High-resolution modelling with bi-dimensional shallow water equations based codes - High-resolution topographic data use for flood hazard assessment over urban and industrial environments

Afin d’évaluer les risques associés aux inondations, l’emploi de modèles numériques bidimensionnels d’hydraulique à surface libre reposant sur les la résolution des équations de Saint-Venant est courant. Ces modèles nécessitent pour leur calculs des informations sur les aléas considérés ainsi que la description de la topographie de la zone d’étude qui se révèle être complexe lorsque l’on s’intéresse à des secteurs que les zones urbaines dense ou les sites industriels sensibles. La complexité de cette topographie peut être appréhendée de manière de plus en plus fine via l’emploi de technologies dédiées à la restitution de modèles numérique de terrain et de surface tels que le LiDAR et la photogrammétrie. Les Modèles Numériques d'Élévation Haute Résolution (HR MNE) générés, à partir de ces technologies, ne sont plus utilisées uniquement par les communautés géomaticiennes mais deviennent employés dans des études d’ingénierie afin d’évaluer les risques d’inondation. Néanmoins l'intégration de ces HR MNE pose des problèmes techniques. Par ailleurs, aussi soient les HR MNE générés, les technologies et méthodes visant à générer ces MNS de haute densité n’excluent pas l’inclusion d’incertitude sur la donnée topographique.
L'objectif de cette thèse est d'étudier les possibilités, les avantages et les limites, liées à l'intégration de données topographiques hautes résolution en modélisation hydraulique 2D haute résolution du risque inondation en milieux urbain ou industriel.
Les concepts des techniques d'acquisition de données topographiques HR ainsi que ceux de la modélisation basée sur la résolution des équations de Saint-Venant sont rappelés. Des modélisations HR de scénarios d'inondation d'origine pluviale ou fluvial sont testées en utilisant des HR MNE crées à partir de données LiDAR et photointerprétées. Des codes standards offrant des moyens d'intégration de la donnée différent HR et basés sur des méthodes numériques différentes sont testés (Mike 21, Mike 21 FM, TELEMAC-2D, FullSWOF_2D). Des outils pour appréhender les incertitudes liées à l'emploi de ces données hautes résolution sont développés et une analyse globale de sensibilité est effectuée. Les cartes d'indices de sensibilité produites soulignent l'importance des choix du modélisateur dans la variance des résultats de modèles d'inondation.