Les deux bassins versants canadiens étudiés sont ceux de la Campbell au barrage de Strath-cona8 et de la Coquitlam au barrage de Coquitlam9, situés dans la région côtière de la province de Colombie-Britannique (notée BC par la suite, pour British Columbia). Le premier bassin se trouve dans la partie intérieure de l’île de Vancouver, alors que le second se situe sur le continent, au nord-est de la ville de Vancouver. Les figures3.14et3.15présentent les contextes hydroclimatiques des deux bassins versants. Les barrages situés sur ces deux bassins ont été dimensionnés à partir d’estimations de crues extrêmes réalisées avec la méthode Probable Maxi-mum Precipitation (notée PMP (Hansen,1987), méthode décrite dans la section4.4) / Probable Maximum Flood (PMF (CDA, 2007), méthode décrite dans la section 4.4) par BC Hydro. De plus, une autre méthode de simulation stochastique de crue (SEFM, Schaefer & Barker(2009), méthode décrite dans la section 4.4) a été appliquée sur le bassin versant de la Campbell au barrage de Strathcona. L’application de la méthode SCHADEX sur ces bassins versants offre donc l’opportunité de comparer les estimations obtenues avec différentes méthodes de prédé-termination de crues extrêmes.
L’altitude des deux bassins versants canadiens, de superficies respectives de 1193 et 188 [km2], varie entre 100 et 2200 [m]. Leurs régimes hydroclimatiques de type pluvio-nival sont compa-rables, avec un premier pic de débit moyen journalier durant le mois de mai, dû à la fonte du manteau neigeux saisonnier et un deuxième pic de débit moyen journalier durant le mois de novembre. Durant ce mois, des pluies intenses sont observées et provoquent des crues fortes, pouvant être particulièrement importantes si ces épisodes ont lieu lors d’un redoux générant la fonte d’un manteau neigeux précoce. Un catalogue de cinq types de temps canadiens a été défini pour l’application de la méthode SCHADEX sur ces bassins (Brigode et al., 2013b). La méthode de définition de ce catalogue est détaillée dans le chapitre suivant (section4.3). Trois des cinq types de temps canadiens (les types de temps 2, 3 et 4) regroupent les maxima annuels de pluies journalières les plus importants. Le type de temps à risque du bassin versant de la Campbell au barrage de Strathcona semble être le type de temps 3, alors que pour le bassin de la Coquitlam à Coquitlam, les types de temps 2 et 4 peuvent être caractérisés de types de temps à risque. La saisonnalité des pluies fortes est marquée sur ces bassins versants. Les pluies journalières les plus intenses sont observées durant l’hiver et notamment durant le mois de no-vembre. Cette période (regroupant les mois d’octobre à février et les mois d’octobre à janvier, respectivement) constitue la saison à risque des bassins versants de Colombie-Britannique en terme d’aléa pluie. L’analyse des taux de remplissage du macro-réservoir UZ du modèle MOR-DOR révèle un contraste marqué entre les saisons hivernales et estivales en terme de saturation :
8. Bassin versant de la Campbell au barrage de Strathcona sur Google Maps :http ://goo.gl/maps/Q6XJe. 9. Bassin versant de la Coquitlam au barrage de Coquitlam sur Google Maps :http ://goo.gl/maps/ax8uF.
76 3. Présentation des données utilisées
si les mois d’avril et de mai sont vus, dans le monde de MORDOR, comme des périodes où le réservoir UZ est saturé, peu de journées d’été sont caractérisées par des taux de remplissage du réservoir importants, particulièrement pour le bassin de la Campbell au barrage de Strathcona.
Figure 3.14: Contexte hydroclimatique du bassin versant de la Campbell au barrage de Stra-thcona (1982-2010) : topographie (en [m]), (a) régimes hydroclimatiques, (b) maxima annuels de pluies journalières par type de temps, (c) gradex mensuels estimés sur les pluies journalières et (d) distributions saisonnières des taux de remplissages du macro-réservoir UZ de MORDOR.
78 3. Présentation des données utilisées
Figure 3.15: Contexte hydroclimatique du bassin versant de la Coquitlam au barrage de Co-quitlam (1960-2010) : topographie (en [m]), (a) régimes hydroclimatiques, (b) maxima annuels de pluies journalières par type de temps, (c) gradex mensuels estimés sur les pluies journalières et (d) distributions saisonnières des taux de remplissages du macro-réservoir UZ de MORDOR.
3.5.2 Résultats SCHADEX de référence
Les figures 3.16 et3.17 présentent partiellement les estimations SCHADEX de référence réali-sées pour les deux bassins versants de Colombie-Britannique. Les régimes hydrologiques ainsi que les courbes des débits classés sont relativement bien représentés par le modèle MORDOR. En calage, les scores de Nash & Sutcliffe (1970) obtenus par le modèle MORDOR sont de 0.83 et de 0.73 respectivement. Les valeurs optimisées des paramètres sont précisées dans le tableau 3.2, section 3.7. Pour les deux saisons à risque considérées, aucun des cinq types de temps canadiens n’est clairement identifiable comme étant le seul et unique type de temps responsable des plus forts cumuls de pluies. Les types de temps canadiens 2, 3 et 4 sont res-ponsables d’épisodes pluvieux intenses sur les deux bassins versants canadiens étudiés. Enfin, les distributions SCHADEX de débits moyens journaliers simulés sont comparées avec les séries de maxima annuels observés. Ces distributions observées et simulées sont proches, malgré une légère sous-estimation des plus forts débits pour le bassin versant de la Coquitlam au barrage de Coquitlam.
3.5.3 Détails saisonniers des estimations de crues extrêmes
Les figures 3.18 et 3.19 présentent les distributions saisonnières de débits simulés et de débits observés pour les bassins de la Campbell au barrage de Strathcona et de la Coquitlam au barrage de Coquitlam, respectivement. De manière générale, la saisonnalité des crues observées est reproduite par les simulations SCHADEX de référence. Néanmoins, les crues hivernales (mois d’octobre, novembre, décembre et janvier) sont sous-estimées pour le bassin de la Coquitlam au barrage de Coquitlam et les crues du mois de novembre et des mois de mai, juin et juillet sont sous-estimées pour le bassin de la Campbell au barrage de Strathcona.
80 3. Présentation des données utilisées
Figure 3.16: Bassin versant de la Campbell au barrage de Strathcona : (a) régime de débits journaliers observé (en bleu) et simulé (en rouge) par MORDOR (débits moyens en trait plein, quantiles 5% et 95% en tireté), (b) distribution de débits clas-sés observée (en bleu) et modélisée (en rouge) par MORDOR, (c) distribution MEWP de pluies centrales pour la saison à risque (mois de novembre) et lois exponentielles par type de temps (tiretés colorés) comparées avec la distribution de pluies centrales observée et (d) distributions SCHADEX des débits moyens journaliers simulés (EXP en trait tireté et REF en trait plein) comparées avec la distribution des débits journaliers observés maximum annuels.
Figure 3.17: Bassin versant de la Coquitlam au barrage de Coquitlam : (a) régime de débits journaliers observé (en bleu) et simulé (en rouge) par MORDOR (débits moyens en trait plein, quantiles 5% et 95% en tireté), (b) distribution de débits classés ob-servée (en bleu) et modélisée (en rouge) par MORDOR, (c) distribution MEWP de pluies centrales pour la saison à risque (mois d’octobre, novembre, décembre et janvier) et lois exponentielles par type de temps (tiretés colorés) comparées avec la distribution de pluies centrales observée et (d) distributions SCHADEX des débits moyens journaliers simulés (EXP en trait tireté et REF en trait plein) comparées avec la distribution des débits journaliers observés maximum annuels.
82 3. Présentation des données utilisées
Figure 3.18: Bassin versant de la Campbell au barrage de Strathcona : distributions SCHA-DEX saisonnières de référence (SCHASCHA-DEX REF) des débits moyens journaliers simulés, comparées avec les distributions saisonnières de débits journaliers ob-servés consécutifs à un épisode pluvieux centré. L’encart central représente la distribution SCHADEX REF des débits moyens journaliers simulés, comparée avec la distribution des débits journaliers observés maximum annuels.
Figure 3.19: Bassin versant de la Coquitlam au barrage de Coquitlam : distributions SCHA-DEX saisonnières de référence (SCHASCHA-DEX REF) des débits moyens journaliers simulés, comparées avec les distributions saisonnières de débits journaliers ob-servés consécutifs à un épisode pluvieux centré. L’encart central représente la distribution SCHADEX REF des débits moyens journaliers simulés, comparée avec la distribution des débits journaliers observés maximum annuels.
84 3. Présentation des données utilisées