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Hydrologie quantitative
Les modeles evi'mementiels doivent etre initialises pour tenir compte de l'influence de l'anteriorite pluviometrique. Cette initialisation peut etre fondee sur
les seules variables climatiques (relation entre la valeur du parametre ou de la
variable d'etat et un indice des pluies anterieures : cas du modele du SCS-CN
par exemple) ou sur les debits observes (relation entre l'indice moyen de saturation des sols et Ie debit dans Ie cas de Topmodel).
Les modeles continus n'ont pas besoin d'etre reellement initialises, en revanche ils necessitent une periode de mise en route ou de « chauffe » afin que
les resultats des simulations ne soient pas affectes par Ie choix necessairement
arbitraire des valeurs initiales de leurs variables d'etat. Les simulations sont
initiees dans une periode precedant la periode d'interet it partir des donnees
observees des forc;ages climatiques. La longueur de cette periode de chauffe depend de l'inertie du modele et donc de la valeur des parametres. On choisit
souvent une periode d'un an pour des modeles hydrologiques it pas de temps
journalier, correspondant it un cycle hydrologique complet.
Lorsqu'ils sont utilises pour effectuer des previsions, les modeles hydrologiques sont souvent couples it des algorithmes de mises it jour automatiques tenant compte des ecarts entre les previsions passees et les observations: modeles
regressifs de prevision des erreurs futures en fonction de previsions constatees
sur Ie passe, optimisation non lineaire de certaines des variables d'etat ou de
certains des parametres du modele pour s'ajuster au mieux aux observations
recentes [50]. Ces aspects sont developpes aux chapitres 9 et 10.
6.8.2.4 Incertitudes
Le chapitre 2 a permis de rappeler que les donnees hydrometriques sont
incertaines. Ces incertitudes d'estimation des pluies et des debits affectent et
contraignent fortement Ie calage, les simulations et les previsions effectuees avec
les modeles hydrologiques comme l'illustre la figure 6.29.
L'incertitude d'estimation de la lame d'eau moyenne sur Ie bassin versant
permet d'expliquer les ecarts entre les debits simules par un modele global et
observes dans Ie cas d'un petit bassin versant. C'est un facteur majeur limitant les performances des modeles hydrologiques et fixant un niveau maximal
de precision des simulations pour Ie moment indepassable. Le cas des bassins
versants de plus grande extension spatiale est plus complexe : Ie second episode
de crue de la Loire it Bas-en-Basset (figure 6.29) est lie it une pluie tres heterogene spatialement ce dont n'a pu tenir compte Ie modele global retenu. Dans
ce cas precis, un modele hydrologique distribue aurait pu simuler une crue plus
proche de la crue observee 43.
43. Du fait de la non-linearite de la reponse pluie-debit, un episode de pluie concentre sur
une sous-partie d'un bassin versant provoque generalement une reponse beaucoup forte qu'un
episode de meme volume distribue de maniere homogene sur Ie bassin.
Hydrologie quantitative
Les modeles evi'mementiels doivent etre initialises pour tenir compte de l'influence de l'anteriorite pluviometrique. Cette initialisation peut etre fondee sur
les seules variables climatiques (relation entre la valeur du parametre ou de la
variable d'etat et un indice des pluies anterieures : cas du modele du SCS-CN
par exemple) ou sur les debits observes (relation entre l'indice moyen de saturation des sols et Ie debit dans Ie cas de Topmodel).
Les modeles continus n'ont pas besoin d'etre reellement initialises, en revanche ils necessitent une periode de mise en route ou de « chauffe » afin que
les resultats des simulations ne soient pas affectes par Ie choix necessairement
arbitraire des valeurs initiales de leurs variables d'etat. Les simulations sont
initiees dans une periode precedant la periode d'interet it partir des donnees
observees des forc;ages climatiques. La longueur de cette periode de chauffe depend de l'inertie du modele et donc de la valeur des parametres. On choisit
souvent une periode d'un an pour des modeles hydrologiques it pas de temps
journalier, correspondant it un cycle hydrologique complet.
Lorsqu'ils sont utilises pour effectuer des previsions, les modeles hydrologiques sont souvent couples it des algorithmes de mises it jour automatiques tenant compte des ecarts entre les previsions passees et les observations: modeles
regressifs de prevision des erreurs futures en fonction de previsions constatees
sur Ie passe, optimisation non lineaire de certaines des variables d'etat ou de
certains des parametres du modele pour s'ajuster au mieux aux observations
recentes [50]. Ces aspects sont developpes aux chapitres 9 et 10.
6.8.2.4 Incertitudes
Le chapitre 2 a permis de rappeler que les donnees hydrometriques sont
incertaines. Ces incertitudes d'estimation des pluies et des debits affectent et
contraignent fortement Ie calage, les simulations et les previsions effectuees avec
les modeles hydrologiques comme l'illustre la figure 6.29.
L'incertitude d'estimation de la lame d'eau moyenne sur Ie bassin versant
permet d'expliquer les ecarts entre les debits simules par un modele global et
observes dans Ie cas d'un petit bassin versant. C'est un facteur majeur limitant les performances des modeles hydrologiques et fixant un niveau maximal
de precision des simulations pour Ie moment indepassable. Le cas des bassins
versants de plus grande extension spatiale est plus complexe : Ie second episode
de crue de la Loire it Bas-en-Basset (figure 6.29) est lie it une pluie tres heterogene spatialement ce dont n'a pu tenir compte Ie modele global retenu. Dans
ce cas precis, un modele hydrologique distribue aurait pu simuler une crue plus
proche de la crue observee 43.
43. Du fait de la non-linearite de la reponse pluie-debit, un episode de pluie concentre sur
une sous-partie d'un bassin versant provoque generalement une reponse beaucoup forte qu'un
episode de meme volume distribue de maniere homogene sur Ie bassin.