Perspectives en mati` ere de recherche

Comme indiqu´e au paragraphe 5.5, nos travaux sont loin d’avoir ´epuis´e le th`eme de la spatialisation des mod`eles coupl´es hydrologie/hydraulique. Deux conclusions ressortent des tests men´es sur notre ´

echantillon.

• Les effets de la spatialisation ne sont sensibles que sur l’int´erieur du tron¸con. A l’aval, les configurations test´ees produisent des r´esultats pratiquement indiscernables. Le calage des pa- ram`etres est probablement `a l’origine de cet effet : quelle que soit la configuration spatiale, la param´etrisation du mod`ele est assez souple pour corriger l’effet des variations sur les entr´ees et produit des r´esultats similaires en sortie.

• En se concentrant sur les stations int´erieures (consid´er´ees comme non jaug´ees et non utilis´ees au calage), certaines configurations test´ees ont permis d’identifier un effet positif de la spatialisation sur l’ensemble de l’´echantillon (configurationsspa_{2T B} etspa_{3T B} pr´esent´ees au paragraphe 5.5). Cet effet reste cependant limit´e et ne justifie pas le recours `a la spatialisation dans une majorit´e de cas. Elle peut mˆeme s’av´erer contre-productive, comme le montre le cas du Doubs ´evoqu´e dans le paragraphe 5.4.2.

Ces conclusions incitent `a la prudence dans l’application de la spatialisation en conditions op´eration- nelles. Dans le cadre de travaux de recherche en revanche, elle offre des perspectives de progr`es int´eressantes. Pour illustrer ce propos, la figure 5.11 montre la distribution du crit`ereRE(ideal|ref) o`uideal rassemble les meilleures performances obtenues individuellement sur chacune des 72 stations int´erieures par les configurationsspa, spa_2X et spa_3X.

On constate que la valeur moyenne du crit`ere RE(ideal|ref) en contrˆole atteint +0.08 sur les stations int´erieures, c’est-`a-dire une r´eduction de l’erreur quadratique moyenne de 8%. Ce r´esultat encourageant pourrait certainement ˆetre am´elior´e en travaillant notamment sur la param´etrisation du mod`ele.

Enfin, il serait ´egalement int´eressant de comparer ces r´esultats avec ceux d’un mod`ele distribu´e classique b´en´eficiant des mˆemes donn´ees d’entr´ees et de calage.

Moy. RE( ideal | ref ) = + 0.08 −0.5 −0.25 −0.050 0.05 0.25 0.5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

RE( ideal | ref )

Fréquence au non dépassement

Fig. 5.11 : Distribution du crit`ere RE(ideal|ref) ´evalu´e en contrˆole sur les 72 stations int´erieures. ref est la configuration de r´ef´erence avec 2 sous-bassins d’apport ponctuel et 2 d’apport r´eparti, un jeu de param`etres et des pluies homog`enes sur les 4 sous-bassins.ideal est la meilleure configuration spatialis´ee sur chacune des 72 stations int´erieures parmi les configurationsspa, spa2X etspa3X.

Sensibilit´e d’un mod`ele coupl´e aux

donn´ees de d´ebit amont

Objectifs du chapitre :

• Quantifier l’impact des donn´ees de d´ebit mesur´ees `a l’amont du tron¸con sur les performances du mod`ele coupl´e ;

• Am´eliorer l’exploitation de cette information dans le sch´ema de mod´elisation.

6.1

Introduction : mod`ele coupl´e et d´ebits mesur´es `a l’amont du

tron¸con

Le sch´ema de mod´elisation utilis´e tout au long de cette th`ese (cf. paragraphe 1.2, page 27) repose sur deux types d’entr´ees :

• les d´ebits mesur´es `a l’extr´emit´e amont du tron¸con de rivi`ere qui constituent la condition aux limites amont du mod`ele de routage ;

• les pluies et ETP mesur´ees sur le bassin interm´ediaire qui sont entr´ees dans le mod`ele hydrolo- gique.

Dans le chapitre pr´ec´edent, nous avons analys´e l’impact de la pluie sur les performances du mod`ele coupl´e en comparant diff´erentes strat´egies de spatialisation. Si de nombreuses r´ef´erences abordent ce sujet, peu d’auteurs se sont int´eress´es `a l’influence des donn´ees de d´ebit lorsqu’elles sont utilis´ees comme entr´ees du mod`ele.

Comme toute donn´ee en hydrologie, les d´ebits amont sont entach´es d’erreur. L’erreur sur la courbe de tarage est bien document´ee, plusieurs auteurs ont ainsi propos´e des mod`eles pour en tenir compte et ´

evaluer, par exemple, l’incertitude sur le d´ebit des crues rares (Clarke, 1999; Kuczera, 1996; Petersen- Øverleir, 2004). Les lacunes constituent un autre probl`eme, sans doute plus difficile `a traiter. Nous avons vu au paragraphe 2.2.4 (cf. page 48) qu’il est n´ecessaire de d´evelopper une proc´edure de traitement de ces lacunes sous peine de perturber fortement le fonctionnement du mod`ele coupl´e : l’influence des p´eriodes lacunaires se propage d’amont en aval et il faut tenir compte de ce ph´enom`ene pour ´evaluer les performances sur l’aval du tron¸con.

Dans tous les cas, les d´ebits amont constituent une source d’erreur potentielle dont l’influence doit ˆetre quantifi´ee. Bien ´evidemment, cette influence n’est pas identique sur tous les tron¸cons. La figure 6.1 montre deux cas extrˆemes : sur la Loue, les d´ebits amont constituent une part importante du d´ebit aval alors que sur le Doubs, le d´ebit amont est inf´erieur de deux ordres de grandeur au d´ebit aval. On imagine que dans ces deux cas, le d´ebit amont n’a pas la mˆeme importance dans la simulation `a l’aval.

Consid´erer les d´ebits amont comme une source d’erreur peut paraˆıtre pessimiste : ces d´ebits apportent des informations utiles sur la dynamique du bassin. En reprenant l’exemple du Doubs sur la figure 6.1, malgr´e une amplitude nettement plus faible, les d´ebits amont pr´esentent une certaine ressemblance avec l’aval qui pourrait ˆetre exploit´ee dans un mod`ele coupl´e. Plusieurs auteurs (Corradini, 1991; Michaud et Sorooshian, 1994; Feyen et al., 2008) mentionnent ainsi des gains de performances importants suite `a l’introduction de ces donn´ees dans un mod`ele hydrologique.

10−02 11−02 12−02 01−03 02−03 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10

La Loue (tronçon Loue2), crue de dec. 2002

Q (m3/s)

Aval (Champagne /s Loue, 1262 km2) Amont (Vuillafans, 286 km2) 03−01 04−01 05−01 06−01 07−01 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10

Le Doubs (tronçon Doubs1), crue de mars 2001

Q (m3/s)

Aval (Neublans−Abergement, 7290 km2) Amont (Labergement−Ste−M., 170 km2)

Fig. 6.1 : D´ebits amont et aval sur la Loue entre Vuillafans et Champagne-sur-Loue et sur le Doubs entre Labergement-Sainte-Marie et Neublans-Abergement.