Soutenance mémoire
Notions fondamentales
Le risque cyclonique est l’un des types de risques naturels majeurs. Chacun de nous peut être exposé à ce type de risque. Les risques naturels peuvent être caractérisés par leur ampleur ou leur intensité, leur vitesse d’apparition, leur durée, et leur zone de mesure. Pour bien comprendre le terme de risque naturel. Il convient donc de préciser les notions suivantes :
ALÉAS NATURELS : Processus ou phénomène naturel qui peut causer des pertes de vies humaines, des blessures ou d’autres effets sur la santé, des dommages aux biens, la perte de moyens de subsistance et de services, des perturbations socio-économiques, ou des dommages à l’environnement.
La VULNERABILITE exprime et mesure le niveau de conséquences prévisibles de l’aléa sur les enjeux. Différentes actions peuvent la réduire en atténuant l’intensité de certains aléas ou en limitant les dommages sur les enjeux.
ENJEU : L’enjeu est l’ensemble des personnes et des biens susceptibles d’être affectés par un phénomène naturel. Elle est associée à la vulnérabilité humaine, socioéconomique et environnementale.
CATASTROPHES : Les catastrophes sont souvent décrites comme le résultat d’une combinaison entre l’exposition à un danger, les conditions de vulnérabilité existantes, et l’insuffisance des capacités ou des mesures visant à réduire ou à faire face aux éventuelles conséquences négatives. Une catastrophe, déclenchée par un aléa, aboutit à des dommages effectifs. Elle est la concrétisation d’un risque.
RISQUE : Un risque résulte de la confrontation d’un aléa avec des enjeux en présence. Il n’existe pas de risque naturel au sens propre du terme mais il existe des risques de catastrophe résultant de phénomènes naturels.
RISQUE CYCLONIQUE : Le risque cyclonique est la conséquence de l’aléa dont les effets peuvent mettre en jeu un grand nombre de personnes, et occasionnent des dégâts importants. L’existence d’un risque cyclonique est liée :
d’une part à la présence d’un événement cyclonique (aléa), qui est la manifestation du phénomène naturel ;
d’autre part à l’existence d’enjeux, qui représentent l’ensemble des personnes et des biens (ayant une valeur monétaire ou non monétaire) pouvant être cycloniques affectés par le phénomène. Les conséquences du risque cyclonique sur les enjeux se mesurent en termes de vulnérabilité.
PREVENTION : Le terme prévention se définit comme l’ensemble d’activités permettant d’éviter complètement l’impact négatif des aléas, et de minimiser les catastrophes environnementales, technologiques et biologiques qui leur sont associées. C’est-à-dire la prévention des catastrophes exprime le concept et l’intention d’éviter complètement les effets négatifs éventuels par le biais de mesures prises à l’avance.
Les paramètres météorologiques qui régissent l’état atmosphérique.
Trois grands paramètres permettent de caractériser l’état de l’atmosphère et de prévoir, par leur quantification et leur variation, ses perturbations :
a. La pression atmosphérique. La pression atmosphérique correspond à la pression exercée sur une unité de surface, par la masse de la colonne d’air située à l’aplomb de cette surface. Dans les basses couches de l’atmosphère, elle diminue avec l’altitude d’environ 3 hPa par tranche de 25 m. La pression de référence, utilisée pour définir « haute » et « basse » pression est de 1 013 hPa, correspondant à la pression d’une colonne de mercure de 760 mm de haut (baromètre de Torricelli). Il s’agit de la pression exercée au sol pour une température de 0 °C, au niveau de la mer et à une latitude de 45°. Les zones de « basse pression » sont appelées dépressions, celles de « hautes pressions » anticyclones.
b. La température. La température est variable en fonction de l’altitude, de la latitude, de la saison, des conditions météorologiques, etc. Elle diminue depuis le sol jusqu’au sommet de la troposphère, suivant une variation moyenne de 0,6 °C par 100 m d’élévation.
c. Le taux d’humidité. Le taux d’humidité (ou hygrométrie) correspond à la quantité d’eau contenue dans l’air sous forme de vapeur, provenant notamment de l’évaporation des océans, mers et lacs, et de la transpiration des plantes. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau.
Les conditions de formation
Un cyclone naît et se développe uniquement si les conditions suivantes sont réunies :
une condition thermique : une température de la mer supérieure à 26 °C sur une épaisseur minimale de 50 m. L’évaporation de surface de grandes quantités d’eau fournit l’énergie nécessaire pour entretenir le système de machine à vapeur qu’est une formation cyclonique. Si l’eau est trop froide, le cyclone ne peut pas se former ou, s’il était déjà formé préalablement, il s’affaiblit puis finit par perdre ses caractéristiques cycloniques tropicales. Cette condition thermique en fait ainsi un phénomène essentiellement maritime (depuis sa naissance jusqu’à sa maturité). En pénétrant sur terre, son énergie tend rapidement à décroître ;
une condition géographique : être suffisamment éloigné de l’Équateur (cinq degrés de latitude, soit une distance voisine de 550 km) de façon à ce que la force de Coriolis ne soit pas nulle. Cette force, engendrée par la rotation terrestre, imprime une déviation du vent vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud. Elle est nulle à l’Équateur. C’est elle qui intervient pour déclencher le mouvement tourbillonnaire initial. En dessous de cinq degrés de latitude, la force de Coriolis est trop faible pour un tel déclenchement;
une forte humidité, indispensable à la formation des cumulonimbus. La formation d’un cyclone est impossible pour une humidité inférieure à 40 %, fréquente lorsqu’elle est supérieure à 70 % ;
la préexistence d’une zone dépressionnaire, d’un amas nuageux, d’une ligne de grains ou encore d’une onde tropicale associée à de la convection et à un faible mouvement d’air convergent de basses couches. Cette convergence crée les mouvements ascendants, permettant à l’air humide de s’élever ;
la présence de vents en altitude (jusqu’à 15 km). Ces vents doivent être relativement homogènes : même direction et même force ou presque. Dans le cas contraire, l’énergie développée par le système va se disperser et le système a tendance à se « cisailler ».
Les effets dus à l’état de la mer
Les cyclones tropicaux menacent davantage les îles et les régions côtières en raison des risques maritimes engendrés. L’onde de tempête est la montée rapide du niveau de la mer lorsqu’une tempête s’approche de la côte. Le niveau de la mer monte près des côtes, à cause des forts vents du large qui « poussent » l’eau vers elles. De plus, l’eau est « aspirée » vers le haut par la pression très basse régnant près de l’œil du cyclone (phénomène d’intumescence). Les régions basses sont les plus vulnérables, alors que celles où le relief s’élève rapidement ne sont pas touchées. L’onde de tempête peut se superposer à la marée astronomique (liée à la Lune) pour constituer la marée de tempête. L’amplitude de cette dernière varie de 1 à 2 m pour les cyclones peu intenses, mais peut dépasser 5 m pour les phénomènes plus puissants et être particulièrement dévastatrice. La mer « monte » sur la droite du déplacement dans l’hémisphère Nord (sur la gauche dans l’hémisphère Sud), elle « baisse » de l’autre côté. Les dégâts dus à la mer sont également liés aux vagues. Pour les cyclones les plus importants, leur hauteur peut atteindre 30 m. Leur déferlement répétitif sur la côte peut provoquer des érosions et menacer d’effondrement les constructions du littoral. Leur dangerosité est d’autant plus importante qu’elles se conjuguent avec la marée de tempête. Le vent génère des vagues très différentes par leur direction, leur hauteur et leur fréquence, créant un état de mer particulièrement « démonté ». La houle cyclonique peut parfois être observée jusqu’à 1 000 km en avant du cyclone et ses effets peuvent continuer à se faire sentir après son passage.
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Table des matières
REMERCIEMENTS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES ANNEXES
GLOSSAIRE
INTRODUCTION
PARTIE 1 : LA PREVENTION DES RISQUES CYCLONIQUES
Chapitre 1 . CARACTERISATION DU RISQUE
Chapitre 2 . LES ACTIONS DE PREVENTION ET DE SECOURS FACE AU CYCLONE
PARTIE 2 : LA PREVISION NUMERIQUE DES CYCLONES TROPICAUX ET LE MODELE DE PREVISION WRF
Chapitre 3 . LA PREVISION NUMERIQUE DES CYCLONES TROPICAUX
Chapitre 4 . MODELE WEATHER RESEARCH AND FORECASTING (WRF)
PARTIE 3 : APPLICATION, RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Chapitre 5 . CONFIGURATION DU MODELE ET SIMULATION
Chapitre 6 . RESULTATS ET INTERPRETATIONS
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIES ET WEBOGRAPHIES
ANNEXES
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