Urban flood risks modelling, urban hydrology & Hydraulics

L’inondation urbaine est considérée une catastrophe naturelle qui cause des dommages économiques importants. Elle est de plus en plus fréquente à cause du changement climatique global et de l’urbanisation. Dans ce contexte, l’étude sur les risques de l’inondation urbaine est essentielle pour le management de l’eau urbaine et le design urbain. Certaines conceptions concernant ce sujet sont proposées comme la cité d’éponge pour diminuer le risque d’inondation urbaine pluvieuse.

L

es modèles de simulation sont développés afin d’évaluer ces risques comme le modèle WOLF développé par HECE. Cependant, des difficultés subsistent dans le processus de validation de modèle du fait du manque des données mesurées précises, par exemple les champs des vitesses.

Dans cette thèse, une partie de travaux sera consacrée à l’expérience laboratoire. Il est important de souligner que peu de modèles de laboratoire sont  exploités pour l’instant dans le domaine de l’étude de l’inondation urbaine. Les études effectuées concernent a priori des cas simple, par exemple, l’écoulement à régime stable, les champs de vitesse non mesuré, etc.

Basé sur le modèle précédent, nous allons étudier les variables plus distribuées à régime transitoire. Des dispositifs comme ADVP et LSPIV seront mis en place pour faciliter les mesures sur le champ de vitesse en 3D et partition de décharge. Les cas plus réaliste seront aussi constitués, notamment sur l’augmentation le nombre de l’entrée et de la sortie de l’écoulement, mis en place plus de propriétés dans la ‘rue’ comme les véhicules ainsi l’interaction de l’écoulement avec les dispositifs souterrains.

Ensuite, une autre partie de travaux sera concerné la validation de modèle 2D avec les données mesurées. Les paramètres de modèle comme la rugosité pourront être bien calés. Avec la simulation numérique, nous pourrons évaluer l’influence de l’urbanisation sur l’inondation urbaine extrême. A l’inverse, les cas plus critiques seront testés dans le laboratoire. De plus, nous nous intéressons aussi à l’effet de l’échelle de dispositifs expérimentés sur les caractéristiques de l’écoulement, notamment sur l’incertitude de prédiction de modèle. Nous essayerons aussi de représenter la dynamique de l’interaction entre l’écoulement à surface et le réseau de drainage et les espaces souterraines dans le modèle numérique avec les données expérimentales. En outre, les dispositifs expérimentaux pourront servir si nécessaires à d’autres exploitations.

Par ailleurs, cette thèse sera menée dans un cadre pluridisciplinaire, notamment hydraulique, hydrologique, météorologie, urbanistique et économique. Les collaborations avec d’autres unités de recherches (LEMA et MTFC) sont prévues.