Comparaison de différents modes d’échantillonnage pour l’estimation du gradex des pluies

Résumé

L’analyse de la distribution des pluies maximales peut s’effectuer à partir de plusieurs modes d’échantillonnage. Cet article présente une analyse comparative de l’estimation du gradex des pluies à partir de deux jeux de données régionaux sur la Moselle (63 bassins) et sur le Rhône (11 bassins). Les principaux résultats obtenus montrent la nécessité d’étudier au préalable le régime saisonnier des pluies et de raisonner sur une lame spatiale de pluie. Il est par ailleurs préférable d’utiliser un échantillonnage par valeurs supérieures à un seuil ou de raisonner sur l’ensemble des valeurs journalières successives, car les résultats sont plus robustes qu’avec un échantillonnage classique par valeurs maximales annuelles, beaucoup plus sensible à la distribution d’échantillonnage du fait de la quantité réduite d’information utilisée.

Mots clés : Pluies maximales, échantillonnage, gradex, abattement spatial, régime saisonnier

Summary

Scale parameter of maximal rainfall distribution: comparison of three sampling techniques

Design rainfall estimates are usually obtained through various kinds of sampling: annual maximum values, peak-over-threshold values or daily series. The aim of this paper was to compare scale parameters of maximum rainfall distribution while taking into account the effect of seasonality and spatial reduction, as well as the use of different sampling methods.

Two sets data from the Moselle (192 rain gauges) and Rhône (213 rain gauges) regions of France were used. The seasonal effect is significant and can induce an under-estimation of rainfall distribution by about 10 to 20% for areal rainfall to a catchment, and 10 to 40% for local rainfall to a specific location. The areal reduction effect was about 10 to 15%, when comparing local and areal statistics.

The comparison of areal rainfall distributions was carried out for 63 and 11 catchments, in the Meuse and Rhône areas respectively. Because more information was available, the peak-over-threshold sampling method and the use of daily series provided more accurate estimates than the annual maximum sampling method. In using the peak-over-threshold approach, one should carry out a sensitivity analysis to choose the threshold, and use probabilistic distributions in accordance with null rainfall values. The two alternative sampling approaches were in agreement and are recommended for extreme rainfall analysis.

Key words: Maximum rainfall, sampling, gradient of extreme values (GRADEX), areal reduction factor, seasonal effect