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FLAUDE Aude

FLAude vise à mieux comprendre les phénomènes hydrométéorologiques extrêmes et à élaborer des indicateurs de prévention et de réduction des risques, à destination des décideurs locaux sur l'Aude et l'Occitanie. Une double information dérivée de l'imagerie spatiale combinée à d'autres données des territoires, alimente le dialogue itératif sur les indicateurs et les politiques publiques.

PRÉSENTATION

Après les inondations dévastatrices survenues en octobre 2018, le département de l’Aude est devenu un territoire pilote pour l'utilisation d'images satellites suite à un évènement hydrométéorologique extrême. En effet, depuis fin 2018 un partenariat a été mis en place entre la direction départementale des territoires et de la mer (DDTM) de l’Aude et le CNES, avec comme objectif d’initier un observatoire post-inondations des territoires touchés, en combinant des prises de vue satellitaires régulières et de nombreuses informations de terrain pour évaluer divers impacts des inondations.

Le service Copernicus sur le changement climatique (C3S) a souhaité contribuer à l’Observatoire spatial du climat (SCO) en contribuant à un cas de démonstration basé sur l'expérience acquise dans l'Aude.  L'objectif est d’enrichir les méthodes et résultats existants en utilisant les données et les produits du Climate Data Store de C3S, ceux du service de gestion des urgences de Copernicus (EMS) ainsi que d'autres données. Outre l’évaluation des impacts d’inondations au niveau local, l’objectif est d’améliorer la connaissance des évènements hydrométérologiques extrêmes à l’échelle régionale et d’affiner les méthodes de projections climatiques. Il s’agit, sur des cas concrets en Occitanie, d’alimenter des outils de décision et de planification des territoires visant à limiter les impacts du changement climatique.

L’outil d’aide à la décision FORO (Flood Observatory for Resilient Occitanie) sera créé pour valoriser les résultats de ce projet et promouvoir les interactions entre les différents acteurs, en vue de contribuer à une région Occitanie plus résiliente.

Le projet FLAude s’appuie sur des travaux antérieurs consacrés au département de l’Aude pour étendre son périmètre, sa durée et son champ d'application, en examinant les impacts et les adaptations nécessaires dans la région de l’Occitanie, ainsi que les projections climatiques à moyen et long terme. Les résultats et les bonnes pratiques associés bénéficieront à l’Observatoire des inondations, aux autres services et directions présents dans les régions et les départements (DDTM, DREAL, DEAL, EPCI), ainsi qu'aux acteurs du Plan d'applications satellitaires du ministère de la Transition écologique et solidaire. La reproductibilité du service aux niveaux européen, voire mondial, sera assurée à travers l’utilisation des outils et ensembles de données – notamment les nouveaux ensembles de données climatiques C3S. 

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FLAUDE permettra de créer des briques algorithmiques et d’obtenir des résultats préliminaires qui alimenteront ensuite le FORO. Il contribuera à la compréhension des phénomènes hydrométéorologiques extrêmes et à l'élaboration de méthodes de prévention et de réduction des risques, destinées à être utilisées par les décideurs locaux. L'objectif à moyen terme sera atteint dans le cadre de la plateforme FORO, l'objectif à plus long terme étant de pouvoir répondre sur le territoire français (métropole et outre-mer) et à l’étranger, aux besoins des administrations régionales et locales affectées par des événements hydro-climatiques extrêmes.

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Pour garantir que le démonstrateur FLAUDE exemple ou modèle, l’équipe projet pilotée par le CNES assurera des liens étroits avec :

  • Les utilisateurs aux niveaux local, départemental et régional, sous l’égide de la DDTM de l’Aude,
  • Météo-France comme partenaire clé pour l'expertise climatique en France et l'expérience de l'utilisation des données C3S en vue de la reproductibilité du service, et
  • Des spécialistes des politiques publiques et des universitaires (SGEvT/université Toulouse 2 Jean Jaurès) afin de garantir l'adéquation de ces outils et leur acceptabilité par les autorités et les décideurs. 

De nouveaux produits européens ou mondiaux fournis par le C3S permettront d’étudier l'évolution à long terme des risques d'inondation et de faire des projections pour l'avenir. Ces produits seront évaluées grâce aux données de références de Météo-France, et permettront d’aider ainsi les responsables politiques à mieux cerner les décisions d’aménagement pour l'avenir.

TERRITOIRES D'EXPÉRIMENTATION

  • Département de l’Aude
  • Département des Pyrénées Orientales
  • Région d’Occitanie

Projets liés

FloodDAM Garonne

DONNÉES

Satellite :

  • Satellite français Pléiades (résolution 70 cm)
  • Satellites européens Copernicus/Sentinel-2 (10 m de résolution) et Copernicus/Sentinel-1 (10 m de résolution)
  • Images Spot et Pléiades (Spot World Heritage)
  • Autres ensembles de données d'images satellites libres et gratuits : Landsat

Autres :

  • Données et modèles C3S : ERA-5 Land et/ou UERRA
  • Projections EuroCordex
  • Données et modèles de Météo France sur le portail DRIAS
  • Portails de données spatiales : PEPS, IR DataTerra (THEIA, AERIS, ...), etc.
  • Services Copernicus : C3S, EMS (RMS, RRM, EFAS), CAMS, Land
  • Nombreux ensembles de données territoriales : cartes d'occupation des sols, cartes et densités de population, registre parcellaire graphique (RPG), etc.

RÉSULTATS - PRODUITS FINAUX

  • Cartes des dommages à partir d'images d'observation de la Terre (OT) à haute et très haute résolution après les événements extrêmes de grande ampleur survenus dans l'Aude pendant la durée du projet.

Détection d’embâcles :

Avec un algorithme d’intelligence artificielle basé sur la différence entre deux images de haute résolution spatiale (images prises avant et après l’inondation) pour lequel un apprentissage a été réalisé à partir d’exemples d’annotations d’embâcles, des détections d’embâcles ont été obtenues sur deux inondations majeures (15-16/10/2018 et 22-23/01/2020).

Exemples pour l’inondation de 2018:

La zone couverte correspond aux images Pléiades (PHR) acquises juste un mois après l’inondation, ce qui représente approximativement la moitié du département de l’Aude.

Département de l'Aude

© CNES

Détection d'embâcles

© CNES

  • Analyses climatiques et projections hydro-climatiques des inondations en Occitanie à l'aide des données du Climate Data Store (CDS) au sein du C3S et de Météo France

Trois types de variables climatiques ont été pris en compte pour caractériser les inondations : les précipitations, l'humidité du sol et les débits fluviaux.

Les produits C3S sélectionnés basés sur ERA5Land, UERRA et CMS EFAS ont été évalués par comparaison avec les produits de référence de Météo-France en considérant des pas de temps et des indicateurs spécifiques adaptés aux crues particulières de ces régions méditerranéennes.

Les différents produits C3S et Météo-France ont été présentés sur deux crues d'octobre 2018 et novembre 1999 alors que l'évaluation portait sur une vingtaine des événements les plus forts observés sur ce territoire au cours des 20 à 50 dernières années.

Le produit UERRA, qui bénéficie d'une assimilation des observations de précipitations, présente de bonnes qualités pour la restitution du climat local avec un biais réduit en termes de précipitations journalières maximales par rapport à la référence Météo-France, explicable par les différences de résolution spatiale de ces deux produits.

La figure 5 extraite du rapport montre la bonne capacité des données UERRA à identifier les inondations majeures sur le territoire en adaptant le seuil à la résolution du produit.

Prescilia-UERRA datasets

© Météo-France

Les produits ERA5-Land restituent grossièrement l'étendue des précipitations sur cette zone. L'intensité des événements pluviométriques extrêmes est fortement sous-estimée sur l'ensemble de la zone, en particulier dans les régions montagneuses où les maximas sont particulièrement biaisés. Concernant les précipitations cumulées sur 3 heures, la corrélation est modérée entre les données ERA5-Land et la référence Météo-France.

Pour l'analyse de l'humidité du sol, les trois produits C3S analysés UERRA, ERA5Land, EFAS montrent de bonnes compétences par rapport à la meilleure analyse de Météo-France.

En termes de débits fluviaux, les résultats sont à peu près proportionnels à la taille des bassins versants simulée par les produits. Des scores faibles ont été trouvés pour les bassins versants de moins de 1 000 km2.

  • Fourniture d'analyses climatiques et d’outils de projection à partir des données du CDS
  • Recommandations sur l'utilisation des données et produits d’OT et du C3S en urgence pour la gestion locale des risques d'inondation
  • Matériel technique produit à partir des données d'OT et du C3S visant à éclairer et soutenir le dialogue sur les politiques publiques
  • Lignes directrices préliminaires pour l'élaboration de documents de politique publique intégrant des informations et des paramètres issus des données d'OT et du C3S
  • Cas de démonstration FLAUDE sur le portail C3S intégrant des produits (cartes, graphiques) sur les indicateurs climatiques passés et futurs relatifs aux événements de précipitations extrêmes.

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