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

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78 Chapitre 3. Choix des modèles hydrologique et hydrauliquetel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009La figure 3.8 donne un exemple de 4 simulations calculées par SIC sur le tronçon du Serein entreBierre-lès-Semur et Beaumont (tronçon Serein2). Cette figure est représentative des résultats obtenusqui se caractérisent par une atténuation excessive des débits de pointe pour les fortes crues : pendantla crue n°1 sur la figure 3.8, le débit maximum observé à l’aval (Beaumont) atteint 160 m 3 /s contre100 m 3 /s avec le modèle hydraulique.Compte tenu des nombreuses approximations retenues pour construire le modèle complet, il n’est passimple de diagnostiquer l’origine de ce phénomène. Nous penchons cependant pour des problèmesliés à la géométrie et notamment l’hypothèse d’un coefficient de Strickler nul en lit majeur. Dans laréalité, une partie du lit majeur contribue aux écoulements, ce qui minimise l’atténuation de la crue.On peut également envisager la présence d’endiguements, comme par exemple sur la partie aval duDoubs, qui réduisent la largeur du lit majeur et accélèrent les écoulements. Enfin, le débit de pleinbord utilisé pour calculer la profondeur du lit mineur (cf. paragraphe 2.2.5, page 51) est peut-êtretrop faible, ce qui entraînerait des débordements importants accentuant l’atténuation par rapport aucomportement réel.Afin d’écarter les simulations manifestement irréalistes, nous avons retenu un critère basé sur l’écartrelatif entre le débit de pointe calculé par SIC et celui mesuré à l’extrémité aval. Le tronçon estmis de côté lorsque l’un des 4 hydrogrammes simulés par SIC présente un débit de pointe s’écartantde plus de 50% de la valeur observée. La figure 3.9 montre la distribution de cet écart sur les 196crues simulées. Au final 35 tronçons (soient 35 points aval, 52 points intérieurs et 140 crues) ont étéconservés sur les 49 initiaux. La liste de ces tronçons est indiquée dans l’annexe F.Dans la suite du paragraphe, les débits mesurés sur les stations hydrométriques ne sont plusutilisés et on se réfère uniquement aux hydrogrammes calculés par SIC.3.3.3 Calage et contrôle du modèle simplifiéLes hydrogrammes calculés par SIC pour les 4 crues sélectionnées sont extraits à l’abscisse correspondantà l’extrémité aval du tronçon ainsi qu’aux points de contrôle intérieurs. Le modèle simplifié estensuite calé sur les débits aval calculés par SIC en suivant une procédure de calage/contrôle similaireà celle décrite dans le chapitre 4.1. Le modèle est d’abord calé sur les hydrogrammes des deux crues présentant les plus fortsdébits de pointe puis sur les deux plus faibles. Les paramètres optimisés sont la célérité C etla diffusion D (ou seulement la célérité, cf. ci-dessous) en suivant un algorithme décrit dans leparagraphe 4.3. Le critère minimisé est la somme quadratique des écarts entre l’hydrogrammecalculé par le modèle simplifié et celui de SIC à l’extrémité aval du tronçon.2. Les critères de Nash-Sutcliffe (cf. équation 4.1 page 96) sont ensuite calculés sur les points avalet intérieurs à partir des simulations obtenues à l’issue du calage. Un critère de 1 correspond àune simulation parfaite. Pour simplifier l’analyse, seule la valeur moyenne sur les deux groupesde crue est retenue. Ces critères donnent les performances du modèle en calage.3. Le modèle simplifié est ensuite appliqué sur chaque groupe de 2 crues avec les paramètres
Chapitre 3. Choix des modèles hydrologique et hydraulique 79160Crue n°1160Crue n°2140120SIC x= 120 kmObs. Beaumont140120Q (m3/s)1008060Q (m3/s)10080604040tel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Q (m3/s)2016014012010000 100 200 300 400 500 6008060Heures de simulationCrue n°3Q (m3/s)2016014012010000 50 100 150 200 250 300 3508060Heures de simulationCrue n°44040202000 50 100 150 200 250 300 350Heures de simulation00 50 100 150 200 250 300 350Heures de simulationFig. 3.8 : Exemple de simulations calculées par SIC sur le tronçon du Serein entre Bierre-lès-Semur et Beaumont(tronçon Serein2). Les simulations sont extraites à l’abscisse x=120 km correspondant à lastation de Beaumont. Le graphique rappelle également les débits mesurés à cette station.
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