Sensibilité et incertitude de modélisation sur les bassins méditerranéens à forte composante karstique

Sensitivity and uncertainty associated with the numerical modelling of groundwater flow within karst systems

• Auteur / Autrice : Naomi Mazzilli
• Direction : Vincent Guinot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Eaux Continentales et Société
• Date : Soutenance le 09/11/2011
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hydrosciences
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Guinot, Christian Leduc, Bruno Arfib, Hervé Jourde
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Ackerer, Martin Sauter

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sensibilité, Théorie de la (mathématiques)

Ressources en eau

Karst

Mots clés libres

Analyse de sensibilité

Karst

Modélisation

Sensitivity analysis

Karst

Modelling

Résumé

Les aquifères karstiques sont associés à des enjeux importants en termes à la fois de gestion de la ressource en eau et de gestion du risque d'inondation. Ces systèmes sont caractérisés par une structure fortement hétérogène et un fonctionnement non-linéaire. Cette thèse est consacrée à l'étude de la sensibilité et de l'incertitude associés à la modélisation numérique des écoulements en milieu karstique. De façon systématique, l'analyse de sensibilité est utilisée comme outil afin de répondre aux questions suivantes: (i) la calibration est-elle possible ? (ii) la calibration est-elle robuste ? (iii) est-il possible de réduire l'équifinalité via une calibration multi-objectif ou multi-variable ?Cette contribution met en évidence le potentiel des méthodes locales d'analyse de sensibilité. En dépit des limitations inhérentes à cette approche (approximation locale et perturbation d'un facteur à la fois), l'analyse locale permet une compréhension fine du fonctionnement du modèle, pour un coût de calcul réduit.Par ailleurs, cet travail souligne l'intérêt d'une calibration multi-variable par rapport à une calibration multi-objectif, dans une optique de réduction de l'équifinalité

Karst aquifers are associated with key issues for water resource management and also for flood risk mitigation. These systems are characterized by a highly heterogeneous structure and non-linear functioning. This thesis addresses the sensitivity and uncertainty associated with the numerical modelling of groundwater flow in karst systems. As a systematic approach, sensitivity analysis has been used to answer the following questions:(i) is it possible to calibrate the model ? (ii) is the calibration robust ? (iii) is it possible to reduce equifinality, through multi-objective calibration or through multi-variable calibration ? This contribution stresses the potentialities of local sensitivity analyses. Despite their inherent limitations (local approximation), local analyses have proved to bring valuable insights into the general behaviour of complex, non-linear flow models, at little computational cost. Besides, this contribution also stresses the interest of multi-variable calibration as compared to multi-objective calibration, as regards equifinality reduction.