Dans le cadre général des grands événements récurrents d’inondation enregistrés à travers le monde et en Europe en particulier, des cartes d’inondation représenteraient un outil de grand intérêt pour les décideurs en matière d’aménagement du territoire, mais aussi pour les compagnies d’assurance afin d’évaluer les risques liés à l’inondation ou encore pour permettre une gestion de crise efficace sur le terrain. Dans ce but, des cartes complètes et précises sont nécessaires pour différents événements de probabilités données.

En Belgique, début 2003, suivant une décision du gouvernement wallon, le modèle d’écoulements à surface libre Wolf2D a été officiellement choisi pour calculer des cartes d’inondation sur 800 km de cours d’eau en région wallonne en utilisant un modèle numérique de terrain à très haute résolution. Les résultats de ces calculs ont, par la suite, été utilisés par l’administration wallonne afin de concevoir la carte d’aléa inondation sur l’ensemble du territoire.

Le modèle hydraulique employé est intégré dans la suite logicielle Wolf, qui est développée depuis plus de dix ans à l’université de Liège. Basée sur la formulation classique des équations en eaux peu profondes, sa discrétisation en volumes finis permet de traiter tout écoulement composé de mailles sèches et mouillées tout en assurant exactement la conservation du volume. Le caractère multiblocs du logiciel permet de modéliser des raffinements locaux du maillage au niveau des centres urbains tout en conservant, si nécessaire, des maillages plus lâches dans les grandes plaines inondables. Par ailleurs, des procédés de raffinement automatique du maillage permettent d’accélérer fortement les temps de calcul. Un modèle moyenné de turbulence type k-_ peut également être employé et renforce ainsi les potentialités du modèle face aux écoulements complexes.

Une interface permet en outre de gérer l’ensemble des procédures de pré- et post-processing nécessaires à la conception des modélisations et à l’interprétation des résultats. Les opérations d’importation et d’exportation sont facilement réalisables vers la plupart des outils SIG classiques. Différentes couches de cartes peuvent être manipulées pour analyser les informations relatives à la topographie, à l’occupation du sol, à la densité de la végétation ou encore aux champs hydrodynamiques. Grâce à l’utilisation de modèles topographiques de haute résolution (1 point par mètre carré) disponibles sur le lit principal comme sur les plaines d’inondation des cours d’eau étudiés, des modélisations basées sur des maillages composés de cellules carrées de 2 m x 2 m ont été réalisées, notamment au droit des centres urbains traversés par les rivières.

Le modèle hydraulique a été intensivement validé par des comparaisons avec des observations lors d’événements récents. L’incertitude globale du modèle s’est avérée inférieure à 10 cm en matière de surface libre et permet de décrire l’inondation rue par rue et maison par maison.

In the global framework of recurrent large flood events all over the world and in Europe in particular, relevant flood maps represent a tool of prime interest to help decision makers in defining land use and housing policies and to help insurance companies to assess the risks associated with flooding. In this scope, relevant and very precise flood extension and velocity field maps are needed for several probabilistic extreme events.

In 2003 in Belgium, following a Regional Government decision, the free surface flow solver Wolf2D has been officially chosen to compute flood maps on 800 km of the main rivers of the Walloon Region, using available high resolution Digital Elevation Models (DEMs). The results of these computations have been used by the Walloon Region Administration as the so-called “flood hazard” to draw official flood risk maps.

The hydraulic model is integrated in the software package Wolf, which has been developed for more than ten years at the University of Liege. Based on the classical SWE, its finite volume discretization deals with real topography and wetting-drying cells while exactly conserving the water volume. Multiblock options allow local refinement of the structured calculation grid and automatic mesh refinement enhances greatly computation time. An additional depth-averaged k-ɛ type turbulence model increases the potentialities of the solver to represent real complex flows.

A user-friendly GIS interface makes the pre- and post-processing operations very convenient. Import and export operations are easily feasible from and to various classical GIS tools. Different layers of maps can be handled to analyse information related to the topography, the ground characteristics, the vegetation density and the hydrodynamic fields.

Thanks to the use of high resolution DEMs (1 point per square meter) available on the main bed as well as on the flood plains of the rivers to be studied. Modelisations have been carried on grids as fine as 2 m by 2 m namely in urban areas crossed by rivers. The hydraulic model has been extensively validated by comparisons with observations during recent real flood events. The overall uncertainty of the model has been shown to be lower than 10 cm in terms of free surface elevation.