GENERALITES SUR LA MODELISATION HYDROLOGIQUE

GENERALITES SUR LA MODELISATION HYDROLOGIQUE

La modélisation hydrologique est une discipline qui, à travers des paramètres mesurés ou calcules, établie une relation mathématique qui simule le processus du cycle hydrologique. Les modèles hydrologiques sont le plus souvent appelés modèle pluie-débit, ils sont de performants outils de recherche utilisés à des fins multiples. Selon Michel et al. (1989), la modélisation pluie- débit a de nombreuses applications parmi lesquels on peut citer : ouvrages d’art (barrages, ponts, déversoirs de sécurité etc.) ; – la délimitation des zones inondables ; – la simulation des débits pour des reconstitutions historique des données ;

Les variables d’entrée du modèle encore appelés variables de forçage sont le plus souvent des mesures de la pluie (P) et des estimations de l’évapotranspiration potentielle (ETP). Les variables de sortie sont les débits (Q). Le modèle dépend de variables d’état qui traduisent les caractéristiques du système a modélisé (par exemple taux de saturation du sol, profondeur du sol, pente …) et des paramètres représentant les caractéristiques du bassin qui n’ont pas toujours d’interprétation physique. Une étape de calage du modèle est toujours indispensable pour une bonne optimisation des paramètres afin d’obtenir des débits calculés approchant au mieux les débits mesurés. Le calage utilise des variables d’entée d’une ou de deux années durant lesquelles les débits ont été mesurés. Le calage d’un modèle est souvent fait par l’utilisation du critère de Nash, donné par la relation 1, ou de ses variantes ou bien par minimisation de l’erreur quadratique de modélisation Quand le critère de Nash atteint une valeur de 100, on dit que la simulation est parfaite. La qualité des résultats se dégrade pour des valeurs inférieures à un et décroissantes. Une valeur de zéro signifie que le modèle ne donne pas de meilleurs résultat que le modèle naïf qui consiste à dire que le débit est égal à la moyenne des débits observés ce qui n’a pas un grand intérêt (Oddos, 2002). La phase de validation du modèle suit celle de calage. La validation consiste à faire tourner le modèle sur une période outre que celle du calage. Selon kluth (2005-2006), il est vivement conseiller d’effectuer des calages et des validations sur des périodes différentes. Ainsi, des validations croisées consistant à permuter la période de calage et celle de validation sont souhaitables. Toutefois cette méthode n’est possible que si l’on dispose de longue série chronique de débits observés et de données d’entrées. Différents modèles sont élaborés pour simuler le fonctionnement hydrologique du système complexe qu’est le bassin versant. Selon l’approche adoptée, les différents modèles peuvent être classés suivant plusieurs critères. C’est ainsi que Perrin (2002), disait qu’il y’a presque autant de classification que d’hydrologues. Nous présentons, ci-dessous, sous forme de tableau d’une part, et sous forme graphique d’autre part, deux types classifications.

CARACTERISATION PHYSIQUE DU BASSIN VERSANT DU DIAGUIRI

Le bassin versant est une surface élémentaire hydrologiquement close, c’est-à-dire qu’aucun écoulement n’y pénètre de l’extérieur et que toutes précipitations qui y tombent s’infiltrent, ou s’évaporent ou bien s’écoulent vers un seul point qui est l’exutoire. Le bassin versant d’un cours d’eau, est donc défini comme la totalité de la surface topographique drainée par ce cours d’eau et ses affluents. Il est entièrement caractérisé par son exutoire, à partir duquel on tracer le point de départ et d’arrivée de la ligne de partage des eaux qui le délimite (Musy A., 2005). Les caractéristiques physiographiques d’un bassin versant influencent fortement sa réponse hydrologique, et notamment le régime des écoulements en période de crue ou d’étiage. Le temps de concentration des eaux sur un bassin versant (tc), qui se définit comme la durée maximale nécessaire à une goutte d’eau pour parcourir le chemin hydrologique entre un point du bassin et l’exutoire, caractérise en partie la vitesse et l’intensité de la réaction du bassin versant à une sollicitation des précipitations. Cette durée correspond ainsi au temps de latence nécessaire au bassin versant pour traduit toute précipitation en débit d’écoulement mesurable au niveau de l’exutoire. Ce paramètre, caractéristique du bassin versant est influencé par diverses caractéristiques morphologiques tels que : la taille du bassin (sa surface, périmètre), sa forme, son élévation, sa pente etc.