Télédétection et ressources en eau/Remote sensing and water resources
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Cependant, les concepts de production et de transfert, d’une part dépendent de l’échelle
d’application, et d’autre part tendent à désynchroniser des processus concomitants. Aussi est-on
naturellement conduit à envisager la modélisation « physique » des écoulements de surface.
Modèles physiques
Le modèle Kineros (Woolhiser et al., 1990) permet un transfert synchrone des excès d’infiltration
locaux qui sont calculés en fonction des précipitations et du degré de saturation du sol, mais
également en fonction des ruissellements amont, si bien que l’eau peut continuer de s’infiltrer
lorsque la pluie cesse. L’infiltration est calculée suivant le modèle de Smith et Parlange (1978);
partant des équations de Richards, ils obtiennent une formulation analytique de la capacité
d’infiltration qui n’implique que deux paramètres que l’on peut soit calculer à partir des
propriétés du sol, soit calibrer par des mesures d’infiltration. Cette formulation permet ainsi
d’introduire simplement l’effet de l’humidité des sols dans une approche distribuée, mais
n’échappe cependant pas au manque de réalisme d’une représentation des écoulements en nappe
(Gineste, partie I).
Aussi, si l’on ajoute le facteur de friction, trois paramètres spatialisés semblent suffire pour
décrire le ruissellement auquel s’ajoute bien entendu la topographie. Certes un peu simpliste, cette
présentation souligne cependant le moindre degré de complexité lorsque les processus sont
essentiellement contrôlés par la surface des sols. Peut-on alors obtenir ces paramètres par
télédétection ? Existe-t-il une combinaison de luminances spectrales susceptible d’être corrélée
avec les valeurs des paramètres issues de larges infiltromètres (dont la taille souhaitable serait
celle du pixel) ? Pourra-t-on relier la rugosité effective perçue par le satellite à la rugosité
hydrodynamique du sol ?
Modélisation des bassins humides
La modélisation du fonctionnement hydrologique des bassins des régions humides à tempérées
présente une difficulté particulièrement importante qui se retrouve au niveau de l’utilisation
éventuelle des humidités radar : l’essentiel des transferts rapides s’effectue non plus à la surface
des sols mais dans le sol lui-même alors qu’il n’est guère possible de connaître ses
caractéristiques hydrodynamiques à l’échelle d’un bassin et que les humidités radar ne concernent
par ailleurs que les couches superficielles.
Aussi, la modélisation physique n’est-elle pas envisagée ici. Le lien entre l’humidité
superficielle d’un sol et le comportement hydrologique du profil de sol sous-jacent n’est en effet
pas évident, et les modèles physiques n’ont, semble-t-il, pas grand chose à apporter par rapport
aux simplifications théoriques de TOPMODEL dans la mesure où le facteur sol reste largement
inconnu.
Modèles conceptuels
Les approches conceptuelles globales apparaissent comme une solution pragmatique pour prendre
en compte l’effet de l’humidité du bassin sur sa réponse hydrologique (Loumagne et al., 1991).
Un travail actuellement en cours au CEMAGREF doit contribuer à l’amélioration de la prévision
des débits du modèle GR4J qui a été adapté pour permettre l’intégration des données télédétectées
(Chkir, 1994) par l’introduction d’un réservoir superficiel selon un schéma de Deardorff (1978).
Seule une indication sur l’humidité moyenne du bassin est nécessaire; une amélioration sensible
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Cependant, les concepts de production et de transfert, d’une part dépendent de l’échelle
d’application, et d’autre part tendent à désynchroniser des processus concomitants. Aussi est-on
naturellement conduit à envisager la modélisation « physique » des écoulements de surface.
Modèles physiques
Le modèle Kineros (Woolhiser et al., 1990) permet un transfert synchrone des excès d’infiltration
locaux qui sont calculés en fonction des précipitations et du degré de saturation du sol, mais
également en fonction des ruissellements amont, si bien que l’eau peut continuer de s’infiltrer
lorsque la pluie cesse. L’infiltration est calculée suivant le modèle de Smith et Parlange (1978);
partant des équations de Richards, ils obtiennent une formulation analytique de la capacité
d’infiltration qui n’implique que deux paramètres que l’on peut soit calculer à partir des
propriétés du sol, soit calibrer par des mesures d’infiltration. Cette formulation permet ainsi
d’introduire simplement l’effet de l’humidité des sols dans une approche distribuée, mais
n’échappe cependant pas au manque de réalisme d’une représentation des écoulements en nappe
(Gineste, partie I).
Aussi, si l’on ajoute le facteur de friction, trois paramètres spatialisés semblent suffire pour
décrire le ruissellement auquel s’ajoute bien entendu la topographie. Certes un peu simpliste, cette
présentation souligne cependant le moindre degré de complexité lorsque les processus sont
essentiellement contrôlés par la surface des sols. Peut-on alors obtenir ces paramètres par
télédétection ? Existe-t-il une combinaison de luminances spectrales susceptible d’être corrélée
avec les valeurs des paramètres issues de larges infiltromètres (dont la taille souhaitable serait
celle du pixel) ? Pourra-t-on relier la rugosité effective perçue par le satellite à la rugosité
hydrodynamique du sol ?
Modélisation des bassins humides
La modélisation du fonctionnement hydrologique des bassins des régions humides à tempérées
présente une difficulté particulièrement importante qui se retrouve au niveau de l’utilisation
éventuelle des humidités radar : l’essentiel des transferts rapides s’effectue non plus à la surface
des sols mais dans le sol lui-même alors qu’il n’est guère possible de connaître ses
caractéristiques hydrodynamiques à l’échelle d’un bassin et que les humidités radar ne concernent
par ailleurs que les couches superficielles.
Aussi, la modélisation physique n’est-elle pas envisagée ici. Le lien entre l’humidité
superficielle d’un sol et le comportement hydrologique du profil de sol sous-jacent n’est en effet
pas évident, et les modèles physiques n’ont, semble-t-il, pas grand chose à apporter par rapport
aux simplifications théoriques de TOPMODEL dans la mesure où le facteur sol reste largement
inconnu.
Modèles conceptuels
Les approches conceptuelles globales apparaissent comme une solution pragmatique pour prendre
en compte l’effet de l’humidité du bassin sur sa réponse hydrologique (Loumagne et al., 1991).
Un travail actuellement en cours au CEMAGREF doit contribuer à l’amélioration de la prévision
des débits du modèle GR4J qui a été adapté pour permettre l’intégration des données télédétectées
(Chkir, 1994) par l’introduction d’un réservoir superficiel selon un schéma de Deardorff (1978).
Seule une indication sur l’humidité moyenne du bassin est nécessaire; une amélioration sensible