Apports et limites de l’analyse statistique régionale pour l’estimation de surcotes extrêmes en France

Abstract

contributions and limits of a regional frequency analysis for estimating extreme storm surges in France. With the aim to cope with the outlier issue in the statistical analyses of storm surge series, a regional frequency analysis is carried out for the surges along the Atlantic coast and the Channel coast. With a regional approach, the available information is extended and one extreme event which is observed at a site is considered as possible at another site. Starting from observed and predicted data of the sea level, time series of skew surges are determined at each site, then gathered in order to build a regional sample for which the homogeneity is verified. The statistical fittings, carried out according to a POT method and theoretical distributions which are adapted to the estimation of hydrological extremes (GPD and mixed exponential distributions), show that the observed exceptional surges do not appear to be outliers any more, in comparison with at-site analyses. However, the question of the regional surges dependency in space and in time is raised. Some complementary analyses are then developed by modifying some assumptions about the regional sampling. Depending on the various cases, positive or negative differences can be observed between the 100-yr return surges obtained with the regional fittings and the ones estimated with at-site analyses. The regional frequency analysis then appears to be more adapted than the at-site analyses for the estimation of extreme storm surges, but needs to be improved about the dependency issue.Afin de mieux prendre en compte le phénomène de horsain dans les analyses statistiques des séries de surcotes marines, une approche régionale est développée pour les sites du littoral atlantique et de la Manche. La régionalisation statistique permet d’étoffer l’information disponible et de considérer qu’un événement extrême qui est observé sur un site peut également être observé sur un autre site. A partir de données observées et prédites du niveau de la mer, des chroniques de surcotes de pleine mer sont élaborées en chaque site, puis agrégées pour former un échantillon régional dont l’homogénéité est vérifiée. Les ajustements statistiques réalisés par la méthode POT du renouvellement, avec des distributions théoriques adaptées à l’estimation d’extrêmes hydrologiques (lois GPD, exponentielle mélangée) montrent que les surcotes exceptionnelles observées sont mieux décrites par des approches régionales que par des analyses à une échelle locale. Cependant, la question de la dépendance spatio-temporelle des surcotes régionales se pose. Face à cette problématique, des analyses de sensibilité sur les hypothèses d’échantillonnage régional sont menées. Selon les cas, des écarts positifs ou négatifs sont observés entre les surcotes centennales issues des ajustements régionaux et celles estimées par des analyses locales. La régionalisation statistique apparaît donc plus adaptée que des analyses locales pour l’estimation de surcotes extrêmes, mais nécessite d’être approfondie sur les problèmes de dépendance.Bardet Lise, Duluc Claire-Marie. Apports et limites de l’analyse statistique régionale pour l’estimation de surcotes extrêmes en France. In: Evénements extrêmes fluviaux et maritimes. Leurs variabilités spatiales et chronologiques dans l'ouest de l’Europe. 34èmes journées de l’hydraulique Paris, 1 et 2 février 2012. 2012

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