Simulation stochastique à haute résolution spatiale pour les études des risques d'inondation en milieu urbain

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Les inondations sont un sujet de préoccupation majeure ces dernières années pouvant causer de graves dommages matériels et entraîner des pertes de vies humaines. Les changements climatiques vont probablement en accentuer la fréquence et l'ampleur. Des réseaux provinciaux et fédéraux sont mis en place afin d'améliorer les systèmes de prévision et d'alerte des risques d'inondations. L'objectif à long terme de ce programme est d'exploiter la modélisation statistique pour y contribuer à deux niveaux en simulant (1) des données météorologiques (précipitations, température) à haute résolution (HR) spatiale à utiliser en entrée d'un modèle hydrologique afin d'estimer le débit sortant d'un bassin versant en climat présent et futur et (2) des données d'écoulement (hauteur d'eau, débit unitaire) HR qui cherchent à imiter un modèle hydraulique 2D lequel, étant données des conditions pouvant être fournies par un modèle hydrologique, permet de générer des données d'écoulement dans des géométries urbaines complexes. Ce programme inclut trois objectifs à court et moyen termes servant de base pour développer des projets pour former le PHQ. L'objectif O1 est dédié à un enjeu commun des approches de simulation: la nécessité d'avoir recours à une forme d'information auxiliaire sur la dynamique spatiale HR afin d'augmenter la résolution spatiale initiale. Pour y répondre, des pistes seront explorées pour résumer, avec des temps de calculs faibles, des données HR générées par des modèles climatiques ou hydrauliques. L'objectif O2 concerne le développement d'approches de simulation obtenues en combinant ces résumés à deux types de données portant la dynamique temporelle mais dont la résolution spatiale est souvent insuffisante: (1) des observations météorologiques, provenant d'un réseau de mesures pouvant être déficient (simulation en mode interpolation) et (2) des données générées par les modèles climatiques ou hydrauliques opérant sur des maillages à basse résolution (BR) et ayant des temps de calculs réduits les rendant plus accessibles en pratique (simulation en mode désagrégation). Dans l'objectif O3, les approches de simulation seront intégrées dans un système de prévision et d'alerte des risques d'inondations afin de traiter rapidement des ensembles de prévision météorologique et les données BR générées par des modèles climatiques ou hydrauliques. L'originalité de la démarche proposée est d'intégrer de façon automatisée dans les simulations stochastiques HR, la présence d'hétérogénéité spatiale et d'événements extrêmes telle que perçue par les connaissances de la physique via les résumés développés dans O1. Les données météorologiques HR simulées auront une dynamique spatiale cohérente en climat présent et futur tout en autorisant une certaine forme d'évolution et permettront d'étudier les facteurs déterminants des inondations et leurs évolutions. Les données d'écoulement HR simulées rendront plus précise l'estimation des risques d'inondations en milieu urbain.