Le système MINERVE

Un système opérationnel de gestion et de prévision des crues pour l'ensemble du territoire du Canton du Valais

Suite à la crue dévastatrice d’octobre 2000, le Canton du Valais a élaboré un concept global de protection contre les crues du Rhône. Après plusieurs années de recherche menées à l’EPFL dans le cadre du projet MINERVE (Modélisation des Intempéries de Nature Extrême du Rhône Valaisan et de leurs effets), le CREALP s'est vu confier le développement et la mise en œuvre d’un système cantonal de prévision et de gestion des crues du Rhône. Le système MINERVE est aujourd’hui opérationnel depuis 2013. Le CREALP est en charge de sa gestion et de sa maintenance pour le compte du Canton du Valais.

Le système MINERVE est un composant essentiel de la procédure de gestion des crues du Rhône du canton. Aux côtés des objectifs de la protection de la population et des infrastructures, la plaine du Rhône fait aussi l’objet d’enjeux importants en termes d’aménagement du territoire. Aidant à une affectation judicieuse des zones de dangers d’inondation, le système MINERVE participe activement à la réduction du risque de crues dans la plaine valaisanne.

Le système MINERVE génère, sur la base des prévisions météorologiques de MétéoSuisse, des prévisions hydrologiques à l'aide de l’outil de modélisation hydrologique RS MINERVE. Cet outil sert également à simuler des scénarios de turbinage et de vidange préventive dans le but d’optimiser l’effet de laminage par les retenues.

Barrage et retenue d'Emosson, Valais, Suisse. Photo: Javier García Hernández | © crealp 2009

Les prévisions hydrologiques issues du modèle RS MINERVE permettent d’identifier une situation critique. Sur cette base, des stratégies d'intervention pour la gestion préventive des aménagements hydroélectriques sont mises en place pour empêcher ou réduire des inondations dans le bassin versant du Rhône. En termes de gestion des crues, deux objectifs sont visés. Le premier cherche à libérer préventivement un volume de stockage dans les retenues et à interrompre les opérations de turbinage et/ou de vidange pendant la pointe de crue. Le deuxième consiste à optimiser la reconstitution des stocks à la fin de la crue, de façon à éviter les pertes d’eau et à minimiser les pertes économiques pour l'aménagement. Comme les prévisions hydro-météorologiques comportent par définition une incertitude, l’utilisation des aménagements hydroélectriques pour le contrôle des crues reste une opération délicate.

Structure du système MINERVE

Le système MINERVE est composé de 3 entités majeures : une base de données, un système de prévsion hydro-météorologique et un portail web de diffusion.

Structure du Système MINERVE

Les bases de données hydro-météorologiques

La base de données DANA (données ponctuelles et données spatialisées) regroupe toutes les données météorologiques, hydrologiques et hydrauliques nécessaires à la mise en œuvre du système MINERVE. Elle permet de centraliser, structurer et gérer ces données en temps réel pour optimiser leur utilisation. Le système MINERVE exploite des données observées, telles que des données de précipitation, de température, de débit et de niveau d’eau, ainsi  que des prévisions météorologiques et hydrologiques issues de différents modèles.

Utilisées en opérationnel pour la prévision des crues, la base de données DANA permet également des activités de recherche, par exemple en lien avec la gestion des ressources en eau et l'analyse de scénarios climatiques.

Le Système de prévision - Simulation hydrologique et hydraulique

Le modèle hydrologique GSM-SOCONT a été développé à l’EPFL. Il est utilisé dans le système MINERVE pour calculer des prévisions de débit à partir des prévisions météorologiques. GSM-SOCONT est intégré à l’outil de modélisation hydrologique et hydraulique RS MINERVE. Ce logiciel est conçu pour simuler la formation et la propagation des écoulements dans des systèmes à surface libre (cours d’eau). Il permet notamment la prise en compte des processus hydrologiques, le routage de l'eau dans les retenues, les galeries et les cours d’eau ainsi que la modélisation d´ouvrages régulés tels que vannes, évacuateurs réglables, prises d'eau, turbines ou pompes. Plus d’infos - RS MINERVE

Les prévisions hydrologiques sont calculées en temps réel en se basant sur les dernières informations météorologiques, hydrologiques et hydrauliques disponibles.

Un projet  de recherche - MINERVE D3 - qui vise à optimiser l’assimilation de données hydro-météorologiques en temps réel a été raélise à l'EPFL.

Le portail web de diffusion

Le portail Guardaval remplace l'ancien portail VIVA et offre depuis 2020 une visualisation géographique et quantitative des données issues des réseaux de mesures météorologiques et hydrologiques cantonaux.

Pour aller plus loin

García Hernández, J., 2011. Flood management in a complex river basin with a real- time decision support system based on hydrological forecasts. PhD Thesis N° 5093, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne.

García Hernández, J., Jordan, F., Dubois, J. and Boillat J.-L., 2007. Routing system ii: modélisation d'écoulements dans des systèmes hydrauliques. Communication (Laboratoire de Constructions Hydrauliques) 32, Ed. A. Schleiss, EPFL, Lausanne.

García Hernández J., Boillat J.-L., Jordan F. and Hingray B., 2009. La prévision hydrométéorologique sur le bassin versant du Rhône en amont du Léman. La Houille Blanche5, 61-70.

García Hernández, J., Horton, P., Tobin, C. and Boillat, J.-L., 2009. Prévision hydrométéorologique et gestion des crues sur le Rhône alpin. Wasser Energie Luft4, 297-302.

García Hernández, J., Brauchli, T., Boillat, J.-L. and Schleiss, A. J., 2011. La gestion des crues du Rhône en amont du Léman: de la prévision à la décision. La Houille Blanche2, 69-75.

García Hernández J., Boillat J.-L., Feller I. & Schleiss A. J., 2013. Présent et futur des prévisions hydrologiques pour la gestion des crues. Le cas du Rhône alpin. Mémoire de la Société vaudoise des Sciences naturelles 25, 55-70 [Infoscience] [Article ]

García Hernández, J., Claude, A., Paredes Arquiola, J., Roquier, B. and Boillat, J.-L., 2014. Integrated flood forecasting and management system in a complex catchment area in the Alps – Implementation of the MINERVE project in the canton of Valais. Swiss Competences in River Engineerig and Restoration, Schleiss, Speerli & Pfammatter Eds, 87-97. Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02676-6, doi:10.1201/b17134-12 [DOI] [Infoscience] [Article ]

Horton, P., 2012. Améliorations et optimisation globale de la méthode des analogues pour la prévision statistique des précipitations. Développement d'un outil de prévision et application opérationnelle au bassin du Rhône à l'amont du Léman. Thèse, Université de Lausanne.

Jordan, F., 2007. Modèle de prévision et de gestion des crues?  Optimisation des opérations des aménagements hydroélectriques à accumulation pour la réduction des débits de crue. PhD Thesis N° 3711, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne.

Tobin, C., 2012. Improving alpine flood prediction through hydrological process characterization and uncertainty analysis. Thesis Report N°5416, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL, Lausanne.

Tobin, C., Rinaldo, A. and Schaefli, B., 2012. Snowfall limit forecasts and hydrological modelling. Journal of Hydrometeorology 13, 1507–1519.