Quels apports hydrologiques pour les modÃ¨les hydrauliques? Vers ...

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128Chapitre 5. Jusqu’où est-il nécessaire de spatialiser la composante hydrologique d’un modèlecouplé ?paragraphe 2.2.2 (cf. page 46). Cette configuration est notée spa.Dans la suite, les deux configurations testées comportent toutes les deux 4 sous-bassins. On pourraitobjecter que ce niveau de discrétisation spatiale n’est pas assez élevé pour mesurer l’impact de laspatialisation des pluies. Les conclusions obtenues sont cependant identiques en retenant une configurationplus complexe comprenant 3 sous-bassins d’apport ponctuel et 3 d’apport réparti (résultatsnon présentés).5.4.2 Résultats obtenus avec la configuration spa (configuration ref avec pluiesspatialisées)La figure 5.5 présente la distribution des critères RE(spa|ref) en contrôle sur les 50 stations avalet les 72 points intérieurs.tel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Comme dans l’expérience 1, la distribution de RE pour les stations aval est centrée autour de 0et contenue dans l’intervalle [-0.05,+0.05]. La spatialisation des pluies a donc très peu d’influencesur les performances à l’aval du tronçon. Ceci conforte les conclusions de nombreux auteurs ayantabordé la question (Michaud et Sorooshian, 1994; Refsgaard et Knudsen, 1996; Loumagne et al.,1999; Ajami et al., 2004; Bourqui, 2008).Les résultats sont plus contrastés sur les stations intérieures mais le constat général est identique :avec une distribution de RE(spa|ref) centrée autour de 0 (moyenne de +0.01), la spatialisation dela pluie n’apporte pas de gain de performance en moyenne sur l’échantillon.Plus surprenant, il existe des bassins sur lesquels la spatialisation dégrade nettement les résultats avecdes critères RE(spa|ref) fortement négatifs. Le cas de la station du Doubs à Ville-sur-Pont (premièrestation intérieure sur le tronçon Doubs2, notée Doubs2.i1) constitue un exemple remarquable avecun critère RE(spa|ref) atteignant -0.37. NSE passe alors de 0.7 pour ref à 0.44 pour spa.Indice quantifiant la variabilité spatiale de la pluieOn peut s’interroger sur l’existence d’un seuil en deçà duquel la variabilité spatiale des pluies n’auraitplus d’effet. Nous avons donc cherché un indice mesurant l’écart entre les pluies spatialisées et la pluiemoyenne du bassin intermédiaire. Cet indice est calculé en deux étapes illustrées par la figure 5.6.Dans une première étape, on calcule le critère suivant sur les pas de temps où la pluie journalière estsupérieure à 5 mm/j pour chacun des 4 sous-bassins :e k = 1 ∑|P k (h) − P INT (h)| (5.1)Nh/P J INT (h)>5mmoù k est le numéro du sous-bassin, P k (h) (mm/h) la pluie tombée sur ce sous-bassin à l’heure h,P INT (h) (mm/h) la pluie moyenne sur le bassin intermédiaire à l’heure h, P J INT (h) (mm/j) la pluiejournalière du jour correspondant à l’heure h et N le nombre d’heures. Le seuil de 5 mm/j permetde concentrer le calcul sur les fortes pluies susceptibles d’occasionner des événements de crue.Cet écart est propre à chacun des sous-bassins et ne reflète pas forcément la variabilité des pluiesau niveau d’une station intérieure donnée. Pour obtenir une estimation de la variabilité spatiale de
Chapitre 5. Jusqu’où est-il nécessaire de spatialiser la composante hydrologique d’un modèlecouplé ? 129Aval, moyenne = −0.00Intérieur, moyenne = 0.011.01.0Fréquence au non dépassement0.80.60.40.20.80.60.40.2Doubs2,Intérieur 4tel-00392240, version 1 - 5 Jun 20090.0−0.1 −0.05 0 0.05 0.1RE ( spa | ref )0.0−0.5 0 0.5RE ( spa | ref )Fig. 5.5 : Distribution du critère RE(spa|ref) en contrôle pour les 50 stations aval (première colonne) et les72 points intérieurs (deuxième colonne). spa correspond à une configuration avec 4 sous-bassins(2 sous-bassins d’apport ponctuel et 2 d’apport réparti). Ce modèle est alimenté par des pluiesdistinctes sur chacun des 4 sous-bassins. ref présente une configuration similaire dans lequelle les4 sous-bassins reçoivent une pluie identique comme dans l’expérience 1.Avale 3Avale 3e 2e 2Ie 4e 1Amonte 4StationintérieureS 2S 1e 1AmontEtape 1: Calcul desvariables e k surchaque sous-bassinEtape 2: Calcul del’indice IVS pour unestation intérieureFig. 5.6 : Les deux étapes permettant d’aboutir au calcul du critère IV S
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