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

Chapitre 3. Choix des modèles hydrologique et hydraulique 63Ce chapitre présente les deux modèles utilisés comme composantes hydrologiques et hydrauliquesdans la suite de nos travaux.3.1 Choix du modèle hydrologique3.1.1 Un modèle semi-distribué pour générer les apports latérauxtel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009La définition d’un modèle hydrologique proposée au paragraphe 1.1.2 introduit la distinction entretrois types de modèles en référence à leur représentation spatiale : modèle global, semi-distribué etdistribué.L’objectif de cette thèse est de proposer des solutions efficaces de couplage entre un modèle hydrologiqueet un modèle hydraulique, le premier générant des apports latéraux pour le second. Cetteproblématique est par nature distribuée : le modèle hydrologique doit produire des débits d’apporttout au long du tronçon de rivière concerné. Il pourrait donc paraître logique de privilégier un modèlehydrologique distribué. Ces modèles n’ont cependant pas montré une nette supériorité sur les approchesglobales concernant la reconstitution des débits (Refsgaard et Knudsen, 1996; Smith et al.,2004). Ceci malgré une complexité supérieure en termes de collecte et traitement de données, deconstruction et de calage du modèle. Par ailleurs, ces difficultés de mise en œuvre les rendent peucompatibles avec les contraintes d’une étude hydraulique. Nous avons donc opté pour des modèleshydrologiques plus simples.A l’opposé des modèles distribués, les modèles globaux offrent une solution séduisante qui s’avèrecependant difficilement conciliable avec une configuration de bassin intermédiaire. Dans ce système,la présence d’un débit mesuré à l’amont entraîne l’exclusion d’une partie du bassin (le bassin amont).Le système n’est donc pas un bassin fermé topographiquement à l’amont comme l’illustre la figure 3.1.Le modèle global, lui, est conçu pour un système fermé à l’amont. De plus, un modèle global permetde calculer des débits en un seul point d’un bassin versant, son exutoire. Or nous souhaitons disposerde débits d’apports sur l’ensemble du tronçon. Il nous faut donc abandonner les modèles globaux etopter pour la troisième solution évoquée plus haut : un modèle semi-distribué.Les modèles globaux et distribués sont définis de manière relativement homogène dans la littérature.Il n’en va pas de même pour les modèles semi-distribués. Le plus souvent, le terme évoque uncertain degré de raffinement dans la structure spatiale du modèle : la majorité des auteurs parlentde modèles semi-distribués lorsqu’ils scindent un bassin versant en sous-bassins à partir des limitestopographiques (Loumagne et al., 1999; Boyle et al., 2001; Ajami et al., 2004) ou en croisant plusieurssources d’information telles que la géologie ou l’occupation des sols (Schumann, 1993; Lindströmet al., 1997). Notons que la plupart des publications détaillent surtout les résultats de ces modèles etpeu les méthodes permettant de discrétiser le bassin. Nous reviendrons sur ce point dans le chapitre 5.Dans la suite de nos travaux, nous exploiterons un modèle semi-distribué construit dans un souci deparcimonie en suivant la démarche adoptée au Cemagref d’Antony (Michel et al., 2006). Concernant