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Vers un modèle intégré de simulation des crues

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Academic year: 2024

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(1)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Quels apports hydrologiques pour les modèles hydrauliques?

Vers un modèle intégré de simulation des crues

Julien Lerat

Université Pierre et Marie Curie

Ecole Doctorale Géosciences et Ressources Naturelles Thèse préparée au Cemagref - Unité HBAN / UMR G-EAU

27 avril 2009

(2)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Plan de la présentation

1 Contexte

2 Echantillon de 50 tronçons de rivières 3 Modèle couplé Hydrologie/hydraulique

4 Construction et évaluation d'un modèle couplé 5 Impact de la spatialisation du modèle hydrologique 6 Conclusions et perspectives

(3)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Plan de la présentation

1 Contexte

2 Echantillon de 50 tronçons de rivières 3 Modèle couplé Hydrologie/hydraulique

4 Construction et évaluation d'un modèle couplé 5 Impact de la spatialisation du modèle hydrologique 6 Conclusions et perspectives

(4)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(5)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(6)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(7)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(8)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(9)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Le risque inondation

Crues en Europe

2002 (Allemangne, Rép.

Tchèque, Autriche) : 17.4 milliards ¿ de dégâts 2007 (G.B.) :

4.3 milliards ¿ de dégâts En France

Concerne une commune sur trois

80% du montant des dommages imputables aux risques naturels

460 millions ¿ par an

(10)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Risque inondation et modélisation hydraulique

Un modèle hydraulique est utilisé pour ...

Calculer l'emprise de la zone inondable

Dimensionner des aménagements de protection

Outil incontournable pour analyser le risque inondation

(11)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Risque inondation et modélisation hydraulique

400 m

©MEEDDAT - IGN

UPMC La Seine

Un modèle hydraulique est utilisé pour ...

Calculer l'emprise de la zone inondable

Dimensionner des aménagements de protection

Outil incontournable pour analyser le risque inondation

(12)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Risque inondation et modélisation hydraulique

400 m

©MEEDDAT - IGN

UPMC La Seine

Un modèle hydraulique est utilisé pour ...

Calculer l'emprise de la zone inondable

Dimensionner des aménagements de protection

Outil incontournable pour analyser le risque inondation

(13)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Risque inondation et modélisation hydraulique

400 m

©MEEDDAT - IGN

UPMC La Seine

Le Rhin

Habitat

Digue

Un modèle hydraulique est utilisé pour ...

Calculer l'emprise de la zone inondable

Dimensionner des aménagements de protection

Outil incontournable pour analyser le risque inondation

(14)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Risque inondation et modélisation hydraulique

400 m

©MEEDDAT - IGN

UPMC La Seine

Le Rhin

Habitat

Digue

Un modèle hydraulique est utilisé pour ...

Calculer l'emprise de la zone inondable

Dimensionner des aménagements de protection

Outil incontournable pour analyser le risque inondation

(15)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(16)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(17)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

Le Serein

20 km

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(18)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

Station de Bierre-lès-Semur Bassin versant

Amont

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(19)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

Bassin versant

Intermédiaire Résolution des

équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(20)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

Bassin versant Intermédiaire

10−12−99 20−12−99 30−12−99 09−01−00 19−01−00 0

20 40 60 80 100 120

Débit (m3/s)

Débit amont Débit aval

Apports latéraux 112 hm3

Apports amont 29 hm3

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(21)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

Bassin versant Intermédiaire

?

? ?

?

?

10−12−99 20−12−99 30−12−99 09−01−00 19−01−00 0

20 40 60 80 100 120

Débit (m3/s)

Débit amont Débit aval

Apports latéraux 112 hm3

Apports amont 29 hm3

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(22)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Construction d'un modèle hydraulique sur un tronçon de rivière

LeSerein

?

? ?

?

?

10−12−99 20−12−99 30−12−99 09−01−00 19−01−00 0

20 40 60 80 100 120

Débit (m3/s)

Débit amont Débit aval

Apports latéraux 112 hm3

Apports amont 29 hm3

Résolution des équations de Saint-Venant Topographie Apports amont Apports latéraux

Importants Pas de mesure Données de pluie Estimation des apports avec un modèle hydrologique

(23)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Bassin versant topographique

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(24)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Amont Apport latéral

Apport amont Tronçon

de rivière

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(25)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Amont Apport latéral

Apport amont Tronçon

de rivière

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(26)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Amont

?

Modele Hydrologique

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(27)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Amont

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(28)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Etat de l'art sur le couplage hydrologie/hydraulique

Aval

Amont

The most adequate model (...) is not always the one which explicitly uses all the eld data which the selected code

Modèles hydrologiques développés pour des bassins versants ...

... pas des tronçons de rivières

Manque d'élements méthodologiques concernant

la stratégie de couplage

le choix du modèle hydrologique Modèles testés sur un nombre limité de bassins

(29)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Objectifs général de la thèse

Estimation des apports latéraux sur un tronçon de rivière à l'aide d'un modèle couplé hydrologie/hydraulique

Questions abordées

Quelle démarche pour construire un modèle couplé performant et robuste ?

Quelle niveau de complexité doit-on retenir pour le modèle hydrologique ?

(30)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Objectifs général de la thèse

Estimation des apports latéraux sur un tronçon de rivière à l'aide d'un modèle couplé hydrologie/hydraulique

Questions abordées

Quelle démarche pour construire un modèle couplé performant et robuste ?

Quelle niveau de complexité doit-on retenir pour le modèle hydrologique ?

(31)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Objectifs général de la thèse

Estimation des apports latéraux sur un tronçon de rivière à l'aide d'un modèle couplé hydrologie/hydraulique

Questions abordées

Quelle démarche pour construire un modèle couplé performant et robuste ?

Quelle niveau de complexité doit-on retenir pour le modèle hydrologique ?

(32)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Objectifs général de la thèse

Estimation des apports latéraux sur un tronçon de rivière à l'aide d'un modèle couplé hydrologie/hydraulique

Questions abordées

Quelle démarche pour construire un modèle couplé performant et robuste ?

Quelle niveau de complexité doit-on retenir pour le modèle hydrologique ?

(33)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Plan de la présentation

1 Contexte

2 Echantillon de 50 tronçons de rivières 3 Modèle couplé Hydrologie/hydraulique

4 Construction et évaluation d'un modèle couplé 5 Impact de la spatialisation du modèle hydrologique 6 Conclusions et perspectives

(34)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Un échantillon de 50 tronçons de rivière

Min. Mediane Max.

Longueur (km) 15 85 370

Surface Aval (km2) 130 1960 9390 Pluie moyenne (mm/an) 660 920 1400

Débit Aval (mm/an) 160 370 1230

Débit Am. / Débit Av. (%) 1 15 60

(35)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Un échantillon de 50 tronçons de rivière

LeSerein

Débit amont (50 stations) Débit aval

(50 stations)

Débits intérieurs (72 stations)

Min. Mediane Max.

Longueur (km) 15 85 370

Surface Aval (km2) 130 1960 9390 Pluie moyenne (mm/an) 660 920 1400

Débit Aval (mm/an) 160 370 1230

Débit Am. / Débit Av. (%) 1 15 60

(36)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Un échantillon de 50 tronçons de rivière

LeSerein

Débit amont (50 stations) Débit aval

(50 stations)

Débits intérieurs (72 stations)

Min. Mediane Max.

Longueur (km) 15 85 370

Surface Aval (km2) 130 1960 9390 Pluie moyenne (mm/an) 660 920 1400

Débit Aval (mm/an) 160 370 1230

Débit Am. / Débit Av. (%) 1 15 60

(37)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Un échantillon de 50 tronçons de rivière

Deux exemples de crues

03−01−010 05−01−01 07−01−01 09−01−01 250

500

La Mayenne

Q (m3/s)

Débit Aval (2890 km2) Débit Intérieur (828 km2) Débit Amont (335 km2)

(38)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Un échantillon de 50 tronçons de rivière

Deux exemples de crues

30−11−03 02−12−03 04−12−03 06−12−03 0

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Le Tarn

Q (m3/s)

Débit Aval (2170 km2) Débit Intérieur (946 km2) Débit Amont (124 km2)

(39)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Plan de la présentation

1 Contexte

2 Echantillon de 50 tronçons de rivières 3 Modèle couplé Hydrologie/hydraulique

4 Construction et évaluation d'un modèle couplé 5 Impact de la spatialisation du modèle hydrologique 6 Conclusions et perspectives

(40)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(41)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Pluie ETP

Débit calculé

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(42)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Débit calculé

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(43)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Débit calculé

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(44)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Débit calculé

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(45)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

Débit calculé

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 2.0 4.0

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

0.0 0.2 0.4

mm / h

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(46)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydrologique semi-distribué

GR4H

GR4H

GR4H 4 par. GR4H

4 par.

4 par.

4 par.

Modèle pluie-débit GR4H(Mathevet, 2005) 4 paramètres Plusieurs instances de GR4H appliquées sur N sous-bassins

(47)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydraulique simplié

Q q

q

q q

Q

t + C µQ

x q

− Dµ2Q

x2

q

x

=0

Dans l'idéal : Résolution numérique des équations de Saint-Venant

Dans la pratique : Manque de données géométriques

Complexité du calage Onde diusante linéarisée (Hayami, 1951)

2 paramètres constants sur l'ensemble du tronçon (seul C est conservé)

(48)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydraulique simplié

Q q

q

q q

Q

t + C µQ

x q

− Dµ2Q

x2

q

x

=0

Dans l'idéal : Résolution numérique des équations de Saint-Venant

Dans la pratique : Manque de données géométriques

Complexité du calage Onde diusante linéarisée (Hayami, 1951)

2 paramètres constants sur l'ensemble du tronçon (seul C est conservé)

(49)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydraulique simplié

Q q

q

q q

Q

t + C µQ

x q

− Dµ2Q

x2

q

x

=0

Dans l'idéal : Résolution numérique des équations de Saint-Venant

Dans la pratique : Manque de données géométriques

Complexité du calage Onde diusante linéarisée (Hayami, 1951)

2 paramètres constants sur l'ensemble du tronçon (seul C est conservé)

(50)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydraulique simplié

Q q

q

q q

Q

t + C µQ

x q

− Dµ2Q

x2

q

x

=0

Dans l'idéal : Résolution numérique des équations de Saint-Venant

Dans la pratique : Manque de données géométriques

Complexité du calage Onde diusante linéarisée (Hayami, 1951)

2 paramètres constants sur l'ensemble du tronçon (seul C est conservé)

(51)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Modèle hydraulique simplié

Q q

q

q q

Q

t + C µQ

x q

− Dµ2Q

x2

q

x

=0

Dans l'idéal : Résolution numérique des équations de Saint-Venant

Dans la pratique : Manque de données géométriques

Complexité du calage Onde diusante linéarisée (Hayami, 1951)

2 paramètres constants sur l'ensemble du tronçon (seul C est conservé)

(52)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Plan de la présentation

1 Contexte

2 Echantillon de 50 tronçons de rivières 3 Modèle couplé Hydrologie/hydraulique

4 Construction et évaluation d'un modèle couplé 5 Impact de la spatialisation du modèle hydrologique 6 Conclusions et perspectives

(53)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Objectif

Identier une méthode générale pour délimiter les sous-bassins du modèle hydrologique

Contrainte

Sous-bassins rattachés à 2 types d'injection

Ponctuelle

Uniformément répartie

(54)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Objectif

Identier une méthode générale pour délimiter les sous-bassins du modèle hydrologique

Contrainte

Sous-bassins rattachés à 2 types d'injection

Ponctuelle

Uniformément répartie

(55)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Abscisse le long du tronçon Débit

Objectif

Identier une méthode générale pour délimiter les sous-bassins du modèle hydrologique

Contrainte

Sous-bassins rattachés à 2 types d'injection

Ponctuelle

Uniformément répartie

(56)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Abscisse le long du tronçon Débit

Abscisse le long du tronçon Débit

Objectif

Identier une méthode générale pour délimiter les sous-bassins du modèle hydrologique

Contrainte

Sous-bassins rattachés à 2 types d'injection

Ponctuelle

Uniformément répartie

(57)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

0 20 40

0 200 400 600

Abscisse linéaire (km) Amont

10 km

Surfaces drainées (km2)

Le Lignon (Loire)

Aval

Données nécessaires

Courbe des surfaces drainées Méthode

1 Choix d'un nombre d'injections ponctuelles et réparties

2 Injections ponctuelles xées aux conuences

3 Minimise l'écart entre les courbes réelle et approchée

(58)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

0 20 40

0 200 400 600

Abscisse linéaire (km) Anzon

Vizézy

Amont

10 km

Surfaces drainées (km2)

Le Lignon (Loire)

Aval Le Vizéz

y L’Anz

on

Données nécessaires

Courbe des surfaces drainées Méthode

1 Choix d'un nombre d'injections ponctuelles et réparties

2 Injections ponctuelles xées aux conuences

3 Minimise l'écart entre les courbes réelle et approchée

(59)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

0 20 40

0 200 400 600

Abscisse linéaire (km)

10 km

Surfaces drainées

Le Lignon (Loire) Données nécessaires

Courbe des surfaces drainées Méthode

1 Choix d'un nombre d'injections ponctuelles et réparties

2 Injections ponctuelles xées aux conuences

3 Minimise l'écart entre les courbes réelle et approchée

(60)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

0 20 40

0 200 400 600

Abscisse linéaire (km)

10 km

Surfaces drainées

Le Lignon (Loire) Données nécessaires

Courbe des surfaces drainées Méthode

1 Choix d'un nombre d'injections ponctuelles et réparties

2 Injections ponctuelles xées aux conuences

3 Minimise l'écart entre les courbes réelle et approchée

(61)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

0 20 40

0 200 400 600

Abscisse linéaire (km)

10 km

Surfaces drainées

Le Lignon (Loire) Données nécessaires

Courbe des surfaces drainées Méthode

1 Choix d'un nombre d'injections ponctuelles et réparties

2 Injections ponctuelles xées aux conuences

3 Minimise l'écart entre les courbes réelle et approchée

(62)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Exemple : le Lignon (Haute-Loire)

0 20 40

0 200 400 600

1 U

(63)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Exemple : le Lignon (Haute-Loire)

0 20 40

0 200 400 600

0 20 40

0 200 400 600

1 U 1 P 1 U

(64)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Dénition des sous-bassins d'apport

Exemple : le Lignon (Haute-Loire)

0 20 40

0 200 400 600

0 20 40

0 200 400 600

0 20 40

0 200 400 600

1 U 1 P 1 U 1 P 2 U

(65)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Calage et contrôle du modèle couplé

Le Tarn

Aval (Millau)

5 ans 5 ans

Débit

10 km

Calage

Pendant une période de 5 ans Sur les débits aval

Contrôle

Pendant une période de 5 ans indépendante

Porte sur les débits à l'aval et à l'intérieur du tronçon La qualité des simulations à l'aval ne présage pas de celle sur les points intérieurs

(66)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Calage et contrôle du modèle couplé

Le Tarn

Aval (Millau)

Intérieur (Mostujouls)

5 ans 5 ans

Débit

Calage

Pendant une période de 5 ans Sur les débits aval

Contrôle

Pendant une période de 5 ans indépendante

Porte sur les débits à l'aval et à l'intérieur du tronçon La qualité des simulations à l'aval ne présage pas de celle sur les points intérieurs

(67)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Calage et contrôle du modèle couplé

Le Tarn

Aval (Millau)

Intérieur (Mostujouls)

Calage

Pendant une période de 5 ans Sur les débits aval

Contrôle

Pendant une période de 5 ans indépendante

Porte sur les débits à l'aval et à l'intérieur du tronçon La qualité des simulations à l'aval ne présage pas de celle sur les points intérieurs

(68)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Calage et contrôle du modèle couplé

Le Tarn

Aval (Millau)

Intérieur (Mostujouls)

30−11−03 02−12−03 04−12−03 06−12−03 08−12−03 0

500 1000 1500 2000

Débits à la station aval (Tarn à Millau)

Q (m3/s)

Observé Simulé

Calage

Pendant une période de 5 ans Sur les débits aval

Contrôle

Pendant une période de 5 ans indépendante

Porte sur les débits à l'aval et à l'intérieur du tronçon La qualité des simulations à l'aval ne présage pas de celle sur les points intérieurs

(69)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Calage et contrôle du modèle couplé

Le Tarn

Aval (Millau)

Intérieur (Mostujouls)

30−11−03 02−12−03 04−12−03 06−12−03 08−12−03 0

500 1000 1500 2000

Débits à la station Intérieure (Tarn à Mostujouls)

Q (m3/s)

Observé Simulé

Calage

Pendant une période de 5 ans Sur les débits aval

Contrôle

Pendant une période de 5 ans indépendante

Porte sur les débits à l'aval et à l'intérieur du tronçon La qualité des simulations à l'aval ne présage pas de celle sur les points intérieurs

(70)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Evaluation des performances

RE(M|REF)=1− v u u t

Pt¡

QtM−Qt¢2

Pt¡

QtREF−Qt¢2 Qt:débits observés

QtREF :simulation de référence QtM:simulationalternative

Modèle de référence

Modèle à 4 sous-bassins Pluies et paramètres homogènes

(71)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Evaluation des performances

RE(M|REF)=1− v u u t

Pt¡

QtM−Qt¢2

Pt¡

QtREF−Qt¢2 Qt:débits observés

QtREF :simulation de référence QtM:simulationalternative

Modèle de référence

Modèle à 4 sous-bassins Pluies et paramètres homogènes

(72)

Contexte Inondations Etat de l'art Objectifs Echantillon Modèle couplé Construction

Sous-bassins Calage-Contrôle Performances Spatialisation

Injections Pluies Paramètres Conclusions

Evaluation des performances

RE(M|REF)=1− v u u t

Pt¡

QtM−Qt¢2

Pt¡

QtREF−Qt¢2 Qt:débits observés

QtREF :simulation de référence QtM:simulationalternative

Apports Ponctuel #1

Apports Ponctuel #2

Apports Réparti #1

Apports Réparti #2

Modèle de référence

Modèle à 4 sous-bassins Pluies et paramètres homogènes

(73)

Con

Referências

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