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

Chapitre 4. Stratégie de calage et de comparaison des modèles couplés 91Objectifs du chapitre :• définir un protocole permettant d’évaluer les performances des modèles ;• décrire la méthode utilisée pour identifier leurs paramètres.4.1 Préalable : configuration de modélisation utilisée dans ce chapitretel-00392240, version 1 - 5 Jun 2009Dans le chapitre précédent, les modèles hydrauliques et hydrologiques ont été utilisés de manièreindépendante en s’écartant du cadre défini pour la thèse. Les résultats présentés dans ce chapitrereviennent sur la configuration initiale qui associe un tronçon de rivière délimité par deux stationshydrométriques et un bassin intermédiaire drainé par ce tronçon.Le découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins est une opération complexe qui sera étudiéeau chapitre 5. Pour illustrer les propos de ce chapitre sans rentrer dans le détail de ce découpage,une configuration simple a été retenue : l’ensemble du bassin intermédiaire est considérée comme ununique sous-bassin. Dans un premier temps, le modèle pluie-débit calcule un débit à partir de la pluiemoyenne sur le sous-bassin. Ce débit est ensuite injecté dans le modèle hydraulique sous la forme d’unapport uniformément réparti entre l’amont et l’aval du tronçon. Le modèle couplé associant les deuxcomposantes compte 6 paramètres : les 4 paramètres du modèle pluie-débit GR4H (capacités desréservoirs de production, de routage, échanges et temps de base) et les deux paramètres du modèled’Hayami (célérité et diffusion). Dans la configuration de base, nommée OP T 6, les 6 paramètressont optimisés simultanément.4.2 La procédure de calage-contrôle croiséKlemes (1986) a formalisé une procédure de construction et d’évaluation des modèles hydrologiquesqui est aujourd’hui largement appliquée en hydrologie.• Les séries chronologiques sont d’abord scindées en deux sous-périodes consécutives d’une duréede 5 années chacune (1995–2000 et 2000–2005, les périodes étant comptées en années hydrologiquesallant du 1 er août au 31 juillet de l’année suivante).• Le modèle est ensuite calé sur chaque sous-période en ajustant ses paramètres pour maximiserun critère de performance.• Enfin, les paramètres obtenus après calage sur une sous-période sont appliqués sur l’autre souspériodeet vice-versa. Sous hypothèse de stationnarité du régime hydrologique sur 10 ans, lesparamètres du modèle sont transposables d’une sous-période à l’autre. Si l’on observe une chutede performance importante au cours de cette opération, cela révèle l’incapacité du modèle às’adapter à des conditions différentes de celles utilisées pour son calage.Cette procédure est bien adaptée pour un exercice de modélisation visant à calculer les débits uniquementà l’exutoire du bassin. Dans le cadre de nos travaux, cette évaluation n’est pas suffisante puisque