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Hydrologie quantitative
6.3 Un point de vue pragmatique
fonctionnelle
l'approche
6.3.1 Les defts de la modelisation hydrologique
Les deux exemples precedents, au-dela de l'illustration de la mise en ceuvre
de modelisations des processus pluie-debit a echelle fine, revelent les limites
des modeles dits «fondes sur les lois de la physique». La principale difficulte
en modelisation pluie-debit ne reside pas tant dans la modelisation numerique
des processus elementaires, meme si celle-ci n'est pas sans poser quelques difficultes (notamment lorsqu'il s'agit de reproduire Ie comportement des milieux
non satures), mais dans la mesure et la prise en compte de l'heterogeneite des
milieux qui en conditionne la reponse. Idealement, on aimerait pouvoir deriver
les relations pluie-debit a echelle plus large de la relation de Richards et d'une
description fine des milieux modelises et de leurs heterogeneites : ce que l'on
appelle « parametriser» dans d'autres disciplines.
Mais les sols et Ie sous-sol sont des milieux trop complexes et pour Ie moment
trop mal decrits du point de vue hydrodynamique. Les cas de figures rencontres
sont trop variables. Et les modeles numeriques que l'on peut construire, directement fondes sur l'agregation de resolutions des equations de Richards par
sous-domaines homogenes, reposent sur des representations des milieux trop
simplifiees, continues et homogenes pour etre appliques a des domaines aussi
etendus que des versants naturels et des bassins versants. Ce type de modeles
peut etre utile pour guider l'interpretation de mesures effectuees sur des portions de versants de dimension limitee ou tester des hypotheses hydrologiques,
comme cela a ete illustre ci-dessus. Mais il ne peut guere guider la parametrisation des modeles pluie-debit pour des applications a plus large echelle.
La parametrisation des modeles pluie-debit a vocation operationnelle, appliques a des bassins versants, releve donc inevitablement de l'empirisme 7.
Le choix des relations entre les variables de for<;age (pluie, ETP) et les variables modelisees 8 peut reposer plus ou moins fortement sur des a priori ou
des concepts, comme l'analogie entre Ie comportement hydrologique d'un bassin versant et celui d'une cascade de reservoirs. Selon les ecoles et la part plus
7. II est important de lever ici toute ambiguYte sur les termes. Empirisme et «it bases
physiques» ne s'opposent pas. Tout modele est fonde sur l'experience en physique et est
donc fondamentalement empirique. Le modele de Darcy a ete etabli empiriquement. Les parametres du modele peuvent difficilement etre determines sur la seule connaissance de la
texture, de la stucture ou de la composition chimique du materiau. lis sont Ie plus souvent deduits d'experiences d'infiltrometrie : donc empiriquement par calage. II n'en va pas
autrement d'un modele parametrique de type reservoir qui doit etre cale it partir de series
d'observations pluviometriques et debitmetriques sur Ie bassin versant considere. II serait
evidemment satisfaisant de pouvoir relier les modeles etablis aux differentes echelles...
8. Nous no us limitons dans cet ouvrage essentiellement aux debits, mais certains modeles hydrologiques affichent aussi l'ambition de simuler les concentrations en matieres en
suspension ou substances polluantes.
Hydrologie quantitative
6.3 Un point de vue pragmatique
fonctionnelle
l'approche
6.3.1 Les defts de la modelisation hydrologique
Les deux exemples precedents, au-dela de l'illustration de la mise en ceuvre
de modelisations des processus pluie-debit a echelle fine, revelent les limites
des modeles dits «fondes sur les lois de la physique». La principale difficulte
en modelisation pluie-debit ne reside pas tant dans la modelisation numerique
des processus elementaires, meme si celle-ci n'est pas sans poser quelques difficultes (notamment lorsqu'il s'agit de reproduire Ie comportement des milieux
non satures), mais dans la mesure et la prise en compte de l'heterogeneite des
milieux qui en conditionne la reponse. Idealement, on aimerait pouvoir deriver
les relations pluie-debit a echelle plus large de la relation de Richards et d'une
description fine des milieux modelises et de leurs heterogeneites : ce que l'on
appelle « parametriser» dans d'autres disciplines.
Mais les sols et Ie sous-sol sont des milieux trop complexes et pour Ie moment
trop mal decrits du point de vue hydrodynamique. Les cas de figures rencontres
sont trop variables. Et les modeles numeriques que l'on peut construire, directement fondes sur l'agregation de resolutions des equations de Richards par
sous-domaines homogenes, reposent sur des representations des milieux trop
simplifiees, continues et homogenes pour etre appliques a des domaines aussi
etendus que des versants naturels et des bassins versants. Ce type de modeles
peut etre utile pour guider l'interpretation de mesures effectuees sur des portions de versants de dimension limitee ou tester des hypotheses hydrologiques,
comme cela a ete illustre ci-dessus. Mais il ne peut guere guider la parametrisation des modeles pluie-debit pour des applications a plus large echelle.
La parametrisation des modeles pluie-debit a vocation operationnelle, appliques a des bassins versants, releve donc inevitablement de l'empirisme 7.
Le choix des relations entre les variables de for<;age (pluie, ETP) et les variables modelisees 8 peut reposer plus ou moins fortement sur des a priori ou
des concepts, comme l'analogie entre Ie comportement hydrologique d'un bassin versant et celui d'une cascade de reservoirs. Selon les ecoles et la part plus
7. II est important de lever ici toute ambiguYte sur les termes. Empirisme et «it bases
physiques» ne s'opposent pas. Tout modele est fonde sur l'experience en physique et est
donc fondamentalement empirique. Le modele de Darcy a ete etabli empiriquement. Les parametres du modele peuvent difficilement etre determines sur la seule connaissance de la
texture, de la stucture ou de la composition chimique du materiau. lis sont Ie plus souvent deduits d'experiences d'infiltrometrie : donc empiriquement par calage. II n'en va pas
autrement d'un modele parametrique de type reservoir qui doit etre cale it partir de series
d'observations pluviometriques et debitmetriques sur Ie bassin versant considere. II serait
evidemment satisfaisant de pouvoir relier les modeles etablis aux differentes echelles...
8. Nous no us limitons dans cet ouvrage essentiellement aux debits, mais certains modeles hydrologiques affichent aussi l'ambition de simuler les concentrations en matieres en
suspension ou substances polluantes.