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

Chapitre 3. Choix des modèles hydrologique et hydraulique 73tel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009• Le débit à l’exutoire est une somme des contributions de chaque apport latéral, ce qui facilitegrandement son utilisation dans un modèle couplé. Cette même propriété a été exploitéepar Moussa (1997) pour développer une fonction de routage destinée à un modèle hydrologiquedistribué.• Il est strictement conservatif et n’introduit pas de débits négatifs en début de simulation commele modèle de Muskingum (cf. annexe C).• La définition des apports répartis est totalement indépendante de celle des apports ponctuels. Lemodélisateur n’est donc pas contraint d’injecter les apports répartis entre deux apports ponctuelscomme c’est parfois le cas dans les logiciels d’hydraulique.En revanche, il est basé sur des hypothèses très simplificatrices qu’il est bon de conserver en mémoire.• Le modèle est fondé sur le schéma de l’onde diffusante qui néglige les termes d’inertie dansle système de Saint-Venant. Cette simplification paraît peu pénalisante mis à part sur certainstronçons dont les pentes sont inférieures à 0.1‡.• La célérité et la diffusion sont considérées comme constantes. Cette hypothèse découle de lalinéarisation de l’équation 1.4 qui repose sur des faibles variations du débit autour d’une valeurde référence. Un tel raisonnement paraît peu adapté à la propagation des crues où le débit peutvarier sur deux ordres de grandeur.• L’équation 3.6 est obtenue à partir du système de Saint-Venant en négligeant la quantité demouvement apportée par le débit latéral dans l’équation 1.2 de la dynamique. Sur la plupartdes tronçons de notre échantillon, les débits latéraux sont du même ordre de grandeur que lesdébits amont avec un angle de confluence inférieur à 90°. Ces apports modifient donc le bilande la quantité de mouvement.• Enfin, la superposition linéaire mise en œuvre dans l’équation 3.9 néglige l’effet des courbesde remous dues aux apports latéraux, phénomène traité en détails par Fan et Li (2006), et lesnon-linéarités dues aux variations du régime hydraulique entre l’amont et l’aval du tronçon.La lecture de ces hypothèses montre que le modèle hydraulique simplifié utilisé dans la suite de lathèse n’a en réalité plus grand chose d’hydraulique. Nous conserverons cependant le terme dans unsouci de clarté.3.3 Comparaison théorique entre un modèle hydraulique complet etsimplifiéLes conclusions du paragraphe précédent mettent en évidence la différence fondamentale qui existeentre un modèle hydraulique complet et le modèle retenu dans la suite de la thèse. Il semblait doncimportant de comparer les deux approches afin de ne pas subordonner nos conclusions à l’utilisationd’un modèle simplifié.Plusieurs questions peuvent alors se poser.• Un modèle simplifié peut-il reproduire les simulations obtenues avec un modèle complet ? Comptetenu des hypothèses drastiques invoquées au paragraphe précédent, il semble nécessaire de