Search

International audience; This paper empirically investigates the asymptotic behaviour of the flood probability distribution and more precisely the possible occurrence of heavy tail distributions, generally predicted by multiplicative cascades. Since heavy tails considerably increase the frequency of extremes, they have many practical and societal consequences. A French database of 173 daily discharge time series is analyzed. These series correspond to various climatic and hydrological conditions, drainage areas ranging from 10 to 10(5) km(2), and are from 22 to 95 years long. The peaks-over-threshold method has been used with a set of semi-parametric estimators (Hill and Generalized Hill estimators), and parametric estimators (maximum likelihood and L-moments). We discuss the respective interest of the estimators and compare their respective estimates of the shape parameter of the probability distribution of the peaks. We emphasize the influence of the selected number of the highest observations that are used in the estimation procedure and in this respect the particular interest of the semi-parametric estimators. Nevertheless, the various estimators agree on the prevalence of heavy tails and we point out some links between their presence and hydrological and climatic conditions.

Flood Forecasting is an old hydrological problem, which has not yet received a satisfying answer. In the framework of the RIO2 research program, we aimed to compare and improve flood-forecasting tools, while focusing on a very interesting but challenging area: the upper catchment of the Loire River. We relied exclusively on methods involving rainfall-runoff modelling, which is the best-adapted in this area in terms of forecast lead time, as well as in terms of applicability on upland catchments. More generally, the research presented here is a contribution to the development of flood-forecasting tools targeting operational services. Around 15 catchments were studied, with an area between 30 and 5000 km². Several modelling approaches were tested. We obtained promising results, both at the hourly and the daily time step. We started with a methodological review, which was needed as a basis for our comparative approach: we defined criteria that could be used to assess model efficiency in a flood-forecasting context. We also present an approach allowing estimating the maximum possible forecast lead on a given basin. Last, we reviewed the possibilities for updating hydrological models for flood forecasting applications. Then our work focused on intercomparing and improving rainfall-runoff models. We were inspired by the direct assimilation of Artificial Neural Networks to propose a similar solution for a conceptual rainfall-runoff model (GR), which appears quite promising for its efficiency and its robustness. We also had considered improving forecasting efficiency through a multi-model approach. But the test we made (on a single basin) did not give the expected success, and resulted only in an uncertainty processing. Last, we studied the sensitivity of flood forecasting models to the quality of rainfall information, and assessed the minimum number of raingages needed for reliable flood forecasting on the Loire River.The main perspectives for continuing research encompasses pursuing the quest for an efficient multi-model approach, validating the GR-Prévi algorithm on a larger number of watersheds, comparing with physically-based approaches, and optimising raingage networks., La prévision des crues est un problème ancien, qui reste encore aujourd`hui difficile à résoudre. Dans le cadre du programme "Risque d'Inondation" (RIO2), nous avons voulu comparer et améliorer des outils de prévision des crues, en nous concentrant sur une zone particulièrement intéressante (mais difficile) : le haut bassin de la Loire. Nous nous sommes exclusivement intéressés à la modélisation pluie-débit, qui est la mieux adaptée à la prévision dans cette zone, notamment pour ce qui est des délais de prévision possibles, et de son utilisation sur des bassins amont. Ce travail s'inscrivait de manière plus générale dans le cadre du développement d'outils pluie-débit de prévision des crues pour les services opérationnels. Une quinzaine de bassins versants, d'une taille comprise entre 30 et 5000 km² au total ont été étudiés, et plusieurs approches de modélisation ont été testées. Des résultats intéressants ont été obtenus, à la fois au pas de temps horaire et au pas de temps journalier. Nous avons en premier lieu effectué un travail méthodologique indispensable pour pouvoir progresser dans notre démarche comparative : la définition des critères utilisables pour évaluer la performance de modèles de prévision des crues. Nous avons également proposé une démarche permettant d`évaluer le délai maximum de prévision sur un bassin. Enfin, nous avons abordé la question de la mise à jour des modèles hydrologiques pour une application en prévision. Ensuite, notre travail a porté sur un aller-retour entre intercomparaisons et améliorations méthodologiques sur les modèles pluie-débit utilisés. Nous avons proposé d'imiter l`assimilation directe des dernières données de débit connues dans les RNA pour faire progresser les modèles conceptuels (GR) et proposer une version à assimilation directe, qui apparaît très prometteuse par sa performance et par sa robustesse. Nous avons aussi mis en oeuvre une approche multi-modèle, proposée à l`origine dans un double objectif d`amélioration des performances et de la robustesse des prévisions de crue et de calcul des incertitudes. Pour le premier objectif, nous n`avons pas remporté le succès escompté, et l`approche multi-modèle n`aura finalement permis qu`un calcul d`incertitude. Enfin, nous avons étudié la sensibilité des modèles de prévision de crue à la qualité de l`information pluviométrique et proposé une méthode permettant d'évaluer le nombre de pluviomètres nécessaires à une prévision fiable des crues. Les principales perspectives de poursuite du travail engagé concernent l`approche multi-modèle, la validation de l`algorithme GR-Prévi, la comparaison avec des approches à base physique, et l`optimisation des réseaux pluviométriques.

International audience; A rapid and direct spectrofluorimetric method was tested in order to monitor the bioaccumulation of PAHs in Daphnia magna in a control media. After exposure to Water containing benzo[a]pyrene or fluoranthene, daphnids were put in solvent, sonicated, and filtered. The fluorescence spectrum observed in the filtrate was recorded. Results were compared to HPLC measurements of the same pools of organisms. In fluoranthene experiments, the fluorescence peak of the daphnid extract spectrum was linearly related to the PAH content as measured with HPLC. In benzo[a]pyrene experiments, other fluorescent compounds progressively appeared in the sample. They were assumed to be metabolites. A linear regression involving fluorescence intensities at two different wavelengths was necessary for a satisfactory correlation with HPLC measurements, A water extraction was performed to isolate metabolites, None or very few fluoranthene metabolites were isolated in the aqueous phase, whereas increasing ben:a[a]pyrene metabolites were observed while the exposure time increased.

The possible impact of the inputs of biodegradable organic matter to the Seine river upstream Paris is discussed. First experimental results on these inputs are presented. The variability is particularly highlighted. Moreover, the respirometric methodology is shown to be quite efficient in the estimation of the biodegradability of organic matter., Durant l'année 1999, nous avons, dans le Programme Seine, soulevé le problème de la partie amont du bassin de la Seine : de quoi sont faits les rejets urbains lorsque qu'ils ne sont pas issus des stations parisiennes ? Quel peut être leur impact, local ou régional ? Nous avons de plus commencé à développer une méthode d'approche de la matière organique rapidement biodégradable, permettant de différencier ces deux échelles d'impact. Dans ce rapport, nous discutons l'impact éventuel des apports de matière organique biodégradable en amont de Paris. Puis, nous présentons les premiers résultats de notre exploration de la partie amont du bassin, en insistant sur la variabilité des apports de matière organique biodégradable. Enfin, nous démontrons l'efficacité de la méthode respirométrique développée et dressons les perspectives que cet ensemble de résultats nous suggère pour l'année prochaine.

The processes of biodegradation of the organic matter in the Seine river have been studied previously, based on the particular site of Achères treatment plant. Several concepts were derived from this study and validated on this same site. However, there is now a need to test this approach on other different sites, namely in rural areas. This is performed through complementary approaches : analysis of the whole set of treatment plants in the Seine river basin and the in-depth analysis of some selected urban sites., Dans les phases antérieures du PIREN-Seine, la dégradation des matières organiques d'origine urbaine a également été étudiée à l'échelle du bassin, dans le sens où l'agglomération parisienne est elle-même à l'échelle du bassin. Néanmoins, étant donnée la diversité des situations rencontrées dans le bassin de la Seine et la relativement faible distance à laquelle se manifestent certains (pas tous) des impacts des villes sur les rivières (Chebbo et al., 1995), il est important de chercher à valider l'approche développée autour de l'agglomération pour d'autres sites dans le bassin. Ce travail est entrepris au travers de plusieurs actions qui se complètent : l'analyse du parc des stations d'épuration et des caractéristiques des systèmes d'assainissement urbains dans le bassin de la Seine, l'étude du fonctionnement de quelques systèmes urbains représentatifs dans le bassin, et notamment de leurs stations d'épuration, l'analyse de couples ville-milieu récepteur dans le bassin de la Seine, un travail sur un site atelier situé à l'amont dans le bassin de la Seine, afin d'y développer une approche similaire à celle qui a été développée dans l'agglomération parisienne.