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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 ?
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 ?
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 ?
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 ?
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
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
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
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
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)
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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 µ∂Q
∂x −q
¶
− Dµ∂2Q
∂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)
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 µ∂Q
∂x −q
¶
− Dµ∂2Q
∂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)
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 µ∂Q
∂x −q
¶
− Dµ∂2Q
∂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)
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 µ∂Q
∂x −q
¶
− Dµ∂2Q
∂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)
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 µ∂Q
∂x −q
¶
− Dµ∂2Q
∂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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Con