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Bassins versants non jaugés et régionalisation

Bassins versants non jaugés et régionalisation : la plupart des modèles hydrologiques ont besoin de séries de données de débits observés, que ce soit pour le calage de leurs paramètres ou pour la validation des hypothèses faites pour décrire le comportement hydrologique du bassin versant modélisé. Cependant, ces données ne sont pas toujours disponibles en quantité ou qualité suffisante.

Tirage aléatoire des paramètres pour la régionalisation (Boldetti, 2012)

C’est le cas sur les bassins versants peu ou non jaugés, où les données de débits observées sont absentes ou insuffisantes pour permettre le calcul des variables d’intérêt à des échelles spatiales et temporelles appropriées et à une précision acceptable pour des applications pratiques.

Dans ces cas, l’utilisation d’un modèle pluie-débit dont les paramètres n’ont pas de lien direct avec la physique des processus hydrologiques, présuppose une détermination de ces paramètres sans avoir recours au calage.

Pour cela, il est souvent nécessaire de s’appuyer sur des données provenant d’autres bassins versants « donneurs » (bassins jaugés), jugés similaires ou appartenant à une même région climatiquement et/ou hydrologiquement homogène, et sur des techniques de régionalisation pour transférer l’information des sites jaugés vers les sites cibles non jaugés.

Ces techniques cherchent souvent à établir des liens entre les valeurs des paramètres, des descripteurs physiques du bassin et des indices climatiques.

Cependant, l’extrapolation de l’information ou des connaissances mesurées vers les bassins non jauges présente encore plusieurs difficultés et des nombreuses incertitudes, notamment en raison de la grande hétérogénéité spatio-temporelle du climat et des propriétés du paysage.

Plusieurs questions se posent :

  • Quelle information est la meilleure à transférer ?
  • Quelle est la meilleure méthode de régionalisation à utiliser ?
  • De quel bassin doit-on tirer les informations pour estimer les variables sur un site cible ?
  • Comment transposer les informations d’un bassin a un autre ?
  • Quelles sont les incertitudes supplémentaires de la prévision hydrologique dans les bassins non jauges ? Comment les quantifier et les réduire ?

Pour répondre aux enjeux spécifiques des bassins peu ou non jaugés, des approches particulières pour la caractérisation, la simulation et la prévision hydrologique sont alors nécessaires.

Nos recherches s’articulent autour des aspects suivants :

  • Développement d’approches nouvelles de régionalisation pour explorer les liens entre proximité géographique et similarité hydrologique entre bassins versants,
  • Recherche de nouveaux descripteurs physiques capables de mieux décrire le comportement hydrologique des bassins versants et capturer l’information nécessaire à transférer aux bassins non jaugés,
  • Analyse de la robustesse des méthodologies d’estimation régionale pour mieux répondre aux besoins des modèles hydrologiques conceptuels, dont les paramètres ne peuvent pas être directement mesurables sur le terrain, et pour mieux identifier les horsains hydrologiques (événements rares ponctuellement ou régionalement),
  • Analyse de l’apport de l’utilisation conjointe de descripteurs régionaux et de mesures ponctuelles de débit pour la régionalisation des variables hydrologiques et des paramètres des modèles pluie-débit,
  • Prévision de crues sur les sites non jaugés : développement d’approches pour la simulation (définition des paramètres) et la mise à jour (utilisation d’une information en temps rée) des modèles de prévision.

Comment améliorer la prévisibilité hydrologique dans les bassins non jauges a l’aide de l’information régionale et de la prévision météorologique d’ensemble, utilisées conjointement pour quantifier l’incertitude de prévision ? (Randrianasolo, 2012)

Pour en savoir plus : voir nos publications.