Méthodes de régionalisation pour un modèle pluie-débit distribué et à base physique dédié aux crues éclair

Regionalization methods for a process oriented distributed model dedicated to flash floods

¹ ICUBE - UMR 7357, fluid mechanics team, INSA Strasbourg, 24 Boulevard de la victoire, 67084 Strasbourg cedex, France
e-mail: Pierre-andre.garambois@insa-strasbourg.fr
² Université de Toulouse, INPT, UPS, IMFT (Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse), surface hydrology HYDROECO group, Allée Camille Soula, 31400 Toulouse, France
³ UMR CNRS/INP-UPS 5502, 31400 Toulouse, France

Résumé

Cette étude s'intéresse aux méthodes de régionalisation pour des jeux de paramètres d'un modèle pluie-débit distribué et à base physique, dédié aux crues éclair. Les performances du modèle MARINE sont testées sur un total de 117 évènements de crues éclair survenues sur des bassins versants de l'arc méditerranéen français. Etant donnée la relative rareté des enregistrements de crues éclair, ce jeu de données représente un échantillon conséquent des paysages et de l'hydrologie des régions allant du piémont pyrénéen à la Provence en passant par les Cévennes et le Vivarais. Des approches de régionalisation basées sur la proximité géographique ou les similarités physiographiques sont testées avec plusieurs combinaisons de descripteurs. Des résultats encourageants sont obtenus avec les deux méthodes de similarités physiographiques basées sur deux ou trois bassins donneurs. Une perte de performance de 10% en régionalisation par rapport à la calibration/validation est relevée pour ces méthodes. Pour 13 bassins versants sur 16, au moins un évènement est simulé avec de bonnes performances. Cette étude met en avant l'importance des informations hydrologiques contenues dans les évènements de calibration disponibles sur site ou sur les bassins donneurs. De plus les techniques de régionalisation produisent de meilleures performances sur les bassins présentant un comportement hydrologique apparemment plus régulier. Le paramètre le plus sensible du modèle MARINE, CZ, contrôlant le volume de sol et ainsi le bilan en eau, est plutôt bien contraint par les approches de régionalisation par similarité grâce aux descripteurs du socle rocheux.

Abstract

The present contribution is a study about parameter sets regionalization for process oriented hydrological models in the case of flash floods. MARINE model performances are tested on 117 flash floods from the last two decades which is a large catalogue of hydrology and landscapes from Pyrenean, Mediterranean, Cévennes-Vivarais and Provence regions. Encouraging results are obtained with two similarity approaches. Only a small decrease of performances from calibration/validation to regionalization is detected for these two methods. This study sheds more light on the importance of hydrological information that is available in calibration events for a gauged catchment or from donor catchment(s) for regionalization. It can also be shown that the most sensitive parameter of MARINE model (Garambois et al 2013) which is controlling the soil volume and water balance, is rather well constrained by the two similarity approaches thanks to bedrock descriptors.