Tesis sobre el tema "Crues urbaines"

Les travaux de cette thèse sont consacrés à la simulation et à l'analyse numérique des problèmes d'inondations urbaines. Les inondations urbaines provoquées par des précipitations exceptionnelles sont particulièrement dévastatrices en termes de dégâts économiques et humains. La modélisation numérique peut être utilisée pour prédire, anticiper et contrôler de tels événements. Du point de vue numérique, le défi majeur réside dans le grand contraste entre la taille typique du domaine de simulation (10-100km) et la taille des caractéristiques structurelles pertinentes, qui doivent être représentées à des échelles métriques ou infra-métriques. Cette thèse aborde le caractère multi-échelle des inondations urbaines en mobilisant la décomposition de domaine (DD) et les méthodes numériques multi-échelles (Ms). La première partie de la thèse se concentre sur un problème de diffusion linéaire posé dans des domaines contenant un grand nombre de perforations polygonales représentant des structures réalistes dans les zones urbaines. Nous proposons un espace d'approximation grossier de faible dimension basé sur un partitionnement polygonal grossier du domaine. Comme dans la méthode d'éléments finis multi-échelles, cet espace est constitué des fonctions de base discrètes localement harmoniques. La principale contribution théorique de cette section est une estimation de l'erreur concernant la projection H¹ de la solution sur l'espace grossier. L'analyse d'erreur est indépendante de la régularité globale de la solution, ce qui est un atout majeur compte tenu des singularités géométriques du domaine. En combinant la méthode de Schwarz avec recouvrement et la correction de l'espace grossier à la base de la méthode multi-échelle proposée, on parvient à un solveur itératif et un préconditionneur efficaces, dont les performances sont étudiées numériquement.La deuxième partie de la thèse étend notre méthodologie numérique aux modèles d'écoulement non linéaires. En particulier, nous nous intéressons à l'équation de l'onde diffusive, obtenue à partir des équations de Saint-Venant en négligeant les termes d'inertie. Nous montrons que le préconditionneur à deux niveaux que nous avons conçu pour les problèmes de diffusion linéaire se prête également au problème de l'onde diffusive linéarisé qu'on obtient à chaque itération de la méthode de Newton. En outre, nous présentons des techniques de préconditionnement non linéaires, y compris la méthode RASPEN à un et deux niveaux, ce qui permet de réduire considérablement le nombre d'itérations par rapport à la méthode de Newton traditionnelle. Les exemples numériques illustrant les performances des méthodes proposées comprennent un cas test basé sur des données topographiques de la ville de Nice.Dans la dernière partie, pour les EDP elliptiques non linéaires, nous étudions une méthode multi-échelle qui combine des outils de la méthode d'éléments finis multi-échelles classique avec ceux de l'apprentissage automatique. Notre approche repose sur la formulation sous-structurée approchée dans laquelle les traces de la fonction inconnue sont recherchées dans un espace d'éléments finis grossier. Le problème sous-structuré est résolu par la méthode de Newton, faisant appel à des opérateurs Dirichlet-to-Neumann (DtN) locaux à chaque itération. Dans le but de réduire le coût de calcul associé à l'évaluation des opérateurs DtN, ces derniers sont remplacés par des modèles approchés construits sur la base des réseaux de neurones artificiels. Les expériences numériques concernant les problèmes non linéaires de p-Laplace et de diffusion dégénérée en 1D et 2D aboutissent à des résultats prometteurs. Avec seulement quelques points d'entraînement par dimension du domaine des opérateurs DtN, le modèle approché atteint une précision de quelques pour cent. Une amélioration supplémentaire peut être obtenue en utilisant la solution approché comme le point initial de la méthode de Newton appliquée à la formulation originale
The work of this thesis is dedicated to the simulation and numerical analysis of urban flood problems.While urban flooding caused by exceptional rainfall is particularly devastating in terms of economic and human damage, numerical modeling can be used to predict, anticipate and control such events.From the numerical perspective, the major challenge comes from a large contrast between a typical size of the simulation domain (10-100km) and the size of the relevant structural features, which have to be represented at metric or infra-metric scales. This thesis addresses the multi-scale character of the urban flows by means of Domain Decomposition (DD) and Multi-scale (Ms) numerical methods.The first part of the thesis focuses on linear diffusion problems posed in domains containing a large number of polygonal perforations representing realistic structures in urban areas. We propose a low-dimensional coarse approximation space based on a coarse polygonal partitioning of the domain. Similarly to other multiscale numerical methods, this coarse space is spanned by locally discrete harmonic basis functions. The main theoretical contribution of this part is an error estimate regarding the H¹-projection over the coarse space; this error estimate is independent of the global regularity of the solution, which is expected to be low due to multiple corner singularities.Additionally, this part numerically explores the combination of the coarse space with overlapping Schwarz domain decomposition methods. This combination leads to an efficient two-level iterative linear solver and preconditioner for a Krylov method.The second part of the thesis extends our methodology to nonlinear urban flow models. That is, we design DD and Ms methods to numerically solve the Diffusive Wave equation, which is obtained from Shallow Water systems by neglecting inertia terms. We show that the two-level preconditioner previously designed for linear diffusion problems performs well on the linearized Diffusive Wave model which arises at each iteration of Newton's method. Furthermore, we present nonlinear preconditioning techniques, including one and two-level RASPEN, which significantly reduce iteration counts when compared to Newton's method. These nonlinear preconditioning techniques use the coarse space to form robust two-level methods. Numerical experiments are conducted, with the main example being the numerical solution of the Diffusive Wave equation on a large urban area of Nice, France.In the last part of the thesis, for nonlinear elliptic PDEs, we investigate a multi-scale method that combines tools from the classical Multi-scale Finite Element Method and Machine Learning. Our approach is based on the approximate substructured formulation in which the traces of the unknown function belong to a coarse finite element space. The substructured problem is solved by Newton's method, using local Dirichlet-to-Neumann (DtN) operators at each iteration. In order to reduce the computational cost associated with the evaluation of DtN operators, the latter are replaced by approximate models built on the basis of artificial neural networks.Numerical experiments on nonlinear p-Laplace and degenerate scattering problems in 1D and 2D show promising results. With only a few training points per dimension of the DtN operator domain, the approximate model achieves an accuracy of a few percent

Selon le World Risk Report publié par United Nations University Institute for Environment and Human Security, les Philippines occupent la troisième place mondiale pour l’exposition aux risques naturels. L’impact de ses inondations sur la santé publique des communautés en fonction de leur vulnérabilité sociale a été très peu étudié jusqu’à présent faute de données systématiques. La méthodologie est basée sur une évaluation de la connaissance, de l’attitude et des pratiques (KAP) des populations inondées et de leur résilience vis à vis de leur exposition à des pathogènes tels que E.coli, Leptospirosis and la dengue qui peuvent se développer à la suite d’un typhon. Ces indicateurs intègrent le profil socio-démographique, les conditions de logement, l'environnement physique ainsi que la gouvernance locale. Une investigation de terrain a été effectuée dans la ville de Dumaguete, Philippines, de mars 2013 à juillet 2013. Un total de 357 familles réparties dans 12 communautés ont été interrogés. L’analyse de ces données a permis de révéler une vulnérabilité synthétisée dans un indice (IVF) qui s’établit en moyenne à 39,34 %. Le secteur de Barangay Tabuc-tubig présente un indice de 53,39 % et s’avère le site le plus vulnérable. L’indice de vulnérabilité est basé sur 5 composants: hydroclimatique, social, économique, socio-comportementale et politico-administratif. Les résultats démontrent que l'indice de vulnérabilité reste faible malgré des indicateurs d’exposition élevée. Cette recherche, l'indice de vulnérabilité est lié aux variables intervenant dans la caractérisation de la résilience
According to the World Risk Report released by the United Nations University Institute for Environment and Human Security, the Philippines is ranked third globally in terms of disaster risk. Public health risks and understanding social vulnerability are usually overlooked and very little attention is given. Thus, this research work focuses on. This research was an exploratory step and a rapid assessment of the Knowledge, Attitudes, and Practices (KAP) of the community people towards flood vulnerability and resilience and their exposure to microorganisms such as E.coli, Leptospirosis and the Dengue Fever mosquito. Appropriate community-based indicators were formulated and developed. Their socio-demographic profile, housing conditions, physical environment and governance were also included. The survey was done from March 2013 to July 2013 to capture the dry and wet season for bacterial sampling. A total of 357 household respondents from the 12 communities and 30 respondents from the LGU and NGO were surveyed. Results of the study revealed an overall Flood Vulnerability Index (FVI) of 39.34%. Barangay Tabuc-tubig (53.39%) topping from all the 12 communities surveyed using the newly developed 36 community-based flood vulnerability indicators with its corresponding 5 major components namely; hydro-climatic, social, economic, socio-behavioral and the politico-administrative. It is interesting to note that FVI remains low in spite that the exposure indicators are high. The low FVI can be attributed to the community’s high resilience in its coping and adaptation strategies. In this research work, the FVI is significantly sensitive to susceptibility and flood resilience variables

Inondations qui se produisent dans les zones urbaines sont régies par une fréquence accrue. Structures de protection contre les inondations existantes démontrent ses inconvénients. Une des solutions est émouvant de culture du risque et de trouver l'équilibre entre la forme de l'utilisation des terres et de l'urbanisation grâce à des stratégies d'adaptation, d'atténuation, de prévention et intervention et de rétablissement. La nouvelle approche globale est basée sur le concept de résilience donner une nouvelle place pour le développement et la mise en œuvre de nouvelles approches en vertu de gestion des risques d'inondation (FRM) cadres existants. Ajout de résilience à la gestion des risques d'inondation est une première étape. Grâce à une gestion des risques d'inondation opérationnelle a pour la résilience des prestations. L'indice résilience Flood (FRI) est développé dans cette thèse est une approche unique pour l'évaluation de la résistance aux inondations dans les systèmes urbains avec la priorité principale de la structure du système lorsque l'évaluation se fait sur les micro et méso échelle et sur la dimension du système lorsque la résistance aux inondations est évaluée sur macro échelle. La réflexion est mise sur le développement de la méthode par l'évaluation de la gestion des risques d'inondation existants (FRM) cadres. Grâce à l'évaluation, il est possible de constater le niveau d'intégration et de mise en œuvre de l'élément essentiel du risque d'inondation. La méthode développée pour l'évaluation de la résistance aux inondations est potentiellement applicable à tout système urbain à une échelle géographique
Floods that happen in urban areas are governed by increased frequency. Existing flood defence structures demonstrate its downsides. One of the solutions is moving to risk culture and finding the balance between the shape of land use and urbanization through adaptation, mitigation, prevention, and response and recovery strategies. The new holistic approach is based on resilience concept give a place for new development and implementation of new approaches under existing flood risk management (FRM) frameworks. Adding resilience to flood risk management is a first step. The Flood Resilience Index (FRI) is developed in this thesis is a unique approach for evaluation of flood resilience in urban systems with the main priority on system structure when evaluation is done on micro and meso scale and on system dimension when flood resilience is evaluated on macro scale. The main reflection is on the development of method by evaluation of existing flood risk management (FRM) frameworks. Through evaluation, there is a possibility to notice the level of integration and implementation of crucial element of flood risk. The developed method for evaluation of flood resilience is potentially applicable to any urban system of any geographic scale. Connections and dependences between main city elements and natural hazards (in this case urban flooding process) are defined. With its implementation, social, economical, political and cultural relations between cities will be more visible and better established and flood risk management well implemented

L'objectif de la recherche consiste à évaluer l'influence du développement urbain en particulier, et de la modification des sols en général, sur l'aléa des crues. L'étude porte sur le bassin versant de l'Yzeron. Il s'agit d'un bassin versant de taille moyenne (150 km2), situé à l'ouest de Lyon, où l'on rencontre un évolution rapide et hétérogène de l'urbanisation, laquelle se développe le plus souvent sous forme de petits centres urbains autour des anciens villages et se structure autour des axes de circulation principaux. Concernant le site d'étude, il semble que l'augmentation observée des crues soit due à une conjonction de causes qui jouent toutes dans le même sens (pluviosité plus forte dans les années 90 que dans les années 70 et modification de l'occupation des sols), sans qu'une seule de ces causes ne soit suffisante à elle seule pour expliquer la totalité du phénomène. Sur le plan méthodologique, deux enseignements majeurs peuvent être tirés de cette recherche : - L'utilisation d'un modèle de simulation correctement calé sur des séries de mesures de bonne qualité permet dans une certaine mesure de s'affranchir des fluctuations inter-annuelle de la pluviosité et d'isoler l'influence de l'urbanisation sur le régime des crues. - L'analyse des écarts entre les courbes QCX au moyen de tests statistiques présente l'avantage de permettre la comparaison des propriétés statistiques des séries de crues en s'affranchissant d'une partie des difficultés dues aux écarts entre mesures et résultats de simulation
The objective of this research consists in evaluating the influence of urban development in particular, and of the modification of soil use in general, on the risk of floods. The study relates to the catchment of Yzeron. It is a little catchment (150 km²), located at the west of Lyon, where a fast and heterogeneous evolution of the urbanisation can be observed. This evolution generally develops in the form of small urban centres around old villages and structures itself around the main axes of circulation. We worked on two well differentiated states of the occupation of the ground : the state "the Seventies", and the state "the Nineties". Concerning the specific site of study, it seems that the increase observed in the floods is due to a conjunction of causes which play all in the same direction (stronger rainfall in the Nineties than in the Seventies and modification of the occupation of the grounds), without one of these causes being sufficient alone to explain the totality of the phenomenon. On the methodological level, two major lessons can be learn from this research : - The use of a simulation model correctly calibrated on series of good quality measurements allows to a certain extent to free ourselves from the inter-annual fluctuations of the rainfall and to isolate the influence of urbanisation on floods conditions. - The analysis of differences between QCX curves by means of statistical tests has the advantage of allowing the comparison of the statistical properties of the series of floods while being freed from part of the difficulties due to differences between measurements and results of simulation

Le fonctionnement des espaces urbains actuels repose sur des services et réseaux techniques toujours plus étendus, complexes, denses et perfectionnés. Ceux-ci, bien que performants et robustes dans leur gestion quotidienne, sont vulnérables aux aléas majeurs et dépendants les uns des autres. Des phénomènes de défaillances en cascade peuvent alors survenir au sein de ces systèmes complexes, que ce soit au niveau technique ou organisationnel. Cette propagation des défaillances d’un système à d’autres se fait par le biais de dépendances et entraîne l’aggravation progressive des impacts de l’événement initial et l’accroissement de la zone impactée, rendant les processus de relèvement plus difficiles et plus lents. La définition et la caractérisation de ces phénomènes permettent de souligner leur importance, leur complexité, leur criticité, et paradoxalement le manque d’informations qui s’y rapportent. Ces observations nous amènent à considérer l'intérêt de leur étude, que ce soit avant ou après leur survenue, de façon empirique ou via des modèles, dans le but d’aider les parties prenantes à identifier et prévoir des scénarios de cascades, d’envisager des solutions palliatives ou des actions de réduction de la vulnérabilité. L’état de l’art effectué démontre que les démarches d’étude et de modélisation existantes sont très variées, de par les méthodologies utilisées mais aussi de par l’absence de définitions communes et la diversité des contextes. Une analyse comparative à des fins de sélection et d’application semble en l’état délicate pour un porteur opérationnel potentiel. Nous proposons tout d’abord une caractérisation de ces démarches selon des paramètres susceptibles de correspondre aux critères de choix potentiels. Nous proposons également une typologie plus théorique de ces démarches, complémentaire à la caractérisation des théories de modélisation utilisées dans la littérature. Face aux défis posés par le processus de mise en œuvre, nous nous penchons sur la question du choix et du développement d’une démarche appropriée pour un contexte donné, dans l’objectif de soutenir les décideurs locaux. Il s’agit alors d’aider le porteur à construire une démarche capable de répondre aux besoins et objectifs des parties prenantes locales malgré leurs contraintes, de fonctionner avec des données potentiellement très diverses et imparfaites, de s’adapter à des résolutions spatio-temporelles et des granularités variables, mais aussi de tirer parti des connaissances acquises par les acteurs locaux et des outils et ressources disponibles. Nous proposons finalement plusieurs profils-types de démarches, caractérisés selon les objectifs poursuivis et le contexte de mise en œuvre. Une application est ensuite réalisée sur l’agglomération parisienne, où le risque de crue majeure est particulièrement probable et redouté. L’objectif est d’apporter des éléments pour améliorer la prise en compte et la prévision des phénomènes étudiés, par le biais d’une analyse approfondie du contexte, de rencontres avec les parties prenantes et d’une enquête auprès des opérateurs de réseaux. Des propositions sont faites concernant l’établissement de retours d’expérience et les cartographies de vulnérabilité utilisées actuellement. Les besoins prévisibles quant à la mise en œuvre d’une démarche plus substantielle sont également identifiés
The functioning of urban area is based on technical services and networks which are always more expanded, complex, dense and sophisticated. These networks, although efficient and robust in their day-to-day management, are vulnerable to major hazards and dependent on one another. Phenomena of cascading failures can then occur within these complex systems, whether at technical or organizationel level. This propagation of system-to-system failures is done through dependencies and leads to the gradual aggravation of the impacts of the initial event and the increase of the impacted area, making recovery processes more difficult and slower. The definition and characterization of these phenomena underline their importance, their complexity, their criticality, and paradoxically the lack of information related to them. These conclusions lead us to consider the interest of their study, whether before or after their occurrence, empirically or through models, in order to help stakeholders identify and predict cascading scenarios, or to consider palliatives solutions and vulnerability reduction actions. The state of the art shows that the study and modelling approaches are very varied, due to the methodologies used but also due to the absence of common definitions and the diversity of contexts. A comparative analysis for selection and application purposes seems to be delicate for a potential leading stakeholder. First, we propose a characterization of these approaches according to parameters that may correspond to the choice criteria. We then propose a more theoretical typology of these approaches, complementary to the characterization of the modeling theories used in the literature. Faced with the challenges posed by the implementation process, we are looking into the question of choosing and developing an appropriate approach for a given context, with the aim of supporting local decision-makers. The aim is to help the leaders to build an approach capable of meeting the needs and objectives of local stakeholders, despite their constraints, to operate with potentially very diverse and imperfect data, to adapt to spatial-temporal resolutions and variable granularities, but also to take advantage of the knowledge acquired by local actors and the tools and resources available. Finally, we propose several standard profiles of approaches, characterized according to the objectives pursued and the context of implementation. An application is then carried out on the Paris metropolitan area, where the risk of major flooding is particularly likely and feared. The aim is to provide elements to improve the consideration and prediction of interdependencies and cascading failures, through an in-depth context analysis, meetings with stakeholders and a survey of network operators. Proposals are made concerning feedbacks analysis and concerning vulnerability mapping currently used. The foreseeable needs for the implementation of a more substantial approach are also identified

Les écoulements volcaniques (lahars, écoulements hyperconcentrés) et les crues soudaines représentent des phénomènes destructeurs et dangereux. Malgré leur pouvoir destructeur (e.g. Armero, Colombie, 1985), il existe très peu d'études centrées sur les effets des lahars en zone urbaine, alors qu'ils représentent une menace réelle pour de nombreuses villes, comme Arequipa, au Pérou. Arequipa est une ville de presque 1 million d'habitants située à 17 km au sud-est du volcan El Misti. La dernière éruption majeure du Misti remonte à 550 ans (1460 après J.C.) et de plus petites éruptions ont parsemé le 18ème et le 19ème siècle. Des lahars dont les volumes sont compris entre 0,01x106 et 11x106 m3 se sont formés et des inondations ont balayé les vallées tous les 5 à 10 ans. Suite à l'augmentation de la population d'Arequipa, la zone urbanisée s'étend maintenant sur les flancs du volcan, jusqu'à 9 km du sommet. En réponse à cette croissance rapide et apparemment incontrôlée, il est essentiel d'évaluer l'utilisation des sols, les bâtiments et les infrastructures en fonction de leur vulnérabilité. Des scénarios d'aléas ont été développés à partir d'anciennes et d'actuelles études géologiques, de cartes traditionnelles et des modèles numériques (tels que Titan2D) des dépôts volcaniques et fluviaux, d'études de terrain sur l'utilisation des sols, le type de bâtiments et d'infrastructures, d'analyses statistiques (y compris des analyses multi variantes) et enfin des caractéristiques géotechniques des matériaux utilisés pour les constructions. Trois scénarios de référence ont été utilisés allant d'un scénario de crue (récurrence de 5 à 10 ans) à une éruption (sub) Plinienne (VEI >3, récurrence de 5000 à 20 000 ans). Les zones inondables ont été délimitées en utilisant des résultats de code de simulation couplés à des cartographies géologiques et à des analyses de magnitude/fréquence. L'amélioration d'un MNT, construit à partir d'études DGPS et de données ASTER (10 m de résolution), a permis de modéliser les écoulements à partir de Titan2D. Les résultats du modèle montrent une extension des écoulements plus longue que celles proposées dans les études précédentes (e.g Vargas et al, 2010). L'étude de terrain a permis de classifier l'utilisation des sols selon 19 catégories et les principaux bâtiments et infrastructures selon 10 catégories. Par exemple, les bâtiments ont été classés et ordonnés selon des critères de nature du matériau principal les constituant, nombre d'étages, etc. De la même manière, la classification de l'utilisation des sols et du type d'infrastructures ont été classé en fonction de différents éléments comme le taux d'occupation, l'importance des évacuations d'urgence etc. Les effets mécaniques des écoulements sur les immeubles et les infrastructures ont été recherchés dans le but d'élaborer des fonctions de vulnérabilité. Cette étude a révélé que les bâtiments et l'utilisation des sols du Quebrada Huarangal sont particulièrement vulnérables et exposés au risque même lors d'un écoulement de faible magnitude. Ceci est essentiellement dû à la très faible qualité des constructions dans les zones à hauts risques du Quebrada Huarangal. Au contraire, le risque présent dans la vallée du Rio Chili est une zone à faible risque. Le niveau de risque inhérent au système d'énergie hydroélectrique et aux réserves d'eau potable reste inquiétant pour la ville, notamment durant une crise volcanique. Cette étude a mis en évidence les capacités d'intégration des données SIG générant de l'information sur le risque via la combinaison de scénarios d'aléas et d'éléments de vulnérabilité. Ces méthodes semblent être prometteuses pour l'étude et la prévention des risques volcaniques. De plus, une base de données mise à jour pourrait aider à gérer de manière efficace une possible crise volcanique en temps réel, et ce qui est plus important encore, assister les tâches de réduction des risques.

Le Grand Alger est bâtie sur les contreforts des collines du Sahel. Par son positionnement et à l'image des autres métropoles méditerranéennes, il s'inscrit dans un contexte d'instabilité particulièrement cyclogénétique, qui se manifeste en surface terrestre avec des phénomènes d'inondation, de crue et de ruissellement superficiel. Néanmoins, le Grand Alger fait l'exception avec l'ampleur que prennent les dégâts occasionnés par le passage de ce type d'événement. L'événement des 9-10 novembre 2001, qui a affecté la partie ouest du Grand Alger, reflète parfaitement ce propos. Les crues déclenchées par cet événement ont causé des dégâts matériels et des pertes en vie humaine inégalés dans le bassin méditerranéen. Dans ce travail, en employant des outils de traitement classiques et de simulation numérique, on a essayé de comprendre au mieux le comportement de l'hydrosystème dans sa globalité (facteurs météorologiques, hydrogéomorphologiques et anthropiques). On a ensuite hiérarchisé les facteurs prédisposants-déclenchants-aggravants de crue et de ruissellement superficiel dans cette région. Les résultats de l'ensemble des analyses réalisées ont servi à quantifier et cartographier le risque. Au final, on propose de nombreuses mesures d'intervention (combinaison de mesures structurales et non structurales) dans le but de réduire le niveau important du risque actuel.

Dans la région lyonnaise, le risque d'inondation est le fruit d'interactions complexes entre la ville et ses fleuves, et se caractérise par sa variabilité spatio-temporelle. L'analyse géohistorique et systémique menée à partir de sources d'archives permet de comprendre les interactions entre l'urbanisation, l'hydrosystème et le risque. L'approche, multiscalaire, s'appuie sur un SIGéohistorique pris en tant qu'outil de territorialisation des composantes dynamiques du risque. Amorcée dans une période de calme hydrologique il y a plus de 2000 ans, l'urbanisation du corridor fluvial est compromise par l'ajustement fluvial à la péjoration hydroclimatique du Petit Age Glaciaire (XIVe-XIXe s. ). Cette crise hydrogéomorphologique coïncide avec une crise foncière qui impose le dépassement des sites médiévaux ; cela se traduit par une aggravation du risque et par la mise en œuvre d'une politique de défense visant à affranchir la ville de la contrainte fluviale, qui pose les bases de la gestion actuelle des inondations. Au cours du XXe s. , l'expansion urbaine entraîne une aggravation latente du risque tandis que l'absence de forte crue contribue à asseoir le sentiment de sécurité de la ville. Cette situation contraste avec les revendications observables sur les marges de l'agglomération. La réactualisation récente de la connaissance du risque à Lyon prouve par ailleurs que la ville reste potentiellement exposée aux crues. Le travail enrichit l'équation classique du risque par la prise en compte du rôle dynamique des héritages géomorphologiques et de l'histoire des politiques de gestion et offre une clé de lecture de la complexité du risque de crue en milieu urbain et périurbain
In the region of Lyons, the risk of flooding is the result of complex interactions between the city and its rivers, characterized by its spatial-temporal variability. This geohistorical and systemic analysis was done from archival sources and made it possible to understand the interactions between the urbanization, the hydrosystem and the risk. The approach, which is multiscale, is based on a historical GIS used as a tool for territorialization of dynamic components of risk. Started in a quite hydrological time more than 2000 years ago, the urbanization of the fluvial corridor was altered by the fluvial adaptation to the harder hydroclimatic conditions of the Little Ice Age (XIVth-XIXth century). This hydrogeomorphological crisis coincided with a crisis of overpopulation which caused the medieval sites to expand. It resulted in an increase in risk and generated a policy of defending the city against fluvial constraint. This set the base for today’s flood management. During the XXth century, the absence of strong floods has contributed to a feeling of security within the city while in fact urban expansion has led to a latent increase in risk. This situation contrasts with the observable demands on the margins of the urban area. The recent studies of risk for Lyon have led to the understanding that the city is potentially exposed to floods. What this work brings to the classical risk equation is the fact that it takes into account the dynamic role of geomorphologic heritages and the history of flood management policies. It provides a key to understanding the complexity of the risk of flooding in an urban and periurban environment

La gestion du risque inondation lors des crues de la Seine et de la Marne constitue un enjeu majeur en agglomérationparisienne du fait de l’importante densité de population et de la vulnérabilité des infrastructures stratégiques qui s’ytrouvent. Le phénomène de remontée de nappe accompagne les épisodes de crue via le transfert des eaux de surfacesvers les eaux souterraines. Le contexte hydrogéologique est fortement affecté par la régulation des niveaux d’eau denappe et de rivière, par le caractère hétérogène du milieu géologique, et par la présence de structures souterraines(caves, parking, métro).Cette étude décrit le fonctionnement de l’aquifère de surface de Paris et de la petite couronne selon deux grands axesde recherche : (1) les observations piézométriques sont analysées à l’aide d’outils géostatistiques afin de produire unesérie de cartes piézométriques intégrant le statut de connexion nappe-rivière. La surface piézométrique est ainsi spatialiséeen fonction du régime hydrologique (crue/hors crue). (2) La modélisation hydrogéologique de Paris et de la petitecouronne. Le modèle hydrogéologique, construit à partir de plusieurs bases de données géologiques (IGC, SGP, BRGM),est exploité pour caractériser le risque inondation par remontées de nappes
The Paris urban area is a densely populated city where strategic infrastructures and population are subject to the floodingrisk during Seine and Marne Rivers flood events. The groundwater rising process is associated with flood event throughthe draining of streamwater toward the aquifer. The hydrogeological environment into an urban context is strongly affectedby the anthropic activities like permanent pumping and underground structures occurrence (basements, subway, etc. . . ).This study is based on two different approaches to describe the superficial aquifer of Paris urban area: (1) the water tablemapping using geostatistical tools helps to determine the streamwater-groundwater connection status, and to describethe hydrogeological functioning of the studied area. (2) The modelling of groundwater during flood events allows for theunderstanding of the risk from groundwater flooding

Le travail présenté dans ce mémoire s'appuie sur quatre études de cas de récentes catastrophes françaises : le Grand-Bornand (1987), Nîmes (1988), Paris (1990) et Vaison-La-Romaine(1992). Après avoir fait le point sur les connaissances actuelles sur les ruissellements en milieu agricole, forestier et urbain (chapitre 1) et avoir analysé les quatre catastrophes citées et des catastrophes prévisibles (chapitre 2), nous abordons les facteurs qui nous semblent aggraver ou limiter le risque pour en arriver à une série de propositions techniques de lutte contre le ruissellement en milieu urbain (chapitre 3). Enfin, un guide méthodologique et des exemples,pour approcher le problème de la gestion de ces crues, sont proposés. Cette thèse, destinée aux aménageurs du territoire, Urbanistes, Architectes, Paysagistes et Ingénieurs de voirie, est une recherche multidisciplinaire : elle sert d'approche complémentaire aux efforts réalisés par les responsables des réseaux d'assainissement pour lutter contre les crues centennales. Le rapport pose les bases techniques élémentaires pour enclencher les moyens de lutte contre le ruissellement, sachant que cette lutte doit s'effectuer aussi bien contre la formation du ruissellement que contre ses effets, et qu'à chaque phase différente du processus de ruissellement (rétention, conduite d'écoulement, protection) correspondent différentes solutions techniques.

Les difficultés d’accès à un logement décent, le coût exorbitant des matériaux de construction dits « nobles » ainsi que l’absence des filières de production foncière et immobilière en RDCONGO ont motivé cette recherche orientée vers l’utilisation des matériaux locaux – et en particulier la terre crue – en vue de contribuer à la résorption des problèmes d’habitat auxquels font face la plupart des populations vivant en zone périurbaine congolaise.

Cette thèse démontre qu’il est possible, à travers l’autoconstruction – procédé utilisé par plus de 80% de ménages congolais pour produire leurs logements – ,d’améliorer l’habitat dans ce pays en partant de la zone périurbaine. On peut donc, à partir des propositions faites dans cet espace idéalement localisé entre les zones urbaine et rurale, envisager des répercutions positives au sein de ces deux zones qui lui sont contiguës.

L’observation constitue la principale méthodologie utilisée.

Des enquêtes menées sur quelques 930 logements situés au sein de trois sous zones climatiques de la RDCONGO ont permis, suivant 29 critères principaux appliqués sur 3 différents paliers (la maison, la parcelle et le quartier) d’engranger plus de 100 000 (cent mille) données reprises dans les annexes à la présente et offrant la possibilité d’extrapoler les résultats obtenus sur l’ensemble du territoire de la RDCONGO.

Inventaire des intelligences et connaissances locales relatives à l’utilisation du matériau terre en construction (Savoirs et Pratiques Populaires « SPP »), espaces engendrés par les architectures de terre en RDCONGO, cartographies des constructions en terre en RDCONGO, maisons périurbaines autoconstruites en adobes, modélisation d’un lotissement de 200 logements réalisables en terre crue, etc. constituent les principaux résultats atteints par cette thèse.

Toutefois, il sied de préciser qu’il s’agit ici, non seulement de construire des maisons en terre, mais surtout de développer un style d’habitat répondant à la fonctionnalité des logements et susceptible de renforcer les dimensions sociales et culturelles tout en respectant l’environnement.

Enfin, des pistes de recherches ultérieures sont envisagées. Elles nécessitent d’être creusées en vue d’autres améliorations des logements de terre crue en climat tropical.

Il s’agit de :l’érosion due au ruissellement sur les murs de terre, l’étude des logements de terre crue en hauteur (R+1, 2, 3, …n ;où n représente le nombre d’étages) pour la RDCONGO, le développement des activités économiques liées aux constructions en terre, la stabilisation organique des sols à l’aide des produits locaux, etc.

Contact :arch2002chiral@yahoo.fr

Doctorat en Art de bâtir et urbanisme
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La crue de 1910 de la Seine a eu une incidence directe sur le fonctionnement des différents réseaux (réseau électrique, assainissement des eaux usées, transport, eau potable). Le réseau RATP a été particulièrement atteint dans son fonctionnement. Les dommages qu’une crue centennale pourrait engendrer aujourd’hui risquent d’être plus importants encore car le réseau actuel est plus vulnérable du fait des nombreux équipements électriques et informatiques qu’il comporte. La majorité des émergences (les entrées d’eau) de la RATP est située en zone inondable. Lors d’une crue majeure de la Seine, les écoulements dus aux inondations se propagent directement dans la partie souterraine et centrale du réseau (Métro et RER) par le biais de ces émergences. Cette thèse s'intéresse à la simulation hydrodynamique des écoulements dans le réseau RATP en utilisant le logiciel MIKE URBAN dédié à la modélisation des réseaux d’assainissement. Cette modélisation nécessite une bonne connaissance de l’origine des écoulements pour mieux les prendre en compte. En effet, le réseau RATP est inondé par les eaux superficielles et les eaux d’infiltration. Afin de mieux quantifier les volumes entrants dans le réseau, un modèle physique d’une bouche de métro type a été réalisé. Les résultats des essais physiques ont permis de valider un modèle numérique qui caractérise les écoulements autour d’une bouche de métro et quantifie les volumes entrants. Cela a permis également de proposer une formule théorique de débit tenant compte de la géométrie d’une bouche de métro. Les écoulements par infiltration sont quant à eux modélisés en fonction de la charge de la nappe et validés avec des mesures in situ. Ce travail de recherche a comme objectif d’améliorer et valider un modèle de simulation. Il s’agit de mettre en œuvre un outil opérationnel d’aide à la décision qui permettra à la cellule inondation de la RATP de bien comprendre le fonctionnement de son réseau afin d’améliorer son plan de protection contre le risque inondation
The 1910 flood of the Seine had a direct impact on the functioning of the different networks (Electricity network, sewerage, transport, water distribution). The RATP network was particularly affected in its functioning. The damage that centennial flood could cause today may be even greater because the current network is more vulnerable because of the numerous electrical and computer equipment that it comprises. The majority of the emergences (The water ingress) of the RATP is located in flood areas. During a major flooding of the Seine, the flows due to the floods propagate directly into the underground and central part of the network (Metro and RER) through these emergences. This thesis is interested in a hydrodynamic simulation by MIKE URBAN, Model used to model the RATP network due to its MOUSE engine developed by DHI for the sewerage networks. This work also presents the results obtained on a physical model of a subway station. The experimental data were used to model water ingress within the RATP network from the subway station. Network protection against infiltration requires a thorough knowledge of underground flow conditions. Infiltrations through the tunnels are estimated numerically. The aim of this research is to improve and validate a simulation model. It is a question of implementing an operational decision support tool which will allow the flood cell of the RATP to understand the functioning of its network in order to improve its flood risk protection plan

La première partie de ce mémoire de thèse montre l'intérêt de l'utilisation de nouveaux outils en hydrologie urbaine, à partir d'un historique de l'évolution des liens entre la ville et l'eau. Elle est suivie par une présentation synthétique des modèles hydrauliques simplifiés de simulation de crues. Les équations, leur contenu physique, les conditions limites, les méthodes de résolution et les méthodes de calage des paramètres sont analysées de manière détaillée. Le mémoire présente ensuite une série de résultats de simulations sur des cas hypothétiques choisis pour couvrir la plupart des conditions de l'assainissement. Les différentes méthodes de calage des paramètres sont testées ainsi que le fonctionnement numérique des modèles. Le mémoire met en évidence des domaines de validité (numériques et hydrauliques) en fonction de nombres adimensionnels et en référence aux résultats d'un modèle intégrant les équations complètes de Saint-Venant. La possibilité de modéliser les influences aval est testée avec un modèle de crue diffusante auquel est intégré un calcul de ligne d'eau. Une étude des conditions d'utilisation des modèles sur le terrain termine le mémoire qui peut être destiné à tous les services techniques des collectivités locales.