Vers une chaîne cohérente de modèles pluie-débit conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel, mensuel et journalier

Towards a coherent chain of lumped conceptual rainfall-runoff models runinng at multi-year, annual, monthly an daily time steps

• Auteur / Autrice : Safouane Mouelhi
• Direction : Claude Michel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'eau
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Ecole nationale du génie rural, des eaux et des forêts (Paris ; Nancy ; 1968-2006)

Mots clés

Mots clés libres

Hydrologie

Modélisation

Pas de temps

Puriannuel

Annuel

Mensuel

Journalier

Echange souterrain

Résumé

Pour différentes superficies, allant d'une maille de quelques mètres carrés au bassin versant de quelques dizaines de milliers de kilomètres carrés, et pour une échelle de temps variant du pas de temps horaire jusqu'au pas de temps pluriannuel, Il existe une littérature très riche qui va de la proposition de divers types de modèles jusqu'à la critique de ceux ci. Cependant, rares sont les auteurs qui se sont intéressés à la modélisation avec une vue d'ensemble de tous les principaux pas de temps. La présente thèse tente de répondre à une question qui nous semble intéressante : peut-on tirer profit de l'échelle de temps dans la modélisation pluie-débit en vue d'obtenir des modèles cohérents entre eux? Nous nous sommes intéressés dans ce travail de recherche à la modélisation pluie-débit conceptuelle globale aux pas de temps pluriannuel, annuel et mensuel. Pour chaque pas de temps, nous avons procédé à une étude comparative des modèles tirés de la littérature en les testanat sur un échantillon de 429 bassins verants de caractéristiques hydro-climatiques très variables. Grâce à des allers-retours entre les pas de temps, nous avons largement amélioré les modèles disponibles pour chaque pas de temps. Ainsi nous avons pu proposer trois modèles conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel et mensuel. De plus, suite à une vue d'ensemble de ces trois pas de temps, en y ajoutant le pas de temps journalier, nous avons décelé une cohérence dans la présence d'un échange souterrain indiquant clairement qu'un bassin versant est un système qui est ouvert sur toutes les frontières et pas seulement sur celle avec l'atmosphère.

The hydrologic literaure abounds in description of models with various temporal scale (from hourly to several years) that are applied on wide range of cathment sizes (from a few square meters to a few tens thousands of square kilometres). However, few authors have looked at the overall coherence of thse models developed at different time steps. The present thesis tries to answer an interesting question : Is it possible to see in this various time scales a mean to rationalize the corresponding modelling endeavours and obtain more efficient and more coherent models? Our work here, was mainly concerned with three time-steps: several years, one year and one month. For each time step we compared models from the literature, checking them against data from 429 basins featuring contrasting climatic conditions. Thanks to several going to and fro between those time steps, we greatly improved the models available for the three studies time steps. We proposed three lumped coneptual models for these three time. Considering a similar model developed for the daily time step, we could get an overall view of the modeling exercise for these four time steps and we found an abiding feature in all of them. This cammon only with the overlying atmosphere.