« Etablissement de cartes de vent sur le pourtour méditerranéen par simulation numérique» Régime de vent n°1 – Zone continentale Pour l’ OFFICE NATIONAL DES FORETS Direction Territoriale Méditerranée 46, avenue Paul Cezanne, 13098 Aix-en-Provence cedex 02 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 Octobre 2003 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 Tables des Matières 1. INTRODUCTION..........................................................................................................................3 2. DESCRIPTION TECHNIQUE ....................................................................................................4 2.1. PREAMBULE : DESCRIPTION DES VENTS CONCERNES PAR CETTE ETUDE....................................4 2.2. MODELE GEOMETRIQUE NUMERIQUE DE LA ZONE D’ETUDE ......................................................6 2.3. CONDITIONS D’ECOULEMENT..................................................................................................20 3. RESULTATS................................................................................................................................26 2 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 1. Introduction La Direction Territoriale Méditerranée de l’Office Nationale des Forêts souhaitait connaître l’aérologie l'aérologie des zones identifiées comme étant à risque incendie élevé sur le pourtour Méditerranéen Français (ces zones sont présentées dans la figure 1-1). Figure 1-1: Carte de risque incendie ONF La Société OPTIFLOW®, spécialisée dans la simulation numérique d'écoulements de basse atmosphère au-dessus de sites naturels, a donc reproduit numériquement les écoulements de vent générés au-dessus de ces sites et en a retiré toutes les informations permettant de les caractériser. Dans ce rapport sont fournis des cartographies de vitesse du vent relative au type de vent étudié (vitesse et direction). 3 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 2. Description Technique 2.1. Préambule : Description des vents concernés par cette étude Cette étude concerne le pourtour méditerranéen français et plus particulièrement les régions identifiées à risque très fort, fort et éventuellement moyen par l’ONF (figure 1-1). L’objet de ce paragraphe est la description des vents de régime Nord-Nord/Ouest susceptibles de s’établir sur ces zones en période estivale. Cette présentation est basée sur des données fournies par Météo- France. Lors de la création d’une zone de dépression sur le golfe de Gênes, cette dernière s’accompagne de l’établissement quasi-simultané de plusieurs vents : • Le Mistral : vent violent dévallant de la vallée du Rhône puis gagnant l’Est du golfe du Lion et la Provence. Sur l’Est de la Provence, il s’oriente au secteur Nord-Ouest. Il peut également s’étendre à l’Est du Languedoc où il prend une direction Nord-Nord-Est. Dans le cas de fort resserrement des isobares, il peut s’étendre jusqu’à la forntière italienne. • La Tramotane (ou Cers) : vent de Nord-Ouest violent soufflant sur le Roussillon, le Languedoc et l’Ouest du golfe du Lion. • Le Libeccio : vent d’Ouest à Sud-Ouest soufflant sur la Corse. Il est souvent violent sur la Balagne, le Cap-Corse et dans les Bouches de Bonifacio. Il peut précéder les vents présentés ci-dessus. Lorsque la dépression se comble partiellement et que la hausse de pression est généralisée, le Mistral et la Tramontane soufflent toujours sans relache, le Libeccio se limite au sud de la Corse et, entre cette dernière et la Provence s’établit alors le Grégou-du-large, vent de Nord Est, qui, bien que concernant pricipalement le large, peut atteindre sur les hauteurs du Massif des Maures et l’Esterel. Les zones soumises à ces vents sont approximativement présentées, dans la carte de la figure 2-1. L’ensemble de l’étude réalisée par la Société OPTIFLOW pour le compte de l’ONF concerne les régimes de vent les plus fréquents apparaissant dans la période estivale. Ces régimes sont les suivants : • Régime n°1 : Mistral (limité à l’Ouest de Toulon) + Tramontane + Libeccio • Régime n°2 : Mistral (jusqu’à la frontière italienne) 4 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 Tramontale Mistral Libeccio Grégou du large Figure 2-1: Régions soumises au vent de Nord-Nord-Ouest L’étude du régime d’écoulement n°1 sur la Corse a déjà fait l’objet de la rédaction d’un rapport (OPTIFLOW-ONF_P-03-01b au mois de juillet 2003). Ce rapport est relatif à la partie de l’étude consacrée au régime d’écoulement n°1 sur la zone continentale. La zone de traitement du régime d’écoulement n°1 sur les régions identifiées à risque très fort, fort et éventuellement moyen par l’ONF est présentée dans la figure suivante. 5 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 Zone d’étude régime n°1 Figure 2-2: Domaine d’étude relatif au régime de vent n°1 2.2. Modèle géométrique numérique de la zone d’étude La zone d’étude est trop vaste pour être traitée entièrement en une seule fois. Elle a donc été décomposée en une dizainze de sous-domaines de calculs. Ces domaines ont des surfaces projetées au sol rectangulaires et sont présentés au sein de la figure 2-3. Ce découpage a été élaboré en fonction de la forme du site, de sa topographie, des emplacements des stations météorologiques et de la résolution utilisée. L’écoulement est reproduit dans chaque sous-domaine de calcul suivant la direction suivie par ce dernier. Pour le régime de vent étudié ici, les simulations seront réalisées en premier lieu dans les sous domaines situés à l’Ouest de la zone d’étude puis au fur et à mesure vers celle situées plus à l’Est de ce dernier. Il est ainsi possible de se servir des conditions obtenues dans un sous-domaine pour la simulation numérique relative au sous-domaine suivant (par rapport au vent) avec lequel il est connecté. La topographie de la zone d’étude a été reproduite avec une résolution de 150 m à partir d’un modèle numérique de terrain (BD Alti au format DIS de l’Institut Géographique National (IGN)) au pas de 50m fourni par l’ONF. La géométrie obtenue à partir de ce modèle est présentée dans la figure 2-3. Le pas d’espace de 150m est utilisé pour la reproduction de la topographie du site et l’exploitation des résultats. La présence de micro-éléments topographiques d’étendue inférieure 6 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 à ce pas sera donc susceptible d’être ignorée lors de la représentation du site et donc dans les calculs. Pour ces raisons, il est important de noter que, bien que les simulations effectuées dans cette étude permettent de mettre en évidence des grands mouvements aérauliques à l’échelle de massifs, elles devront être suivies de simulations réalisées sur des sites plus petits avec une résolution plus fine (au maximum 50m) dans le cas de besoin de données aérauliques locales précises (par exemple pour les besoins de Plans de Prévention des Risques). Ces « zooms » pourront alors s’appuyer sur les données issues des simulations réalisées dans cette étude. Domaine n°10 Domaine n°7 Domaine n°5 Domaine n°4 Domaine n°6 omaine n°3 Domaine n°8 Domaine n°2 Domaine n°9 Domaine n°1 Figure 2-3: Découpage et topographie de la zone d'étude L’occupation du sol du site étudié (végétation, urbanisation) a été fournie par l’ONF par le biais de fichiers numériques provenant des bases de données Cover-Land de L’Institut Francais de l’Environnement pour la région Languedoc-Roussillon et les bases de données Corine- Landcover pour la région Provence-Alpes-Côtes d’Azur. Les différents types de végétation fournis par ces fichiers ont été regroupés en catégories permettant d’associer les végétaux en fonction de leur influence sur l’aérologie d’un site. Ces catégories sont : 7 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 • Landes, maquis • Bocage • Forêts fermées • Surfaces herbacées • Terrains nus • Surfaces en eau • Autres (herbacées, cultures) Figure 2-4: Découpage et occupation du sol de la zone d'étude Ces données végétales ont été ensuite transformées de sorte à ce que seules les grandes zones de végétation homogènes soient conservées et que les petits « îlots » de végétation disparate soient enlevés. En effet, il est important de garder à l’esprit que la végétation est susceptible de transformer la structure de l’écoulement généré au-dessus d’un site uniquement lorsqu’elle agit sur une étendue importante et que des petites parcelles de végétation différente n’auront que des effets extrêmement locaux sur cet écoulement. L'urbanisation du site d'étude a également été prise en compte à partir des mêmes procédés. Les zones relatives à deux types d’urbanisation sont considérées : 8 ONF – Cartes de vent sur le pourtour Méditerranéen Rapport n°2 - Octobre 2003 Référence : OPTIFLOW-ONF_P-03-01b-rap2 • les zones urbaines (centre des villes) • les zones semi-urbaines (banlieues) La végétation et l’urbanisation présentes sur cette zone ont alors été modélisées, dans les calculs, par l'intermédiaire de rugosités de surface. Les caractéristiques nécessaires à cette modélisation ont été fixées à partir des tableaux de correspondance proposés dans la littérature scientifique. La figure