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

Chapitre 3. Choix des modèles hydrologique et hydraulique 693.2 Choix du modèle hydraulique3.2.1 Une modélisation hydraulique monodimensionnelletel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Un modèle hydraulique a été défini dans le chapitre 1 en s’appuyant sur une représentation monodimensionnelle(1D) des écoulements. Cette hypothèse est forte car il existe d’autres alternativespour modéliser les écoulements fluviaux en utilisant, par exemple, des modèles à casiers ou desreprésentations bi voire tridimensionnelles. Les modèles à casiers associent une représentation filairemonodimensionnelle du lit mineur et un ensemble de zones de stockage latéral représentant le litmajeur. Cette approche constitue la norme pour les études en hydraulique fluviale. Les modèles bidimensionnels(2D) sont également couramment utilisés dans les bureaux d’étude (Sauvaget et al.,1999). Leur principal intérêt est de donner accès aux composantes latérales des vitesses d’écoulementset donc de permettre une analyse plus fine des phénomènes de débordements.Dans la suite, nous avons retenu une approche purement monodimensionnelle en constatant qu’iln’était pas réaliste de développer des modèles à casier ou 2D sur les 50 tronçons de notre échantillon.Nous verrons dans le paragraphe suivant qu’un modèle 1D était déjà trop lourd pour être utilisé dansnotre modèle couplé.3.2.2 Quel modèle hydraulique ?Par rapport aux approches simplifiées, un modèle hydraulique complet est gourmand en donnéestopographiques, long à construire (plusieurs semaines) et parfois difficile à faire fonctionner du fait desinstabilités numériques. Pour autant, il paraîtrait étrange d’écarter d’emblée les modèles hydrauliquescomplets dans une thèse censée aborder le couplage hydrologie/hydraulique. De plus, comme indiquédans le paragraphe 1.3.3, il n’est pas garanti que la nature du modèle hydraulique soit sans influencesur le calage du modèle hydrologique. Passer d’un modèle hydraulique complet à un modèle simplifiépourrait donc biaiser notre analyse, le modèle hydrologique devant compenser les erreurs introduitespar la simplification du modèle hydraulique.Compte tenu de la taille de notre échantillon et des données disponibles, il est rapidement apparuqu’un modèle hydraulique complet, même monodimensionnel, ne pouvait être développé sur l’ensembledes 50 tronçons. Les travaux de Lobligeois (2008) menés sur le Serein ont montré qu’unmodèle hydraulique complet construit sans données sur les ouvrages (ponts, seuils) pouvait mener àdes valeurs irréalistes du coefficient de Strickler : le modèle reporte alors toutes les pertes de chargesur ce seul coefficient et conduit à des valeurs très faibles (inférieures à 10 en lit mineur). Cetteétude à laquelle nous avons collaboré a confirmé l’importance des visites de terrain qui ont permisde valider l’analyse précédente.Ne disposant pas de telles données bathymétriques et topographiques, ni du temps nécessaire pourréaliser des visites de terrain sur les 50 tronçons 1 , nous avons dû exploiter un modèle hydraulique1 Seul le Serein a pu être parcouru sur l’ensemble de son linéaire. Des visites ponctuelles ont été menées sur le Doubs,l’Eure, la Loue, l’Oust et la Sarthe.