Contribution à la modélisation hydrologique des zones de pergélisol PDF Download
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Author: Fadoua Houssa
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ISBN: 9781369487053
Category :
Languages : fr
Pages : 169
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Book Description
Author: Fadoua Houssa
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ISBN: 9781369487053
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Languages : fr
Pages : 169
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Book Description
Author: Floriane Morena
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Category :
Languages : fr
Pages : 243
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Book Description
Ce travail de thèse consiste à développer un modèle hydrologique spécifique aux bassins versants urbains capable de représenter de manière distribuée les processus physiques importants en milieu urbain et pourtant souvent négligés dans les modèles classiques, tels que l'évapotranspiration, l'infiltration directe d'eau du sol dans les réseaux ou l'évolution temporelle du niveau de saturation dans le sol. Le modèle URBS (Urban Runoff Branching Structure) est basé sur les informations disponibles dans les Banques de Données Urbaines, à l'échelle de l'Elément Hydrologique basé sur la parcelle cadastrale. L'étude de sensibilité du modèle aux paramètres d'entrée montre l'influence d'un paramètre d'infiltration directe dans les réseaux et de la conductivité hydraulique à saturation du sol. Le modèle est appliqué à plusieurs bassins urbains afin de tester la pertinence des résultats. Les bassins versants de Rezé (4.6 ha) et des Gohards (178 ha) permettent d'évaluer les débits simulés à l'exutoire ainsi que les niveaux de saturation simulés par comparaison aux mesures correspondantes. Les possibilités d'application du modèle URBS sont nombreuses, notamment pour contribuer au développement d'un outil d'aide à l'aménagement des bassins urbains, par exemple en représentant l'influence des techniques alternatives en assainissement pluvial à l'échelle des bassins versants. Le modèle URBS permettant de prendre en considération la distribution spatiale des précipitations, des images radar à résolution spatiale très fine (250 m) sont exploitées pour illustrer l'influence de la variabilité spatiale des précipitations sur la réponse hydrologique de bassins versants urbains réels et fictifs. Une approche théorique permet de quantifier la variabilité des hydrogrammes en fonction d'une caractérisation statistique de la variabilité des précipitations.
Author: Hélène Bessière
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Languages : fr
Pages : 322
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Dans la région Méditerranéenne les crues « éclair » représentent un risque des plus destructeurs ayant coûté la vie à de nombreuses personnes et entraînant des dommages matériels importants ces dernières années. Le groupe HydroEco de l’IMFT (Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse) a développé le code MARINE (Modélisation de l'Anticipation du Ruissellement et des Inondations pour des évéNements Extrêmes) qui est un modèle hydrologique distribué à base physique pour la prévision de ce type de crues. Une méthode d'assimilation variationnelle de données, la méthode de l'état adjoint, est implémentée dans le modèle MARINE. Cette méthode considère les paramètres d'entrée comme des variables de contrôle du modèle et les optimise en minimisant les écarts entre les observations et les simulations par l'intermédiaire d'une fonction coût. Le bassin d'étude est le bassin versant du Gardon d'Anduze sur lequel nous disposons d'une base de données d'évènements extrêmes. Une analyse de sensibilité préliminaire permet d'identifier les paramètres les plus sensibles du modèle afin de réduire l'équifinalité. Une première application de la méthode de l'état adjoint est alors utilisée pour la calibration du modèle. Elle permet de tester la validité des hypothèses physiques en évaluant les performances du modèle puis de suggérer des pistes d'amélioration. Un jeu de paramètres consistant, cohérent avec les résultats de simulations utilisant une méthode de Monte Carlo, est alors identifié. Les hydrogrammes de crues obtenus sont compris dans une plage d'incertitude réduite. La seconde application de cette méthode s'intéresse à la prévision des crues par l'emploi de deux stratégies différentes. La première consiste à utiliser les informations à l'exutoire pendant la phase de montée de crue pour prédire ce pic de crue. La seconde consiste à utiliser les observations d'une station intermédiaire à l'amont du bassin pour prédire le débit à l'exutoire. Ces deux stratégies permettent une anticipation du pic de crue de quelques heures, résultat essentiel d'un point de vue opérationnel.
Author: Daniela Peredo Ramirez (auteur d'une thèse en hydrologie).)
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Languages : fr
Pages : 0
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La prévision de crues joue un rôle fondamental dans l'anticipation et la mise en œuvre de mesures visant à protéger les personnes et les biens. L'objectif de cette thèse est d'examiner notre capacité à améliorer la simulation et la prévision d'événements majeurs de crues soudaines en France. Premièrement, nous examinons les limites de l'approche globale de modélisation hydrologique et la contribution du modèle hydrologique semi-distribué GRSD, à maillage fin et au pas de temps horaire, à la simulation d'évènements majeurs de crue. Nous proposons une modification de la structure de ce modèle afin qu'il soit mieux adapté à reproduire la réponse des bassins versants aux fortes intensités de pluie. Une adaptation de la structure du modèle, basée sur le calcul du rendement de pluies, a abouti à l'introduction d'un nouveau paramètre et à la proposition d'un nouveau modèle (GRSDi) mieux capable de simuler la réponse hydrologique à des pluies intenses qui surviennent en automne. Deuxièmement, nous explorons comment une approche de prévision d'ensemble météorologique, combinée au modèle hydrologique semi-distribué, peut contribuer à mieux prévoir les évènements de crues rapides, l'amplitude et l'instant d'occurrence des débits de pointe, que ce soit sur des bassins jaugés ou non-jaugés. Les résultats ont permis d'identifier, du point de vue hydrologique, les forces et faiblesses des produits proposés. Les travaux menés constituent un pas en avant vers l'utilisation de modèles hydrologiques conceptuels, continus et semi-distribués, dans le cadre de la prévision de crues majeures et rapides en contexte méditerranéen.
Author: Katia Durot
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Languages : fr
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CETTE ETUDE EST CONSACREE A LA MODELISATION HYDROLOGIQUE DISTRIBUEE D'UN BASSIN VERSANT NIVO-PLUVIAL DES ALPES FRANCAISES. ELLE EST PRESENTEE EN 3 PARTIES : DANS LA PREMIERE PARTIE, SONT PRESENTES LE BASSIN VERSANT DE RECHERCHE EXPERIMENTALE DE SARENNES ET LES OUTILS NUMERIQUES UTILISES POUR SIMULER LES DEBITS. CETTE MODELISATION EST REALISEE PAR L'INTERMEDIAIRE DU COUPLAGE D'UNE CHAINE DE MODELISATION DU MANTEAU NEIGEUX, ELABOREE PAR LE CENTRE D'ETUDE DE LA NEIGE (SAFRAN-CROCUS), AVEC UN MODELE HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL A BASE TOPOGRAPHIQUE (TOPMODEL). ELLE EST REALISEE EN 3 ETAPES QUI FONT L'OBJET DE LA SECONDE PARTIE ET PERMETTENT L'ETUDE DE LA SENSIBILITE DU MODELE HYDROLOGIQUE A LA VARIABILITE SPATIALE DE LA LAME D'EAU DE FONTE FOURNIE PAR CROCUS. UNE PREMIERE MODELISATION DE REFERENCE EST FAITE AVEC UNE VERSION GLOBALE DE TOPMODEL ACCEPTANT UNE ENTREE MOYENNE UNIFORME. PUIS LA COMPLEXITE DU MODELE EST PROGRESSIVEMENT DEVELOPPEE (TOPBAND) D'ABORD PAR UNE PREMIERE SPATIALISATION DE L'ENTREE PAR BANDES D'ALTITUDE. FINALEMENT, UN MODELE TOTALEMENT DISTRIBUE ET DYNAMIQUE (TOPODYN) PERMET DE TENIR COMPTE DE LA VARIABILITE SPATIALE DE L'ENTREE AVEC L'ALTITUDE ET L'ORIENTATION DES VERSANTS. LE RAPPORT COMPLEXITE/PERFORMANCE EST SOIGNEUSEMENT ANALYSE. ENFIN, LA TROISIEME PARTIE S'INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT AUX ENTREES : TOUT D'ABORD, UNE REDISTRIBUTION DE LA CHRONOLOGIE HORAIRE DE LA PLUIE SAFRAN NOUS PERMET D'AMELIORER NOS SIMULATIONS. PUIS UNE VALIDATION DU MANTEAU NEIGEUX SIMULE PAR CROCUS EST EFFECTUEE GRACE AU SUIVI DE LA FONTE NIVALE PAR PHOTOGRAPHIES TERRESTRES. UN TRAITEMENT D'IMAGE ADAPTE PERMET ENSUITE DE DETERMINER L'ENNEIGEMENT REEL. FINALEMENT, DANS LA PERSPECTIVE DE MODELISATIONS HYDROLOGIQUES SUR DES BASSINS BOISES, UN MODULE DE FONTE SOUS FORET EST PROPOSE POUR COMPLETER LA CHAINE SAFRAN-CROCUS EXISTANTE.
Author: FOUAD.. LOUGHREIT
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Languages : fr
Pages : 218
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CE TRAVAIL DE THESE A POUR OBJET DE DEFINIR DES MODELES ET DES OUTILS PERMETTANT DE MIEUX APPREHENDER LE FONCTIONNEMENT HYDROLOGIQUE DES CHAUSSEES A STRUCTURE RESERVOIR SERVANT AU STOCKAGE TEMPORAIRE ET AU DRAINAGE DES EAUX PLUVIALES. IL A POUR BUT DE FOURNIR DES OUTILS POUR LEUR CONCEPTION ET LEUR COMPORTEMENT A DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES. CE MEMOIRE EST PRESENTE EN 4 PARTIES : - LA PREMIERE PARTIE DEFINIT LE CONTEXTE DE LA RECHERCHE EN FAISANT UN POINT SUR L'ETAT DE L'ASSAINISSEMENT PLUVIAL ACTUEL, SUR L'EMERGENCE DES TECHNIQUES ALTERNATIVES DONT FONT PARTIE LES CHAUSSEES A STRUCTURE RESERVOIR, ET ENFIN EN PRESENTANT LES DIFFERENTES FORMES QUE PEUVENT PRENDRE CES OUVRAGES. A PARTIR D'UNE TYPOLOGIE DES PROBLEMES RENCONTRES POUR LA COMPREHENSION DE LEUR FONCTIONNEMENT GLOBAL, DES AXES DE RECHERCHE SONT PROPOSES ; CE QUI PERMET DE MIEUX CIRCONSCRIRE LE TRAVAIL DE THESE QUE NOUS PROPOSONS. - LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A LA PRESENTATION ET A LA CRITIQUE DES DIFFERENTS MODELES PERMETTANT DE REPRESENTER LE FONCTIONNEMENT HYDROLOGIQUE D'UNE CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR. A L'ISSUE DE CETTE PARTIE UNE CLASSIFICATION DES DIFFERENTS MODELES EST PROPOSEE. - LA TROISIEME PARTIE POSE LES BASES D'UN MODELE CONCEPTUEL DE CHAUSSEES RESERVOIRS REGULEES OU NON A L'AVAL ET PROPOSE SON CALAGE A PARTIR DE MESURES REALISEES SUR DES SITES EXPERIMENTAUX DONT DEUX ONT ETE INSTRUMENTES ET SUIVIS PAR NOS SOINS. CETTE PARTIE SE TERMINE PAR L'EXAMEN DE LA VALIDATION DU MODELE. ENFIN, UNE QUATRIEME PARTIE PRESENTE LES RESULTATS D'UNE ETUDE DE COMPARAISON DES OUTILS DE CONCEPTION ET DE SIMULATION DES STRUCTURES RESERVOIRS POUR DES SITUATIONS TYPES.
Author: Emmanuel Berthier
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Languages : fr
Pages : 196
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LES ETUDES HYDROLOGIQUES EN MILIEU URBAIN ONT JUSQU'A PRESENT ETE CENTREES SUR LA PREVISION DU DEBIT LORS D'EVENEMENTS PLUVIEUX IMPORTANTS. ON NE DISPOSE AINSI QUE D'UNE VUE PARTIELLE DU COMPORTEMENT D'UN BASSIN VERSANT URBAIN. CE COMPORTEMENT APPARAIT COMME VARIABLE D'UN EVENEMENT PLUVIEUX A L'AUTRE, VARIABILITE QUI RESTE EN PARTIE MECONNUE ET QUE LES MODELES ACTUELS ONT DU MAL A REPRODUIRE. L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL EST DE REDUIRE CETTE MECONNAISSANCE EN MODELISANT DE FACON DETAILLEE LES DIFFERENTS FLUX D'EAU ECHANGES EN MILIEU URBAIN. DANS UNE PREMIERE PARTIE, L'ELABORATION DU MODELE EST DECRITE. IL EST BASE SUR UNE SCHEMATISATION BIDIMENSIONNELLE DU MILIEU URBAIN A L'ECHELLE D'UNE PARCELLE CADASTRALE. LES LOIS ET PROCESSUS PHYSIQUES GERANT LE COMPORTEMENT DU SYSTEME SONT RESOLUS A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, L'EVALUATION DU MODELE QUI CONCERNE DIFFERENTES GRANDEURS HYDROLOGIQUES EST EFFECTUEE SUR UN PETIT BASSIN VERSANT PERIURBAIN. LE TRAVAIL INTEGRE LE TRAITEMENT DES DONNEES DU SITE DE REZE SE CARACTERISANT PAR UNE ACQUISITION EN CONTINU, SUR LE LONG TERME, DE PLUSIEURS GRANDEURS HYDROLOGIQUES. LA BASE DE DONNEES AINSI CONSTITUEE PRESENTE UN INTERET CERTAIN POUR LA COMMUNAUTE SCIENTIFIQUE. LA MODELISATION A BASE PHYSIQUE ENTREPRISE A PERMIS DE PRENDRE EN COMPTE L'HETEROGENEITE DU MILIEU URBAIN ET DE GERER DES CONDITIONS AUX LIMITES FORTEMENT VARIABLES. UN CONTROLE CONTINU A MONTRE QUE LE MODELE NUMERIQUE INTEGRAIT CORRECTEMENT CES DIFFICULTES. DES INFORMATIONS ONT ETE OBTENUES SUR LE COMPORTEMENT HYDROLOGIQUE DU BASSIN VERSANT ETUDIE : I) L'EVAPOTRANSPIRATION JOUE UN ROLE IMPORTANT, II) LE COMPORTEMENT D'UNE VOIRIE EST SIGNIFICATIVEMENT DIFFERENT DE CELUI D'UN BATIMENT, III) LA CONTRIBUTION AU DEBIT DU RUISSELLEMENT DES SURFACES NATURELLES EST NEGLIGEABLE, IV) LES INFILTRATIONS D'EAU DU SOL DANS LE RESEAU CONTRIBUENT AU DEBIT EN PERIODE HIVERNALE ET MEME LORS D'EVENEMENTS PLUVIEUX EXCEPTIONNELS.
Author: Bertrand Decharme
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Pages : 0
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La modélisation hydrologique globale du CNRM repose sur le modèle de surface ISBA qui calcule un bilan hydrique sur des mailles allant typiquement de 20 à 500 km de côté et sur le modèle de routage TRIP qui permet de convertir le ruissellement quotidien en débit. A ces résolutions, la répartition sous maille des caractéristiques de la surface et des flux atmosphériques a un fort impact sur les bilans d'eau simulés. Plusieurs paramétrisations des effets sous maille originales ou préexistantes ont alors été testées avec succes en mode forcé à l'échelle régionale et globale. Néanmoins, la validation globale reste parfois problématique en raison des incertitudes liées aux précipitations, aux paramètres de surface et à la modélisation de certains processus tel la représentation des zones inondées dans TRIP. Ceci souligne donc l'intérêt des futures missions satellitaires pour mieux contraindre nos modélisations hydrologiques.
Author: Jordy Salmon-Monviola
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L'objectif général de cette thèse est axé sur l'amélioration de modèles agro-hydrologique spatialement distribués pour l'analyse d'agro-hydrosystèmes, sous contrainte de changements climatiques et anthropiques. Cette thèse est structurée autour de trois questions de recherche liées à : i) la représentation de la dynamique spatio-temporelle des systèmes de cultures pour leur utilisation en entrée de modèles agro-hydrologiques distribués ; ii) la représentation du niveau exploitation agricole et des décisions des agriculteurs dans les modèles agro-hydrologiques distribués ; iii) la capacité de ces modèles à simuler des changements climatiques et anthropiquesDes éléments de réponse à ces questions sont apportés par des approches de modélisation réalisées dans différents contextes et à différentes échelles d'espace et de temps. Ces différentes approches sont discutées en les comparant notamment avec d'autres travaux réalisés. Ces différentes études soulèvent la nécessité de développer des méthodologies permettant i) d'une part l'acquisition de données et leur intégration dans les modèles agro-hydrologiques distribués ii) et d'autre part l'amélioration de l'exploitation des simulations, notamment pour les transformer en informations pertinentes et accessibles pour les parties prenantes au niveau d'un territoire. Des perspectives, portant à la fois sur la prise en compte des incertitudes des simulations des modèles agro-hydrologiques et l'analyse de la robustesse de ces modèles, sont également considérées.
Author: Flora Branger
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Le projet général dans lequel s'inscrit ce travail vise à développer un outil de modélisation permettant de mieux comprendre et quantifier la circulation de l'eau et de produits phytosanitaires à l'échelle de petits bassins versants ruraux, en prenant notamment en compte l'influence d'aménagements hydro-agricoles ou paysagers (tels que le drainage agricole par tuyaux enterrés, les fossés, le réseau bocager ou les bandes enherbées) sur la qualité de l'eau. En s'appuyant sur le cas d'étude du bassin versant de la Fontaine du Theil (Ille et Vilaine), on a mis en oeuvre une démarche de modélisation hydrologique distribuée fondée sur la représentation des différents aménagements sous forme de modules autonomes et connectés entre eux selon leur positionnement dans l'espace, en s'appuyant sur la plate-forme de modélisation environnementale LIQUID. On a ainsi construit et testé à l'échelle locale deux modules spécifiques représentant de manière simplifiée : le fonctionnement d'une parcelle drainée, incluant les transferts de pesticides,ainsi que le fonctionnement hydrodynamique d'une haie bocagère. On les a ensuite couplés de façon très simple à des modules existant par ailleurs dans LIQUID pour obtenir un modèle hydrologique distribué, qui a été appliqué sur une partie du bassin versant de la Fontaine du Theil (sans solutés).Les résultats sont pour l'instant très sommaires mais montrent un bon fonctionnement du couplage entre ces différents modules et apportent depremiers éléments qualitatifs de validation sur le comportement des haies vis-à-vis des flux souterrains. Ils sont encourageants quant à la possibilité, à travers cette approche, de représenter les interactions entre processus dominants et ainsi de faire progresser la connaissance sur les voies de contamination majeures à l'échelle du bassin. La plate-forme LIQUID, en permettant de construire des modules de conceptions différentes et de lesfaire communiquer dans un même modèle de façon cohérente et conforme à la physique, se révèle bien adaptée.
