Modélisation hydrologique et hétérogénéité spatiale des bassins – Vers une comparaison de l’approche globale et de l’approche distribuée

Résumé :

La pertinence de l’utilisation d’une approche distribuée par rapport à une approche globale de la transformation pluie-débit à travers un modèle hydrologique est une question souvent résolue de façon intuitive et au cas par cas. Cette recherche présente une tentative pour répondre à ce problème, afin d’améliorer les procédures de modélisation des débits d’un bassin versant, mais aussi de les généraliser aux différentes situations rencontrées. Deux approches complémentaires ont été suivies sur un échantillon de quinze triplets de bassins versants français jaugés, chacun de ces triplets étant constitué de deux sous-bassins juxtaposés d’amont en aval et de superficie équivalente, et d’un petit sous-bassin aval. La première approche a consisté à étudier l’intérêt de découper un bassin versant en sous-unités pour sa modélisation hydrologique. Pour ce faire, une analyse statistique non paramétrique des résultats du critère de Nash de validité d’un modèle s’est avérée être la plus pertinente pour classer les bassins en fonction de la valeur du test de Wilcoxon. La seconde approche a porté sur une recherche, pour le même échantillon de bassins, de caractéristiques supposées à priori déterminantes pour l’hydrologie, à savoir la densité du réseau hydrographique, l’hypsométrie, et la nature des couvertures pédologique et végétale. Les différences observées sur les caractéristiques de deux sous-bassins juxtaposés ont été quantifiées afin d’obtenir des indices d’hétérogénéité de bassin. Une comparaison des résultats a été alors réalisée afin de déterminer s’il était possible d’établir un lien entre la préférence raisonnée d’un type de modélisation hydrologique et les degrés d’hétérogénéité de bassin. Cette comparaison a mis en évidence une relation entre les valeurs du test de Wilcoxon et certains déterminants hydrologiques. C’est ainsi que le degré d’hétérogénéité de la couverture pédologique s’est avéré être le plus discriminant dans le choix de discrétiser ou non un bassin versant. Certaines valeurs du test de Wilcoxon ont été aussi reliées à la taille des bassins, ce qui serait attribuable au fait que les hétérogénéités de bassin peuvent augmenter en fonction de l’échelle d’observation, en ce qui concerne notamment la couverture pédologique.