La prévision hydro-météorologique à 3-6 mois. Etat des connaissances et applications

Seasonal forecasting of river flows - State-of-the-art and applications

¹ Cemagref, Unité de Recherche Hydrologie-Hydraulique 3 bis quai Chauveau, CP 200, 69336 Lyon cedex 09, France, Tél : +33 (0)4 72 20 89 13, Fax : +33 (0)4 78 47 78 75
² Cemagref, Unité de Recherche Hydrosystèmes et Bioprocédés Parc de Tourvoie, BP 44, 92163 Antony cedex, France, Tél : +33 (0)1 40 96 65 52, Fax : +33 (0)1 40 96 61 99
³ Centre for Ecology and Hydrology Maclean Building, Crowmarsh Gifford, Wallingford, Oxfordshire OX10 8BB, United Kingdom, Tél : +44 (0)1491 692381, Fax : +44 (0)1491 692424 c.prudhomme@ceh.ac.uk

Auteurs de correspondance : eric.sauquet@cemagref.fr julien.lerat@cemagref.fr c.prudhomme@ceh.ac.uk

Résumé

Cette étude est centrée sur les méthodes et outils pour la prévision saisonnière des débits. Après un bref état de l'art sur le sujet, nous présentons deux méthodes différentes appliquées aux étiages sur des cours d'eau français. La première approche testée ambitionne de prédire les probabilités d'apparition d'étiages sévères sur les régions hydrologiquement homogènes selon le type de temps du jour. La qualité de la prévision en conditions parfaitement connues montre que la France n'offre pas un cadre favorable d'application. Le deuxième cas d'étude concerne le bassin du Rhin. Le modèle pluie-débit GR4J, le module neige du modèle suédois HBV et un générateur stochastique de pluie ont été assemblés pour restituer les débits journaliers sur 90 jours pour sept stations du bassin du Rhin. Les résultats montrent qu'une prévision fiable à 30 jours est possible à l'aval du bassin, en revanche, l'outil ne parvient pas à anticiper les étiages en amont du bassin (forte réactivité).

Abstract

This study focuses on the methodology and tools used in seasonal forecasting of river flows. After a brief state of the art, two applications for predicting low flows of French rivers are presented. The first one aims at forecasting the probability of occurrence of severe droughts using weather typing within hydrologically homogeneous regions. The relatively poor quality of results in validation suggests that France may not be well suited for this type of approach. The second approach is applied to the Rhine River. The rainfall-runoff model GR4J combined with the HBV snow module is forced by a stochastic rainfall generator to provide daily river flows on seven sub-basins for the following 90 days. Results show that a reliable mid term forecasting (< 30 days) is possible in the lower catchment but the tool is not able to anticipate low flows in the upper catchment.