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

Quels apports hydrologiques pour les modèles hydrauliques?Vers un modèle intégré de simulation des cruesRésumétel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Les modèles hydrauliques sont couramment utilisés pour l'aménagement des rivières et la préventiondes dommages liés aux inondations. Ces modèles calculent les hauteurs d'eau et débits sur un tronçonde rivière à partir de sa géométrie et des conditions aux limites du système: débit à l'amont du tronçon,débits d'apports latéraux provenant du bassin intermédiaire et hauteurs d'eau à l'aval. Lorsque le tronçonest long, les apports latéraux deviennent conséquents tout en demeurant rarement mesurés carprovenant d'affluents secondaires. L'évaluation de ces apports constitue alors une étape essentielledans la simulation des crues sous peine de fortes sous ou surestimations des variables hydrauliques.Cette thèse a pour objectif principal d'identifier une méthode de complexité minimale permettant dereconstituer ces apports. Nos travaux s'appuient sur un échantillon de 50 tronçons de rivière situés enFrance et aux Etats-Unis sur lesquels les apports latéraux ont été estimés à l'aide d'un modèle hydrologiquesemi-distribué connecté avec un modèle hydraulique simplifié.Une méthode automatisée de découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins a d'abord étéélaborée afin de faciliter la construction du modèle hydrologique sur les 50 tronçons de rivière. Destests de sensibilité ont été menés sur le nombre de sous-bassins, la nature uniforme ou distribuée desentrées de pluie et des paramètres du modèle hydrologique. Une configuration à 4 sous-bassinsprésentant des pluies et des paramètres uniformes s'est avérée la plus performante sur l'ensemble del'échantillon.Enfin, une méthode alternative de calcul des apports latéraux a été proposée utilisant une transpositiondu débit mesuré à l'amont et une combinaison avec le modèle hydrologique.Which hydrological inputs for hydraulic models?Towards an integrated model for flood simulationAbstractHydraulic models are frequently used in river management and flood prevention studies. Thesemodels calculate water levels and discharges on a river reach based on its geometry and its boundaryconditions: the upstream discharge, the lateral inflows from the intermediary area and the down-stream water level. When the river reach is long, lateral inflows become important, but they areseldom measured since they originate from minor tributaries. Their estimation is an essential phase offlood simulation because it can lead to substantial under- or over-estimation of the hydraulic variables.The main objective of this doctoral thesis is to identify a method of minimal complexity to estimatelateral inflows. Fifty river reaches in France and the United States were used as case studies on whichlateral inflows were estimated with a semi-distributed hydrological model coupled with a simplifiedhydraulic model.First, an automated method was developed to break the intermediary area down into sub-basins andfacilitate setting-up of the semi-distributed model on the 50 river reaches. Second, the sensivity of themodel's results was analysed in terms of the number of sub-basins, the uniform or distributed natureof the rainfall inputs and of the hydrological model's parameters. A four-sub-basins configuration witha uniform rainfall input and a uniform set of parameters provided the most satisfactory results. Finally,an alternative method to calculate lateral inflows was proposed based on the transposition of theupstream flow measurements and the combination with the output of the hydrological model.