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

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136Chapitre 5. Jusqu’où est-il nécessaire de spatialiser la composante hydrologique d’un modèlecouplé ?(a) Spatialisation de S(b) Spatialisation de IGF0.40.4RE( spa 2S | ref )0.20−0.2Doubs2.i1Doubs2.i3Isle1.i1RE( spa 2IGF | ref )0.20−0.2Doubs2.i1Doubs2.i3Isle1.i1Hors cadre:Eure.i1 ( 0.02,−0.78)Essonne.i1 (−0.06,−0.79)tel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009RE( spa 2R | ref )−0.4−0.4 −0.2 0 0.2 0.40.40.20−0.2Doubs2.i1RE( spa | ref )(c) Spatialisation de RDoubs2.i3Isle1.i1Hors cadre:−0.4Eure.i1 ( 0.02,−0.60)−0.4 −0.2 0 0.2 0.4RE( spa | ref )RE( spa 2TB | ref )−0.4Dronne.i1 ( 0.11,−1.02)−0.4 −0.2 0 0.2 0.40.40.20−0.2Doubs2.i1RE( spa | ref )(d) Spatialisation de TBDoubs2.i3Isle1.i1−0.4−0.4 −0.2 0 0.2 0.4RE( spa | ref )Fig. 5.10 : Comparaison entre les critères RE(spa|ref) et RE(spa 3X |ref) en contrôle pour les 72 pointsintérieurs. RE(spa|ref) quantifie l’impact d’une pluie spatialisée par rapport à une pluie homogène.RE(spa 3X |ref) quantifie l’impact de la spatialisation simultanée des pluies et desparamètres par rapport à une configuration où les pluies et paramètres sont identiques sur lessous-bassins. Les 4 figures correspondent à la spatialisation d’un des 4 paramètres de GR4H,X = S, IGF, R, T B.
Chapitre 5. Jusqu’où est-il nécessaire de spatialiser la composante hydrologique d’un modèlecouplé ? 1371. Combinaison de paramètres : les configurations spa 2X et spa 3X permettent de spatialiser undes 4 paramètres de GR4H. On peut imaginer de nombreuses combinaisons faisant intervenirla spatialisation de plusieurs paramètres simultanément.La spatialisation du paramètre T B paraissait plus efficace que celle des autres paramètres.Nous n’avons donc pas jugé prioritaire de la combiner avec celle d’autres paramètres. Il n’estcependant pas exclu qu’une configuration différente s’avère plus efficace.tel-00392240, version 1 - 5 Jun 20092. Connaissance a priori sur les paramètres : une pratique courante en modélisation hydrologiquedistribuée (Henriksen et al., 2003; Koren et al., 2004; Vieux et al., 2004) consiste àcalculer les paramètres à l’aide d’une information locale (nature du sol, topographie, etc...)et d’un coefficient d’ajustement global. On peut ainsi autoriser une certaine variabilité spatialetout en conservant un nombre limité de paramètres à caler. La difficulté consiste alors àidentifier des informations pertinentes pour expliquer les paramètres.Perrin (2000) a étudié cette question pour le modèle GR4J 2 : seul le paramètre T B a pu êtrerelié à la surface et à la pluie moyenne annuelle du bassin versant. En s’appuyant sur ce résultat,un test (non présenté) a été mené en calculant les paramètres T B sur les 4 sous-bassins parla formule suivante donnée par Perrin (2000, page 249) :(] ) 0.15T B sbv = θ 0.26 + 150[SsbvP A 5 sbvoù θ est un coefficient d’ajustement calé, S sbv (km 2 ) est la surface du sous-bassin et P A sbv(mm/an) la pluie moyenne annuelle et T B sbv (heures) le paramètre de délai affecté à cesous-bassin.Les performances obtenues par ce modèle sont légèrement inférieures à celles de spa 3T B .Avec 5 paramètres seulement, ce schéma mériterait d’être étudié pour éviter le recours aux 7paramètres de spa 3T B .3. Calage multi-objectif : en s’appuyant sur les travaux de Yapo et al. (1998), Madsen (2003)ainsi que Marcé et al. (2008) suggèrent d’enrichir la fonction objectif utilisée pendant le calaged’un modèle hydrologique distribué pour ajouter des contraintes sur le jeu de paramètres etlimiter les problèmes d’indétermination. Nous n’avons pas exploré cette voie compte tenu dufaible nombre de paramètres calés et des performances satisfaisantes obtenues avec les modèlesspa 3X . Ceci montre tout l’intérêt de disposer d’un modèle hydrologique parcimonieux qui limiteles problèmes d’indétermination des paramètres lorsqu’on envisage sa spatialisation.2 Structure similaire à GR4H mais adaptée au pas de temps journalier (Perrin et al., 2003)
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