Quels apports hydrologiques pour les modèles hydrauliques? Vers ...

Chapitre 5. Jusqu’où est-il nécessaire de spatialiser la composante hydrologique d’un modèlecouplé ? 117Objectifs du chapitre :• Quantifier le gain apporté par une spatialisation du module hydrologique,• Identifier une solution optimale en termes de nature du couplage hydrologie/hydraulique et deparamétrisation du module hydrologique5.1 Introduction : apports latéraux et spatialisationtel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Dans le chapitre 4, la configuration spatiale du modèle couplé reposait sur un unique sous-bassin couvrantl’ensemble du bassin intermédiaire. Le modèle pluie-débit GR4H était appliqué sur ce sous-bassinpour calculer un débit d’apport au tronçon. Ce débit était enfin injecté dans le modèle hydrauliquesimplifié sous la forme d’un apport uniformément réparti sur toute la longueur du tronçon.Cette configuration n’est a priori pas optimale pour deux raisons.• Dès que le tronçon reçoit un affluent important, une part significative des apports se trouveconcentrée au point de confluence en créant une discontinuité sur le profil en long. En modélisantces apports sous forme uniformément répartie, ces discontinuités sont éliminées. Pour les bassinsallongés comme la Meuse entre Commercy et Stenay (cf. figure 5.1), une telle approximationsemble bien adaptée. Pour les bassins plus compacts comme le Lignon entre Chalmazel etPoncins, elle paraît beaucoup moins précise.• Avec un seul sous-bassin couvrant l’ensemble du bassin intermédiaire, on élimine toute prise encompte explicite de la variabilité spatiale des processus hydrologiques. Cette question constitueun thème central en hydrologie et a fait l’objet de débats passionnés dans la littérature (Beven,1989; Abbott et Refsgaard, 1996). Si la variabilité spatiale est indéniable sur le terrain, saprise en compte dans les modèles hydrologiques n’amène pas forcément une amélioration desperformances. Les comparaisons menées par de nombreux auteurs (Michaud et Sorooshian,1994; Refsgaard et Knudsen, 1996; Ajami et al., 2004; Reed et al., 2004) n’ont pas révélé unesupériorité écrasante des modèles distribués sur des approches globales.Comme indiqué au paragraphe 3.1, la simulation des débits sur un tronçon de rivière constitue uneproblématique par nature distribuée. Dans le cadre de cette thèse, le modèle hydrologique doit doncintégrer une forme de spatialisation pour générer des débits d’apport sur l’ensemble du tronçon. Quelniveau de complexité faut-il alors retenir pour maximiser les performances sans alourdir inutilementle modèle ?La question revêt un intérêt pratique immédiat : un modèle complexe est forcément plus long et plusdifficile à construire, l’utilisateur a donc avantage à privilégier la simplicité tant qu’elle ne nuit pasaux performances.