Durées de retour

Un des problèmes fréquemment posé par les professionnels est la connaissance de la valeur extrême d’un paramètre en un point donné.

Une réponse à cette question peut s’appuyer sur la connaissance d’un record, portant sur une série de mesures plus ou moins longue. Mais un record est par définition toujours susceptible d’être dépassé.
De plus si nous disposons de séries très longues pour certains paramètres (précipitations et températures extrêmes quotidiennes), c’est loin d’être le cas pour tous (rafales de vent notamment). Dans ce cas, la représentativité d’un record est très limitée.

On préfère ainsi se référer à une notion de durée de retour d’une valeur extrême correspondant à l’intervalle de temps moyen séparant 2 réalisations de cet événement ou la probabilité qu’il se produise une année donnée.

La rareté des données traitées, combinée au fait que les séries de mesures ne sont pas toujours très longues, nous oblige à mettre en œuvre des lois statistiques adaptées à la modélisation de tels événements de façon à extrapoler au mieux leur comportement dans le temps.
La détermination des durées de retour de vents extrêmes consiste alors à calculer quelles sont les valeurs de force de vent instantané susceptibles d’être dépassées en moyenne une fois tous les 5, 10, 20, 30, ou 50 ans... Les estimations obtenues sont toujours accompagnées d’un intervalle de confiance.

Pour cela, plusieurs lois statistiques sont à notre disposition :

  • des méthodes utilisant les maxima annuels (GEV, loi généralisée des valeurs extrêmes, dont la loi de Gumbel est un cas particulier) et dans ce cas, un minimum de 25 ans de données est souhaitable pour des résultats fiables ;
  • des méthodes « à seuil » utilisant toutes les observations supérieures à un seuil fixé (méthode du renouvellement).

Dans le cas de la force du vent, pour pouvoir disposer d’ajustements sur un nombre important de stations, l’estimation des durées de retour porte en général sur les données à partir de 1993, ce qui permet de calculer des ajustements pour un grand nombre de stations automatiques implantées au début des années 1990 à partir de la méthode du renouvellement.

Les méthodes utilisant les maxima annuels (méthode GEV) ne sont applicables que sur une centaine de séries en France disposant de plus de 25 années de données.

Parmi les échantillons traités, il arrive que l’on rencontre des événements exceptionnels, très éloignés des autres événements déjà observés, dont il est difficile d’apprécier finement la durée de retour compte tenu des incertitudes des méthodes statistiques.

Les estimations des durées de retour de rafales de vent sont mises à jour tous les ans pour les régions de métropole et d’Outre Mer sur plus de 650 séries.

DR 10 ans seuil 120 km/h

Valeurs des rafales atteintes en moyenne tous les 10 ans :

  • Cap Corse (2B) 211 km/h ;
  • Mont Aigoual (30) 209 km/h ;
  • Aiguines (83) 186 km/h ;
  • Cap Béar (66) 183 km/h ;
  • Conca (2A) 182 km/h.


Pour en savoir plus

Fiche méthode pour l’utilisation des différentes lois statistiques pour le calcul des durées de retour des vents forts à Météo-France.
Un exemple de produit « durée de retour de vent » sur la station automatique de Millau dans l’Aveyron sur la période 1981-2014
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