Validation hydrologique d'un modèle hydro-microclimatique urbain (TEB-Hydro) : analyse de sensibilité sur le bassin versant de Rezé (Nantes, France)

Hydrological validation of an urban hydro-microclimate model (TEB-Hydro): Sensitivity analysis on the catchment of Rezé (Nantes, France)

¹ LUNAM, IFSTTAR, GERS, LEE, route de Bouaye CS4, 44344 Bouguenais, France
e-mail : xenia.laffaille@ifsttar.fr
² CNRM, GMME/TURBAU, 42, Avenue G. Coriolis, 31057 Toulouse Cedex 1, France

Résumé

Les villes subiront aujourd'hui, parallèlement à la pression démographique, les effets du changement climatique. La qualité de vie, le confort et les dépenses énergétiques des villes seront influencés. Face à ces changements, la compréhension des processus hydrologiques et énergétiques en ville est devenue indispensable aux futures stratégies d'aménagement. Or, les études dédiées au milieu urbain représentent généralement les processus de façon incomplète, négligeant souvent le couplage entre le bilan hydrique et le bilan énergétique à travers le processus d'évapotranspiration. Le modèle hydro-microclimatique TEB-Hydro le prend en compte de façon explicite. Toutefois des études antérieures ont démontré quelques défauts de la composante hydrologique de ce modèle. Dans ce contexte, une étude de sensibilité a été menée sur le bassin versant urbain de Rezé (Nantes, France) sur une période de 6 ans. Ce site est entièrement résidentiel et dispose d'un jeu de données hydrologiques en continu entre la période 1993 et 1998. Le but de cette communication est de mieux comprendre et évaluer les liens entre les processus hydriques du sous-sol urbain pour ensuite améliorer sa composante hydrologique. Les premiers résultats montrent une sensibilité du modèle aux paramètres hydrologiques, décrivant i) l'infiltration de l'eau de surface à travers la voirie, ii) le taux de surfaces imperméables connectées aux réseaux, iii) l'état d'étanchéité du réseau d'assainissement, iv) le contenu en eau seuil pour déclencher le drainage de l'eau du sol par les réseaux et v) la texture du sol.

Abstract

Cities are confronted to demographic pressure and climate change issues, influencing the life quality, comfort and energy costs. Facing these changes, the understanding of hydrological and energy processes in cities has become essential to future management strategies. However, studies dedicated to urban environment generally represent these processes incompletely, often neglecting the coupling between the water and the energy balance through the process of evapotranspiration. The hydro-microclimate model TEB-Hydro takes this into account explicitly. However, previous studies have shown some defects in the hydrological component of the model. In this context, a sensitivity analysis was conducted on the urban watershed of Rezé (Nantes, France) over a period of 6 years. This site is entirely residential and disposes of a continuous hydrological dataset between 1993 and 1998. Hence, the purpose of this communication is to better understand and to evaluate the connections between different hydrological processes in the urban subsoil in order to improve the hydrological component of the model. First results show a sensitivity of the model to hydrological parameters, describing i) the infiltration rate of surface water through the road structure, ii) the fraction of impermeable surfaces connected to the stormwater sewer, iii) the water-tightness of the sewer pipe iv) the threshold water content to trigger the drainage of soil water by the stormwater sewer, and v) the soil texture.