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

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168 Chapitre 7. Simplifications de la structure du modèle couplé7.2.1 Suppression progressive des fonctions de routage dans GR4Htel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Trois configurations ont été développées à partir de la configuration ref servant de modèle deréférence dans les deux chapitres précédents. Les modèles testés disposent donc de 2 sous-bassinsd’apport ponctuels et 2 d’apport uniformément répartis. Les pluies et les paramètres sont homogènessur l’ensemble des sous-bassins.Les configurations alternatives introduisent les simplifications suivantes dans les fonctions de routagede GR4H.• Simplification n°1 : dans cette première configuration, on supprime l’hydrogramme unitaire.Les fonctions de routage se réduisent alors au réservoir de routage complété par la branched’écoulement direct. Le modèle pluie-débit dispose alors de 3 paramètres.• Simplification n°2 : le réservoir de routage est supprimé dans cette deuxième configuration.La fonction de routage se limite à l’application de l’hydrogramme unitaire. Afin de conserverune fonction d’échange permettant d’équilibrer le bilan en eau du bassin, nous avons modifiésa formulation dans cette configuration. En effet, dans la version initiale, le calcul du termed’échange est basé sur le niveau du réservoir de routage (cf. annexe E) qui ne peut plus êtreutilisé. En s’inspirant de la structure du modèle GR3P (Tangara, 2005) utilisé pour la prévisiondes crues au Cemagref Antony, nous avons appliqué un coefficient multiplicateur sur la sortiede l’hydrogramme unitaire. Ce coefficient est contrôlé par le paramètre IGF en fixant sa valeurà exp(IGF ). IGF garde ainsi la même orientation (les pertes augmentent si IGF décroît) etla même valeur neutre (IGF = 0). De même que dans la simplification précédente, le modèlepluie-débit dispose de 3 paramètres.• Simplification n°3 : dans la troisième configuration, toutes les fonctions de routage sont éliminées.Le débit calculé par le modèle hydrologique est alors égal à la pluie efficace multipliée par lemême coefficient multiplicateur que dans la configuration précédente. Le modèle pluie-débitdispose ici de 2 paramètres.Ces configurations sont illustrées par la figure 7.1.7.2.2 Comparaison entre les modèles couplés simplifiés et le modèle de référenceLa figure 7.3 montre la distribution des critères RE(.|ref) sur les stations aval et intérieures pour les3 versions du modèle décrites précédemment. Ces graphiques appellent les commentaires suivants.• La simplification n°1 entraîne une baisse des performances sur les stations aval avec des critèresRE(.|ref) négatifs. Pour les stations intérieures en revanche, la distribution du critère est centréeautour de 0, ce qui traduit une équivalence entre le modèle de référence et la simplification n°1.On pourrait donc envisager de supprimer l’hydrogramme unitaire de GR4H qui impose un paramètresupplémentaire sans amener des gains de performance systématiques. Cette conclusionest surprenante compte tenu de la parcimonie du modèle GR4H et des nombreux tests qui ont étéeffectués sur sa structure (Mathevet, 2005; Le Moine, 2008). Une simplification supplémentairesemblait difficilement envisageable a priori. Ces résultats pourraient suggérer une interaction
Chapitre 7. Simplifications de la structure du modèle couplé 169Modèle initialETPPSimplification n°1Suppression de l’hydrogramme unitaireRéservoir deproductionPluie efficaceHydrogrammeunitaireSortie del’hydrogrammeunitairetel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Réservoir deroutage4 paramètrescalésBranched’écoulement directSimplification n°2Suppression du réservoir de routageEchangesDébit calculé3 paramètrescalésSimplification n°3Suppression de l’hydrogramme unitiaireet du réservoir de routagex exp(IGF)x exp(IGF)3 paramètrescalés2 paramètrescalésFig. 7.1 : Simplification des fonctions de routage du modèle pluie-débit GR4H. Ces fonctions sont tracées entrait noir. Les fonctions liées à la production sont tracées en grisé.
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