Etude expérimentale et numérique de l'inondation d'une zone urbanisée : cas des écoulements dans les carrefours en croix

Ce travail s'inscrit dans la problématique de la modélisation d'inondations urbaines. Suite à l'établissement d'une typologie des événements d'inondation en ville, le choix des événements à étudier spécifiquement s'est porté sur les inondations violentes ayant lieu dans des zones fortement urbanisées. Afin de simuler de tels événements, l'utilisation de codes de calcul résolvant les équations de Barré de Saint Venant 2D est proposée dans la littérature. Néanmoins, ces équations présentent des limites quant à la représentation de certains processus physiques, en particulier rencontrés lors d'intersections d'écoulements rapides dans les jonctions de rues. Une étude expérimentale a été menée afin de mieux comprendre les processus d'écoulement qui se développent à l'intersection de deux écoulements torrentiels perpendiculaires dans une jonction en croix. Une typologie de ces écoulements a alors été proposée en fonction de la nature et localisation des ressauts hydrauliques dans et aux abords de la jonction. La mise en place de modèles analytiques permettant de prédire les caractéristiques des structures d'écoulement ainsi que la répartition des débits dans les branches aval confirme l'identification des processus principaux régissant les formes d'écoulement qui apparaissent à la jonction. Le code de calcul 2D s'est montré capable de modéliser les écoulements étudiés expérimentalement même si certaines caractéristiques de l'écoulement, telle la largeur des ressauts obliques, ne sont pas parfaitement représentées. L'application de ce code de calcul à la simulation d'un événement réel d'inondation urbaine violente (le 3 octobre 1988 à Nîmes) a permis de mettre en évidence les capacités du code à rendre compte de l'événement global ainsi que ses limites quant à la modélisation précise de certains écoulements locaux. Il est ainsi apparu que la réduction des différences entre les laisses de crue relevées sur le terrain et les hauteurs d'eau calculées par le modèle nécessitent une connaissance détaillée des caractéristiques topographiques du domaine et un calage de certains paramètres numériques. Même dans ce cas, un fort niveau d'incertitude demeure lorsqu'on compare les résultats d'une simulation aux observations disponibles sur un événement de crue donné.