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[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels; National audience; Flash flood alerts in metropolitan France are provided by the SCHAPI through the Vigicrues Flash service. Vigicrues Flash is designed to work on ungauged catchments and implements the AIGA method. This method is based on a distributed hydrological model with radar rainfall observation inputs. This model takes into account spatial variabilities of the rainfall and also spatial properties of the catchment. However, the calibration of the distributed parameters at very low scale cannot be handled with common calibration procedures without facing strong equifinality issues. In order to take fully advantage of this distributed model, we suggest to use the 4DVar data assimilation procedure to calibrate parameters. With this method, the search of the optimal set of parameters is achieved by minimising an objective function under background constraints about the system (such as spatial variabilities and uncertainties). This algorithm helps to combine all available sources of information on the system and lets spatialize parameters through the catchments. This work presents the application of this method on the Gardon d'Anduze watershed. We compare distributed and uniform calibrations and we show the potential benefits of this method on ungauged catchments.; Le service opérationnel Crue Soudaine développé par le SCHAPI utilise la méthode AIGA pour l'alerte et l'anticipation des crues sur l'ensemble du territoire français. La méthode AIGA est optimisée pour prévoir les crues sur des bassins-versants de petites tailles et non jaugés. Elle repose sur un modèle de prévision pluie-débit distribués (GRD) qui fonctionne de manière continue avec les données de pluies radars. Ce type de modèle permet de prendre en compte d'une part l'hétérogénéité spatiale des pluies et d'autre part la variabilité spatiale du fonctionnement hydrologique des bassins versants. Cependant le calage spatial des paramètres du modèle reste difficile à réaliser et une paramétrisation uniforme à l'échelle des bassins-versants est utilisée dans la méthode AIGA. En effet le nombre de variables à calibrer est nettement supérieur aux nombres d'observations disponibles : un tel calage est difficilement réalisable par des techniques de calage traditionnelles (équifinalité des jeux de paramètres trouvés). Afin de valoriser pleinement la descente d'échelle opérée par un modèle distribué, nous proposons dans ce travail d'utiliser l'algorithme d'assimilation de donnée 4DVar pour réaliser une paramétrisation spatiale du modèle. La recherche des jeux de paramètres optimums s'effectue alors par la minimisation d'une fonction « objectif » sous la contrainte de connaissances à priori de l'état du système : variabilité spatiale, variance et initialisation des paramètres. La recherche du minimum de cette fonction nécessite le calcul du gradient qui peut être obtenu efficacement par la méthode "adjointe". L'utilisation de cet algorithme permet de combiner de manière optimale l'ensemble des sources d'informations disponibles sur un bassin-versant et permet ainsi de diffuser l'information vers les pixels et bassins-versants voisins en vue d'améliorer la régionalisation des paramètres. Enfin, cet algorithme peut être aussi bien appliqué pour la recherche des paramètres que pour la mise à jour en temps réel des états internes du modèle. Ce travail présente l'application de l'algorithme 4DVar avec le modèle pluie-débit distribué GRD sur le bassin-versant du Gardon d'Anduze. Il permet notamment de comparer un calage spatialement distribué par rapport à un calage spatialement homogène et de montrer l'apport potentiel d'une telle approche sur des bassins versants non jaugés.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels; National audience; The national warning system, Vigicrues Flash, developed by the French national service in charge of flood forecasting (SCHAPI), provides flash flood warnings at ungauged locations based on a discharge-threshold flood warning method called AIGA. The AIGA method leads to characterize flood hazard in real time at any point along the river network. A simplified hourly distributed hydrologic model ingests the operational radar-based Quantitative Precipitation Estimate grids from Météo-France at a 1-km2 resolution to produce real-time peak discharge estimates along the river network. Every 15 minutes, these discharges are compared to reference flood quantiles, which were estimated from streamflow simulated time series. A web interface provides in real time maps of the rivers exceeding the high flood and very high flood thresholds, as well as the associated municipalities. The automated system sends warning messages to registered users who might be impacted to help them better mitigate flood risk impacts. To better detect and anticipate flash flooding, the hydrological model is being enhanced to ingest the Météo-France's AROME-NWC high-resolution precipitation nowcasts, provided at a 1.3-km resolution for a 6-hr forecast horizon, and hourly updated. To account for the forecast uncertainties, the deterministic AROME-NWC forecasts are ingested as time-lagged ensembles and combined with multiple sets of hydrological regionalized parameters. The resulting flow ensembles lead to define probabilistic flood warnings. The evaluation, carried out on 13 significant events from October 2015 to June 2017 for 750 French basins, shows significant improvements in terms of flash flood event detection and effective warning lead time, compared to warnings from the current Vigicrues Flash setup (without any future precipitation), and the added value of probabilistic warnings.; Le système national Vigicrues Flash, développé par le SCHAPI, fournit des avertissements aux crues soudaines en milieu non jaugé en se basant sur la méthode AIGA-débit. Un modèle hydrologique distribué simplifié intègre, à la résolution de 1km 2 , les pluies observées du réseau radar de Météo-France, pour estimer le débit en tout point des cours d'eau. Ces débits sont comparés toutes les 15 minutes aux quantiles de débit préalablement estimés à partir des chroniques de débit simulé. Le système affiche les tronçons dépassant les seuils de crue forte et crue très forte et les communes concernées et envoie des messages d'avertissement aux utilisateurs potentiellement impactés. Pour améliorer la caractérisation et l'anticipation des avertissements, nous étudions l'intérêt d'intégrer les prévisions immédiates de pluie AROME-PI de Météo-France, sur l'échéance de 6 heures, réactualisées toutes les heures. Afin de prendre en compte les incertitudes des prévisions, les prévisions déterministes successives AROME-PI sont utilisées comme prévisions d'ensemble. Combinées avec différents jeux de paramètres hydrologiques régionalisés, ces prévisions d'ensemble définissent des avertissements probabilisés de risque de crue. L'évaluation sur 13 événements entre octobre 2015 et juin 2017 pour 750 bassins versants montre une amélioration significative en termes de détection et anticipation en comparaison au système sans prévision de pluie et l'intérêt des avertissements de crue de type probabiliste