Surveillance et Prévision locale de crues rapides sur le fleuve Magnan
Ville de Nice

Située dans le sud-est de la France, la commune de Nice est exposée au risque inondation, notamment du fait de la proximité de fleuves côtiers au régime hydrologique torrentiel comme le Var, le Paillon et le Magnan. Si la pluviométrie locale est relativement bien connue (grâce notamment aux données de pluviomètres au sol et de radars météorologiques), le suivi hydrométrique (connaissance des débits) varie d’un cours d’eau à un autre. A l’heure actuelle, seuls le Var et le Paillon disposent d’un système d’alerte de crues proprement dit (intégré au Plan Communal de Sauvegarde de la Ville de Nice).

Sur le Magnan, il n’existe en revanche pas de système d’alerte car ce cours d’eau est particulièrement difficile à appréhender du fait de la petite taille de son bassin versant, ce qui rend sa réaction aux pluies très rapide (de l’ordre du quart d’heure environ). Il a tout de même été instrumenté début 2011. Deux pluviomètres et deux limnimètres permettent ainsi de connaître en temps réel la pluviométrie locale (stations opérationnelles depuis 2013) et l’état du cours d’eau (mesures de hauteurs d’eau et estimation de débits). Néanmoins, ce dispositif est insuffisant pour effectuer une alerte précoce des populations en cas de crue soudaine. Or le bassin versant du Magnan, qui a connu une urbanisation croissante (+ de 5000 habitants) au cours des 40 dernières années, présente désormais de nombreux enjeux, notamment dans sa partie aval. Ainsi, il apparait à présent indispensable de mettre en œuvre un dispositif adapté pour anticiper et prévenir tout danger mettant en jeu la sécurité des personnes et des biens.

Engagée dans une démarche globale de gestion des risques, la Ville de Nice a été reconnue « Ville modèle » par la stratégie internationale des Nations Unies pour la prévention des catastrophes (UNISDR). Forte de cet engagement, la Ville continue à améliorer et moderniser son dispositif de surveillance et prévision dans le cadre du déploiement de dispositifs innovants sur le bassin versant du Magnan. C’est dans ce contexte que la Ville de Nice a rejoint le projet PROTERINA 3-EVOLUTION du programme INTERREG « Maritimo » de l’Union Européenne.

Le Magnan est un cours d’eau non domanial, situé à l’ouest de Nice. Il draine un bassin versant de 18,3 km² caractérisé par de fortes pentes et un temps de réponse relativement court (de l’ordre du quart d’heure). Si son débit est faible la majeure partie de l’année, il est touché par des crues rapides et violentes lors de fortes pluies. La partie amont du bassin est relativement naturelle tandis que la partie aval est fortement urbanisée et comporte de nombreux enjeux. Tout d’abord longé par le boulevard de la Madeleine en rive gauche, le cours d’eau est, sur cette portion, canalisé à ciel ouvert puis enfin busé jusqu’à son exutoire avec la mer méditerranée. L’étude de la dynamique fluviale du vallon du Magnan, conduite par le bureau d’études HYDRATEC en 2012, a permis de définir à partir de pluies de projet, les débits et hydrogrammes caractéristiques du Magnan pour des crues de périodes de retour sur 10 ans, 30 ans, 50 ans et 100 ans. Ces hydrogrammes, injectés dans un modèle hydraulique, ont permis notamment de caractériser la vulnérabilité du vallon du Magnan.

Le choix d’instrumenter le fleuve côtier par des caméras intelligentes répond ici à trois objectifs principaux :

1. Valider simplement et immédiatement une information hydrométrique en cas de crues. En effet, l’image caméra améliorée d’informations en réalité augmentée facilite la compréhension de la situation par les décideurs en période de crise.
2. Déployer un système de mesure non-intrusif, adapté aux cours d’eau intermittents et pouvant supporter une grande variabilité de la gamme de mesure à observer.
3. Avoir un système évolutif dans le temps, facile à maintenir. La mesure par caméra nécessitant peu de maintenance, elle offre donc une grande pérennité dans le temps. Facilement ré-étalonnable en cas d’évolution de la section de mesure, le système déployé sur le Magnan permet également de fournir d’autres données utiles aux responsables, comme par exemple l’évaluation du risque d’embâcles.

Aussi, deux capteurs CamLevel et un capteur CamFlow ont été déployés sur le cours du fleuve (Amont – Intermédiaire – Aval). Elles fournissent en temps réel les niveaux d’eau (CamLevel) et débits (CamFlow) du fleuve aux autorités . Le matériel retenu pour le projet correspond pour la partie amont et intermédiaire au Pack River30LS (caméra Axis P1447-LE) et pour la section la plus large au Pack River50LS (caméra Axis P1367-E).

Le Magnan, comme l’ensemble des fleuves côtiers de la région, est fortement influencé dans son comportement hydrologique par le climat méditerranéen. A l’étiage la majorité du temps, il peut cependant connaître des écoulements importants lors d’évènements pluvieux, pouvant alors provoquer des inondations. Aussi, afin d’anticiper au maximum ce risque, la ville de Nice utilise le modèle de prévision TENEVIA HydroCore® avec sa fonctionnalité d’assimilation de données en temps réel (i.e : HydroCore niveau avancé).

HydroCore est un modèle pluie-débit permettant de prévoir l’évolution des rivières, en réponse aux précipitations et températures prévues. En se basant sur la topographie des territoires sur lesquels il est mis en place (via un modèle numérique de terrain), HydroCore s’adapte aux spécificités des terrains et des sols. Chaque bassin versant est ainsi considéré avec ses particularités. De plus, ce simulateur (ou modèle) offre d’importantes capacités opérationnelles, grâce notamment à sa fonctionnalité d’auto-ajustement en temps réel. En effet, il exploite les données hydrométriques issues des trois caméras capteurs installées sur le fleuve pour évaluer ainsi qu’éventuellement corriger et améliorer ses prévisions de débits, de sorte que le simulateur reste systématiquement dans « les bons rails ».

Pour répondre au caractère rapide des orages méditerranéens, le simulateur HydroCore utilise sur le fleuve Magnan des mesures et des prévisions de précipitations spatialisées, issues d’un radar météorologique à double polarisation. Produites par la société Novimet, ces lames d’eau permettent une anticipation fine du risque de fortes précipitations à très court terme (1h30) rendant ainsi possible la détection de cellule orageuse localisée à proximité immédiate du bassin versant (i.e Now Casting). Ces données sont ensuite renforcées par les mesures issues du réseau sol de pluviomètres situés à même le bassin versant drainé par le Magnan. Cela permet de fournir à HydroCore une chronologie de précipitations aux plus près de la réalité, afin qu’il puisse à son tour prévoir au mieux la réaction de la rivière.

La ville de Nice a souhaité enrichir l’exploitation des données hydrométéorologiques produites sur le bassin versant du Magnan par un superviseur sur-mesure. Développé par la société Thalès, ce superviseur centralise les données produites par les capteurs-caméras TENEVIA ainsi que le simulateur HydroCore. Grâce aux API TENEVIA, les données hydrométriques, les prévisions hydrologiques ainsi que les images des caméras peuvent être facilement et directement intégrés au superviseur externe.

Dans le cadre du projet Magnan, la ville de Nice a mis à disposition son entrepôt de données pour faciliter la centralisation et la gestion des flux d’informations. Ce dernier concentre notamment les données météorologiques, la production des données par TENEVIA ainsi que les mesures des capteurs déjà en place sur la ville.