Contribution à la définition des caractéristiques d'un radar hydrologique urbain. Prévision de la pluie à très courte échéance

Mme Evelyne RICHARD, Rapporteur M. Guy DELRIEU, Rapporteur Mme Andrea FLOSSMANN, Examinateur Mme Véronique DUCROCQ, Examinateur Mme Jutta THIELEN, Examinateur M. Jacques TESTUD, Examinateur Mme Nadine CHAUMERLIAC, Directeur de thèse M. Hervé ANDRIEU, Directeur de thèseRainfall rate is an essential information in hydrology, in particular for urban or mountainous catchments. On these basins, reliable rainfall estimates as well as very short term rainfall forecasts are thus needed. Weather radar constitutes a solution to satisfy these needs. Unfortunately existing radars are not fully adapted to all the hydrological applications in terms of flexibility in use and space and temporal resolution. The development of X-band radars devoted to the specific needs of hydrology is considered. Their application conditions are to be defined. These studies addresse the estimate of voluminal and Doppler radar data for very short-term rainfall forecasting. The first part of the manuscript deals with the VIL radar measurement. In addition, it presents a method for the retrieval of horizontal wind field from Doppler data. The second part of the manuscript deals with the formulation and the estimate of a very short-term rainfall forecasting method based on VIL. This method is initially tested from simulated radar data in order to highlight the interest of the voluminal data independently of measurement errors. A case study is then undertaken on actual rain events recorded during the intensive observation period of MAP (Mesoscale Alpine Programme).L'intensité pluvieuse est une information essentielle en hydrologie, notamment pour les bassins versants situés en zone urbaine ou montagneuse. Il est donc nécessaire de disposer, sur ces bassins, d'estimations fiables des précipitations ainsi que de prévisions de la pluie à très courte échéance. Le radar météorologique constitue une solution à ces besoins. Toutefois les radars existants aujourd'hui ne sont pas totalement adaptés à toutes les applications hydrologiques en terme de souplesse d'utilisation et de résolution spatiale et temporelle. L'utilisation de radars de configuration légère en bande X, est envisagée pour les besoins de l'hydrologie urbaine. Les conditions d'utilisation de tels radars sont à définir. Ces études proposent d'évaluer l'intérêt de l'information radar volumique et Doppler pour la prévision des précipitations à très courte échéance. La première partie de la thèse s'intéresse à la mesure du VIL par radar. Elle présente également une méthode de restitution du champ de vitesse horizontale tirant parti de la mesure Doppler. La deuxième partie de la thèse concerne la formulation et l'évaluation d'une méthode de prévision de la pluie à très courte échéance reposant sur le VIL. Cette méthode est d'abord testée à l'aide de données radar simulées afin de mettre en évidence l'intérêt des données volumiques indépendamment des erreurs de mesure. Une étude de cas réel a été ensuite menée sur des événements pluvieux de la période spéciale d'observation de MAP (Mesoscale Alpine Programme)