326
Hydrologie quantitative
6.9 Retour d'experience sur l'utilisation des modeles hydrologiques
6.9.1 Merites compares des modeles distribues et des modeles globaux
Si l'objectif est de simuler l'evolution d'une variable de sortie - typiquement
Ie debit a l'exutoire d'un bassin versant - en fonction de variables de for<;age
pour effectuer des previsions ou reconstituer des chroniques synthetiques en
vue de dimensionner un ouvrage (cf. etude de cas proposee en annexe), un modele global est adapte, sous reserve qu'il ait He cale avec soin. C'est l'outi! par
excellence des ingenieurs hydrologues 45. Ce type de modele presente l'avantage d'etre plus simple a mettre en CBuvre, plus facile a caler et necessite peu
d'informations sur Ie bassin versant. Du fait de leur facilite d'utilisation, de la
possibilite de les coupler simplement avec des algorithmes de calage ou de mise
a jour automatique, les modeles globaux presentent des performances souvent
superieures aux modeles distribues 46. C'est ce qu'illustre Ie tableau 6.1 47.
En revanche, si l'objectif est de simuler l'evolution des debits en differents
points d'un bassin versant [394], de prevoir la distribution spatiale de variables
d'etat (niveau de nappe ou humidite des sols) ou de sortie (ETR) 48 ou bien
encore de predire les differences entre les reponses hydrologiques de sous-parties
du bassin versant, une approche distribuee s'impose. II faut cependant garder a
l'esprit que Ie nombre de parametres des modeles distribues que l'on s'autorise
a caler doit etre limite. Moyennant un calage bien mene, ces modeles peuvent
avoir des performances comparables a celles des modeles globaux en differents
points jauges du bassin versant (Modele HL-RMS dans Ie tableau 6.1). Mais
45. Le model MORDOR utilise par exemple par EDF pour la prevision des debits et de
la fonte de neige en amont des barrages hydro-electriques est un modele global ainsi que Ie
modele utilise pour les previsions operationnelles par l'US National Weather Service.
46. Des modeles distribues peuvent cependant s'averer plus performants dans Ie cas OU les
crues sont generees par des pluies spatialement tres heterogenes ou quand Ie transfert dans
Ie reseau hydrographique joue un role determinant : cas des bassins versants de quelques
milliers de kilometres carres voire de quelques centaines de kilometres carres en region mediterraneenne [384, 363, 289] et des bassins versants urbains.
47. Le tableau 6.1 est issu d'un large programme de comparaison de modeles pluie-debit. Ce
programme a ete conduit de maniere tres rigoureuse. Chaque equipe ayant mis en ceuvre son
propre modele et ayant eu it cceur de demontrer ses qualites, on peut penser que ces resultats
sont tres representatifs des performances des differents types de modeles. Le modele global
est celui qui avec, mais aussi sans calage, conduit aux meilleurs resultats, mesures it l'aune du
ciassique critere de Nash. L'experience des utilisateurs permet semble-t-il un choix a priori
assez judicieux des parametres. Le modele HL-RMS est un modele operationnel distribue
simple, qui contient les memes formulations que Ie modele global. La seule difference est que
Ie bassin versant y est decoupe en mailles elementaires de 16 km 2 • La distribution spatiale de
la pluie peut donc etre prise en compte. Les autres modeles conceptuels-distribues du meme
type ont des performances similaires : c'est essentiellement l'experience du modelisateur qui
fait la difference. Les modeles dits it base physique, comme Ie modele SWAT ou Ie SHE
viennent loin derriere, meme apres calage.
48. Objectifs du modele ISBA de Meteo France.
Hydrologie quantitative
6.9 Retour d'experience sur l'utilisation des modeles hydrologiques
6.9.1 Merites compares des modeles distribues et des modeles globaux
Si l'objectif est de simuler l'evolution d'une variable de sortie - typiquement
Ie debit a l'exutoire d'un bassin versant - en fonction de variables de for<;age
pour effectuer des previsions ou reconstituer des chroniques synthetiques en
vue de dimensionner un ouvrage (cf. etude de cas proposee en annexe), un modele global est adapte, sous reserve qu'il ait He cale avec soin. C'est l'outi! par
excellence des ingenieurs hydrologues 45. Ce type de modele presente l'avantage d'etre plus simple a mettre en CBuvre, plus facile a caler et necessite peu
d'informations sur Ie bassin versant. Du fait de leur facilite d'utilisation, de la
possibilite de les coupler simplement avec des algorithmes de calage ou de mise
a jour automatique, les modeles globaux presentent des performances souvent
superieures aux modeles distribues 46. C'est ce qu'illustre Ie tableau 6.1 47.
En revanche, si l'objectif est de simuler l'evolution des debits en differents
points d'un bassin versant [394], de prevoir la distribution spatiale de variables
d'etat (niveau de nappe ou humidite des sols) ou de sortie (ETR) 48 ou bien
encore de predire les differences entre les reponses hydrologiques de sous-parties
du bassin versant, une approche distribuee s'impose. II faut cependant garder a
l'esprit que Ie nombre de parametres des modeles distribues que l'on s'autorise
a caler doit etre limite. Moyennant un calage bien mene, ces modeles peuvent
avoir des performances comparables a celles des modeles globaux en differents
points jauges du bassin versant (Modele HL-RMS dans Ie tableau 6.1). Mais
45. Le model MORDOR utilise par exemple par EDF pour la prevision des debits et de
la fonte de neige en amont des barrages hydro-electriques est un modele global ainsi que Ie
modele utilise pour les previsions operationnelles par l'US National Weather Service.
46. Des modeles distribues peuvent cependant s'averer plus performants dans Ie cas OU les
crues sont generees par des pluies spatialement tres heterogenes ou quand Ie transfert dans
Ie reseau hydrographique joue un role determinant : cas des bassins versants de quelques
milliers de kilometres carres voire de quelques centaines de kilometres carres en region mediterraneenne [384, 363, 289] et des bassins versants urbains.
47. Le tableau 6.1 est issu d'un large programme de comparaison de modeles pluie-debit. Ce
programme a ete conduit de maniere tres rigoureuse. Chaque equipe ayant mis en ceuvre son
propre modele et ayant eu it cceur de demontrer ses qualites, on peut penser que ces resultats
sont tres representatifs des performances des differents types de modeles. Le modele global
est celui qui avec, mais aussi sans calage, conduit aux meilleurs resultats, mesures it l'aune du
ciassique critere de Nash. L'experience des utilisateurs permet semble-t-il un choix a priori
assez judicieux des parametres. Le modele HL-RMS est un modele operationnel distribue
simple, qui contient les memes formulations que Ie modele global. La seule difference est que
Ie bassin versant y est decoupe en mailles elementaires de 16 km 2 • La distribution spatiale de
la pluie peut donc etre prise en compte. Les autres modeles conceptuels-distribues du meme
type ont des performances similaires : c'est essentiellement l'experience du modelisateur qui
fait la difference. Les modeles dits it base physique, comme Ie modele SWAT ou Ie SHE
viennent loin derriere, meme apres calage.
48. Objectifs du modele ISBA de Meteo France.