à période de retour donnée n'est pas nécessairement le résultat d'un événement pluvieux avec la même période de retour. C'est-à-dire qu'une pluie de récurrence de 25 ans ne produira pas nécessairement une crue de récurrence de 25 ans.
  • Il existe deux applications des analyses fréquentielles des crues :
    1. Estimer l'ampleur potentielle d'une crue qui peut se produire sur un intervalle de temps donné
    2. Estimation de la période de retour d'une crue d'une certaine ampleur

Représentation statistique des crues

  • La période d'enregistrement doit être au moins la moitié de la période de retour calculée. Autrement dit, pour estimer une crue de 500 ans, il faut disposer d'au moins 250 ans de données.
  • Les statistiques de fréquence des crues sont plus représentatives des crues potentielles lorsque la période d'enregistrement est suffisamment longue pour saisir tous les types d'événements possibles.
  • La probabilité d'occurrence, ou probabilité de dépassement, d'une crue sur une période donnée peut être calculée à l'aide de formules standardisées. Cela peut répondre à une question telle que « Quelle est la probabilité d'une crue centennale au cours des 30 prochaines années ? »
  • La probabilité qu'un événement ne se produise pas, la probabilité de non-dépassement, peut également être calculée.
  • Des données fiables sur la fréquence des crues exigent que les crues soient indépendantes. C'est-à-dire qu'une crue n'influence pas directement la suivante et que le débit devrait revenir au débit de base entre les crues.
  • Des données fiables sur la fréquence des crues exigent que les crues soient homogènes. C'est-à-dire que les crues causées par les ruptures de barrages ne sont pas les mêmes que les crues causées par les précipitations. Les altérations du bassin, telles que l'urbanisation, enfreignent également l'hypothèse d'homogénéité dans l'analyse de la fréquence des crues.

Analyse des données de crue

  • La série annuelle est utilisée pour calculer les statistiques de fréquence des crues en utilisant le débit de pointe de chaque année civile.
  • Le débit de pointe instantané est le débit de pointe à tout moment, mais ces mesures ne sont généralement pas disponibles dans les analyses de fréquence des crues.
  • Le débit quotidien maximal annuel est souvent utilisé dans l'analyse de la fréquence des crues. Il s'agit de la valeur quotidienne moyenne maximale au cours d'une année civile.
  • Les données de la série maximale annuelle sont classées, puis les probabilités sont calculées avec l'une des nombreuses formules disponibles, telles que la formule de Weibull.
  • Les données de période de retour pour la série annuelle maximale sont calculées en prenant l'inverse de la probabilité.
  • Les données de la série maximale annuelle sont représentées sous forme de débit par rapport à la probabilité ou de débit par rapport à la période de retour.
  • Les données maximales de la série annuelle ne sont généralement pas tracées sur des échelles linéaires. L'une des raisons est qu'une échelle de probabilité linéaire impliquerait qu'il existe des probabilités connues de 0 % et de 100 %, ce qui n'est pas le cas.
  • La série de durée partielle est utilisée pour calculer les statistiques de fréquence des crues en utilisant toutes les valeurs de débit au-dessus d'un certain seuil et a généralement plus de points de données que la série maximale annuelle.
  • Par rapport à la série annuelle maximale, la série de durée partielle est mieux adaptée aux événements de crue plus petits, en particulier ceux avec de courtes périodes de retour.
  • Le graphique de la série de durées partielles peut contenir des points avec une période de retour inférieure à 1 an.

Événements de conception

  • Les événements de conception sont utilisés pour évaluer les risques de crue.
  • Les critères de pluie de projet contiennent une amplitude et une durée. Autrement dit, une tempête de 25 ans peut être décrite comme 150 mm en 24 heures.
  • La pluie de projet d'une certaine période de retour est supposée produire une crue de taille similaire. C'est-à-dire qu'une tempête de 25 ans est supposée produire une crue de 25 ans. Nous savons que cela peut être une hypothèse erronée.
  • La pluie de projet est élaborée à partir d'une analyse statistique des enregistrements de précipitations à long terme. Une pluie de projet ne tient pas compte de la couverture de la zone ou de la résolution spatiale et temporelle des précipitations.
  • Un événement de précipitation maximale probable et la crue maximale probable (CMP) qui en résulte est une estimation théorique de l'événement le plus important possible dans une certaine zone. Cette valeur reflète souvent le potentiel de crues dues à des ruptures de barrages ou de digues.
  • La crue de projet standard est un critère de conception utilisé par l'US Army Corps of Engineers. Il résulte d'un ensemble de caractéristiques de tempête auxquelles on peut raisonnablement s'attendre pour une zone donnée.

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