Lachance-Cloutier, Simon
(2011).
Séries de durées partielles: application en contexte non homogène et non stationnaire.
Mémoire.
Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 130 p.
Résumé
Les extrêmes de précipitations peuvent entraîner des dégâts importants lorsque les
infrastructures ne sont pas conçues en conséquence. L'analyse de ces extrêmes est cependant
difficile puisqu'ils sont associés à des événements rares et que les séries de précipitations
disponibles couvrent souvent de courtes périodes. De plus, dans un contexte de changements
climatiques, on anticipe une augmentation de l'amplitude et de la fréquence de ces extrêmes.
On doit alors obligatoirement considérer la non stationnarité des séries. Deux approches sont
généralement considérées pour l'analyse fréquentielle statistique des extrêmes de
précipitations : la méthode des séries de maxima annuels (SMA) et la méthode des séries de
durées partielles (SDP). La première approche consiste à construire les séries des maxima
annuels de précipitations pour une durée donnée. L'approche SDP se présente comme une
alternative à l'approche SMA et permet de considérer plusieurs évènements par année en
retenant tous ceux excédant un certain seuil. Comparativement à l'approche SMA, l'utilisation
de cette méthode permet d'accroître la taille des séries et de bénéficier ainsi de plus
d'informations.
Le présent mémoire vise à développer une méthodologie pour l'utilisation des SDP dans un
contexte non stationnaire. Les variabilités intra-annuelle et interannuelle des extrêmes sont
considérées. L'approche développée sera dans un premier temps appliquée à l'analyse des
extrêmes en climat futur tels que simulés par le Modèle canadien Couplé de Climat Global de
troisième génération (MCCG3) et, dans un deuxième temps, à l'analyse de données de stations
pluviométriques réparties au sud du Québec. Dans le cas des données du MCCG3, l'application
de la méthode conclut à une augmentation des extrêmes de précipitations en climat futur pour
l'ensemble du territoire. L'analyse des extrêmes saisonniers révèle que pour la saison estivale
(mois de juin, juillet et août), la valeur du total journalier de précipitation, dépassé en moyenne
une fois tous les 20 ans, diminuera en climat futur pour les régions situées au sud du 50e
parallèle. L'hiver (mois de décembre, janvier et février) est la saison pour laquelle
l'augmentation relative des extrêmes sera la plus importante.
Pour l'application aux données de séries observées, l'approche SDP a été régionalisée afin
d'améliorer l'inférence de certains paramètres. Plusieurs modèles ont été proposés, considérant
des valeurs locales ou régionales de chacun des paramètres de la distribution de Pareto
généralisée (GPD). Différentes covariables spatiales ont également été introduites dans ces
modèles afin de tenir compte d'une possible structure spatiale des paramètres. Les différents
modèles ont été classés en vertu du critère d'Akaike corrigé (AICc). Les résultats obtenus
montrent, à l'instar des résultats du MCCG3, la présence d'une variabilité intra-annuelle très
significative des paramètres. Les modèles comportant une variabilité intra-annuelle des valeurs
régionales des paramètres d'échelle et de forme représentent de loin les meilleurs candidats
selon le critère AICc. L'introduction de covariables spatiales dans le modèle révèle une structure
spatiale au niveau des paramètres et améliore encore davantage la qualité des ajustements.
Des trois covariables spatiales considérées, à savoir la latitude, la longitude et l'élévation, la
latitude est généralement celle qui améliore le plus l'inférence. Les cartes de cumuls de
précipitations pour le temps de retour 10 ans pour différentes durées montrent l'existence d'un
gradient nord-sud très évident avec des valeurs plus élevées au sud du territoire.
Type de document: |
Thèse
Mémoire
|
Directeur de mémoire/thèse: |
Mailhot, Alain |
Co-directeurs de mémoire/thèse: |
Favre, Anne-Catherine |
Mots-clés libres: |
climat; MCCG3; station pluviométrique;précipitation; séries de durées partielles; SDP |
Centre: |
Centre Eau Terre Environnement |
Date de dépôt: |
06 févr. 2014 20:34 |
Dernière modification: |
20 nov. 2015 20:48 |
URI: |
http://espace.inrs.ca/id/eprint/1758 |
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