Identication, validation

Le modèle TGR possède 4 paramètres pour le BV 1, et 5 pour les trois autres sous-bassins,

soit 19 paramètres au total à caler. Etant donné que nous disposons des données de débits sur

chacunedesstations,l'identication seferasurchaquesous-bassinséparément.Nousutiliserons

la procédure décrite dans le chapitre 4 de calage-contrôle croisé. La période d'étude est donc

décomposéeen deuxsous-périodesP1 etP2dénies commesuit :

P1:du 01/01/1994au 31/12/2001

P2:du 01/01/2002au 28/02/2009

Uneannéedemiseenrouteaétéajoutéeaudébutdechaquepériodeutiliséepourl'identication

defaçonàpalierauproblèmedeconditioninitialepourleréservoirdeproductiondusous-modèle

hydrologiqueGRK.

Le schéma 5.10résumelaprocédure de calage-contrôle croisé.

Mise en

route Identification

Validation

P1 P2

P1P2

Mise en route

Validation

Identification

P2P1

Figure5.10 Lesdeuxcongurations de calage-contrôle croisé

Les jeuxde paramètres obtenus à l'issuede l'étape d'identication, ainsique lecritère de Nash

sur les périodes d'identication et de validation sont présentés dans le tableau 5.4. La gure

5.11 présente des extraits des résultats de validation sur les crues de décembre 1999 et mars

2006, obtenus avec les résultats d'identication sur P2 et P1 respectivement. Notons que ces

résultatsnepeuventêtrecomparésàceuxdumodèleGR3Pcarcedernierpossèdeuneprocédure

d'assimilationintégréequiluipermetd'êtrecalédirectementpourunhorizondeprévisiondonné.

Ainsi, les paramètres du modèle GR3Psont optimisés an de produire les meilleurs résultatsà

cethorizon de prévision.

Bassin Calagesur

τ ₀ K ₀ K _R S IGF

^{NashId(%) Nash Va (%)}

1 P1 0.0 13.1 48.6 186.9 0.745 79.3 57.7

P2 0.0 8.5 54.2 243.6 0.747 59.2 74.3

2 P1 13.0 4.8 44.3 219.2 0.753 83.8 87.3

P2 8.0 6.8 65.1 185.2 0.737 88.6 83.2

3 P1 15.0 13.8 192.2 150.4 0.889 87.5 96.0

P2 15.0 7.5 206.7 132.2 0.838 96.6 84.7

4 P1 8.0 9.9 101.7 404.0 1.486 97.0 97.5

P2 0.0 15.3 509.9 214.4 1.208 98.2 96.5

TABLEAU 5.4Résultats d'identication pour chaquesous-bassinavec lesdeuxcongurations

de calage-contrôle (P1P2 etP2P1)

10/02/06 0 05/03/06 28/03/06 20/04/06

10/02/06 0 05/03/06 28/03/06 20/04/06

50

10/02/06 0 05/03/06 28/03/06 20/04/06

50

10/02/06 0 05/03/06 28/03/06 20/04/06

50

01/12/99 0 10/01/00 20/02/00 01/04/00

50

01/12/99 0 10/01/00 20/02/00 01/04/00

50

01/12/99 0 10/01/00 20/02/00 01/04/00

50

01/12/99 0 10/01/00 20/02/00 01/04/00

50

Figure 5.11 Résultatde validation pourlacruede mars 2006 (calage surP1) etpour lacrue

de décembre1999 (calagesurP2)

Ces résultatsamènent plusieurs remarques.

SurleBV1,lemodèleTGRprésenteuncritèredeNashentre55%et75%,ce quicorrespond

à des performances moyennes. Ce résultat est visible sur les graphes par une diculté de

représenterlespicsdecrue.Rappelonsquepourcesous-bassin,seulel'hydrologieestmodélisée

puisqu'aucundébitamontn'estdisponible.OrlemodèleTGRestobtenuparl'intégrationdans

un modèle hydrologique simple d'une composante hydraulique, cette intégration se faisant

au détriment de la composante hydrologique, notamment par la linéarisation du réservoir

de routage. Un modèle non linéaire de l'hydrologie de ce sous-bassin aurait pu permettre

d'améliorer ces performances. Malgré tout, l'assimilation de données pratiquée par la suite

permettradecorrigerleserreurssurleBV1,etlesperformancesmitigéesdumodèlesurce

sous-bassinn'auront une inuence surles autres sous-bassinsqu'au-delà dutemps de propagation

danslecoursd'eau.

SurlesBV2,3et4,lesperformancesdumodèlesontbonnes,voiretrèsbonnes,avecuncritère

deNashcomprisentre80%et97%.Cesrésultatspermettentd'assurerlapertinencedumodèle

surces bassins. Ils indiquent également que plus on va vers l'aval, plus le poids du transfert

dedébit amont augmente par rapportauxapportshydrologiquesdu bassinintermédiaire.

Onpeutvérierlaconsistancedesparamètresenobservantlesvaleursobtenuesavecuncalage

surP1 etP2 respectivement. Sur les BV1 à 3,lechoix de lapériode d'identication n'a que

peu d'inuencesurles valeursdesparamètres. Pour les BV1 et3,les performances en terme

de Nash dièrent d'une période à l'autre. Compte tenu de la consistancedes paramètres sur

cesbassins, on peutsupposer que cette diérence provient des particularités des événements

présents dansl'une oul'autre desdeuxpériodes.

Le BV 4 présente une variabilité assez importante des paramètres entre les deux périodes.

Toutefois,onnotedetrèsbonsrésultatsenvalidation,quellequesoitlapérioded'identication.

Cecipeut s'expliquerà travers l'observation suivante. Lespics de crue dépendent àla foisde

lapropagationdu débitamont etdespluiessurlesous-bassin.Le paramètre

K R

^{estmultiplié}

par 5 entre les périodes P1 et P2. Cette augmentation a pour eet d'amortir et de retarder

le pic de crue dû aux pluies sur le sous-bassin. L'amortissement est alors compensé par une

diminutionduparamètre

S

^{(quiestdivisépar2),traduisant unlissage moinsimportantopéré}

surles pluies. Le retard est, quant à lui, compensé par une diminution du paramètre

τ ₀

^(qui

atteint ici lavaleur nulle), permettant untransfertplusrapide dudébit amont.Ainsi, pour le

BV4,il semblerait quelescruessoient autant inuencéesparles pluiessurlesous-bassinque

parledébit amont,ce quirenddicilepour lemodèle dedistinguer lapartdudébitavaldue

aux apports hydrologiques de la part due à la propagation du débit amont. Ceci traduit les

problèmes d'identiabilité évoqués auchapitre 4.

Onpourraitpenserquelavaleur duparamètre

τ ₀

^{représenteleretard entre lespics decrueà}

l'amontetàl'avaldûàlapropagationhydrauliquedansunbief.Toutefois,lanotionderetard

prête à confusion, carle paramètre

K ₀

^{traduit un} amortissement qui introduit également un certain retard. La notion de temps de réponse hydraulique a été explorée par Munier et al.

(2009). En première approximation, il est plus juste de considérer la somme

τ ₀ + K ₀

^{que le}

paramètre

τ ₀

^{seul pour} représenter le temps de retard dû à la propagation entre l'amont et l'aval. On peut alors estimer à environ 16 h le retard sur le BV2, 26 h sur le BV 3 et 17 h

surleBV4.Ces valeurscorrespondent à l'intervalle de temps entreles pics de crueamont et

avalque l'on peutmesurer surles hydrogrammes.Nous reviendronssur cesvaleurslors de la

comparaison desrésultatsde prévisionavec lesscénarios PP et P0.

Letableau5.4présentepourchaquesous-bassindesvaleurstrèsdiérentespourlesparamètres

K ₀

^et

K _R

^{.Le routagerivièreetleroutagebassintraduisentdonc desprocessustrèsdiérents.}

Ils'agitdanslesdeuxcasdereprésenterl'écoulementdanslescoursd'eau,maispourleroutage

bassin(

K R

^{),les cours d'eau considérés vont du pluspetit ruisseau au plus grand auent, ce}

quireprésente un linéaire moyen bien pluslong quele cours d'eauprincipal représenté par le

routagerivière(

K ₀

^).

Enn, on peut noter que leparamètre

IGF

^{prend desvaleurs} inférieures à 1 pour les BV 1, 2 et 3, ce qui représente des pertes dans la nappe, alors que la valeur supérieure à 1 pour

le BV 4 représente un gain sur ce sous-bassin. Ceci correspond aux observations faites par

le gestionnaire quant à des inltrations potentielles dans le karst des bassins amont et une

résurgenceà l'aval.

Onvoitdoncqu'ilestpossible,àtraversl'analysedesrésultatsd'identication,d'appréhenderles

comportementshydrologique ethydrauliquediérentsdesquatresous-bassins.Cetteanalyseest

renduepossibled'unepartparcequelesparamètresconserventunesignicationphysiquemalgré

l'aspect global etconceptueldu modèle, d'autre partparce quelesystèmea pu êtredécomposé

en sous-systèmes grâce aux données de débit intermédiaires. Rappelons que le modèle GR3P

actuellementutiliséparlaDIRENnepermetpasdeprendreencomptelesdébitsintermédiaires,

chaque bassin étudié incluant alors tous les sous-bassins amont. Il est dans ce cas plus délicat

d'analyser lescomportementshydrologiquesdesdiérents sous-bassins.

Dans le document Modélisation intégrée des écoulements pour la gestion en temps réel d un bassin versant anthropisé (Page 143-146)