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

Chapitre 7. Simplifications de la structure du modèle couplé 167Ce chapitre a pour objectif de comparer le schéma de modélisation utilisé dans les chapitres précédentsavec des versions simplifiées.7.1 Explication de la démarchetel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Les travaux de recherche menés au Cemagref Antony ont démontré à plusieurs reprises que la sophisticationétait rarement récompensée en modélisation hydrologique. Ainsi, en comparant un grandnombre de modèles pluie-débit, Perrin et al. (2001) n’ont pas constaté de lien entre le nombre deparamètres libres et les gains de performance. Au contraire, un modèle possédant seulement 4 paramètres(GR4J) s’est révélé plus performant que d’autres structures possédant un degré de complexitésupérieur. De même, au cours de l’élaboration d’un modèle pluie-débit pour la prévision descrues, Tangara (2005) a finalement retenu une simplification drastique de la méthode initialementproposée par Yang (1993). Enfin, Bourqui (2008) a mis en évidence la faible sensibilité des modèlespluie-débit à l’introduction d’indicateurs caractérisant la variabilité spatiale de la pluie.Ces observations répétées nous ont conduits à réserver le dernier chapitre de la thèse au test demodèles couplés simplifiés par rapport au schéma retenu jusqu’à présent. Le chapitre est organiséautour des deux points suivants.• Simplification des fonctions de routage dans le modèle pluie-débit : la plupart des modèles pluiedébittels que GR4H associent une fonction de production qui transforme la pluie brute en lamed’eau contribuant aux écoulements et une fonction de routage qui transporte ces écoulementsvers l’exutoire du bassin. Dans un modèle couplé, cette dernière pourrait faire double emploiavec le modèle hydraulique qui assure également un routage. On peut donc s’interroger surl’utilité de la fonction de routage dans la composante pluie-débit d’un modèle couplé.• Distinction entre les apports ponctuels et répartis : la simplification évoquée précédemment peutprendre une forme différente en fonction du type d’apport. Les sous-bassins correspondants auxapports uniformément répartis sont plus allongés et donc moins susceptibles d’introduire undélai entre la pluie et le débit d’apport. On pourrait alors envisager de simplifier les fonctionsde routage des modèles pluie-débit appliqués sur ces sous-bassins uniquement.7.2 Simplifications de la composante pluie-débit du modèle coupléDans le modèle GR4H, la fonction de routage repose sur les trois éléments suivants : l’hydrogrammeunitaire, le réservoir de routage et la branche d’écoulement direct. La figure 7.1 rappelle l’emplacementde ces trois éléments dans la structure de GR4H. La figure 7.2 donne un exemple d’évolutiondu signal pluie pendant son trajet au sein de ces éléments en prenant l’exemple d’une simulationpluie-débit sur la station du Serein à Beaumont. Nous constatons l’atténuation et le lissage progressifdu signal lors de son parcours de la structure. Supprimer des éléments de la fonction de routage vadonc augmenter le poids des hautes fréquences dans le débit calculé par le modèle pluie-débit.