Méthodologie

   

    Il s’agit ici de comparer plusieurs combinaisons de sous-modèles afin de déterminer celle qui donnerait la simulation la plus réaliste des hydrogrammes de crue observés à Harchéchamp.

    Nous pouvons déjà, dans un premier temps, choisir un des 2 sous-modèles décrivant le processus de l’écoulement souterrain, puisque ceux-ci, calés de manière empirique, ont peu d’influence sur les 2 premiers processus intervenant dans la simulation. A ce titre, nous optons pour l’Exponential Recession Model, qui devrait s’avérer plus précis que le Constant,Monthly-varying Baseflow, notamment au niveau de la décroissance de l’hydrogramme.

    A ce stade, des essais préalables de simulations et de calage sur un événement de référence (crue de décembre 2011 reconstituée à Harchéchamp), ont démontré l'incohérence du sous-modèle Curve Number, dont le paramètre CN (Curve Number) s'est avéré fortement prépondérant par rapport aux autres paramètres et ce, quelque soit le sous-modèle d’écoulement direct associé (Snyder’s UH ou SCS UH). En effet, le système de modélisation est alors extrêmement sensible aux variations du CN, dont les valeurs initiales (65 à 74) ont donné une surestimation très importante du volume de la crue réelle (facteur 10).

    Pour obtenir une approximation convenable de l’hydrogramme réel, la valeur de CN a dû être réduite à des valeurs très faibles (< 5) fortement éloignées de la gamme admise du modèle (30 à 100), celle-ci étant basée sur le type de couverture et les conditions hydrologiques du sol (Annexe A, HEC-HMS Technical Report, Table 2-2c “Runoff curve numbers for other agricultural lands”). De même, ce calage a impliqué un ajustement peu cohérent des paramètres des autres sous-modèles associés. Aussi, le sous-modèle d’infiltration Curve Number, fondé sur des considérations purement empiriques (issues de petits bassins-versants typiques des Etats-Unis), ne semble pas du tout adapté au type de bassin versant que nous étudions ici et sera donc exclu par la suite.

    De même, le sous-modèle de ruissellement direct de surface SCS Unit Hydrograph s'est révélé relativement délicat à calibrer sur l'événement de référence, notamment en raison d'un paramètre unique et prépondérant. Ainsi, dans  notre étude, ce modèle ne sera pas utilisé, mais on lui préférera celui de Snyder, ce dernier comprenant un paramètre de calage en plus.

    Finalement, étant donné que nous retenons le sous-modèle Snyder's UH pour le ruissellement direct de surface et l'Exponential Recession pour l'écoulement souterrain, il nous reste à évaluer les performances des deux combinaisons encore possibles, celles-ci mettant en oeuvre respectivement les sous-modèles d'infiltration Green & Ampt et Initial & Constant Rate. Dans un premier temps, le calage des paramètres de chacun de ces deux systèmes sera réalisé sur l'événement de référence, puis nous chercherons à évaluer leur validité en modélisant un autre événement enregistré à l'exutoire du bassin versant d'Harchéchamp (crue de décembre 2001).

    Enfin, nous donnerons une analyse des performances respectives de ces deux systèmes pour conclure quant à leur cohérence et leur application éventuelle dans le cadre de la modélisation des débits de crue du bassin versant d'Harchéchamp.