II.1.5. Les modèles continus et les
modèles événementiels
Dans le domaine des aménagements des infrastructures
hydrauliques, l'application d'un modèle hydrologique consiste à
déterminer une crue de projet à partir d'une pluie de projet.
Dans ce genre d'étude, l'objectif de la modélisation sera alors
la recherche d'un événement unique : le modèle à
choisir sera ainsi un modèle événementiel. Un tel
modèle ne prend en compte que qu'une seule entrée (les
précipitations) pour calculer une seule crue (crue du projet). Les
modèles de simulation continus visent la simulation en continue du
comportement hydrologique du bassin versant. La simulation peut être
menée sur des longues périodes de temps, couvrant toute une
variété de situations hydrométéorologiques, allant
de crues aux étiages. Ces modèles doivent considérer tous
les processus influençant de façon significative la
réponse du bassin versant et pas les seuls processus impliqués
dans un phénomène hydrologique particulier. Ils
nécessitent aussi l'estimation des conditions initiales. L'existence des
équations permettant de calculer le débit de base et en tenant
compte de facteurs météorologiques à la pluie est la
principale différence entre les modèles continus et les
modèles événementiels. Les exemples des modèles
continus sont tous des modèles à base physique et certains
modèles conceptuels.
II.1.6. Les modèles linéaires
Les modèles linéaires pluie-débit sont
parmi les plus utilisé par les services d'annonce des crues (la
météo). Il propose une relation linéaire entre les
entrées du modèle qui sont les précipitations et les
sorties qui sont les débits. Les autres modèles comme les
modèles à base physique, bon nombre des modèles
conceptuels, ils sont non linéaires. Les modèles non
linéaires interviennent très souvent dans la relation entre le
stockage et le débit :
S= a*Qc
On peut avoir une possibilité d'exprimer cette relation
en fonction du temps de réponse k du bassin versant, du débit et
de l'intensité de la pluie :
K= a*Qb ou k= a*id
Ces types de modèles possèdent beaucoup des
simplifications en hydrologie. Les modèles de transfert typique sont des
hydrogrammes unitaires. Dans ce type de modèle si certaines
hypothèses sont vérifiées, ce modèle s'applique
bien sans grande perte de précision mais n'oublions pas qu'à la
base, il n'existe pas un écoulement linéaire. Les lois
fondamentales de circulation des fluides sont régies par les relations
non linéaires de Reynolds qui prennent en compte la turbulence et les
phénomènes dynamiques du fluide. Certains indices indiquent que
tous les bassins versants ne peuvent pas accepter une relation linéaire.
Les phénomènes qui peuvent expliquer le comportement non
linéaire d'un bassin versant sont :
La variation du temps de parcours en fonction du débit
d'écoulement
La diminution des effets de stockage en fonction de
l'augmentation de la crue (temps de réponse bas et forte augmentation du
débit)
Les variations du débit de pointe avec le volume de
crue
Les variations de certains paramètres en fonction de
certains éléments (comme le coefficient de ruissellement,
intensité maximale de la pluie) lors de la simulation.
Un autre phénomène de la non
linéarité est du comportement hydrologique vient de l'existence
de seuils dans la réponse hydrologique. Les phénomènes le
plus directs sont les débordements
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qui induisent à un ralentissement important d'une partie
de volume de crue. On peut avoir beaucoup d'autres phénomènes du
non linéarité du comportement hydrologique d'un bassin.
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