Modélisation distribuée des flux d'eau et d'énergie et des débits à l'échelle régionale du bassin Adour-Garonne PDF Download
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Author: Sophie Voirin-Morel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Le modèle couplé SAFRAN-ISBA-MODCOU est appliqué au bassin Adour-Garonne sur la période 1986-1995. ISBA permet de quantifier à cette échelle (résolution de 8km, pas de temps de 5 minutes) la répartition des précipitations en ruissellement, drainage et évaporation ainsi que les termes du bilan d'énergie et en particulier le rapport de Bowen (rapport flux de chaleur sensible/flux de chaleur latente). Le système, dont le forçage atmosphérique tri-horaire est reconstitué par SAFRAN, est validé à partir des débits simulés par le modèle hydrologique MODCOU. Sur le bassin de l'Adour, la sensibilité de la végétation aux variations du climat est particulièrement étudiée avec d'une part l'introduction d'une végétation interactive (ISBA A-gs) et d'autre part la prise en compte de données d'irrigation. Enfin, l'impact du scénario de changement climatique du CNRM haute résolution sur l'hydrologique du bassin Adour-Garonne est évalué, en particulier sur le manteau neigeux et les débits.
Author: Sophie Voirin-Morel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Le modèle couplé SAFRAN-ISBA-MODCOU est appliqué au bassin Adour-Garonne sur la période 1986-1995. ISBA permet de quantifier à cette échelle (résolution de 8km, pas de temps de 5 minutes) la répartition des précipitations en ruissellement, drainage et évaporation ainsi que les termes du bilan d'énergie et en particulier le rapport de Bowen (rapport flux de chaleur sensible/flux de chaleur latente). Le système, dont le forçage atmosphérique tri-horaire est reconstitué par SAFRAN, est validé à partir des débits simulés par le modèle hydrologique MODCOU. Sur le bassin de l'Adour, la sensibilité de la végétation aux variations du climat est particulièrement étudiée avec d'une part l'introduction d'une végétation interactive (ISBA A-gs) et d'autre part la prise en compte de données d'irrigation. Enfin, l'impact du scénario de changement climatique du CNRM haute résolution sur l'hydrologique du bassin Adour-Garonne est évalué, en particulier sur le manteau neigeux et les débits.
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AFIN D'ETUDIER LE CYCLE DE L'EAU A L'ECHELLE REGIONALE, LE SCHEMA DE SURFACE ISBA DE METEO-FRANCE EST COUPLE AU MODELE HYDROLOGIQUE MODCOU DE L'ENSMP. LE MODELE RESOUD LE CYCLE DIURNE DES BILANS D'EAU ET D'ENERGIE EN PRENANT EXPLICITEMENT EN COMPTE LES TYPES DE SOL ET DE VEGETATION, ET PERMET DE VALIDER LA REPARTITION EVAPORATION/RUISSELLEMENT EN COMPARANT LES DEBITS OBSERVES ET SIMULES. LE MODELE COUPLE EST APPLIQUE EN MODE FORCE SUR DEUX BASSINS VERSANTS TRES CONTRASTES : L'ADOUR (14500KM2), ET LE RHONE (86500KM2). LE FORCAGE ATMOSPHERIQUE TRI-HORAIRE A ETE RECONSTITUE A 5KM DE RESOLUTION A PARTIR DES OBSERVATIONS, ET LES PARAMETRES DU SOL ET DE LA VEGETATION ONT ETE CARTOGRAPHIES EN UTILISANT L'ENSEMBLE DES BASES DE DONNEES DISPONIBLES. LE MODELE A TOUT D'ABORD ETE CALIBRE SUR LE BASSIN VERSANT DE L'ADOUR EN 1986, SUR LEQUEL ON DISPOSAIT, EN PLUS DES MESURES DE DEBITS, DES OBSERVATIONS DU CONTENU EN EAU DU SOL ET DE L'EVAPORATION EFFECTUEES LORS DE L'EXPERIENCE HAPEX-MOBILHY86. IL A ENSUITE ETE VALIDE SUR L'ANNEE 1987. L'ETUDE A MONTRE L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DES PROCESSUS SOUS MAILLES TEL QUE LE RUISSELLEMENT ET L'EVAPORATION DE L'EAU INTERCEPTE. ELLE RELEVE AUSSI LE ROLE DU REGIME DES PRECIPITATIONS, QUI CONDUIT A UNE EVAPORATION PLUS IMPORTANTE EN 1986 QU'EN 1987, BIEN QUE LE CUMUL DE PLUIE SOIT PLUS FAIBLE. LA SIMULATION SUR LE BASSIN DU RHONE, EFFECTUEE SANS CALIBRATION SUPPLEMENTAIRE, A PERMIS DE TESTER LA TRANSPORTABILITE DU SYSTEME. LA MODELISATION MET EN EVIDENCE LE ROLE MAJEUR DU MANTEAU NEIGEUX DANS LA FORMATION DES DEBITS ISSUS DES MASSIFS DES ALPES ET DU JURA, AINSI QUE LES IMPORTANTES VARIATIONS SPATIALES DE L'EVAPORATION ET DU RUISSELLEMENT SUR LE DOMAINE. ENFIN, LES 2 SIMULATIONS EFFECTUEES A ECHELLE FINE SONT UTILISEES POUR TRAITER LE PROBLEME DE L'AGREGATION SUR DE GRANDES MAILLES. ON ETUDIE EN PARTICULIER L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DE 3 PROCESSUS SOUS-MAILLE : RUISSELLEMENT, INTERCEPTION ET FONTE DES NEIGES.
Author: Youen Grusson Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 335
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La gestion intégrée de la ressource en eau implique de distinguer les parcours de l'eau qui sont accessibles aux sociétés de ceux qui ne le sont pas. Les cheminements de l'eau sont nombreux et fortement variables d'un lieu à l'autre. Il est possible de simplifier cette question en s'attardant plutôt aux deux destinations de l'eau. L'eau bleue forme les réserves et les flux dans l'hydrosystème : cours d'eau, nappes et écoulements souterrains. L'eau verte est le flux invisible de vapeur d'eau qui rejoint l'atmosphère. Elle inclut l'eau consommée par les plantes et l'eau dans les sols. Or, un grand nombre d'études ne portent que sur un seul type d'eau bleue, en ne s'intéressant généralement qu'au devenir des débits ou, plus rarement, à la recharge des nappes. Le portrait global est alors manquant. Dans un même temps, les changements climatiques viennent impacter ce cheminement de l'eau en faisant varier de manière distincte les différents composants de cycle hydrologique. L'étude réalisée ici utilise l'outil de modélisation SWAT afin de réaliser le suivi de toutes les composantes du cycle hydrologique et de quantifier l'impact des changements climatiques sur l'hydrosystème du bassin versant de la Garonne. Une première partie du travail a permis d'affiner la mise en place du modèle pour répondre au mieux à la problématique posée. Un soin particulier a été apporté à l'utilisation de données météorologiques sur grille (SAFRAN) ainsi qu'à la prise en compte de la neige sur les reliefs. Le calage des paramètres du modèle a été testé dans un contexte differential split sampling, en calant puis validant sur des années contrastées en terme climatique afin d'appréhender la robustesse de la simulation dans un contexte de changements climatiques. Cette étape a permis une amélioration substantielle des performances sur la période de calage (2000-2010) ainsi que la mise en évidence de la stabilité du modèle face aux changements climatiques. Par suite, des simulations sur une période d'un siècle (1960-2050) ont été produites puis analysées en deux phases : i) La période passée (1960-2000), basée sur les observations climatiques, a servi de période de validation à long terme du modèle sur la simulation des débits, avec de très bonnes performances. L'analyse des différents composants hydrologiques met en évidence un impact fort sur les flux et stocks d'eau verte, avec une diminution de la teneur en eau des sols et une augmentation importante de l'évapotranspiration. Les composantes de l'eau bleue sont principalement perturbées au niveau du stock de neige et des débits qui présentent tous les deux une baisse substantielle. ii) Des projections hydrologiques ont été réalisées (2010-2050) en sélectionnant une gamme de scénarios et de modèles climatiques issus d'une mise à l'échelle dynamique. L'analyse de simulation vient en bonne part confirmer les conclusions tirées de la période passée : un impact important sur l'eau verte, avec toujours une baisse de la teneur en eau des sols et une augmentation de l'évapotranspiration potentielle. Les simulations montrent que la teneur en eau des sols pendant la période estivale est telle qu'elle en vient à réduire les flux d'évapotranspiration réelle, mettant en évidence le possible déficit futur des stocks d'eau verte. En outre, si l'analyse des composantes de l'eau bleue montre toujours une diminution significative du stock de neige, les débits semblent cette fois en hausse pendant l'automne et l'hiver. Ces résultats sont un signe de l'«accélération» des composantes d'eau bleue de surface, probablement en relation avec l'augmentation des évènements extrêmes de précipitation. Ce travail a permis de réaliser une analyse des variations de la plupart des composantes du cycle hydrologique à l'échelle d'un bassin versant, confirmant l'importance de prendre en compte toutes ces composantes pour évaluer l'impact des changements climatiques et plus largement des changements environnementaux sur la ressource en eau.
Author: Firas Saleh Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 215
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L'objectif est de contribuer à une meilleure simulation des tirants d'eau à l'échelle régionale afin d'améliorer la simulation des interactions nappe-rivière et de mieux quantifier les niveaux piézométriques dans les aquifères. Nous avons développé une méthode de changement d'échelle, dans laquelle la modélisation fine des processus hydrauliques à haute résolution permet d'améliorer la représentation des profils d'eau en rivière et les interactions nappe-rivière simulées à l'échelle régionale par le modèle EauDyssée. Cette méthodologie a été validée dans le bassin versant de l'Oise d'une superficie de 4500 km2, pour la période 1990-1995. Nous avons utilisé HEC-RAS pour la modélisation hydraulique d'un tronçon de 188 km. Le modèle permet d'interpoler des courbes de tarage simulées tous les 200 m en moyenne. Ces courbes de tarage sont ensuite projetées sur les mailles rivière du modèle régional EauDyssée (résolution de 1 km), où elles permettent de simuler la fluctuation du niveau d'eau en fonction du débit à l'échelle régionale par EauDyssée. La cote de la surface libre de la rivière définissant sa charge hydraulique, ces fluctuations influencent alors les échanges entre les mailles rivière et les nappes, qui dépendent des gradients de charge verticaux entre rivière et nappe. Ce travail montre l'intérêt de l'approche pour mieux évaluer les interactions nappes-rivières à l'échelle régionale. Il offre des perspectives intéressantes pour simuler des processus : élimination de nitrate dans les zones humides qui sont souvent situées à la zone de contact entre les nappes souterraines et la rivière, ainsi que de mieux estimer les risques d'inondation à l'échelle régionale.
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CETTE THESE EST UN APPORT AU PROJET GEWEX-RHONE, DONT L'OBJET EST LA MODELISATION COUPLEE DES COMPOSANTES CONTINENTALE ET ATMOSPHERIQUE DU CYCLE DE L'EAU, A L'ECHELLE REGIONALE. DANS LE CADRE DE CE PROJET, DEUX MODELES HYDROLOGIQUES, DIFFERANT PAR LEUR MODE DE CALCUL DU BILAN HYDRIQUE, SONT APPLIQUES SUR LE BASSIN DU RHONE, POUR EN SIMULER LE COMPORTEMENT DE 1981 A 1995. LEUR STRUCTURE DISCRETISEE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LES HETEROGENEITES DU MILIEU, ET D'AUTORISER LES ECHANGES VERTICAUX AVEC LE MODELE METEOROLOGIQUE. LE MODELE STANDARD MODCOU CALCULE LE BILAN HYDRIQUE AU MOYEN DE MODELES A RESERVOIRS, AU PAS DE TEMPS JOURNALIER. PEU EXIGEANT EN DONNEES, IL NECESSITE UNE LONGUE PHASE DE CALAGE. DANS LE MODELE COUPLE CIRSE, LE SCHEMA DE SURFACE ISBA-CROCUS, CALCULE DE FACON EXPLICITE LES BILANS ENERGETIQUE ET HYDRIQUE AU PAS DE TEMPS DE CINQ MINUTES. TRES EXIGEANT EN DONNEES, IL NE NECESSITE PAS DE PHASE DE CALAGE, LES PARAMETRES DES EQUATIONS AYANT ETE PRECEDEMMENT ETALONNES. MODCOU ET CIRSE DONNENT TOUS DEUX DES RESULTATS SATISFAISANTS. LES LAMES D'EAU RESTITUEES PAR CIRSE SONT PLUS PROCHES DES OBSERVEES QUE CELLES CALCULEES PAR MODCOU. C'EST PRINCIPALEMENT LA PRISE EN COMPTE DU CYCLE DE LA VEGETATION DANS LE CALCUL DE L'ETR, QUI CONDUIT A CE MEILLEUR RESULTAT. PAR CONTRE, SI L'ON ETUDIE LES SORTIES DES DEUX MODELES AVEC UN PAS DE TEMPS DE L'ORDRE DE LA SEMAINE, MODCOU OBTIENT DE MEILLEURS RESULTATS QUE CIRSE, EN RAISON DE LA PROCEDURE DE CALAGE. SI L'AMELIORATION DU CALCUL DU BILAN HYDRIQUE APPORTE PAR CIRSE APPARAIT D'ORES ET DEJA AU TRAVERS DE CES PREMIERS RESULTATS, CETTE THESE ILLUSTRE POUR LA PREMIERE FOIS L'APTITUDE DE MODCOU A REPRODUIRE LE COMPORTEMENT D'UN BASSIN DE TAILLE REGIONALE. ENFIN AU TRAVERS D'UNE
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DANS CETTE ETUDE NOUS CONSIDERONS LES POSSIBILITES D'ELARGISSEMENT DU CHAMP D'APPLICATION D'UN MODELE EMPIRIQUE PLUIE-DEBIT, LE MODELE GR4J, DEVELOPPE AU CEMAGREF ET AU CERGRENE. DEUX ASPECTS SONT PRIS EN COMPTE: (I) LA MODELISATION DES PROCESSUS HYDROLOGIQUES DANS LES BASSINS VERSANTS DE COURS D'EAU INTERMITTENTS ET (II) LA MODELISATION DES PROCESSUS HYDROLOGIQUES DANS LES BASSINS VERSANTS SOUMIS A DES CHANGEMENTS AYANT POUR ORIGINE DES ACTIVITES ANTHROPIQUES. NOUS MENONS UNE DISCUSSION SUR L'INTERET DE LA RECHERCHE EN MODELISATION EMPIRIQUE, EN HYDROLOGIE, AFIN D'EN PRECISER LES BUTS, LES MOYENS UTILISES POUR Y PARVENIR, LE DEGRE DE SUCCES ESCOMPTE ET D'EXAMINER SI CETTE MODELISATION CONSTITUE UN CADRE FECOND PERMETTANT DE CONTRIBUER AU PROGRES SCIENTIFIQUE. LA REFLEXION EST CONDUITE EN CONSIDERANT LES CONTEXTES SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES D'UTILISATION DES MODELES. UNE ANALYSE DE LA PERFORMANCE DU PROCESSUS DE CALAGE PAR RECHERCHE LOCALE EMPLOYE DANS LE MODELE GR4J AVEC LE BUT D'EVALUER LE RISQUE DE MAUVAIS CALAGE EST FAIT AVANT D'ABORDER LE SUJET DES NON-STATIONNARITES D'ORIGINE ANTHROPIQUE, EN UTILISANT TROIS PROCESSUS DE CALAGE GLOBAL. LE PROCESSUS DE CALAGE USUEL DE GR4J EST SATISFAISANT. L'ETUDE DU COMPORTEMENT NON-STATIONNAIRE DES PROCESSUS HYDROLOGIQUES CAUSE PAR DES ACTIONS ANTHROPIQUES CONCERNE LE TEST DU MODELE DANS DES CONDITIONS DE STATIONNARITE DU BASSIN VERSANT EN TERMES D'OCCUPATION DES SOLS ET EN TERMES DE NON-STATIONNARITES INDUITES PAR L'INTERVENTION HUMAINE. ON ETUDIE LES CAS DE QUATRE BASSINS CONSIDERES COMME STATIONNAIRES, UN BASSIN SOUMIS AU DRAINAGE AGRICOLE ET UN BASSIN DONT LA COUVERTURE VEGETALE A ETE DETRUITE PAR UN INCENDIE. ON PEUT CONCLURE QUE LE DRAINAGE AGRICOLE, DANS LE CAS ETUDIE, NE PRODUIT PAS DE CHANGEMENTS SIGNIFICATIFS SUR LA RELATION PLUIE-DEBIT. LES QUATRE AUTRES BASSINS PRESENTENT DES COMPORTEMENTS NON-STATIONNAIRES. DONC, DANS LE CAS DE L'INCENDIE, ON NE PEUT PAS ATTRIBUER A LA DISPARITION DE LA COUVERTURE VEGETALE LES CHANGEMENTS DETECTES DANS LA RELATION PLUIE-DEBIT
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La connaissance des débits de crue reste un axe de recherche important en hydrologie pour la conception des aménagements des cours d’eau, le dimensionnement des ouvrages de franchissement et la protection des zones urbaines. L’équipe de recherche en hydrologie du Cemagref d’Aix-en-Provence a réalisée le développement d’une approche par simulation de scénarios de crue, basée sur le couplage d’un générateur de chroniques de pluies horaires et d’un modèle de transformation de la pluie en débit. Cette approche, appliquée à l’échelle du kilomètre carré (simulation ponctuelle de chronique de pluies et modélisation hydrologique sur petit bassin versant) permet la génération de multiples chroniques de pluies et de débits d’où l’on extrait des distributions de fréquences de leurs caractéristiques (pluie et débit maximums de différentes durées). Une fois régionalisée, l’approche fournit une cartographie de l’aléa pluvial et débimétrique à l’échelle de la France. Les débits à l’éxutoire d’un bassin versant sont alors estimés par une règle d’agglomération des débits aux différents pixels qui constituent le bassin versant, prenant en compte l’abattement statistique de la pluie sur le bassin et l’abattement hydraulique dans le réseau de drainage. C’est le principe de la méthode SHYREG. Le développement opérationnel a fait appel à des hypothèses successives de simplifications qui ont été revues dans ce travail de thèse. L’objectif était donc d’apporter des améliorations dans la modélisation pluie-débit utilisée afin de répondre aux problèmes suivants : quelle est la validité du domaine géographique d’application de la méthode ? quelle est la validité du domaine extrapolation fréquentielle de la méthode ? Les différentes hypothèses dans la méthode ont toutes une interaction les unes avec les autres, ce qui rend leur étude particulièrement difficile. Une hiérarchisation des hypothèses a été faite, en fonction de leur caractère plutôt général (indépendant des bassins versants et soumis à un calage global), ou plutôt local (dépendant du bassin et soumis à un calage local). Dans ce contexte, on traite des points suivants: - L’amélioration de la fonction d’agglomération des débits qui permet de passer du pixel à l’exutoire d’un bassin. La reformulation de cette règle d’abattement a permis d’élargir la gamme de superficie des bassins où la méthode reste applicable. - La prise en compte d’un débit de base dans la modélisation hydrologique des crues a permis d’améliorer les performances en dehors de sa zone de développement (hors bassins méditerranéens). - L’étude de l’équifinalité de certains paramètres a permis de proposer une extrapolation vers les fréquences rares, en fonction de différents critères. Cette approche « multi-critère » est un moyen de faire un choix sur les hypothèses les plus probables d’une méthode dans le cas particulier de l’extrapolation en fréquence, où il existe peu d’information pour valider. Sur l’ensemble de ces points, on s’est appuyé sur un large échantillon de bassins versants regroupant l’ensemble des réponses hydrologiques possibles (bassin à influence méditerranéen, pluvio-nival, remontée de nappe). D’autre part, on dispose de quantiles de débit (pour les fréquences courantes et les fréquences extrêmes) issus de l’application d’autres méthodes que l’on a confronté avec les quantiles SHYREG.
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Le Nord-Ouest Algérien figure parmi les zones les plus sensibles aux variabilités et changements climatiques, dont la baisse de précipitations a été marquée le long du Nord de l'Afrique. Une mise en place du modèle conceptuel semi-distribué SWAT avec une calibration et une validation sur une période de vingt neuf ans (1981-1995 pour la calibration et 1996-2010 pour la validation) est effectuée au niveau du bassin versant de la Tafna. L'utilisation et l'évaluation de la performance des méthodes de correction du biais des modèles climatiques régionaux du projet Cordex-Africa, et leur impact sur l'hydrologie pendant la période de référence a fait l'objet de tout un chapitre afin d'étudier les changements climatiques et leurs impacts sur le cycle hydrologique pendant la période future 2020-2099 au niveau la région étudiée. Les tendances les plus significatives ont été marquées pour les baisses de précipitations tout au long du 21ème siècle. Ces baisses ont influencé toutes les composantes du cycle hydrologique du débit des cours d'eau jusqu'à l'évapotranspiration. Le modèle SWAT nous a permis de représenter à l'échelle temporelle ainsi que spatiale la distribution des différentes composantes hydrologiques, débits des cours d'eau, ruissellement en tout point des sous-bassins versants, les précipitations, l'écoulement latéral, la teneur en eau dans le sol, et l'évapotranspiration pendant la période de référence et les tendances de changements pendant les périodes futures étudiées dans ce travail. Ces résultats nous ont permis de définir l'impact des diminutions des pluies sur ces composantes hydrologiques durant les deux mois traités dans cette étude Janvier et Juillet, ainsi que de constater la distribution, les tendances et les interactions de l'ensemble des mois de l'année. Les composantes hydrologiques (ruissellement, évapotranspiration...etc.) sont impactés par la baisse des pluies durant la période future d'environs -35%, cet impact est visible, pendant les mois humides avec une baisse du débit des cours d'eau et de la teneur en eau dans le sol variant autours de -40% et l'écoulement latéral ainsi que l'évapotranspiration d'environ -30%. Toutefois, la surestimation des pluies sur les projections des RCMs pendant la période estivale a inversé la tendance vers une augmentation des pluies ainsi que les composantes hydrologiques. Afin d'avoir une vue générale sur les résultats des tendances obtenues dans cette étude, nous avons évalué le degré de sécheresse à l'aide d'indices de sécheresse standardisés, en utilisant certaines composantes telles que la pluie, l'évapotranspiration et le ruissellement. Ces indices utilisés nous ont permis d'attribuer une estimation de sécheresse comprise entre modérée à forte à moyen et long terme, pour le bassin versant de la Tafna.
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La densification actuelle de l'urbanisation conduit à un changement d'occupation du sol et du réseau de drainage en zone péri-urbaine. L'écoulement est concentré dans des fossés ou des réseaux d'assainissement et ainsi accéléré. Ces phénomènes peuvent avoir des conséquences importantes pour les nappes et les cours d'eau, comme par exemple l'aggravation des crues et des sécheresses et l'altération de la qualité chimique et/ou biologique du milieu. Sous la pression réglementaire (Directive Cadre Européenne sur l'Eau) et la demande sociale, les gestionnaires sont donc confrontés à des choix complexes en terme d'aménagement. Ainsi, il est nécessaire de mettre au point des méthodes et des modèles capables de quantifier l'impact de l'augmentation de l'urbanisation sur la vulnérabilité des hydro-systèmes péri-urbains. Dans ce travail, nous formulons l'hypothèse qu'une modélisation hydrologique spatialisée continue, prenant explicitement en compte les objets des paysages périurbains (parcelles urbaines, agricoles, forestières, haies,..) et les éléments déterminant les chemins de l'eau (topographie, mais aussi réseaux d'assainissement ou de routes) peut aider à comprendre et hiérarchiser le rôle des différents objets du paysage sur la réponse hydrologique. Pour ce faire, le modèle distribué PUMMA (Peri-Urban Model for landscape Management) adapté aux bassins versants péri-urbains, a été développé dans le cadre de cette thèse. Il consiste en une intégration du modèle existant URBS, décrivant des processus hydrologiques urbains à l'échelle d'une parcelle cadastrale, dans la plate-forme de modélisation LIQUID, qui contient déjà des modules représentants des processus hydrologiques en zone rurale. PUMMA a également été complété par de nouveaux modules simulant les déversoirs d'orage, les bassins de rétention et le transfert du ruissellement de surface. Le modèle suit une approche orientée objet dans laquelle le paysage est divisé en mailles irrégualières, correspondant aux parcelles cadastrales en zone urbaine et aux unités de réponse hydrologiques (HRUs) en zone rurale. Afin de pouvoir appliquer le modèle à l'échelle d'un bassin versant, des méthodes automatiques pour la préparation des données géographiques ont été mises au point. De plus, une méthode a été développée pour déterminer les contours de bassins versants péri-urbains, en distinguant les surfaces contributives de temps sec et humide. Le modèle a été appliqué au bassin versant de la Chaudanne, un sous-bassin de l'Yzeron, situé en zone péri-urbaine lyonnaise pour deux années en conditions contrastées (sèche et humide). Les paramètres du modèle ont été spécifiés à partir des observations disponibles et des données de la littérature. Les résultats montrent un comportement du modèle réaliste et une aptitude à représenter les comportements différents en période sèche et humide, en lien avec des degrés de saturation des sols différents, même si les pics de débits d'été sont en général surestimés. Différents tests de sensibilité sur certains processus/paramètres montrent l'importance des processus urbains sur la réponse hydrologique du bassin, comme en particulier la génération de ruissellement de surface par les surfaces imperméables et naturelles urbaines, le drainage de l'eau du sol par les réseaux d'assainissement et les connexions entre les îlots urbains et le réseau hydrographique naturel et artificiel. L'épaisseur des sols et la conductivité hydraulique à saturation latérale jouent aussi un rôle important sur la dynamique du débit de base. Nous montrons aussi le potentiel du modèle pour tester différents scenarii d'aménagement ou de gestion des eaux pluviales.
Author: Denis Ruelland Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages :
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Pour répondre aux enjeux de la gestion des ressources en eau, les sciences hydrologiques se doivent de développer des outils qui permettent de prévoir l'effet des contraintes (climat, occupation du sol, politique d'assainissement) sur les variables hydrologiques (débits, qualité de l'eau). Comme la gestion de l'eau se conçoit nécessairement à l'échelle des bassins versants de dimension régionale, c'est à ces mêmes échelles que ces outils doivent être développés, tout en prenant en compte de manière explicite l'hétérogénéité spatiale et la variabilité temporelle des phénomènes impliqués. Cette question est appréhendée à travers une synthèse d'expériences de modélisation d'hydrosystèmes, qui permet de proposer des méthodes et des techniques d'intégration de l'information géographique pour aboutir à une utilisation cohérente en termes hydrologiques. Le propos est illustré d'exemples d'applications dans différents contextes géographiques et à des niveaux d'échelles variés : (i) modélisation du transfert des apports ponctuels et diffus dans un grand bassin anthropisé en milieu tempéré (bassin de la Seine, France) ; (ii) modélisation du transfert des pollutions agricoles dans un bassin rural en milieu tempéré (bassin de la Moine, France) ; (iii) modélisation de la relation pluie-débit sur un grand bassin soudano-sahélien (bassin du Bani, Mali). Ces expériences s'accompagnent de réflexions sur les spécificités de telles approches, les exigences de leur mise en œuvre et les changements de paradigmes qu'elles peuvent entraîner dans les recherches sur les hydrosystèmes
Author: Sophie Voirin-Morel
Author: Sophie Voirin-Morel
Author: Florence Habets
Author: Youen Grusson
Author: Firas Saleh
Author: CATHERINE.. GOLAZ-CAVAZZI
Author: NILO.. OLIVEIRA NASCIMENTO
Author: Yoann Aubert
Author: Amina Mami
Author: Sonja Jankowfsky
Author: Denis Ruelland