Modélisation hydrologique des bassins versants périurbains

Hydrological modeling of peri-urban river basins

• Auteur / Autrice : Carina Furusho
• Direction : Hervé Andrieu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génie urbain

Drainage

Cours d'eau -- France -- Loire-Atlantique (France)

Hydrologie des versants

Mots clés libres

Surfaces imperméabilisées

Résumé

Les changements les plus rapides et les plus marquants dus à l’urbanisation se produisent dans les zones de transition entre la ville et la campagne, en milieu périurbain. Afin de comprendre et de reproduire le comportement hydrologique des cours d’eau périurbains, modifiés par leur aménagement progressif, de nouveaux modèles doivent être développés. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du projet AVuPUR (Assessing the Vulnerability of Peri-Urban Rivers) qui vise à proposer des outils pour quantifier l’impact de l’artificialisation des bassins versants sur leur régime hydrologique et les chemins de l’eau associés. L’approche choisie part d’un modèle développé à Météo France, appartenant à une plateforme couplée aux modèles météorologiques de prévision et de recherche. Le travail a consisté à ajouter les éléments artificiels principaux tels que les surfaces imperméabilisées et les réseaux d’assainissement, pour prendre en compte les spécificités urbaines des écoulements de l’eau. Le modèle est appliqué sur le bassin versant de la Chézine, localisé dans la périphérie de Nantes. Une étude de sensibilité aux paramètres du modèle permet de mieux appréhender son fonctionnement et de déterminer l’influence de chacun des paramètres sur les débits à l’exutoire mais aussi sur les différents termes du bilan hydrique. Le modèle est testé dans des situations différentes afin d’une part de mieux comprendre l’impact de l’urbanisation sur les processus simulés et sur le bilan hydrique et d’autre part de tester les capacités du modèle à reproduire la réponse hydrologique selon différents scénarios d’aménagement.

The greatest changes caused by the fast growing urbanization are concentrated in the transition between the cities and the countryside, in peri-urban areas. In order to enhance the knowledge and to reproduce the hydrological behavior of peri-urban rivers, new models must be developed. This PhD work takes part of the AVuPUR project (Assessing the Vulnerability of Peri-Urban Rivers). The objective of the project is to deliver adapted tools for quantifying the impact of artificial surfaces and urban structures within the catchments on its hydrological regime and pathways. The base model has first been developed by Météo France and it is part of a platform coupled to meteorological models that are used in both forecasts and research. Our contribution consists on the introduction of the main artificial elements, such as impervious surfaces and the sewer network, in order to represent urban zones water flow specific processes. The model is applied to the Chezine watershed, in the suburbs of Nantes, western France. A sensitivity analysis has been carried out, enhancing the comprehension on how the model works and also to identify the influence of each parameter on simulated discharges and on the components of the water budget. The model is tested under different land-use scenarios so that we could study the impact of urban zones in the simulated processes and on the annual water budget. Furthermore, the study evaluates the model capability of simulating and providing a hydrological analysis to compare different land-use scenarios.