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Impact de la variabilité non-mesurée des précipitations sur les débits en hydrologie urbaine : un cas d’étude dans le cadre multifractal / Auguste Gires in La Houille blanche, N° 4 (Juin 2011) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N° 4 (Juin 2011) . - pp. 37-42 Titre : Impact de la variabilité non-mesurée des précipitations sur les débits en hydrologie urbaine : un cas d’étude dans le cadre multifractal Titre original : Impact of unmeasured rainfall variability on urban discharge: a case study in a multifractal framework Type de document : texte imprimé Auteurs : Auguste Gires, Auteur ; Schertzer, Daniel, Auteur ; Ioulia Tchiguirinskaia, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 37-42 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Variabilité  spatio-temporelle  Désagrégation  Multifractals  Loi  de  puissance  Ensemble  stochastique  Hydrologie  urbaine Index. décimale : 551.4 Résumé : Cet article utilise les propriétés multifractales d’un évènement pluvieux dans la région de Londres le 9 février 2009, pour mieux comprendre et quantifier l’incertitude associée à la variabilité spatio-temporelle des précipitations non mesurées par les radars météorologiques en bande C, dont la résolution estimée est de 1 km*1 km*5min, et comment elle se transfère aux prévisions des débits en réseaux d’assainissement. Le cas d’étude hydrologique est celui du bassin versant urbain de 900 hectares de Cranbrook (Londres). Les propriétés multifractales sont en accord avec le modèle spatio-temporel le plus simple, reposant sur un exposant d’anisotropie entre l’espace et le temps. Ceci permet de désagréger le champ de précipitation à l’aide de cascades multifractales spatio-temporelles. Un ensemble de champs de précipitations désagrégés réalistes est alors généré à l’aide des multifractals universels, puis l’ensemble des hydrogrammes correspondants est obtenu par un modèle urbain pluie-débit semi-distribué. Il apparait que les queues de probabilité issues de l’analyse de 100 échantillons de précipitation présentent un comportement en loi de puissance, qui est retrouvé sur les débits de pointe mais avec des exposants différents In this paper, the multifractal properties of a rainfall event, that occurred over the London area on February 9th 2009, are used to better understand and quantify the uncertainty associated with the rainfall variability not resolved by C-band radar, whose resolution is estimated at 1 km*1 km*5min, and how it is transferred to sewer discharge. The hydrological case study is the 900 ha urban catchment of Cranbrook (London). The multifractal properties of the rainfall field are in agreement with the simplest case of space-time multifractals that relies on a unique anisotropy exponent between space and time. This enables a multifractal downscaling of the rainfall field. First an ensemble of realistic downscaled rainfall fields is generated with the help of Universal Multifractals. Then the corresponding ensemble of hydrographs is simulated with the help of a semi-distributed urban model. It appears that the tail of probability distribution of the rainfall maximum (among the 100 samples generated) exhibit a power-law behaviour. The same statistical behaviour is observed for peak flows, but with different characteristic exponents. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Impact de la variabilité non-mesurée des précipitations sur les débits en hydrologie urbaine : un cas d’étude dans le cadre multifractal = Impact of unmeasured rainfall variability on urban discharge: a case study in a multifractal framework [texte imprimé] / Auguste Gires, Auteur ; Schertzer, Daniel, Auteur ; Ioulia Tchiguirinskaia, Auteur . - 2011 . - pp. 37-42. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N° 4 (Juin 2011) . - pp. 37-42 Mots-clés : Variabilité  spatio-temporelle  Désagrégation  Multifractals  Loi  de  puissance  Ensemble  stochastique  Hydrologie  urbaine Index. décimale : 551.4 Résumé : Cet article utilise les propriétés multifractales d’un évènement pluvieux dans la région de Londres le 9 février 2009, pour mieux comprendre et quantifier l’incertitude associée à la variabilité spatio-temporelle des précipitations non mesurées par les radars météorologiques en bande C, dont la résolution estimée est de 1 km*1 km*5min, et comment elle se transfère aux prévisions des débits en réseaux d’assainissement. Le cas d’étude hydrologique est celui du bassin versant urbain de 900 hectares de Cranbrook (Londres). Les propriétés multifractales sont en accord avec le modèle spatio-temporel le plus simple, reposant sur un exposant d’anisotropie entre l’espace et le temps. Ceci permet de désagréger le champ de précipitation à l’aide de cascades multifractales spatio-temporelles. Un ensemble de champs de précipitations désagrégés réalistes est alors généré à l’aide des multifractals universels, puis l’ensemble des hydrogrammes correspondants est obtenu par un modèle urbain pluie-débit semi-distribué. Il apparait que les queues de probabilité issues de l’analyse de 100 échantillons de précipitation présentent un comportement en loi de puissance, qui est retrouvé sur les débits de pointe mais avec des exposants différents In this paper, the multifractal properties of a rainfall event, that occurred over the London area on February 9th 2009, are used to better understand and quantify the uncertainty associated with the rainfall variability not resolved by C-band radar, whose resolution is estimated at 1 km*1 km*5min, and how it is transferred to sewer discharge. The hydrological case study is the 900 ha urban catchment of Cranbrook (London). The multifractal properties of the rainfall field are in agreement with the simplest case of space-time multifractals that relies on a unique anisotropy exponent between space and time. This enables a multifractal downscaling of the rainfall field. First an ensemble of realistic downscaled rainfall fields is generated with the help of Universal Multifractals. Then the corresponding ensemble of hydrographs is simulated with the help of a semi-distributed urban model. It appears that the tail of probability distribution of the rainfall maximum (among the 100 samples generated) exhibit a power-law behaviour. The same statistical behaviour is observed for peak flows, but with different characteristic exponents. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]

Méthodes multifractales appliquées à la prévision de pluie en utilisant des données radar / Macor, José in La Houille blanche, N°4 (2007) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°4 (2007) . - 92-98 p. Titre : Méthodes multifractales appliquées à la prévision de pluie en utilisant des données radar Titre original : Multifractal Methods Applied to Rain Forecast Using Radar Data Type de document : texte imprimé Auteurs : Macor, José, Auteur ; Schertzer, Daniel, Auteur ; Lovejoy, Shaun, Auteur Article en page(s) : 92-98 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Pluie  Systèmes  hydrologiques  Méthode  multifractales  Donnée  radar Index. décimale : 551.4 Résumé : In the emergency situations, the hydrological alert and forecast systems require more and more detailed space-time information and reliable rain forecasts in the very short term. The current weather forecasting models or the statistical methods of radar and satellite image processing cannot fully answer these requirements: numerous parameterizations, long spin-up and computation times or strongly nonlinear dynamics of stormy cells not taken into account. The multifractal approach, physically based on the cascade models, takes into account the hierarchy of the structures and their nonlinear interactions over a wide range of space time scales, as well as the time-space anisotropy. The advantage of this approach is that it requires only a very limited number of parameters, which moreover have a strong physical significance. We present the implementation of a procedure of multifractal rain forecast using data radar to determine the past of the cascade generator. We compare two modes of multifractal forecast, respectively stochastic and deterministic. Dans des situations d’urgence, les systèmes hydrologiques d’alerte et de prévision exigent de plus en plus une information spatio-temporelle détaillée et des prévisions fiables de la pluie à très court terme. Les actuels modèles de prévision météorologiques ou les méthodes statistiques de traitement d’images radar et satellite ne peuvent pleinement répondre à ces exigences: nombreuses paramétrisations, temps de mise en route et de calcul trop longs ou non prise en compte de la dynamique fortement non linéaire des cellules orageuses. L’approche multifractale, fondée physiquement sur les modèles de cascade, prend en compte la hiérarchie des structures et leurs interactions non linéaires sur une grande gamme d’échelles spatio-temporelles, ainsi que l’anisotropie temps-espace. L’avantage de cette approche est qu’elle ne fait intervenir qu’un nombre très limité de paramètres, qui de plus ont une signification physique forte. Nous présentons la mise en œuvre d’une procédure de prévision multifractale de pluie utilisant des données radar pour déterminer le passé du générateur de la cascade. Nous comparons deux modes de prévision mulitifractale, respectivement stochastique et déterministe. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Pluie En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Méthodes multifractales appliquées à la prévision de pluie en utilisant des données radar = Multifractal Methods Applied to Rain Forecast Using Radar Data [texte imprimé] / Macor, José, Auteur ; Schertzer, Daniel, Auteur ; Lovejoy, Shaun, Auteur . - 92-98 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°4 (2007) . - 92-98 p. Mots-clés : Pluie  Systèmes  hydrologiques  Méthode  multifractales  Donnée  radar Index. décimale : 551.4 Résumé : In the emergency situations, the hydrological alert and forecast systems require more and more detailed space-time information and reliable rain forecasts in the very short term. The current weather forecasting models or the statistical methods of radar and satellite image processing cannot fully answer these requirements: numerous parameterizations, long spin-up and computation times or strongly nonlinear dynamics of stormy cells not taken into account. The multifractal approach, physically based on the cascade models, takes into account the hierarchy of the structures and their nonlinear interactions over a wide range of space time scales, as well as the time-space anisotropy. The advantage of this approach is that it requires only a very limited number of parameters, which moreover have a strong physical significance. We present the implementation of a procedure of multifractal rain forecast using data radar to determine the past of the cascade generator. We compare two modes of multifractal forecast, respectively stochastic and deterministic. Dans des situations d’urgence, les systèmes hydrologiques d’alerte et de prévision exigent de plus en plus une information spatio-temporelle détaillée et des prévisions fiables de la pluie à très court terme. Les actuels modèles de prévision météorologiques ou les méthodes statistiques de traitement d’images radar et satellite ne peuvent pleinement répondre à ces exigences: nombreuses paramétrisations, temps de mise en route et de calcul trop longs ou non prise en compte de la dynamique fortement non linéaire des cellules orageuses. L’approche multifractale, fondée physiquement sur les modèles de cascade, prend en compte la hiérarchie des structures et leurs interactions non linéaires sur une grande gamme d’échelles spatio-temporelles, ainsi que l’anisotropie temps-espace. L’avantage de cette approche est qu’elle ne fait intervenir qu’un nombre très limité de paramètres, qui de plus ont une signification physique forte. Nous présentons la mise en œuvre d’une procédure de prévision multifractale de pluie utilisant des données radar pour déterminer le passé du générateur de la cascade. Nous comparons deux modes de prévision mulitifractale, respectivement stochastique et déterministe. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Pluie En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]