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Tempête Xynthia Port-des-Barques (Charente-Maritime)
Sommaire |
Animation de la submersion marine du 27 février 2010 à 23h30 au 28 février 2010 à 6h30
Introduction
La tempête Xynthia du 28 février 2010 a gravement touché les côtes de Loire-Atlantique, de Vendée, de Charente-Maritime et de Gironde. L'objectif de l'étude hydraulique présentée ici est d'évaluer par modélisation les débits et volumes débordés sur les digues, les cotes d'eau maximales atteintes et la dynamique des débordements constatés lors de cet événement.
Le code de calcul utilisé est le code Telemac2d, développé par EDF-LNHE et un consortium de partenaires français et européens. Les résultats de calculs ont été comparés aux données de terrain disponibles : niveaux de submersion observés et nivelés, cartes de l'emprise des zones inondées et informations qualitatives sur la dynamique des débordements.
Modélisation hydraulique avec Telemac2d
Le logiciel Telemac2d résout des équations de Barré de Saint-Venant à deux dimensions d'espace horizontales. Ses résultats principaux sont, en chaque point du maillage de résolution, la hauteur d'eau et la vitesse moyenne sur la verticale.
Présentation de la zone modélisée
Le site de Port-des Barques se situe en Charente-Maritime, au sud de l'estuaire de la Charente. Les principales caractéristiques de cette commune sont détaillées sur la page relative à l' expertise des zones de solidarité Xynthia.
Les photos suivantes illustrent la zone que l'on modélise.
En haut à droite : Ile Madame
En bas à gauche : Vue de la Charente amont
En bas à droite : Restauration après Xynthia
Construction du modèle hydraulique
Emprise du modèle hydraulique
Au niveau de la cote, le modèle hydraulique comprend les communes de Port-des-Barques et de Fouras. Il remonte le long de l'estuaire de la Charente jusqu'à Rochefort.
Topographie et bathymétrie
La topographie utilisée dans le modèle est issue d'un relevé LIDAR fourni par l’Établissement Public Territorial du Bassin du fleuve Charente.
La bathymétrie des fonds marins est issue de la carte SHOM n° 7415 "Embouchure de la Charente". Le zéro hydrographique à La Rochelle (référence de cette carte) se situe à 3.504 m au-dessous du zéro IGN69.
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Conditions aux limites retenues
Au niveau de la frontière maritime du modèle, nous imposons le marégramme enregistré à La Rochelle du 27 février à 23h30 au 28 février à 6h30. Notons bien que cette condition limite imposée est approximative. Nous verrons ensuite que les résultats sont somme toute satisfaisants.
A l'amont du modèle, c'est-à-dire au niveau de la ville de Rochefort, on impose le débit de la Charente au moment de l'événement.
Les données de la banque hydro nous donnent le débit moyen journalier de la Charente à Chaniers, en amont du bassin versant.
Pour déterminer le débit moyen journalier à Rochefort, nous appliquons la formule de Myer avec un coefficient de 0.72. Cette formule établit un lien entre le rapport des surfaces de deux bassins versants et le rapport des débits à l'exutoire de chacun de ces bassins.
$ Q1/Q2=(S1/S2)^{0.72} $
Au final, on retient un débit constant de 140 m3/s.
Calage du modèle - Détermination des coefficients de Strickler
Le calage du modèle est effectué en ajustant les hauteurs d'eau calculées aux laisses mesurées. Au final, nous imposons :
- 50 pour la zone maritimes et le lit de la Charente
- 15 pour les terres
- 10 au niveau des bourgs
Validation
La validation du modèle est réalisée en comparant ses sorties avec des données de terrain récoltées après l'événement. Le bureau d'études Sogreah a réalisé une étude qui s'intitule "Éléments de mémoire sur la tempête Xynthia du 27 et 28 février 2010 en Charente-Maritime". L'analyse des résultats peut se faire en terme de surfaces inondées, de cotes d'eau atteintes et de dynamique générale de l'inondation.
Surfaces inondées
Les résultats de la simulation sont analysés en terme de surface inondée. On note une bonne adéquation du modèle aux observations.
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Cotes d'eau maximum atteintes
Le niveau des cotes d'eau calculées à Port-des-Barques est satisfaisant. Un tiers des laisses modélisées est à moins de 5cm des mesures, et la moitié est à moins de 10 cm. Nous pouvons noter que les zones pour lesquelles le modèle est le moins performant correspondent aux zones de bâti dense. Ceci s'explique par le fait que les habitations peuvent générer des surcotes ou des décotes, selon l'endroit où l'on mesure la laisse. Le graphe ci-dessous permet de visualiser la comparaison entre les laisses mesurées et calculées.
Exploitation du modèle
Vitesse de montée
Nous avons souhaité calculer la vitesse de montée des eaux. Pour cela, nous nous sommes concentrés sur les points de laisses pour lesquels le modèle donne une bonne estimation de la hauteur d'eau (moins de 5cm entre la laisse mesurée et calculée).
Le modèle numérique nous permet de calculer les vitesses de montée des eaux suivantes :
- PDB1 : 59 cm/heure
- PDB2 : 13 cm/heure
- PDB3 : 44 cm/heure
- PDB4 : 35 cm/heure
- PDB5 : 24 cm/heure
- PDB6 : 36 cm/heure
La vitesse de submersion moyenne la plus élevée concerne le point le plus à l'ouest, qui semble le moins protégé par rapport aux entrées maritimes.
Par ailleurs, le maximum d'inondation a lieu pour tous les points étudiés entre 3h10 et 3h30 le 28 février 2010.
Volumes déversés
Nous pouvons à présent analyser le volume d'eau déversé dans l'agglomération de Port-des-Barques pendant Xynthia. Cette zone est représentée sur la carte ci-contre.
Le pic de volume d'eau entré dans le secteur atteint un peu plus de 1.1 million de m3 le 28 février vers 3h20 du matin. Le débit maximum transitant sur cette section est de l'ordre de 320 m3/s à 3h00, -320 m3/s à 3h30.
Conclusion
La modélisation effectuée est en accord avec les observations de terrain en ce qui concerne l'emprise des zones inondées et la plupart des laisses observées. Elle nous permet en outre d'estimer les vitesses de montée des eaux, les volumes entrés dans les terres au cours de l'évènement.
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