Session 3 : Une application du modèle GRASS/ANSWERS
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TABLEAU 3
Valeurs moyennes et écarts-type des principaux paramètres hydrologiques
Paramètres
Tm en mn
Tb en mn
Tr en mn
Qm en m
3 /s
Le en mm
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy. e.-t.
Observé
107
39
385
89
143
35
20
19
2,3
3,5
Simulé
169
51
480
58
198
48
18
13
4,2
6,5
Observé-simulé
- 62
40
- 95
88
- 54
31
2,1
9,7
- 1,6
3,7
moy. : moyenne. e.-t. : écart-type.
DISCUSSION ET CONCLUSION
Le fonctionnement du modèle GRASS/ANSWERS nécessite, dans les conditions topographiques
qui prévalent en Afrique de l’Ouest, un modèle numérique de terrain d’une très grande précision.
Cela implique des relevés de terrain longs et coûteux dont la mise en oeuvre est rarement
réalisable dans la zone d’étude. En revanche, l’utilisation de la télédétection permet de rendre
compte des caractéristiques topographiques, pédologiques et agricoles des paysages de ces
régions (Puech 1994).
La précision des lames écoulées simulées est suffisante pour évaluer les composantes du cycle
de l’eau à l’échelle du bassin versant de Ndiba mais, dans la plupart des cas, la distorsion des
hydrogrammes simulés est trop forte pour permettre une estimation précise des pointes de crue.
Compte tenu de la nécessité de caler les paramètres DF, P, RC et N 1 , le modèle hydrologique ne
peut être appliqué sur des bassins versants non jaugés sans prendre un risque important. La
valeur du coefficient de rugosité (N 1 ) influence fortement le résultat des calculs (Huggins et
Burney 1982).
Au-delà, la prise en compte de l’influence du mode d’occupation du sol sur les écoulements
paraît également limitée. Si le caractère événementiel du modèle ANSWERS permet de limiter
l’influence du couvert végétal à l’interception aérienne de la pluie, la représentation du microrelief utilisée ne permet pas de traduire l’évolution rapide de la surface du sol, particulièrement en
zone sahélienne (Hoogmoed et Stroosnijder 1984)
Une amélioration des résultats de simulation est envisageable s’il est possible d’établir une
liaison entre les paramètres DF, P et N 1 et les critères de définition des états de surface établis,
en zone sahélienne, par Casenave et Valentin (1989). En ce sens, l’utilisation de la relation de
Holtan pour simuler l’infiltration de l’eau à la surface du sol est cohérente avec le comportement
de sols sensibles à l’encroûtement. Cette approche nécessite la reprise des données issues des
nombreux essais d’infiltration sous pluie artificielle réalisés en Afrique de l’Ouest, puis leur
traitement en fonction des paramètres recherchés.
Enfin, la description simplifiée du réseau hydrographique à partir de deux paramètres moyens
(WID et N 2 ) peut expliquer en partie la surestimation des temps de montée. En effet, les ravines
entaillent des versants aux sols ferrugineux sableux dont l’érosion entraîne une forte hétérogénéité
des conditions d’infiltration dans le lit des cours d’eau. D’autre part, le système de pistes
d’exploitation crée un réseau artificiel de collecte des eaux de ruissellement qui diminue d’autant
le temps de réponse du bassin versant.
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TABLEAU 3
Valeurs moyennes et écarts-type des principaux paramètres hydrologiques
Paramètres
Tm en mn
Tb en mn
Tr en mn
Qm en m
3 /s
Le en mm
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy.
e.-t.
moy. e.-t.
Observé
107
39
385
89
143
35
20
19
2,3
3,5
Simulé
169
51
480
58
198
48
18
13
4,2
6,5
Observé-simulé
- 62
40
- 95
88
- 54
31
2,1
9,7
- 1,6
3,7
moy. : moyenne. e.-t. : écart-type.
DISCUSSION ET CONCLUSION
Le fonctionnement du modèle GRASS/ANSWERS nécessite, dans les conditions topographiques
qui prévalent en Afrique de l’Ouest, un modèle numérique de terrain d’une très grande précision.
Cela implique des relevés de terrain longs et coûteux dont la mise en oeuvre est rarement
réalisable dans la zone d’étude. En revanche, l’utilisation de la télédétection permet de rendre
compte des caractéristiques topographiques, pédologiques et agricoles des paysages de ces
régions (Puech 1994).
La précision des lames écoulées simulées est suffisante pour évaluer les composantes du cycle
de l’eau à l’échelle du bassin versant de Ndiba mais, dans la plupart des cas, la distorsion des
hydrogrammes simulés est trop forte pour permettre une estimation précise des pointes de crue.
Compte tenu de la nécessité de caler les paramètres DF, P, RC et N 1 , le modèle hydrologique ne
peut être appliqué sur des bassins versants non jaugés sans prendre un risque important. La
valeur du coefficient de rugosité (N 1 ) influence fortement le résultat des calculs (Huggins et
Burney 1982).
Au-delà, la prise en compte de l’influence du mode d’occupation du sol sur les écoulements
paraît également limitée. Si le caractère événementiel du modèle ANSWERS permet de limiter
l’influence du couvert végétal à l’interception aérienne de la pluie, la représentation du microrelief utilisée ne permet pas de traduire l’évolution rapide de la surface du sol, particulièrement en
zone sahélienne (Hoogmoed et Stroosnijder 1984)
Une amélioration des résultats de simulation est envisageable s’il est possible d’établir une
liaison entre les paramètres DF, P et N 1 et les critères de définition des états de surface établis,
en zone sahélienne, par Casenave et Valentin (1989). En ce sens, l’utilisation de la relation de
Holtan pour simuler l’infiltration de l’eau à la surface du sol est cohérente avec le comportement
de sols sensibles à l’encroûtement. Cette approche nécessite la reprise des données issues des
nombreux essais d’infiltration sous pluie artificielle réalisés en Afrique de l’Ouest, puis leur
traitement en fonction des paramètres recherchés.
Enfin, la description simplifiée du réseau hydrographique à partir de deux paramètres moyens
(WID et N 2 ) peut expliquer en partie la surestimation des temps de montée. En effet, les ravines
entaillent des versants aux sols ferrugineux sableux dont l’érosion entraîne une forte hétérogénéité
des conditions d’infiltration dans le lit des cours d’eau. D’autre part, le système de pistes
d’exploitation crée un réseau artificiel de collecte des eaux de ruissellement qui diminue d’autant
le temps de réponse du bassin versant.