Résumé des résultats (Abstract)
(Français)
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Workpackage 2: Regionalisation of hydrological processes in view of improving model transposability L'EPFL a apporté sa contribution au Workpackage 2 du projet FRHYMAP par l'établissement et la validation de relations régionales pour les trois paramètres d'un modèle conceptuel simple de transformation pluie-débit développé à l'HYDRAM, le but étant de reconstituer à pas de temps horaire les séries temporelles de débit pour des bassins versants non jaugés et en particulier les événements de crues, objets principaux d'étude du projet FRHYMAP. La régionalisation des trois paramètres du modèle a été menée conjointement sur des bassins versants suisses et luxembourgeois. Les 25 bassins versants suisses sélectionnés sont répartis sur le Plateau suisse ; le Jura à régime karstique et les Alpes à régime pluvio-nival ont été exclus de l'étude. Les 18 bassins versants expérimentaux luxembourgeois sont emboités dans le bassin versant de l'Alzette.
Pour améliorer la performance et la fiabilité du modèle régional, une méthodologie robuste a été mise au point pour préparer les données d'entrée du modèle (série de pluie, série d'ETP, série de débit total et de débit de base (pour le calage)) ainsi que pour le calage des trois paramètres du modèle. Pour le calage, la première étape, consiste à établir la relation qui existe entre les deux paramètres A et K du réservoir sol en simulant le débit de base déterminé par la méthode du « Base Flow Index » ou BFI. La seconde étape consiste à caler les deux paramètres A et b sur l'hydrogramme du débit total, la valeur du paramètre K correspondant à chacun des couples A - b considéré étant directement déduite de la relation K - A déterminée dans la première étape. Le jeu de paramètres A, b et K optimal correspond ainsi au jeu de paramètres présentant une valeur optimale du critère de calage. Le calage et la validation du modèle ont été réalisés par l'intermédiaire d'un critère NS* adapté de la fonction classique de Nash-Suttclife permettant de donner plus de poids aux forts débits.
L'évaluation de la performance globale du modèle a de plus été effectuée sur la base de différents critères statistiques (R2, biais) et performance pour de la reconstitution des débits de pointes des crues (R2 entre débits de pointe, pente m de régression). Les différents critères permettant l'appréciation de la performance du modèle montrent que les simulations sont globalement satisfaisantes tant pour la reconstitution de l'évolution temporelle des débits horaires que pour la reconstitution des caractéristiques statistiques du régime hydrologique des bassins étudiés.
Les équations régionales de calcul des paramètres du modèle ont été obtenues selon une approche classique par régression multiple. Les caractéristiques physiques décrivant les bassins versants sont au nombre de 20 variables pour les bassins suisses et de 16 pour le Luxembourg. Parmi celles ci 3 à 4 variables ont été retenues pour expliquer la variabilité des paramètres du modèle. Elles sont relatives soit à la taille et à la forme du bassin soit à l'occupation des sols ou au type de substrat géologique. Les relations tout d'abord établies entre les paramètres optimisés pour un certain nombre de bassins jaugés et certaines de leurs caractéristiques, ont ensuite été validées sur un autre jeu de bassins jaugés.
Workpackage 3 : Flood risk assessment
Pour cette partie, les outils de modélisation permettant de produire des cartes d'inondation pour une sollicitation pluviométrique donnée ont été produits (développés avec le logiciel Delphi et l'outil Mapinfo sous environnement Windows). Une méthodologie permettant de caractériser la vulnérabilité du milieu susceptible d'être inondé a aussi été mise au point et adaptée pour le contexte du Luxembourg. La méthodologie permettant enfin de combiner les cartes de vulnérabilité et d'aléa pour produire des cartes de risqué a été affinée.
Par ailleurs, les outils permettant d'évaluer l'influence des incertitudes topographiques liées à la qualité des MNT disponibles et aux contraintes de résolution spatiale pour la description du milieu et des phénomènes ont été développés. Un outil de génération stochastique des fonds topographiques nécessaires au modèle de simulation des inondations est toujours en développement.
Les données topographiques pour la partie amont du bassin de l'Alzette ainsi que les autres données nécessaires à la mise en oeuvre de la méthodologie (occupation du sol, contours des inondations observées, données hydro-météorologiques pour la caractérisation des entrées dans le système,…) ont été collectées.
Les premières simulations et les calages des modèles sont actuellement en cours.
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