La problématique de surverse du noyau de barrages en remblai lors de crues causées par une défaillance des systèmes de contrôle du niveau du réservoir préoccupent les gestionnaires de ces ouvrages. Une surverse de ce type peut entraîner des vitesses d’écoulement beaucoup plus importantes que celles de conception et causer un écoulement important dans des zones où aucun écoulement n’est initialement prévu. Pour évaluer l’impact des propriétés hydrauliques des composantes du barrage, de la géométrie du barrage et des caractéristiques de la crue, un modèle numérique 2D d’éléments finis a été conçu en utilisant le logiciel COMSOL Multiphysics 5.3. Le modèle numérique a permis de réaliser une série d’analyses de sensibilité sur un barrage modélisé typique qui a montré l’importance de la perméabilité de la crête et du noyau ainsi que de la hauteur maximale atteinte par la crue sur la vitesse à laquelle arrive la surverse et sur les vitesses d’érosion atteintes. L’érosion de contact selon le critère de Brauns (1985) ne semblait pas problématique lors des analyses de sensibilité alors que l’érosion interne selon le critère de Konrad & Côté (2013) paraissait très probable. Ensuite, une étude de cas a été réalisée portant sur un barrage existant d’Hydro-Québec. En raison des perméabilités très élevées de la crête pour ce barrage, les vitesses en crête dans le cas de hautes crues peuvent causer un écoulement turbulent à l’aval du noyau, sans toutefois être problématique pour cet ouvrage au niveau de l’érosion de contact. Finalement, la convergence numérique a été grandement meilleure lors de l’utilisation de courbes de rétention basée sur le modèle de van Genuchten (1980) comparativement à celles basées sur le modèle de Brooks & Corey (1964). / The issue of core overtopping in embankment dams during floods caused by failures of water-level control systems is a concern to dam managers. Core overtopping can generate flow velocities far greater than those considered during design and can result in intense flow in zones where no flow was intended. A 2D finite-element numeric model running on the COMSOL Multiphysics 5.3 software platform was generated to evaluate the impact of soil permeability, dam geometry and flood shape on seepage and internal flow systems. This numerical model was used to conduct a series of sensitivity analyses on a conceptual standard dam. These analyses have shown the importance of crest and core permeability and maximum height reached by the flood on the rate at wich core overtopping occurs and on erosion velocities generated. Contact erosion based on the Brauns (1985) criteria did not seem to be a concern for these sensitivity analyses as opposed to internal erosion based on the Konrad & Côté (2013) criteria which seemed highly probable. Subsequently, a case-study on an existing Hydro- Québec earthfill dam was also carried out. Because of the high permeability of the crest components of this structure, significant velocities and turbulent flow could be obtained in the crest material in cases of high floods, without however being problematic in terms of contact erosion. Furthermore, numerical convergence of the model has been greatly improved by using the van Genuchten-based (1980) water retention curves instead of the Brooks & Corey-based (1964) curves.

Cette étude porte sur les impacts géomorphologiques de la crue extrême de la rivière Duval, qui s’est produite en juin 2008, dans la communauté de Pangnirtung au Nunavut. L’action combinée de l’érosion mécanique et thermique (thermo-érosion) du puissant torrent a rapidement causé l’érosion de 90 000 m3 de pergélisol près de l’embouchure de la rivière, endommageant de façon permanente les deux ponts situés au centre de la communauté. Un événement d’une telle envergure a soulevé de nombreuses inquiétudes dans la communauté notamment en ce qui a trait à la pérennité des infrastructures routières et résidentielles, à la sécurité des habitants ainsi qu’au risque de récurrence d’une telle crue. Cette étude a pour objet de quantifier les facteurs qui contribuent au processus à savoir, la température de l’eau, le débit fluvial, la température du pergélisol et sa teneur en glace et d’intégrer leur impact combiné dans une analyse numérique afin de mieux cerner les conditions dans lesquelles l’événement catastrophique s’est produit, d’évaluer les risques de récurrence d’une telle crue et de déterminer le degré de susceptibilité du cône alluvial de Pangnirtung face au processus d'érosion fluviale et de la thermo-érosion.

Compte tenu de la fréquence élevée et de l'impact majeur des inondations, les décideurs, les acteurs des municipalités et le ministère de la sécurité publique ont un besoin urgent de disposer d'outils permettant de prédire ou d'évaluer l'importance des inondations et leur impact sur la population. D'après les statistiques, le premier étage des bâtiments, ainsi que les ouvertures inférieures, sont plus susceptibles de subir des dommages lors d'une inondation. Ainsi, dans le cadre de l'évaluation de l'impact des inondations, il serait nécessaire d'identifier l'emplacement de l'ouverture la plus basse des bâtiments et surtout sa hauteur par rapport au sol. Le système de balayage laser mobile (MLS) monté sur un véhicule s'est avéré être l'une des sources les plus fiables pour caractériser les bâtiments. Il peut produire des millions de points géoréférencés en 3D avec un niveau de détail suffisant, grâce à son point de vue depuis la rue et sa proximité. De plus, l'augmentation du nombre de jeux de données, issues des MLS acquis dans les villes et les environnements ruraux, permet de développer des approches pour caractériser les maisons résidentielles à l'échelle provinciale. Plusieurs défis sont associés à l'extraction d'informations descriptives des façades de bâtiments à l'aide de données MLS. Ainsi, les occlusions devant une façade rendent impossible l'obtention de points 3D sur ces parties de la façade. Aussi, comme les fenêtres sont principalement constituées de verre, qui ne réfléchit pas les signaux laser, les points disponibles pour celles-ci sont généralement limités. De plus, les approches de détection exploitent la répétitivité et les positions symétriques des ouvertures sur la façade. Mais ces caractéristiques sont absentes pour des maisons rurales et résidentielles. Finalement, la variabilité de la densité de points dans les données MLS rend difficile le processus de détection lorsqu'on travaille à l'échelle d'une ville. Par conséquent, l'objectif principal de cette recherche est de concevoir et de développer une approche globale d'extraction efficace des ouvertures présentes sur une façade. La solution proposée se compose de trois phases: l'extraction des façades, la détection des ouvertures et l'identification des occlusions. La première phase utilise une approche de segmentation adaptative par croissance de régions pour extraire la boîte englobante 3D de la façade. La deuxième phase combine la détection de trous avec une technique de maillage pour extraire les boîtes englobantes 2D des ouvertures. La dernière phase, qui vise à discriminer les occlusions des ouvertures, est en cours d'achèvement. Des évaluations qualitatives et quantitatives ont été réalisées à l'aide d'un jeu de données réelles, fourni par Jakarto Cartographie 3D Inc., de la province de Québec, au Canada. Les statistiques ont révélé que l'approche proposée pouvait obtenir de bons taux de performance malgré la complexité du jeu de données, représentatif des données acquises en situation réelle. Les défis concernant l'auto-occlusion de certaines façades et la présence de grandes occlusions environnantes seront à étudier plus en profondeur afin d'obtenir des informations plus précises sur les ouvertures des façades. / Given the high frequency and major impact of floods, decision-makers, stakeholders in municipalities and public security ministry are in the urgent need to have tools allowing to predict or assess the significance of flood events and their impact on the population. Based on statistics, the first floor of the buildings, as well as the lower openings, are more likely subject to potential damage during a flood event. Thus, in the context of flood impact assessment, it would be required identifying the location of the buildings' lowest opening and especially its height above the ground. The capacity to characterize building with a relevant level of detail depends on the data sources used for the modeling. Different sources of data have been employed to characterize buildings' façade and openings. Mobile Laser Scanning (MLS) system mounted on a vehicle has proved to be one of the most reliable sources in this domain. It can produce millions of 3D georeferenced points with sufficient level of detail of the building facades and its openings, due to its street-view and close-range distance. Moreover, the increase of MLS providers and acquisitions in towns and rural environments, makes it possible to develop approaches to characterize residential houses at a provincial scale. Although being effective, several challenges are associated with extracting descriptive information of building facades using MLS data. The presence of occlusion in front of a facade makes it impossible to obtain the 3D points of the covered parts of the facade. Given the fact that windows mostly consist of glass and laser signals could not be reflected from the glass, limited points are usually available for windows. While the repetitive pattern and symmetrical positions of the openings on the facade makes it easier for the detection system to extract them, this characteristic is missing on the facade on rural and residential houses. The inconsistency of the point density in MLS data make the detection process even harder when working at city scale. Accordingly, the main objective of this research is to design and develop a comprehensive approach that effectively extracts facade openings. In order to meet the research project objective, the proposed solution consists of three phases including facade extraction, opening detection, and occlusion recognition. The first phase employs an adaptive region growing segmentation approach to extract the 3D bounding box of the facade. The second phase combines a hole-based assumption with an XZ gridding technique to extract 2D bounding boxes of the openings. The last phase which recognizes holes related to the occlusion from the openings is currently being completed. Qualitative and quantitative evaluations were performed using a real-word dataset provided by Jakarto Cartographie 3D inc. of the Quebec Province, Canada. Statistics revealed that the proposed approach could obtain good performance rates despite the complexity of the dataset, representative of the data acquired in real situations. Challenges regarding facade's self-occlusion and the presence of large surrounding occlusions should be further investigated for obtaining more accurate opening information on the facade.

La récurrence et l’ampleur des catastrophes naturelles présentent aujourd’hui des enjeux sociétaux majeurs, notamment sous l’angle de l’aménagement du territoire et de la gestion foncière pour réduire le risque inhérent à l’occupation humaine des zones vulnérables. En effet, la région dakaroise au Sénégal connait depuis les années 2000 des inondations saisonnières récurrentes, occasionnant des dommages importants. La ville périphérique de Pikine est la plus touchée. Entre 2005 et 2009, 360 000 personnes ont été touchées directement par les inondations dans la banlieue dakaroise (IAGU, 2009). Ces évènements saisonniers ne cessent d’accroître la vulnérabilité de la population, souvent pauvre, qui n’a d’autres options que d’habiter dans ces zones à risque. La présente étude de cas abordera les questions suivantes : Quels sont les facteurs d’occupation de ces zones à risques? Quelles sont les interrelations entre la gestion foncière et la vulnérabilité aux catastrophes naturelles? Quelles sont les interventions foncières mises en œuvre pour atténuer le risque d’inondation? L’obtention de réponses à ces questions nous permettra de mieux comprendre les caractéristiques foncières de la vulnérabilité, dans le but de proposer une stratégie de gestion du foncier à risque. / The recurrence and Scale of natural disasters have currently significant societal challenges, especially when looked at from the angle of territorial planning and land management for the reduction of the risk inherent to human settlement in vulnerable areas. As a matter of fact, the region of Dakar, Senegal, has been facing recurring seasonal floodings for decades, causing significant damage. Pikine, a town in the suburbs, is the most affected. Between 2005 and 2009 it is estimated that 360,000 people have been directly affected by floodings in that suburban area of Dakar (IAGU, 2009). These seasonal events continue to increase the vulnerability of the population who is often poor and has no option but to live in those areas at risk. This case study will address the following question: What are the factors associated with the settlements in those areas at risk? What are the interrelationships between land management and vulnerability to natural disasters? What land-management-related interventions have been implemented to mitigate the risk of flooding? The answers to these questions will enable us to better understand the land-management-related characteristics of vulnerability.

Les changements attendus dans le climat, dont l'augmentation de l'intensité des événements extrêmes, risquent d'entraîner une diminution du niveau de service des réseaux de drainage. Dès lors, des mesures d'adaptation doivent être mises en place afin de maintenir un niveau de service acceptable en climat futur dans un contexte de changements climatiques. Dans cette étude, le climat futur a été modélisé en considérant une augmentation de 15% de l'intensité des pluies de conception de type SEA et triangulaire pour les périodes de retour 2, 5, 10 et 20 ans à l'horizon 2040 - 2070. Le présent mémoire rend compte des résultats de simulation, à l'aide du logiciel SWMM 5.0, concernant l'évolution des performances en climat futur de deux secteurs urbains (un réseau unitaire et un réseau pluvial) par différents indices soit les indices inondation, infiltration, volume de surverse et volume à l'usine pour le réseau unitaire et les indices inondation, infiltration, ruissellement et débit de pointe à l'exutoire pour le réseau pluvial. Les résultats ont montré, pour le réseau unitaire, une augmentation des volumes de surverse pour toutes les périodes de retour en climat futur (par exemple, une augmentation de 19% a été notée pour une pluie de récurrence 10 ans). La mise en place de mesures d'adaptation sur ce réseau, telles le contrôle à la source et la rétention, a ensuite été analysée et a montré son efficacité dans l'amélioration des performances. Ainsi, les mesures de contrôle à la source se sont révélées efficaces pour des périodes de retour 2 ans et complémentaires au bassin de rétention en permettant une réduction de 7% de son volume de conception. Par ailleurs, il a été démontré qu'une faible capacité de traitement de l'usine ne permettait pas aux mesures de rétention de montrer leur plein potentiel. Pour le réseau pluvial, les changements climatiques se sont avérés avoir un impact plus important sur le débit de pointe que les conditions antérieures d'humidité.

Les «Niayes», zones humides côtières du Sénégal constituent des écosystèmes fragiles, richesen biodiversité tout en étant traditionnellement des zones de maraîchage dans unenvironnement sahélien. La grande sécheresse des années 1970 qui a frappé l’ensemble despays du Sahel, s’est répercutée sur les Niayes par un afflux de populations rurales venant del’intérieur du pays pour y trouver des moyens de subsistance. Outre la sécheresse, cettemigration massive a considérablement augmenté la pression foncière et engendré à la fois uneurbanisation mal maîtrisée, notamment autour des grandes agglomérations, et une mise envaleur agricole; les deux portant atteinte à la valeur environnementale de ces écosystèmescôtiers. Depuis quelques années, on assiste à des hivernages particulièrement pluvieux. Ceretour pluviométrique intervenant dans des zones urbanisées de façon anarchique provoquedes inondations accompagnées de conditions sanitaires précaires pour les populations les plusdéfavorisées. A la variabilité pluviométrique, risque d’apparence naturel, s’joutent desfacteurs de risques anthropiques comme l’aménagement du territoire non maîtrisé, le nonrespectdu cadre réglementaire, diverses pollutions d’origine agricole et industrielle.Cette thèse, après avoir introduit la notion de zone humide et avoir présenté les Niayes de laGrande Côte en général et des trois zones d’étude focus (Pikine, banlieue de Dakar ; Mboro,région de Thiès; Saint-Louis), retrace leurs problèmes environnementaux et les différentespolitiques d’environnement. L’évolution de l’occupation du sol des Niayes est étudiée parrecours à l’imagerie satellitale pour la période 1986-2010 pour la confronter à la gestion deces écosystèmes sensibles et s’interroger sur la pertinence des politiques mises en place dansun esprit de développement durable. / The “Niayes”, coastal wetlands of Senegal, constitute fragile ecosystems that are rich inbiodiversity while traditionally being gardening areas in the “Sahelien” environment. The bigdrought of the 1970s that struck all the Sahel countries also affected the “Niayes” by an influxof rural populations coming from inside the country in search of livelihood. Besides theextreme drought, mass migration considerably increased the proprietary pressure and at thesame time generated an uncontrolled urbanization, especially around the big agglomerationsand agricultural development: both of them undermine the environmental value of thesecoastal ecosystems. In recent years, we have witnessed particularly rainy seasons. This returneof rainfall involved in urbanized areas causes flooding, accompanied by precarious sanitaryconditions for the most unprivileged populations. The rainfall variability, risk of naturalappearance, is added to anthropogenic risk factors such as the non-mastered regionalplanning, the failure of the regulatory framework, and the pollution from various agriculturaland industrial sources.This thesis, after having introduced the concept of wet zones and having presented the Niayesof the Great Coast in general, and of the three study areas (Pikine, outskirts of Dakar; Mboro,Thies region; and Saint-Louis) in particular, traces their environmental problems and variouspolitical differences. Land use of the Niayes is analysed by using remote sensing data for theperiod 1986-2010 to confront its evolution to the management of the sensible ecosystems andquestion the relevance of the implemented politics in the spirit of sustainable development.

Submitted by LINDBERG NASCIMENTO JÚNIOR (juniohr@gmail.com) on 2018-05-30T15:41:15Z No. of bitstreams: 1 Lindberg Júnior_TESE.pdf: 16570476 bytes, checksum: 513b332e8811648289b77d07cd85e9eb (MD5) / Rejected by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: - Arrumar ordem das páginas pré-textuais seguindo a norma ABNT NBR 14724:2011 (Folha de rosto; Ficha catalográfica (verso da folha de rosto na versão impressa); Folha de aprovação; Dedicatória; Agradecimentos; Epígrafe; Resumo na língua vernácula; Resumo em língua estrangeira; Lista de ilustrações; Lista de tabelas; Lista de abreviaturas e siglas; Lista de símbolos; Sumário) - A ficha catalográfica deve ser revisada por um bibliotecário. Entrar no site da biblioteca para saber como proceder (http://www.fct.unesp.br/#!/biblioteca2340/servicos/elaboracao-de-ficha-catalografica/). 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Il a été développé par des processus comparatifs des climats urbains de Santos au Brésil, Maputo au Mozambique et Brisbane en Australie. Les trois villes sont situées dans les régions tropicales côtières du Hémisphère Sud, situé au sud du tropique du Capricorne, et positionnés dans les secteures l'Est de chaque pays. Ils ont eu un régime pluviométrique tropical, présent des occurrences d'inondations enregistrées annuelemnt et sont situés dans pays avec différents moment de développement inégal et combiné. Ainsi que l'objectif est d'étudier la constitution des climats urbains dans la même domaine climatique et avec différents moments de développement. En ce sens, les impacts des précipitations sur les villes ne sont pas considérés comme un phénomène climatique défavorable. Sinon, c'est l'un des phénomènes du climat urbain, un problème géographique classique qui est ancré dans les structure sociospatiales. La recherche a été organisée dans: l'analyse de la variabilité mensuelle et interannuelle des précipitations sur la période de 1951 à 2015; l'identification des systèmes de précipitations dans le monde tropical et dans les secteurs côtiers; cartes géotechniques caractérisant le site urbain et la susceptibilité aux inondations; l'élaboration d'indices de vulnérabilité aux catastrophes naturelles; et la géographie historique de l'urbanisation. L’analize comparative offres des moments de égalisation comme occupation des zones écologiquement fragiles et naturellement sensibles aux catastrophes, et de différenciation a partir du processus de vulnérabilizaton sociospatiale. Ces caractéristiques favorisent l'hétérogénéisation des climats urbains, les valorisant comme privés, puisque les aléas naturels sont relativisés par la sélectivité socio-spatiale des impacts. De cette manière, les processus sociospatiaux s'associent aux formes de contenu et aux spatiotemporalités de soutien. D'atténuation et de dépassement des risques résultant des climats urbains construits dans des lieux et des pays à différents moments de développement inégal et combiné. Organisé par l'expérience historique des lieux, le clima urbant est produit de la connaissance de la dynamique naturelle le quel a été favorisée par des interventions technico-scientifiques cumulatives et un contrôle des inondations pour le maintien et la reproduction des rapports sociaux de production de la nature. / O estudo foi baseado no Sistema do Clima Urbano articulado na abordagem da Geografia do Clima e desenvolvido por processos comparativos dos climas urbanos de Santos, no Brasil, Maputo, em Moçambique, e Brisbane, na Austrália. As três cidades estão situadas em ambientes tropicais costeiros do Hemisfério Sul, localizadas ao sul do Trópico de Capricórnio e posicionadas nos setores leste de cada país. Todas elas apresentam regime pluviométrico de clima tropical, situam-se em países em diferentes momentos do desenvolvimento desigual e combinado e apresentam anualmente registros de ocorrências de inundações e alagamentos. O objetivo foi investigar a constituição de climas urbanos que estão inseridos no mesmo domínio climático sob diferentes momentos do desenvolvimento. Neste sentido, os impactos das chuvas nas cidades não são vistos como manifestação climática adversa, de outro modo, a chuva é um dos fenômenos do clima urbano, um problema geográfico clássico que é incorporado nas tessituras socioespaciais que qualifica o fenômeno climático em risco climático. A pesquisa foi organizada com base em: análises da variabilidade mensal, sazonal e interanual da precipitação no período de 1951 a 2015; identificação de sistemas produtores de chuva no mundo tropical e nos setores costeiros; cartas geotécnicas de caracterização do sítio urbano e da susceptibilidade a inundações; elaboração de índices de vulnerabilidade a desastres naturais; e na geografia histórica da urbanização. A análise comparada oferece o encontro de similaridades e diferenças que organizam a interpretação da produção do espaço urbano em ocupação de áreas ambientalmente frágeis e naturalmente suscetíveis a desastres e processos de vulnerabilização das populações. Essas características promovem a particularização dos climas urbanos, já que os perigos naturais são relativizados pela seletividade dos processos socioespaciais que organizam os impactos em formas-conteúdo e espaçotemporalidades distintas de suporte, mitigação e superação dos riscos. Assim, devido a experiência histórica dos lugares, o clima urbano é resultado do conhecimento da dinâmica natural promovido pelas cumulativas intervenções técnico-científicas e controle das inundações para manutenção e reprodução das relações sociais de produção, que tem o Estado, o principal agente de consolidação e legitimação desses processos em espaço urbano. / Based on the Urban Climate System articulated in approach to Geography of Climate this study had developed by comparative processes between the urban climates of Santos - Brazil, Maputo - Mozambique and Brisbane - Australia. The three cities are located in Southern Hemisphere, located in the south of Tropic of Capricorn, and positioned in eastern sectors of each country. The three cities shows the rainfall patterns of tropical climate and occurrences of floods registered annually and located in counties on different moments of uneven and combined development. The objective was to investigate the constitution of urban climates at the same climatic domain witth different moments of development. That is why the rainfall impacts on the cities are not seen as an adverse climatic event. Otherwise, it is a phenomena of the urban climate, a classical geographical problem that embodied in sociospatial structure. The research was organized with: precipitation monthly and interannual variability analysis from 1951 to 2015; identification of sinoptic systems in the tropical world and coastal sectors; characterization of urban structure and susceptibility to floods; elaboration if social vulnerability index to natural disasters; historical geography of urbanization analysis. Ther comparative analisys offers a equalization moments of occupation of environmentally fragile areas and naturally susceptible to disasters, and differentiation moments as processes of sociospatial vulnerabilization. These characteristics shows a particularity of urban climates by relativization of natural hazards and the sociospatial selectivity of impacts. In this way, sociospatial conditions and processes for vulnerability to natural hazards are associated with spatiotemporalities forms and support of mitigation and overcoming risks. The result is a urban climates built in places and countries at different times of the development. This is organized by the historical experience of the places, the urban climat is a product of knowledge about the natural dynamics that was promoted by cumulative technical-scientific interventions and flood control, for maintenance and reproduction of social relations of production of nature.

Les deux principales approches de modélisation des inondations en milieu urbain sont l'approche unidimensionnelle et l'approche bidimensionnelle. La modélisation bidimensionnelle fournit à priori une représentation plus réaliste des phénomènes que la modélisation unidimensionnelle, mais reste difficilement utilisable en pratique sur des secteurs de grande superficie. En effet, la variabilité de la géométrie urbaine implique des coûts de maillage et des temps de calcul prohibitifs, ainsi que des besoins en données considérables. Cette thèse de doctorat a pour objet l'étude de formulations alternatives à la modélisation bidimensionnelle classique.<br />Dans une première partie, on cherche à représenter un carrefour par une relation de répartition des débits, destinée à être intégrée dans un modèle unidimensionnel. Une relation conceptuelle a été couplée avec un modèle unidimensionnel utilisant l'approximation de l'onde cinématique pour simuler l'inondation du quartier Richelieu à Nîmes. Une relation empirique de répartition a été développée pour des carrefours à quatre branches à partir de simulations numériques bidimensionnelles.<br />La deuxième partie de la thèse porte sur la modélisation bidimensionnelle macroscopique. Cette approche consiste à décrire la zone urbaine à grande échelle par des propriétés statistiques telles que la porosité. Des zones urbaines de grande étendue peuvent ainsi être maillées de façon relativement grossière, ce qui contribue à réduire considérablement les temps de calcul. Un tenseur de pertes de charge singulières a été introduit pour représenter l'influence des singularités urbaines. Sa formulation a été développée à partir de simulations bidimensionnelles sur des réseaux de rues synthétiques. La modélisation macroscopique a été validée sur des cas-tests expérimentaux faisant appel à des modèles réduits et donne des résultats satisfaisants.<br />En parallèle, un solveur de Riemann d'état approché a été développé pour les équations de propagation classiques. Les invariants de Riemann sont exprimés en fonction des flux en tenant compte des termes source, ce qui permet un calcul direct des flux aux interfaces entre cellules. Divers cas-tests numériques montrent une nette amélioration par rapport aux solveurs classiques tel que le solveur HLL/HLLC.

En raison de leur caractère torrentiel, les « crues rapides » qui apparaissent en périodes printanière et estivale dans les régions du nord de la France constituent aujourd'hui la forme la plus originale et la plus dangereuse des inondations rencontrées dans ces régions. Le poids des activités humaines dans le fonctionnement de ces crises hydrologiques est incontestable. Ces crues turbides prennent naissance sur des territoires agricoles où les espaces cultivés ne cessent de se développer. L'urbanisation croissante et la place du réseau routier dans les axes majeurs d'écoulement aggravent la rapidité des flux et la vulnérabilité des biens et des personnes. Afin d'améliorer la connaissance sur ces événements, un inventaire a été réalisé à partir des dossiers « CatNat ». L'approche comparative menée sur les 189 bassins versants recensés (1983-2005) a permis de faire ressortir l'influence de la morphologie à différentes échelles. La vitesse de concentration de l'écoulement rapide est principalement liée à la combinaison entre le système de pentes, l'organisation des réseaux de talwegs et la forme des bassins versants. Il n'existait cependant aucune méthode permettant de mesurer, de manière synthétique et continue, le rôle de cette composante sur la dynamique hydrologique d'un bassin versant. Les approches quantitatives se sont limitées à des mesures séparées des composantes morphologiques (indices de compacité, rapport de confluence d'Horton, courbe hypsométrique...). En s'appuyant sur la théorie des systèmes complexes, et en particulier sur les automates cellulaires, il a été possible de développer des méthodes permettant de quantifier l'efficacité de la structuration en trois dimensions du « bassin versant ». L'adaptation de ces nouvelles méthodes d'analyse spatiale, encore peu employées en géomorphologie, nécessitera une réflexion sur la validité des outils et la pertinence des<br />résultats en réintégrant progressivement les autres variables de l'hydrosystème. Tous ces résultats aboutissent à la réalisation de différentes cartes de sensibilité dans ces régions du nord de la France.

L'analyse de sensibilité globale basée sur la variance permet de hiérarchiser les sources d'incertitude présentes dans un modèle numérique et d'identifier celles qui contribuent le plus à la variabilité de la sortie du modèle. Ce type d'analyse peine à se développer dans les sciences de la Terre et de l'Environnement, en partie à cause de la dimension spatiale de nombreux modèles numériques, dont les variables d'entrée et/ou de sortie peuvent être des données distribuées dans l'espace. Le travail de thèse réalisé a pour ambition de montrer comment l'analyse de sensibilité globale peut être adaptée pour tenir compte des spécificités de ces modèles numériques spatialisés, notamment la dépendance spatiale dans les données d'entrée et les questions liées au changement d'échelle spatiale. Ce travail s'appuie sur une étude de cas approfondie du code NOE, qui est un modèle numérique spatialisé d'analyse coût-bénéfice de projets de prévention du risque d'inondation. On s'intéresse dans un premier temps à l'estimation d'indices de sensibilité associés à des variables d'entrée spatialisées. L'approche retenue du " map labelling " permet de rendre compte de l'auto-corrélation spatiale de ces variables et d'étudier son impact sur la sortie du modèle. On explore ensuite le lien entre la notion d'" échelle " et l'analyse de sensibilité de modèles spatialisés. On propose de définir les indices de sensibilité " zonaux " et " ponctuels " pour mettre en évidence l'impact du support spatial de la sortie d'un modèle sur la hiérarchisation des sources d'incertitude. On établit ensuite, sous certaines conditions, des propriétés formelles de ces indices de sensibilité. Ces résultats montrent notamment que l'indice de sensibilité zonal d'une variable d'entrée spatialisée diminue à mesure que s'agrandit le support spatial sur lequel est agrégée la sortie du modèle. L'application au modèle NOE des méthodologies développées se révèle riche en enseignements pour une meilleure prise en compte des incertitudes dans les modèles d'analyse coût-bénéfice des projets de prévention du risque d'inondation.