Assistance au calage de modèles numériques en hydraulique ... - TEL

CHAPITRE 1 DÉFINITIONSÉvaluation d’une modélisationL’évaluation des modélisations numériques a fait l’objet de nombreuses études, notammentdans des domaines sensibles comme la défense militaire (Fosset et al., 1991)ou la contamination des nappes par des radionucléides (Tsang, 1991). Ce dernier articlea donné lieu à plusieurs discussions (Goodrich, 1992; Tsang, 1992a; Konikow,1992; Tsang, 1992b) mettant en relief, d’une part des points de vue différents sur l’évaluationd’une modélisation, et d’autre part les incompréhensions dues à l’absence d’unréférentiel terminologique commun.Dans leur ouvrage intitulé Simulation Validation–A Confidence Assessment Methodology,Knepell et Arangno (1993) discernent cinq activités d’évaluation. Nous allonsreplacer chacune de ces activités dans le cadre du référentiel de Refsgaard et Henriksen :– la validation du modèle conceptuel correspond à la confirmation du modèle conceptuel.– la vérification du logiciel coincide avec la vérification du code ;– la vérification de la sécurité interne est reliée à la gestion du logiciel. Cette activitése trouve en-dehors du cadre de ces travaux, puisqu’elle relève de la gestion au senslarge du code de calcul ;– la validation des données vise à s’assurer de la cohérence et de la représentativitédes données. Cette activité, non représentée dans notre cadre terminologique,sera évoquée dans la présentation d’un cadre méthodologique pour la modélisation(section 1.3) ;– la validation opérationnelle regroupe implicitement les processus de calage de modèleet validation de modèle. Knepell et Arangno se sont en effet basés sur le référentielde Sargent (section 1.1.3) qui fait intervenir ce terme ;Nous nous intéresserons dans ce mémoire uniquement à la validation opérationnelle,qui s’appuie sur une comparaison des résultats du modèle avec des données issues dusystème étudié.Validation opérationnelleSargent (1984) distingue plusieurs approches pour la validation opérationnelle suivantque le système à modéliser est observé ou non 6 . Le tableau 1.3 regroupe les différentesapproches possibles. Dans le cadre d’une modélisation hydrologique, un bassinversant non jaugé est un exemple d’un système non observé. En hydraulique fluviale,le système est observé, et l’approche pour la validation opérationnelle est souvent subjective7 : le calage et la validation s’effectuent à l’aide de graphiques, et l’exploration ducomportement du modèle peut s’effectuer à l’aide d’une étude de sensibilité. Dans lasuite, le terme de validation opérationnelle sera restreint au cas d’un système observé.Knepell et Arangno (1993) ne font aucune référence à une quelconque distinctionde processus assimilables au calage du modèle ou bien à la validation du modèle.Cependant, les auteurs proposent une batterie de tests réalisables durant l’activité de6. Sargent utilise le terme anglais non observable. Nous avons choisi le terme plus générique ✭ non observé✮ afin de prendre en compte des systèmes où il n’existe simplement pas actuellement de possibilitéd’identifier les réponses à un événement passé. Pour plus de précisions sur les différences de validation opérationnelleentre systèmes observables et non observables, le lecteur pourra consulter un article de de Marsily(1997).7. Dans le cas d’un calage par optimisation, l’approche devrait être objective. Nous verrons dans lechapitre 3 qu’il reste pourtant toujours une large part de subjectivité dans ce processus.11