1 - INTRODUCTION

2 - LES COMPOSANTES DU NIVEAU D’EAU MARIN

• 2.1 - Nature des composantes
  • 2.1.1 - Fluctuations du niveau d’eau marin
  • 2.1.2 - L’isostasie
  • 2.1.3 - L’eustatisme
    • 2.1.3.a - Effets stériques
    • 2.1.3.b - Circulation d’eau entre les réservoirs naturels
  • 2.1.4 - Les processus météo-océaniques
  • 2.1.5 - La marée
    • 2.1.5.a - Origine
    • 2.1.5.b - Principales caractéristiques
  • 2.1.6 - La surcote météorologique
    • 2.1.6.a - Origine
    • 2.1.6.b - Surcote liée à la pression atmosphérique
    • 2.1.6.c - Surcote générée par le vent
    • 2.1.6.d - Influence du littoral
  • 2.1.7 - Effet des vagues
    • 2.1.7.a - Wave set-up
    • 2.1.7.b - Ondes infragravitaires
    • 2.1.7.c - Wave run-up
    • 2.1.7.d - Conditions de formation du wave set-up et du wave run-up
    • 2.1.7.e - Influence de la morphologie des plages
  • 2.1.8 - Tsunami
  • 2.1.9 - Seiches
• 2.2 - Estimation des composantes à partir des observations
  • 2.2.1 - Les niveaux d'eau en l'absence de vagues
    • 2.2.1.a - Nature des observations utilisées
    • 2.2.1.b - Assimilation aux niveaux d’eau en l’absence de vagues
  • 2.2.2 - Surcote météorologique
    • 2.2.2.a - Nature des observations utilisées
    • 2.2.2.b - Surcote météorologique instantanée
    • 2.2.2.c - Surcote météorologique de pleine mer
  • 2.2.3 - Le wave set-up et le wave run-up
    • 2.2.3.a - Nature des observations utilisées
    • 2.2.3.b - Les différentes méthodes d'estimation
    • 2.2.3.c - Formules empiriques
    • 2.2.3.d - Modélisation numérique
    • 2.2.3.e - Modélisation physique
    • 2.2.3.f - Recommandations sur la méthode d’estimation
• 2.3 - Les différentes appellations du niveau d’eau marin
  • 2.3.1 - Le niveau d’eau au repos
  • 2.3.2 - Le niveau d’eau statique
  • 2.3.3 - Le niveau d’eau dynamique
  • 2.3.4 - Convention

3 - COMPOSANTES EXTRÊMES DU NIVEAU D’EAU MARIN

• 3.1 - Principe
• 3.2 - Espace de probabilité
  • 3.2.1 - Définition
  • 3.2.2 - Variables aléatoires
  • 3.2.3 - Présentation dans le domaine des périodes de retour
• 3.3 - Approche empirique ou paramétrique ?
  • 3.3.1 - Approche empirique
    • 3.3.1.a - Description intuitive
    • 3.3.1.b - Calcul de la fonction de répartition empirique
  • 3.3.2 - Approche paramétrique
  • 3.3.3 - Avantage de l’approche paramétrique sur l’approche empirique
• 3.4 - Approche paramétrique : population d’analyse
  • 3.4.1 - Objectif
  • 3.4.2 - Méthodes de définition de la population
    • 3.4.2.a - Problématique
    • 3.4.2.b - La méthode des pics au-dessus d’un seuil
    • 3.4.2.c - La méthode des maxima annuels
• 3.5 - Approche paramétrique : ajustement d’une loi d'extrapolation
  • 3.5.1 - Mise en oeuvre des méthodes POT et des maxima annuels
    • 3.5.1.a - Les différentes lois
    • 3.5.1.b - Sélection des paramètres d’ajustement
    • 3.5.1.c - Recommandations
  • 3.5.2 - Méthodes POT ou des maxima annuels ?
    • 3.5.2.a - Limites de la méthode des maxima annuels
    • 3.5.2.b - Limites de la méthode POT
    • 3.5.2.c - Recommandations
  • 3.5.3 - Incertitudes
    • 3.5.3.a - Incertitude liée à la mesure ou aux données initiales
    • 3.5.3.b - Incertitude de représentativité
    • 3.5.3.c - Incertitude du choix du modèle statistique
    • 3.5.3.d - Incertitude d’échantillonnage
    • 3.5.3.e - Recommandations

4 - NIVEAUX D’EAU MARINS EXTRÊMES EN L’ABSENCE DE VAGUES

• 4.1 - Approches directe et indirecte
  • 4.1.1 - Approche directe
  • 4.1.2 - Approche indirecte
  • 4.1.3 - Recommandations
• 4.2 - Prise en compte des variations annuelles et pluri-annuelles
  • 4.2.1 - Principe
  • 4.2.2 - Avant le traitement statistique : une correction
  • 4.2.3 - Après le traitement statistique : un report
• 4.3 - Approche directe
  • 4.3.1 - Domaine d’application
  • 4.3.2 - Analyse statistique des valeurs extrêmes
    • 4.3.2.a - Population d'analyse
    • 4.3.2.b - Ajustement d'une loi d'extrapolation
• 4.4 - Approche indirecte : Méthode par convolution
  • 4.4.1 - Domaine d’application
  • 4.4.2 - Dépendance surcote météorologique/marée
    • 4.4.2.a - Dépendance en amplitude
    • 4.4.2.b - Dépendance dans le temps
  • 4.4.3 - Méthode de définition de la population
    • 4.4.3.a - Principe
    • 4.4.3.b - Limites
  • 4.4.4 - Convolution surcote météorologique/marée
    • 4.4.4.a - Principe
    • 4.4.4.b - Domaine de validité
• 4.5 - Méthode indirecte : méthodes RFS ou similaire
  • 4.5.1 - Domaine d'application
  • 4.5.2 - Dépendance surcote météorologique/marée
    • 4.5.2.a - Dépendance en amplitude
    • 4.5.2.b - Dépendance dans le temps
  • 4.5.3 - Méthode RFS
  • 4.5.4 - Méthode similaire RFS
• 4.6 - Analyse spatiale
  • 4.6.1 - Principe
  • 4.6.2 - Traitement des effets de l’eustatisme
  • 4.6.3 - Régression sur les valeurs d’ajustement
    • 4.6.3.a - Principe
    • 4.6.3.b - Identification des régions homogènes
    • 4.6.3.c - Limite de la méthode
    • 4.6.3.d - Enrichissement des données
  • 4.6.4 - Régionalisation des surcotes météorologiques
    • 4.6.4.a - Principe
    • 4.6.4.b - Identification des régions homogènes
    • 4.6.4.c - Limite de la méthode

5 - NIVEAUX D’EAU MARINS EXTRÊMES AVEC L’ACTION DES VAGUES

• 5.1 - Analyse directe ou indirecte
  • 5.1.1 - Analyse directe
  • 5.1.2 - Analyse indirecte
  • 5.1.3 - Recommandations
• 5.2 - Approche directe
  • 5.2.1 - Principe
  • 5.2.2 - Création d’une base de données de niveau d’eau statique
  • 5.2.3 - Analyse statistique des valeurs extrêmes
• 5.3 - Approche indirecte : méthode par simulation de Monte-Carlo
  • 5.3.1 - Principe
  • 5.3.2 - Lois de probabilité individuelles
    • 5.3.2.a - Sélection des données
    • 5.3.2.b - Ré-échantillonnage des données
    • 5.3.2.c - Calcul des lois de probabilités
  • 5.3.3 - Loi de probabilité jointe de vagues/surcote météorologique/marée
    • 5.3.3.a - Principe
    • 5.3.3.b - Domaine de validité de la fonction de dépendance
    • 5.3.3.c - Modèle conditionnel de surcote météorologique connaissant les vagues
    • 5.3.3.d - Copule Gaussienne bi-variée
    • 5.3.3.e - Copule de Gumbel-Hougaard
    • 5.3.3.f - Méthode du maximum de vraisemblance censurée
  • 5.3.4 - Calcul des probabilités de niveau d’eau statique
    • 5.3.4.a - Simulation de Monte-Carlo
    • 5.3.4.b - Détermination des paramètres d’états de mer
  • 5.3.5 - Limites et recommandations
    • 5.3.5.a - Limites de la méthode
    • 5.3.5.b - Recommandations
• 5.4 - Approche indirecte : méthode similaire RFS
  • 5.4.1 - Principe
  • 5.4.2 - Valeurs extrêmes uni-variées
  • 5.4.3 - Calcul des probabilités de niveau d’eau statique
  • 5.4.4 - Limites et recommandations
    • 5.4.4.a - Limites de la méthode
    • 5.4.4.b - Recommandations
• 5.5 - Approche indirecte : méthode simplifiée
  • 5.5.1 - Principe
  • 5.5.2 - Facteur de dépendance
    • 5.5.2.a - Détermination
    • 5.5.2.b - Recommandation pour le littoral de la Mer du Nord, de la Manche et d’Atlantique
    • 5.5.2.c - Recommandation pour le littoral Méditerranéen
  • 5.5.3 - Application pratique
  • 5.5.4 - Limites et recommandations
    • 5.5.4.a - Limites de la méthode
    • 5.5.4.b - Recommandations
• 5.6 - Aléa submersion marine

6 - LES NIVEAUX D’EAU ESTUARIENS EXTRÊMES

• 6.1 - Présentation
  • 6.1.1 - Domaine d’application
  • 6.1.2 - Particularités
• 6.2 - Approche indirecte : méthode par simulation de Monte-Carlo
  • 6.2.1 - Principales étapes
  • 6.2.2 - Caractérisation de l’influence fluvio-maritime
  • 6.2.3 - Définition des variables primaires et secondaires
    • 6.2.3.a - Formes de dépendance
    • 6.2.3.b - Sélection des variables
  • 6.2.4 - Estimation de la densité de probabilité jointe
    • 6.2.4.a - Ré-échantillonnage des données
    • 6.2.4.b - Densité de probabilité jointe
  • 6.2.5 - Estimation des niveaux d’eau estuariens
    • 6.2.5.a - Principe
    • 6.2.5.b - Simulation de Monte-Carlo
    • 6.2.5.c - Application aux conjonctions de niveau d’eau au repos et de débit
• 6.3 - Approche indirecte : méthode simplifiée
  • 6.3.1 - Principe
  • 6.3.2 - Application aux conjonctions de marée, surcote météorologique et débit
  • 6.3.3 - Application aux conjonctions de niveau d’eau au repos et de débit
• 6.4 - Recommandations

7 - LES OUTILS

• 7.1 - Bibliographie
• 7.2 - Bases de données
  • 7.2.1 - Observations marégraphiques
  • 7.2.2 - Prédiction des niveaux de marée
  • 7.2.3 - Vagues
  • 7.2.4 - Débits journaliers
  • 7.2.5 - Vent
• 7.3 - Logiciels

8 - DÉFINITIONS

9 - RÉFÉRENCES

ANNEXES

• Annexe 1 : Principaux modèles de dépendance bi-variée
• Annexe 2 : Modèle de dépendance conditionnelle bi-variée
• Annexe 3 : Détermination de la forme de dépendance asymptotique
• Annexe 4 : Méthode Inverse-FORM
• Annexe 5 : Estimation du facteur de dépendance du littoral de la Mer du Nord, la Manche et l’Atlantique
• Annexe 6 : Méthode simplifiée appliquée aux niveaux d’eau marins - Couples de périodes de retour de dépassements simultanés
• Annexe 7 : Méthode simplifiée appliquée aux niveaux d’eau estuariens – Triplets de périodes de retour de dépassements simultanés