Représentation mathématique ou computationnelle qui simule les variations côtières du niveau de la mer induites par les tempêtes et leur propagation à l’intérieur des terres en résolvant des équations hydrodynamiques (par exemple équations de Saint‑Venant ou approximations de Navier–Stokes) avec des apports tels que forçage atmosphérique, marées, bathymétrie, frottement et interaction vagues‑courant.

Principe

Les modèles appliquent la conservation de la masse et de la quantité de mouvement, imposent conditions aux limites et initiales, représentent les processus clés (contrainte du vent, pression de tempête, frottement du fond, setup de vagues) et requièrent une résolution spatiale et temporelle et des paramétrisations adéquates pour capturer la dynamique de la surcote.

Démonstration

Un modèle hydrodynamique à haute résolution forcé par un champ de vent et de pression d’ouragan et couplé à un modèle de vagues produit des cartes du pic de marée de tempête et de l’étendue d’inondation pour différents scénarios de période de retour et sert à fournir des prévisions opérationnelles et des cartes de risque.

Mauvaise application

Exécuter un modèle avec une bathymétrie grossière ou obsolète, des coefficients de frottement inappropriés ou en négligeant le setup des vagues et les conditions limites, entraînant d’importants biais; ou utiliser un modèle hors de son domaine validé sans recalibrage.

Conséquence

Bien configurés et validés, les modèles fournissent des prévisions, des tests de scénarios, des orientations pour la conception des protections et des prédictions spatiales d’inondation qui informent évacuations et planification.

Inversion

Remplacer la modélisation physique par des règles statistiques simplistes peut être plus rapide mais moins cohérent physiquement; inversement, surestimer la fiabilité d’un modèle complexe non validé peut induire en erreur.

Limite

Inclut les modèles hydrodynamiques et couplés vagues–courant pour la surcote côtière mais exclut les modèles de réponse structurelle seuls (par exemple mécanismes de rupture de digues) sauf s’ils sont explicitement couplés; n’enlève pas la nécessité d’une validation par observations.

Tension sémantique

Tension entre modèles déterministes fondés sur la physique et prédicteurs empiriques ou statistiques; entre systèmes entièrement couplés vagues–écoulement et approches simplifiées en moyenne de profondeur qui échangent complexité et rapidité.

Synthèse

Un Modèle de Surcote de Tempête est un outil computationnel fondé sur la physique qui résout des équations hydrodynamiques appropriées, forcées par des apports atmosphériques et limites, afin de simuler les réponses du niveau de la mer aux tempêtes pour la prévision et l’évaluation des risques.