Le bassin versant de surface vu par le souterrain : une voie d'amélioration des performances et du réalisme des modèles pluie-débit?

The topographic catchment seen from the groundwater body : a way to improve the performances and realism of rainfall-runoff models?

• Auteur / Autrice : Nicolas Le Moine
• Direction : Vazken Andréassian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation pluie-débit

Relations eaux de surface-eaux souterraines

Bassin versant topographique

Recharge

Karst

Résumé

Les hydrologues dits "de surface" ont longtemps développé des représentations du fonctionnement des bassins versants basées sur une équation de continuité à trois termes : la pluie, l’évapotranspiration, et le débit. L’une des hypothèses de ces modèles (restée souvent implicite) est donc que les infiltrations profondes, ne réapparaissant pas à l’exutoire des bassins topographiques, sont une quantité négligeable. Ce travail a pour but d'en questionner la pertinence. Les modèles hydrologiques disposent souvent d’artifices numériques leur permettant d’adapter le bilan en eau, et les conséquences néfastes de cette hypothèse n’apparaissent que rarement au grand jour : en effet, tout déficit d’écoulement peut être imputé à une autre sortie du système, l’évapotranspiration, tout aussi difficile à estimer. Nous avons donc axé nos recherches dans deux directions complémentaires. D'un côté, nous avons cherché à établir des méthodes et des outils pour évaluer le réalisme des flux souterrains—ou supposés tels—simulés par les modèles. De l’autre, nous avons cherché à modifier la formulation des échanges dans des modèles pluie-débit journaliers et horaires dans le but principal d’améliorer la capacité de ces modèles à reproduire le seul flux mesurable : le débit de surface. Ces travaux, basés sur un large échantillon de plus d’un millier de bassins versants français et australiens et menés au travers d’une approche comparative, nous ont permis d’aboutir plus particulièrement à une amélioration de la simulation des étiages. Ce processus a également été l’occasion de soulever des questions relatives aux critères d'évaluation des modèles et au choix d’un niveau de complexité.