Mesurer l’intensité d’une pluie pendant qu’elle tombe est indispensable pour anticiper les crues rapides et réagir aux risques d’inondation associés. Aux pluviomètres classiques installés sur tout le territoire, se sont ajoutées dans les années 1990 de nouvelles technologies radar pour détecter la pluie et mesurer le cumul des précipitations en temps réel. Aujourd’hui, Météo France dispose d’un réseau national de 24 radars météorologiques d’une portée utile d’environ 100 kilomètres. Cependant toutes les régions françaises ne sont pas couvertes par ce maillage, en particulier les zones montagneuses où le relief, en créant un obstacle au déplacement des ondes, masque les zones de pluie en aval. Dans le cadre du projet FRAMEA¹, une nouvelle technologie radar mise au point par la société Novimet² est en cours de test au groupement du Cemagref d’Aix‑en‑Provence. Les essais expérimentaux menés dans le massif des Maures s’avèrent très prometteurs.

1 Flood forecasting using Radar in Alpine and Mediterranean Areas (FRAMEA)
2 Jeune société essaimée du CNRS

Des radars plus compacts et moins coûteux

Les radars utilisés à l’origine pour surveiller le survol des avions ont été étendus à la détection et à la quantification des précipitations. Des radars de grande envergure, de 6 à 8 mètres de diamètre d’antenne, sont utilisés aujourd’hui dans les stations météorologiques situées en plaine. En zone montagneuse, il est nécessaire de multiplier le nombre de radars en fonction du relief, et donc de passer à des modèles moins volumineux et moins coûteux. Le nouveau radar Hydrix répond à ces deux exigences. Cependant, en réduisant le diamètre de l’antenne parabolique à 1,5 mètre, il est nécessaire d’augmenter la fréquence des ondes. Ce qui a pour corollaire une augmentation de l’atténuation des ondes lors de leur déplacement.

Afin de compenser cet effet d’atténuation du signal, un algorithme de correction (ZPHI) est utilisé. Enfin, le radar fonctionne en double polarisation, ce qui permet de connaître la taille des gouttes et ainsi d’estimer les précipitations sans recalage avec les observations du réseau au sol. Aujourd’hui, dans le cadre d’une thèse co-encadrée par le Cemagref et la société Novimet, cette nouvelle technologie radar est testée dans le Var, une région montagneuse soumise à des crues éclairs de forte intensité.

Des résultats en cohérence avec les relevés au sol
Le radar Hydrix a été installé près du Réal Collobrier, le bassin versant de recherche instrumenté du Cemagref, situé dans le massif des Maures. Les cumuls de pluies de l’automne 2006 calculés par le radar ont été comparés aux relevés de pluviométrie au sol et à ceux estimés par un des radars du réseau de Météo France, situé à proximité. En deçà d’un rayon de 60 à 80 kilomètres, les données fournies par le radar sont en cohérence avec les quantités de pluies collectées au sol. De plus, le traitement algorithmique du signal retransmet des données pluviométriques en temps réel d’aussi bonne qualité que celles renvoyées par les radars classiques gérés par Météo France. Aujourd’hui, les travaux se poursuivent afin d’intégrer les données de pluviométrie fournies par le radar dans des modèles de pluie-débit existants. En convertissant la pluie en débit, ces outils mathématiques permettent de calculer les débits des cours d’eau à l’exutoire du bassin versant. L’ensemble des données de pluie et de débit alimente ensuite les systèmes d’alerte de crue, comme le dispositif Aiga mis au point par le Cemagref et Météo France en 2005. En complément du réseau radar existant, la technologie Hydrix contribuera à l‘extension du dispositif d’alerte de crue sur l’ensemble du territoire, zones montagnardes inclues.