Session B1 - Météorologie et changement climatique

Les systèmes de drainage urbains, conçus sous l'hypothèse de la stationnarité climatique, sont confrontés à des défis croissants en raison de l'évolution des régimes de précipitations. Cette étude évalue les tendances de cinq indices cruciaux pour la conception et l'operation des infrastructures urbaines pour la gestion de l’eau: les précipitations maximales sur 1 et 3 jours, le nombre de jours secs, les précipitations annuelles totales et la variabilité de la saison de pluie – en utilisant les données provenant de 24 585 postes pluviométriques en Amérique latine et en Europe (1900–2024). Les résultats mettent en évidence des configurations régionales distinctes, avec implications directes pour la gestion urbaine. Le nord et le centre de l'Europe montrent une intensification du cycle hydrologique, caractérisée par une hausse des précipitations totales et des extrêmes, tandis que la région méditerranéenne présente des tendances à l'allongement des périodes de sécheresse.

En Amérique latine, une hétérogénéité spatiale se dégage : la Colombie, le Pérou et le sud du Brésil enregistrent une augmentation des précipitations, alors que le centre du Brésil connaît une réduction significative des totaux pluviométriques. L'analyse des 20 plus grandes métropoles révèle qu'une augmentation généralisée des extrêmes de précipitations représente un défi majeur pour les infrastructures urbaines. Une configuration particulièrement préoccupant émerge dans des villes latino-américaines comme São Paulo, Belo Horizonte, Medellín et Fortaleza, qui présentent une augmentation concomitante des événements extrêmes et des jours secs, contrastant avec les villes européennes où les extrêmes s'accompagnent d'un régime plus humide.

Il est nécessaire d’évaluer les impacts possibles des changements climatiques sur la pluie de conception pour améliorer la conception des ouvrages hydrauliques urbains. Cette pluie de conception est couramment estimée à partir des relations intensité-durée-fréquence (IDF) en un site donné. Par conséquent, l’élaboration de ces relations dans le contexte des changements climatiques a été reconnue comme l’une des tâches les plus difficiles de la pratique actuelle de l’ingénierie. Le principal défi est de savoir comment établir les liens entre les projections données par les modèles climatiques à l’échelle globale et les pluies extrêmes observées en un site. Si ces liens pouvaient être établis, les conditions de changement climatique projetées par ces modèles pourraient alors être utilisées pour prédire les variations des pluies extrêmes locales et des caractéristiques de ruissellement associées.

Ainsi, différentes approches de mise à l’échelle ont été proposées pour décrire ces liens. Par conséquent, l’objectif principal du présent article est de fournir un aperçu de certains progrès récents et des lacunes des méthodes de mise à l’échelle existantes. En particulier, une procédure innovante de mise à l’échelle statistique a été élaborée pour modéliser les processus de pluies extrêmes pour diverses échelles temporelles en se basant sur le modèle de valeur extrême généralisée d’invariance d’échelle. Les résultats d’une application numérique utilisant des données de pluies extrêmes provenant de 39 stations à travers le Canada et des outputs de 21 modèles climatiques ont indiqué la précision et la fiabilité de la méthode de mise à l’échelle proposée.

Ce document présente une analyse comparative des courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) dérivées de deux sources distinctes : les stations pluviométriques traditionnelles et les estimations de précipitations issues du radar météorologique. L'étude se concentre sur quatre bassins versants urbains critiques à São Paulo, au Brésil : Aricancuva, Mandaqui, Jaguaré et Pacaembu. L'objectif est de mettre en évidence les différences, les avantages et les limitations de chaque source de données pour la conception hydrologique et la gestion des inondations urbaines. La méthodologie décrit la génération des courbes IDF à partir de séries chronologiques de précipitations ponctuelles issues de pluviomètres, par rapport à la récupération des champs de précipitations spatialement distribuées à partir du radar météorologique polarimétrique, qui a nécessité un traitement spécifique, comprenant des ajustements polarimétriques et une correction de biais.

Les résultats indiquent que les courbes IDF dérivées du radar montrent des quantités de précipitations cumulées qui dépendent des zones et des durées utilisées, sans qu'aucun modèle spécifique ne soit identifié. En revanche, l'étude suggère qu'avec des durées d'événements plus longues, l'effet de la distribution spatiale, plus fidèlement décrit par le radar, est atténué, se rapprochant des informations fournies par les pluviomètres. Les écarts constatés ont des implications significatives pour la conception des structures hydrauliques et des systèmes de drainage urbain, suggérant que l'intégration des données radar peut conduire à des infrastructures plus résilientes et plus sûres, mieux adaptées à la variabilité spatiale des événements de pluie extrêmes dans les grandes zones métropolitaines, en particulier lors des événements de courte durée.