These de Doctorat - LTHE

18 Chapitre 1. Prévision Hydrologique d'Ensemble
tions (convectif, stratiforme). Shah et al. (1996) appliquent des modèles de bandes tournantes
issues des géostatistiques, technique étendue aux champs non-gaussien par Lebel et al. (1998).
D'autres modèles désagrègent le champ synoptique à l'aide de cascades multifractales (Perica et
FoufoulaGeorgiou 1996, Venugopal et al. 1999, Deidda 2000).
Désagrégation temporelle
Les méthodes de désagrégation temporelle consistent à générer des scénarios à l'échelle ne
souhaitée, ici horaire, parfois conditionnés par l'information à l'échelle grossière disponible. Elles
proviennent notamment des modèles bayésiens, des réseaux de neurones et de modèles chaotiques
(Sivakumar et al. 2001). Les modèles de cascades multiplicatives, dérivées de la théorie
multifractale, sont également appliquées pour générer des séries horaires de précipitations (Venugopal
et al. 1999, Deidda 2000), à condition que les pas de temps synoptiques et locaux soient
dans la même gamme d'invariance d'échelle (Gaume et al. 2007).
D'autres méthodes couramment utilisées pour la désagrégation de précipitations journalières
élaborent les hyétogrammes horaires par agrégation d'entités pluvieuses (méthodes par recouvrement)
ou par la succession de périodes sèches et pluvieuses (méthodes par renouvellement).
Les premières émanent des modèles de processus de Poisson, en particulier les modèles de
Neyman-Scot et de Bartlett-Lewis (Rodriguez-Iturbe et al. 1987, Rodriguez-Iturbe et al. 1988,
Cowpertwait 1991, Onof et Wheater 1993, Connolly et al. 1998). L'occurence des évènements est
obtenue par une loi de Poisson. Pour chacun d'eux, les durées et intensités moyennes des entités
pluvieuses rectangulaires qui le composent, sont déterminées à l'aide de lois exponentielles ou
Gamma. Ces deux schémas se distinguent par la chronologie des entités pluvieuses au sein des évènements,
Neyman-Scott les dénissant de façon relative et Bartlett-Lewis de façon absolue depuis
le début de l'évènement. L'avantage de ces méthodes réside dans le respect des caractéristiques
statistiques des précipitations horaires (moyenne, variance, auto-corrélation, intensité maximale)
et des périodes sèches (Cowpertwait 1991, Onof et Wheater 1993), propriétés améliorées par
l'introduction de paramètres saisonniers (Onof et Wheater 1994) et régionalisés (Gyasi-Agyei
2005). Par ailleurs, Glasbey et al. (1995) et Koutsoyiannis et Onof (2001) proposent des versions
permettant de conditionner les scénarios générés par les cumuls journaliers, respectant ainsi les
statistiques sur des durées d'agrégation supérieures à la journée.
La construction de séries horaires par renouvellement consiste à générer des périodes pluvieuses
et sèches successives, parfois considérées comme des hyétogrammes adimensionnés (Kottegoda
et al. 2003), puis à transformer chaque entité pluvieuse selon sa durée, son intensité
maximale et moyenne et la position de l'intensité maximale, pour obtenir un prol aléatoire
(Croley et al. 1978, Heneker et al. 2001). Deux modèles similaires dérivés de celui de Croley et al.
(1978) sont respectivement développés au CEMAGREF (SHYPRE) pour la prédétermination des
crues extrêmes (Cernesson et al. 1996, Arnaud et al. 2007) et au LTHE pour la prévision des
crues (Lardet et Obled 1994). Ce dernier est présenté plus en détail au paragraphe Ÿ4.1.