Hydrologie quantitative

Processus, modeles et aide ala decision

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Pierre-Alain RocheJacques MiquelEric Gaume

Hydrologie quantitativeProcessus, modeles et aide ala decision

~ Springer

Pierre-Alain Roche Directeur général adjoint Conseil général des Hauts-de-Seine 61, rue Salvador Allende 92751 Nanterre Cedex

Jacques Miquel École des Ponts ParisTech 6 et 8, avenue Blaise-Pascal- Cité Descartes Champs-sur-Marne 77455 Marne-la-Vallée Cedex 2

Eric Gaume Adjoint au chef du département Géotechnique Eau et Risques IFSTTAR Centre de Nantes CS4 44344 Bouguenais Cedex

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ISBN 978-2-8178-0105-6 Springer Paris Berlin Heidelberg New York

© Springer-Verlag France, 2012

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Maquette de couverture: Jean-François Montmarché Illustrations de couverture: En haut: Vue aérienne de Sommières le 9 septembre 2002 au matin, avec l'aimable autorisation de la Direction départementale des territoires et de la mer du Gard. En bas: Application de la Programmation Dynamique à la gestion du réservoir Seine en 1968: coûts optimaux en chaque point de l'espace stock/temps, avec l'aimable autorisation d'Électricité de France-Recherche et Développement. Mise en page: Jean-Philippe Naulin

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PHOTOCOPILLAGE TUE LE LIVRE

Ingenierie et developpement durableDirigee par Bruno Sportisse

Le developpement durable est devenu en quelques annees unenjeu majeur, au cceur de questions econorniques, sociales oupolitiques posees anos societes,

Dans ce contexte, l'expertise scientifique et technique atoujours joue un role de permettant de diagnostiquer desetats ou d'anticiper des evolutions - comme le debat autourdu changement dimatique en temoigne - ou d'avancer dansla recherche et l'experimentation de solutions.

Comment estimer les impacts des activites humaines sur l'en­vironnement ? Quelles adaptations economiquement viablessont envisageables pour reduire les impacts negatifs ? L'objetde cette collection est de proposer des ouvrages qui repondentaces questions.

L'approche peut etre scientifique (lorsque les sujets releventencore pour partie de la recherche) ou technique. Les trans­ports, I'habitat, la production d'energie, la gestion urbaine,la gestion de l' eau ou le management des risques sont lesdomaines privilegies de ces ouvrages.

Deja parus dans la merne collection:Pollution atmospherique- Desprocessus ala modelisationBruno Sportisse, 2008

Aerosols atmospheriques - Proprietes et impacts climatiquesOlivier Boucher, 2012

Aparaitre:Physiqueappliqueeal'exposition externe - Dosimetricet radioprotectionRodolphe Antoni, Laurent Bourgois

Preface

L'hyd rologie est une science en devenir.

Elle est a la fois la connaissance des pro cessus naturels, devan t repondre aune exigence de pre cision sans cesse plus forte tout en beneficiant de moyensd 'observation nouveaux, et I'u tili sation de plus en plus developp ee aujourd 'huide ces conna issances en temps reel ; c'est comme si climatologie et rneteorologieetaient maintenan t regroupees au sein d 'une meme discipline.

Nous dependons de cette comprehension du cycle hydrol ogique pour etayeret guid er de facon plus eclairee nos decisions locales d 'arnenagement : const ruc­tion d 'ouvrages, de batirnent s ou de cites nouvelles Ie long des cours d 'eau , don til faut mesur er Ie risque d 'inondat ion et concevoir les dispo siti fs de protection ,dont la probabilite d 'etre mis en defau t sera fixee a des seuils juges acceptablespar la societe ... De meme pour la construc t ion des retenues chargees de nou spremunir contre les et iages . En cinquante ans , I'hydrologie est ainsi passee del'echelle locale a celie des bassins versa nts, et maintenant a l'echelle globale,ayant pour obj et l'etude de I'ensemble du cycle de I'eau de la planete toutent iere, en liaison avec l'evolution du climat . De plus en plus, a I'image desbull etins meteorologiques, nou s voulons savoir s' il y a, aujourd' hui ou demain ,un risque d 'inondation, et de quelle ampleur, ou au cont raire un risque de se­cheresse, de tarissement des sour ces et des cours d 'eau ; nous voulons savoirquelle puissance thermique peu t etre rejetee dan s les fleuves par les centrales,sans perturber significativernent les ecosystemes, ce qui va determiner la pro­du ction elect riqu e du pays ; combien d 'eau nou s pouvons aujourd' hui relacherde nos barrages pour la turbiner dan s les cent ra les hydroelectriques ou encorea quel moment , a quel debit et pour combien de te mps I'eau peut etre utiliseeen irrigation, sans compromettre les ecosystemes et nos besoins de demain .

Mais les recher ches actuelles sur les consequences du changement climatiquenou s obligent aussi a des reflexions et des t ravaux plu s theoriques, a plus longte rme. Les previsions ou les calculs de dimensionn ement dont j 'ai parl e jusqu 'icise declinent en general sur la base de l'experience acquise a parti r de dizainesvoire de cent aines d 'annees d'ob serva tions, parfois de milliers d 'annees pourquelques evenements extremes ayant laisse des traces histo riques ou des enre-

Vlll Hydrologie quantitative

gistrements dans cert ains marqueurs, cornme les cernes de croissance des arbres ,les laisses de crue ou autres « an alogues » fossilises. Dem ain , sous un climat dif­ferent de celui d 'aujourd'hui , et sans nos reperes historiques, saurons-nous aussibien prevoir, anticiper les phenom enes hydrologiques, gerer nos ressources ? IIn 'est pas anodin que, de toutes les catast rophes naturelles, ce soit Ie deluge quiait marque Ie plus les esprits, et qu 'il soit enregistre avec autant de force et dedetails dans Ie recit biblique, sans parler de cette autre catastrophe, reelle oulegendaire, la submersion de I'Atlantide... Les evenements hydrologiques lies al'evolution du climat ont , par Ie passe, decide en effet de la vie et de la mortdes societ es hum aines, des cites , des civilisation s. C'est ainsi qu 'un changementdans Ie cours du fleuve Sarasvati, aujourd 'hui disparu et devenu mythique, quise serait produit en Inde il y a pres de 4 000 an s, aurait decapite les cite s duRaj asthan et la civilisat ion Harappa qui y florissait , et dont on retrouve aujour­d 'hui les lambeaux enfouis sous les sables du desert ... Qu 'est devenue de memela civilisation des Garamantes, dont les chars tires par quatre puissants che­vaux sillonnaient Ie Sahara, encore vert il y a 6 000 ans , et dont on mentionnequelques descendants a l'oree de I'an mil? Ou les citees indi ennes Anasazis auNouveau-Mexique, comme Chaco-Canyon, abandonnees du jour au lendemainau XIIe siecle, sans raison apparente, mais probablement par manque d 'eau ?La connaissance a certes progresse, mais nous sommes forces, si nous voulonssubsister , a savoir prevoir aujourd 'hui I'hydrologie de demain...

Ceci nous fait rechercher , au-delft de la vision descriptive, historique, comp­table (au sens OU la connaissance resul te du cumul centenaire des bilans, deschroniques, des evenernents, qui repose sur l'hypothese d'un monde stationnairedont il s'agiss ait essentiellement de decrire les fluctuations) , une vision scien­tifique que I'on pense volontiers plus physiqu e et mecanis te, capable de nousfaire fran chir Ie pas de la prediction dans un monde non stationnaire. L'ontente ra de comprendre ou de predire I'hydrologie a partir des grands principes,comme la conservat ion de la masse, de la quantite de mouvement , de l'ener­gie, des grandes lois de la physique , comme la loi du mouvement des corps,qui se traduit en hydraulique par les equations de Navier-Stokes. Certes, cettehydrologie-la n 'est pas ent ierement nouvelle, et certains des grands noms decette science viennent precisement de la prestigieuse Ecole des Ponts et Chaus­sees, aux eleves de laquelle ce traite est en premier lieu destine : Cauchy, Navier ,Coriolis, Barre de Saint-Venant, Dupuit , Fresnel, Darcy, Chezy, ou Prony, ouencore les ingenieurs plus orientes vers la comprehension globale du fonction­nement des bassins-versants et vers la morphodynamique des cours d 'eau oula comprehension des systemes ruraux et urbains , comm e Belgrand, Nadaultde Buffon , Vicat ou plus recemment Caquot , qui ont montre comment mettreen application ces theories naissantes . Le present traite fait ici une synthaseremarquable et pedagogique de toutes ces conn aissan ces theoriques , jusqu'auxplus recent es, en y ajoutant la dimension probabiliste, indispensabl e, car c'estaujourd'hui dans Ie cadre bayesien que s'inscrit en general I'estimation et laprevision hydrologique, et en marquant scrupuleusement les limites d 'emploi

Preface IX

des outils evoques .

Que cette science hyd rologique quant ifiable, quan ti fiee, est complexe ! Elleincorpore cinq milieux physiques distincts : l'atrno sphere par ou transite touteI'eau meteorique ; les neiges et glaces, ou par fois I'eau se piege pour de longuesdurees ; la surface du sol ou elle rui sselle ainsi que Ie dedale du chevelu hy­drographique ou elle s'ecoule ; Ie milieu souterrain, ou t antot elle se st ocketemporairement avant d 'etre reprise par la vegetation, tantot elle circule pouratteindre la profondeur et former les aquiferes ; l'ocean enfin, ou se boucle Iebilan du cycle, fermant egalement Ie bilan ther mique de la planete, dont de­pend Ie climat . Fair e une hydrologie scient ifique capable de nous inform er desclimats, des ressources en eau et des evenements extremes de demain impliquede s'interesser a chacun de ces milieux, au x processus int rinsequ es qui y gou­vernent les transferts , it leurs couplages, a leurs instationnarites... et de fairepreuve de prudence et de methode pour ne pas ceder aveuglernent aux miragesde form alismes qui surestimera ient les informations reellernent disponibles pourt raite r ces sujets .

Les bases scientifiques et les grandes lignes des modelisations de chac un deces milieux sont ici donnees ; I'accent est ensuite mis sur les composa ntes plushydrologiques au sens st rict : les precipit ations, les ecoulements superficiels,I'infil t ration dan s les sols, les ecoulernents souterrains ; tous les elements sontici rassernbles pour comprendre et quantifier les processus concernes, de la plu speti te it la plu s grande echelle, en ne perdant jam ais de vue les donnees obj ec­tivement disponibles et Ie moyen de les recueillir, de les interpreter.

II y a exactement trente ans, j 'ai publie un petit ouvrage sur I'hydrologiesouterraine, que j 'avais intitule « Hydrogeologie quantitative ». Mon obj ectifetait de faire evoluer I'enseignement de cet te discipline d 'une approche descrip­tive, operationnelle, a une approche plus porteuse d 'innovation et plu s cap abled 'aborder des questio ns nouvelles. Les auteurs , en traitant cette fois I'ensembledu cycle, de facon integree ent re les eau x souterraines et les ecoulements desurface, m'on t fait Ie plaisir d 'un clin d 'ceil par Ie t it re qu 'ils ont choisi pour Iepresent ouvrage et je les en remercie.

L'ensembl e des sciences de la nature a connu recernment une evolution trescarac te rist ique, que I'on a appele « la geometrisat ion du reel ». Elle a consistea tendre a representor et ana lyser I'espace geometrique ou se deroulent les pro­cessus naturels, leurs formes, leurs emboitements ou leurs relations internes,comme les fonctions de covar iances spatiales, les st ructures fract ales, la connec­t ivite ou les seuils de percolation , outil s qui perm ettent d 'atteindre l'emergencedes lois globales, valables a grande echelle, de la meme facon que I'addition deprocessus aleatoires independ ants conduit , selon Ie theorems central limite, al'ernergence de la loi gaussienne ; tout cela est main tenan t encadre par l'arriveedes systemes d 'inform atio n geographiques et des GPS, des images satellitaires,

x Hydrologie quantitative

qui ont decuple notre puis sance d'observation du monde reel non plus pone­tuellement mais spatialement . En quelque sorte, nous assistons aujourd 'hui ala convergence de deux visions du monde, celle de « l'esprit de finesse », quianalyse les mecanismes et les quantifie, et celle de « l'esprit de geometric », quipermet a la premiere de mieux representor la cornplexite de la realite.

L'ouvrage « Hydrologie quantitative » de Pierre-Alain Roche, J acques Mi­quel et Eric Gaume me semble s'ins crire dans la meme demarche , et apporter ala connaissance hydrologique ce dont elle a le plus besoin aujourd 'hui, la rigueuret la precision dans « l'esprit de finesse », en pleine symbiose avec « l'esprit degeometrie », que j 'etendrai ici a la conna issance historique, celle de la realitedes condit ions locales et des observations, celle de l'analyse des chroniques etson apogee, l'inference statistique en hydrologie stochastique. En dix chapi tressynthet iques, clairs et pedagogiques, mais appuyes sur de tres nombreuses an­nexes det aillees, encyclopediques, fourmillant de renseignements, ces auteur sbal ayent de facon magistrale l'ensembl e du champ de l'hydrologie, depuis , enpremie re partie, la description, l'observation, la mesure et la comprehension desphenomenes dans tous les milieux de « l'enveloppe fluide » de la planets, puisl'etude en deuxierne partie des outils et methodes de la modelisation, jusqu 'aaborder en troisieme partie la pratique du meti er de l'ingenieur en situation deresponsabilite operationnelle, avec deux enjeux maj eurs de l'hydrologie quan­titative : la prevision des crues et des eti ages, et la gestion des reservoirs.

Cet ouvrage passionnant , clair , remarquablement organise, vient comblerun grand manque dans la lit terature scientifique contemporaine et constitueratres vite une reference incontournable de la discipline.

Fontvieille, le 1er fevri er 2012

Ghi slain de Marsily,Universite Pi erre et Marie Curie - Paris VI

Academic des Sciences

Avant-propos

Cet ouvrage est Ie reflet du cours d 'hydrologie de I'Ecol e des Ponts-ParisTech.Les ingenieurs que forme cette ecole sont , comme bien d 'au tres, conduits a agirau sein du milieu nature!. II convient qu 'ils en comprennent la cornplexite, qu 'ilsapprennent a tenir compte des effets de celui-ci sur les ouvrages qu 'ils auronta const ruire ou a gerer, mais aussi a apprecier I'impact de leurs interventionssur celui-ci,

L'hydrologie quan ti tative, qui s'attache a conn aitre, mesurer , expliquer etsimuler les flux concernes par Ie cycle de I'eau , avec leurs fluctuations spat ialeset te mporelles, ne donne certes pas toutes les clefs de comprehension de cesphenom enes ; en n 'abordant que les quan ti tes d 'eau , flux ou stocks, elle ignoreles questions de qualite d 'eau et de fonctionnement des ecosysternes. Sciencede la nature , elle ne traite pas de la concept ion des ouvrages hydrauliques. De­diee a l'echelle du bassin versant , elle ne traite pas de facon det aillee chaquecompa rt iment de fonctionnement du cycle de I'eau et elle n 'aborde ni Ie fonc­tionnement agronomique ni la gestion de I'eau en ville. Inseree dans Ie grandcycle de I'eau impliquant terre, oceans et atmosphere, elle n 'en t raite qu 'unepart , prenant les donnees climatiques et meteorologiques comme donnees d 'en­t ree du systems qu 'elle et udie.

Sans aucun dou te sommes-nou s aujour d' hui, plus que jamais, soumis a I'in ­jonction paradoxale d 'une specialisation disciplin aire, au risque d 'une fragmen­tation des savoirs et d 'un besoin croissant de vision globale du fonctionnementdes systernes, au risque d 'une comprehension trop superficielle de chac une deleurs composantes.

Les territoires qui nou s interessent ici couvrent en surface de quelques kilo­metres carres a plusi eurs centaines de milliers de kilomet res carres, en alti tudequelque milliers de met res et en profondeur du sous-sol quelques dizaines decent imet res a quelques cent aines de metres et ils forment un ensemble ext raor­din airement composite et diver sifie. La gravite et l'energie solaire constit uentles deux principaux moteurs antagoni stes du mouvement de I'eau dans ce milieucomplexe. Les quantites d 'eau en jeu , enfin, sont d 'une variabilite et onnante,non seulement au rythme des saisons, mais aus si par Ie caractere aleatoire et

Xli Hydrologie quantitative

peu previsible des quantites de precipitation. Le cycle te rr est re de l'eau estlargement influence par les act ivit es humaines , qu 'il s'agisse de prelevernents,de stockage et de modifications des condit ions d 'ecoulement, mais aussi de cou­verture vegetale et de nature des sols.

L'hydrologie quantitative, malgre les limites de son champ disciplinaire, serevele ainsi etre un trait d'union integrateur d 'une large panoplie de disciplineset une excellente introduction a la comprehension de la cornplexite de l'art del'ingenieur agissant au sein du milieu naturel. Science descriptive systemiqueglobale, l'hydrologie utilise des outils de representation tres theoris es : on oubliesouvent le remarquable exercice de transition du microscopique au macrosco­pique que sous-tend l'etablissement des lois de l'hydraulique souterraine ; onperd parfois de vue , en rnodelisant par des reservoirs et des flux globalises al' echelle de sous-bassins, voire des maill es d'un modele hydrologique dit dis­t ribue , que ces dispositions ne pret endent en rien cons t it uer la representationphysique des phenomenes. Elles sont un simple cadre, le moins inadequat quel'experience a fourni pour l'in st ant , pour permettre de mettre en regard desdonnees d'observation d 'entree et de sortie de ce systeme.

L'hydrologie pousse sans doute plu s que toute aut re science l'exploitationdes donnees issues de l'ob servation historique des evenements grace a des re­seaux de mesures : le recueil et l'interpretation des donnees reposent , au-delade la rnetrologie, sur tout un corpus methodologique (I'hydrometrie, puis pluslargement l'hydrologie dite operationnelle) . L'exploitation statistique de cesdonnees, tenant compte de leurs incertitudes , a pris , au cour s des dernieresdecennies, un e importance revelatrice des difficultes a en apprehender la com­plexite spatiale et ternporelle. C 'est pourquoi une premiere partie de ce manuel(chapitres 1 a 4) est descriptive, tournee vel'S l'observation, la mesure et lacomprehension des phenomenes. On s'y at tache particulierernent aux echellesd 'espace et de temps auxquelles on se place, et au passage des rnecanismeselement aires a une approche globale de 1'hydrosysterne.

Une deu xieme partie (chapitres 5 a 8) approfondit les outils et methodes dela modelisation.

Modeliser, c'est reproduire numeriquement , sur de longues periodes ou surune periods a venir , des chroniques de vari ables comme la pluie, le debit , lestock d'eau d 'un reservoir, etc. Bien sur, il faut que ces chroniques «ressemblentcomme deux gouttes d 'eau » a celles qui vont se produire ou qui pourraient seproduire... Deux gou ttes d' eau qui se ressemblent physiquement ou a defautst atistiquement . Cela aide it comprendre, en la reproduisant par simulat ion,une partie de la cornplexite de la realite, Que conclure du fait qu 'au XIX · siecletrois grandes cru es exceptionnelles de la Loir e se soient produites en 30 ans ?Pourquoi les niveaux de certaines nappes se sont affaisses et ont un peu reprisrecernment ? Pourquoi les barrages ecreteurs de crue sont-ils utiles, mais ne

Avant-propos Xlll

peuvent pas tout ? Cela permet de tester des hypo theses, d 'en ecarter de t ropsimplist es, avec lesquelies il est impossible de reproduire certains phenomenesobserves, et d 'en elaborer de nouvelies . Cela aide enfin , face it des risques, it fairedes choix ent re plusi eurs actions possibles . On insiste tout particulierernent surles demarches placant la mesure de I'information incorporee dan s la calibrationdes parametres des rnodeles et sur la prise en compte des non- stationnarites quisont susceptibles de degrader fort ement la pertinence d 'une estimation tourneevers Ie futur it partir d 'informations historiques.

Une troisieme par tie (chapi tres 9, 10 et 11) illustre, nous l'esperons, Ie lienent re les conna issances de base, les outils de modelisation et la pratique desingenieurs en sit uation de responsabilite operationnelle, en abordant deux en­jeux : la prevision des crues et des etiages, et la gestion des reservoirs.

L'hydrologie est parfoi s devenue un pur pretexte au raffinement matherna­t ique ou a des simulations informatiques intensives ; les donnees sur lesqueliesrepos ent nos elucubrat ions sont malheureusement de pauvres donnees. Les hy­drometres connaissent , eux, bien a la fois les limites et la valeur irrernpl acabled 'une mesure de debit en pleine crue. Nous sommes toujours impressionnes parla legerete avec laqu elie, dans certaines etudes, les precautions methodologiquesles plu s element aires sont ignorees, conduisant parfois a des erreur s grossieres.Nous ressent ons inversement Ie risque d 'une form e de componct ion scientifiquequi , se complaisant dans la theorisation de cette complexite, en accent uerait lesinconnues pour conclure tres commodement a l'impossibilite de proposer desest imations aux decideurs.

Ce manuel , nou s l'esp eron s, aidera les uns et les autres a fair e la part deschoses, en tout cas it comprendre qu 'illeur fau t pratiquer un metier de terrain ,d 'observation , 011 tout indi ce est bon a prend re. Dans Ie meme temps, I'exploi­tation de cette information, pour apporter des aid es a la decision , doi t etre treselaboree, en part iculier justement parce que I'info rmation utilis ee n 'est pas co­difiee, simple, homo gene et que la nature nous apporte cha que jour de grandessur prises. Au-dela de quelques exercices figurant dans Ie corps du manuel , IeDVD-Rom qui a pu et re joint grace a la bonne volonte de l'editeur cont ientles travaux diriges qui perm et tent au lecteur de se famili ari ser avec la pratiquedes methodes qui y sont decrites, ainsi que des developpernents methodolo­gique s qui n 'auraient pas pu t rouver leur place dan s Ie texte principal sans endiminuer fortement la lisibilite, Ces annexes sont numerotees par chapit re etles references aux annexes figurant a ce ti tre dans Ie texte principal renvoientdon e a ce DVD-Rom. Celui-ci cont ient egalement un e version en couleurs desillus t rations figurant en noir et blanc dan s le texte.

Exploite r de la facon la plus approfondie toute information disponible, touten realisant un e interp retation crit ique, pour fournir les meilleures est imationspossibles dans un contexte donne d 'information, est un devoir qu i suppose

XIV Hydrologie quantitative

un grand engagement et une fort e vigilan ce rnethodologique. A la d e de cetravail , il y a , parfois , des vies en jeu, quand on dirnen sionne un ouvrage ouqu 'on determine Ie declenchernent d 'une alerte de crue, et , toujours , des en­jeux economiques et environnementaux maj eurs, tant par Ie cout des ouvrageshydrauliques que par les possibilites offertes pour I'exploitation des ressourcesnaturelles, nappes souterraines ou rivieres, ou par les occupations du sol dansles vallees inondables et leurs imp acts .

Attentif it pr atiquer du mieux possible cet te activite hydrologique particu­liere, l'ingenieur doit cependant rester aux aguets sur tou t un ensemble d 'autresenjeux; c'est pourquoi nous avons te nu a joindre, dans Ie DVD-Rom, de nom­breux apercus qui peuvent appa rait re a premiere vue eloignes du champ deI'hydrologie quantitative proprement dite , mais nous semblent faire partie dubagage de 1' « honnete hydrologue » au sens OU I'on entend 1' « honnete homme »,En faisan t ainsi, nous esperons nous inscrire dans la tradition d 'enseignernentde cette discipline dans cette ecole, dont Ie cours fondateur a ete cree en 1854par Benj amin Nadault de Buffon . La lecture de ses ouvrages ne peut qu 'encou­rager a une vision large et systernique de la gestion de I'eau . Nous avons appriscet esprit d 'ouverture aupres de Joseph Jacquet et J acques Bernier, aupres des­quels des 1980 deux d 'entre nous (J acques Miquel et Pierre-Alain Roche) ontfait leurs premieres armes d 'enseignants avan t de leur succeder en 1985. EricGaume a rejoint l'equipe en 1999 OU il a pris Ie relais de Claude Michel.

Notre experience personnelle en hydrologie est pour I'essentiel basee sur lesrivieres francaises. Nous n'avons pas pret endu t raite r tous les contextes hy­drologiques et not amment ceux des climat s tropicaux et equatoriaux : il vautmieux se reporter aux ouvrages des hydrologues qui en ont l'experience,

Cet ouvrage n 'a pas la pretention d 'et re un traite scientifiqu e exhaustifte rnoignant de toutes les recherches les plus recentes : c'e st au contraire essen­tiellement un cour s pour etudiants se destinant soit a la recherche, soit it unmetier d 'ingenieur, et qui est donc destine a en guider les premieres pratiques.Nous avons cependant essaye que ce ne soit jamais un simple guide de recettes.C'est pourquoi nous n 'avons pas hesit e a aborder des questions plus theoriqueset a en proposer une lecture, au fruit de l'experience des auteurs. Ces questionsplus theoriques ne sont pas accessoires et sup erflues pour Ie praticien , maisabsolument indi spensables a un usage reflechi de ces methodes. Le praticienne peut apporter une expertise que s'il est conscient des limites et condit ionsqui s'imposent it cet exercice, dont I'ambition peut sembler d 'une pretentioninvraisemblable : caracteriser et quantifier une nature que nous u 'apprehendonsqu 'a t ravers une observation ridiculernent lirnit ee au regard de sa complexite.

Pierre-Alain Roche, Jacques Miquel et Er ic GaumePari s, fevrier 2012

Hommage et remerciements

Marcel Roche (1924-2012) s'est eteint quelques mois avan t la parution dece livre. Il en avait suivi avec bienveillan ce l'elaboration et nous avait autorisesit utiliser quelques elements de sa corresponda nce pr ivee avec Maurice Parde.Ce livre se refere souvent it ses ecrits , bien que ceux-ci datent maintenant deplu sieurs decennies. Comme bien d 'au tres, nou s lui devons beaucoup et sou­haiton s exprimer notre admiration et notre reconnaissance en lui dediant cetouvrage.

Les auteurs t iennent it remercier plus part iculierement :

• l'editeur Springer pour avoir su accepter les delais et les evolut ions de cetouvrage qui a pri s une extension qui u 'et ait pas initialement prevue ;

• Jean-Philippe Naulin, qui a assure la convers ion en LaTeX des textes deJacques Miquel et P ierre-Alain Roche, charge lourde qu 'il a conduite enparallele it son travail de these ;

• Ghislain de Marsily, de l'Academic des Sciences, qui n 'a pas seulernentecrit la preface, mais a aussi ete un relecteur attenti f, precis et toujoursdu meilleur conseil, de l'ensemble des textes ;

• les relecteur s qui ont apporte analyses, suggestions et contribut ions :

Pour les chapitres 2 et 6 : Olivier Payrast re et Katia Chancibault

pour le chapitre 3 : Gerard Degout te et David Goutx,

pour le chapitre 4 : David Goutx (hyd rometrie) et Olivier Payrast re

pour les chapitres 5 , 7 et 8 : Jacques Berni er , Remy Gar con , Chris­t ian Roux (logiciel) ,

pour le cha pit re 10 : Andre Bachoc, David Goutx, Remy Gar con ,

pour le cha pit re 11 : Jacques Bernier , Didier Meyerfeld , Patrick Sam­barino, Dominiqu e Roux, Francois Leveque.

• les contributeurs des annexes , dont les noms figurent en tete de celles-ci ;

XVI Hydrologie quantitative

• les 32 promotions d 'eleves qui , de 1980 a 2011, ont contribue, par leursquestions et leur dialogue avec les enseignants, a la mise au point peda­gogique de ces textes , des exemples et des travaux diriges ;

• et leurs familles qui ont subi et accepte de bonne grace les consequencesde l'investiss ernent necessaire pour mener a bien ce travail.

Pierre-Alain Roche , Jacques Miquel et Eri c Gaume

Sommaire

Preface

Avant-propos

vii

xi

I Les fondamentaux en hydrologie 1

1 Le cycle d e l'eau 31.1 Evolution des concept ions du cycle de I'eau 41.2 Origine de I'eau sur Terre et paleoclim ats . 61.3 Le cycle de I'eau aujourd 'hui . . . . . . . . 71.4 L'eau dans la regulat ion ther modynamique du globe 10

1.4.1 Bilan s energet iques et bilans en eau globaux . 101.4.2 Une representation zona le : I'eau , correcteur des desequi-

libr es radiat ifs 111.5 Les grandes circulations at rnospheri ques . 141.6 Precipit at ions 161.7 Climats et regimes hydrologiques . . . . . 181.8 Ressources en eau et activ ites humaines . 20

1.8.1 Eau verte, eau bleue : les activites hum aines et Ie cyclede I'eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.8.2 Repar tition et disponibilite de I'eau 231.8.3 Les ressources « mobilisables» ou « renouvelables » 231.8.4 Prelevement s et consommat ions par gran des classes d 'usa-

ges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.8.5 Ut ilisation et reutili sation . . . . . . . . . . . . . . . .. 251.8.6 Echapper aux limites du bassin versan t 261.8.7 Confrontation ressources-usages : une premiere approche 271.8.8 Exercices prospectifs : de la « vision pour I'eau en 2025 » a

une vision globa le int egrant irrigations pluviales et trans-ferts d 'eau virt uelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.8.9 Modeliser les influences ant hro piques dan s ou en dehorsdu mod ele hydrologique . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30

xvii

XVlll Hydrologie quantitative

1.9 Le cycle de I'eau au cceur du debat autour du changement eli-matique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.9.1 Les mecani smes en jeu . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 321.9.2 Les constats globaux concernant pluies et debits .. .. 341.9.3 Les evolutions constatees concern ant l'Europe et la France

metropolitaine .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.9.4 Les evolutions futures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1.10 La gestion des ressources en eau confrontee ades non-stationna-rites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2 Processus physiques a I'echelle des bassins versants 412.1 Introduction . . . . . . . . . . . ..... . . . . 41

2.1.1 La notion de bassin versant . . . . . . . . 422.1.2 Compartiments et processus d 'ecoulement 432.1.3 La reponse pluie-ecoulement . . . . . . 452.1.4 Heterogeneite et cornplexite du milieu 46

2.2 Les echanges entre les sols et l' atrnosphere 472.2.1 L'evapotranspiration . . . . . . . . . . 472.2.2 L'evapotranspiration potentielle . . . . 482.2.3 Les reserves en eau du sol : vision agronomique 492.2.4 Premiers pas vers les bilans hydrologiques . . 56

2.3 Circulation de I'eau dans les sols et Ie sous-sol . . . . 612.3.1 Ecoulements dans les milieux poreux satures 612.3.2 Ecoulement de I'eau dans les milieux non satures 642.3.3 L'importance des et ats de surface du sol : la battance 68

2.4 Fonctionnement des aquiferes souterrains . . . . . . . 702.4.1 Du permanent au t ransitoire 702.4.2 Les equat ions de diffusivite en capt if et en libre . . . . 702.4.3 Differences de comportement des nappes libres et captives 742.4.4 Bilan sur Ie fonctionnement des aquiferes souterrains 752.4.5 Les aquiferes, leur recharge et leur drainage . 78

2.5 Formation des ecoulements sur les bassins versants . . . . . 812.5.1 Origine des ecoulernents en periode de cru e . . . . . 812.5.2 Zones saturees cont ribut ives et ecoulements preferentiels 84

2.6 Analyse et comparaison de quelques hydrogrammes de crues 862.6.1 Elements methodologiques . . . . . . . . . . . 862.6.2 Analyse des hydrogrammes de crues . . . . . 88

2.7 Quelqu es illustrations de la diversite des situations . 912.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3 Les crues : hydraulique et morphologie fluviale 953.1 Introduction . . . . . . . . . . . ..... . . . . . . . . . . . . 95

3.1.1 Hydraulique et morphologie fluviale : des determinantspour I'hydrologie operationnelle . . . . . . 95

3.1.2 La riviere : description et fonctionnement . . . . . . .. 97

Somm aire XI X

3.2 Descrip tion des crues . . . . . . . 98

3.2.1 Definition et caracte risation de la crue 98

3.2.2 Facteurs aggravants 99

3.2.3 Typologi e des crues 101

3.2.4 Propagation des crues : I'onde de crue 105

3.3 Hydraulique fluviale . . . . . . . . . . . . . . 1073.3.1 Rappels d 'hydraulique fluviale appliquee aux crues 107

3.3.2 Modeles determinist es 116

3.3.3 Modeles conceptuels . 127

3.3.4 Modeles empiriques 133

3.3.5 Quel modele utiliser ? 137

3.4 Morphologie fluviale 140

3.4.1 Le t ransport solide . . 140

3.4.2 Morphodynamique . . 155

3.4.3 Modeles de tran sport solide et morphologie fluviale . 158

3.5 Conclusion ......... .. . . . . . . . ......... 162

4 M esure en hydrologie 165

4.1 Mesure des precipit ati ons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.1.1 Mesure de pluie ponctuelle a I'aide de pluviornetres . 165

4.1.2 Reseaux plu viornet riques . . . . . . . . . . . . . . . . 169

4.1.3 Ord res de grandeur des valeurs de pluies ponctu elles 1704.1.4 Interpolation spatiale des plui es . 174

4.1.5 Mesur e des plui es par rad ar . . . . . . . . . . . . . . 179

4.1.6 Mesur e sate llitaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.1.7 Mesur e des precipitations solides et Ie suivi des stocks de

neige et de glace 1884.2 Mesure des ecoulernents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 189

4.2.1 Int roduction 189

4.2.2 Choix du site d 'installation d 'une station limnimetrique 192

4.2.3 Les dispositi fs limni rnet riques . . . . . 197

4.2.4 La pratique du jaugeage . . . . . . . . . . . . . . 198

4.2.5 Etablissement de la courbe de t arage . . . . . . . 208

4.2.6 Const ruction et crit ique des chroniques de debits 217

4.2.7 Reseau hydrometrique et ordres de grandeur de debits 217

4.3 Mesures piezornetriques et humidite des sols .. . . . 2194.3.1 Mesur e de l'etat et des proprietes des aquiferes 219

4.3.2 Mesur e de l'etat et des proprietes des sols . 221

4.4 Conception et gest ion d 'un reseau hyd rornetrique . 225

4.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . ..... . . . . . 228

xx Hydrologie quantitative

II M odelisation et a id e a la decision 231

5 Princip es de modelisatlon en hy dr ologi e 2335.1 Reflexions preliminaires . . . . . . . . . . 2335.2 Notions de base et vocabulaire . . . . . . 234

5.2.1 Structure d 'un mod ele hydrologique 2345.2.2 D'un modele hydrologique a l'autre . 2365.2.3 Modele s deterrninistes et mod eles stochastiques 2375.2.4 Modeles a te mps cont inu ou temps discret . . . 2395.2.5 Ut ilite des mod eles en hydrologie . . . . . . . . 241

5.3 Incer titudes, erre urs et qualites d 'un modele hydrologique . 2425.3.1 Erreurs et incertitudes . . . . . . 2425.3.2 Qualites d 'un modele . . . . . . . 244

5.4 Elaboration d 'un mod ele hydrologique . 2465.4.1 Choix d 'un modele . . . . . . . . 2465.4.2 Le calage : approche t radit ionnelle 2465.4.3 Le calage : approche bayesienne . . 2475.4.4 La validation . . . . . . . . . . . . 2515.4.5 Trai ternent des incer ti tudes en cour s d 'exploi tation 252

5.5 Retour sur la stationnarite temporelle . . . . . . . . . . . 2535.5.1 Types et causes de non-st ationnari tes 2545.5.2 Controle de st at ionnarite et detection de non-stationnarites2575.5.3 Trai tement des non-st ationnarites 258

5.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

6 Modclisat.ion p luie-debit et hy d r ogeol ogiqu e 2636.1 Les debuts de la modeli sation hydrologique 2646.2 Le modele fond e sur les « lois de la physiqu e 266

6.2.1 Enseignements de la modeli sation d 'une maquette de ver-sant 267

6.2.2 Ext ra polation a un versant elernentaire theorique 2736.3 Un point de vue pragm atique : l'approche fonctionnelle 276

6.3.1 Les defis de la mod elisation hydrologique 2766.3.2 Decomposition theorique d 'un hydrogramme de reponse

aux plui es . 2776.4 Modelisation des echanges de surface 279

6.4.1 Interpolation et dist ribution spatial e 2796.4.2 Calcul de precipitation totale : modeles de fonte de neige

ou de glace 2796.4.3 Estimat ion de l'ETR et de l'etat hydrique des sols 281

6.5 Modelisation des hydrogrammes de reponse aux pluies . 2846.5.1 Les mod eles de ty pe reser voir 2856.5.2 Fonctions de production 2876.5.3 Fonc tion s de transfer t 292

6.6 Modelisation des ecoulements souterrains 297

Sommaire XX I

6.6.1 Modeles simplifies de recession et tarissement 2976.6.2 Modelisation detaillee des aquiferes profonds 298

6.7 Exemples de modeles hyd rologiques . . . . . . . . 3106.7.1 Un modele global a reservoirs: GR4 . . . . . 3106.7.2 Un modele distribue evenernent iel : Cinecar . 3126.7.3 Un modele distribue continu: SIM (SAFRAN ISBA MOD -

COU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3146.7.4 Les modeles lineaires (ARMAX) et les reseaux de neurones316

6.8 Mise en CBuvre et utilisation des mod eles hydrologiques . . .. 3196.8.1 Le mod ele comme outil d 'aide a l'interpretat ion des ob­

servations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3196.8.2 Le modele comme outil de simulation 320

6.9 Retour rl'experience sur I'ut ilisat ion des modeles hydrologiques 3266.9.1 Merites compares des modeles distribues et des modeles

globaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3266.9.2 Merites compares des modeles de prevision hydrologique 3276.9.3 Limites des modeles hydrologiques 330

6.10 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

7 Predetermination d es cr ues 3337.1 Eva luer un risque de crue : pourquoi et comm ent ? . . . . . .. 334

7.1.1 Les notions de risque et de predet ermination des crue s . 3347.1.2 Variable aleatoire d 'etude associee a l'evenernent « crue » 3367.1.3 Analyses st atistiques : approche classique et approche

bayesienne , . . . . . . . . . . . . . . 3387.1.4 Notion de periods de ret our . . . . . . . . . . . . . . .. 3417.1.5 Repartition des crues dans Ie temps 344

7.2 Principes et conditions d 'application des analyses statistiques . 3467.2.1 Inference st atistique . . . . . . . . . . . 3467.2.2 Collecte et analyse critique des donnees. 3477.2.3 Cons titution d'un echantillon de t ravail 3487.2.4 Hypotheses et verification . . . . . . . . 3497.2.5 Choix d'un mod ele : lois classiquement uti lisees en hy-

drologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3567.2.6 Estimation des parametres d'une loi theorique 3667.2.7 Intervall es de confiance 3697.2.8 Exemple d'estimations pour la Loi Norm ale . . 3727.2.9 Qualite d'ajustement d'une loi th eorique a un echant illon

observe 3737.2.10 Prise en compte de I'information historique 3787.2.11 Incertit udes 3817.2.12 Les analyses multivariees 387

7.3 Principales methodes de predetermination des debits de crue 3877.3.1 La methode des « Maxima annuels » 3887.3.2 La methode du « Reno uvellement » 391

XXll Hydrologie quantitative

7.3.3 La methode du « Gradex» 3977.3.4 Autres methodes faisant appel it l'an alyse st atistique .. 4037.3.5 Methodes ne faisant pas, ou peu, appel it l'analyse sta-

tistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4097.4 Fil conducteur d 'une etude de predetermination 410

8 Predetermination des etiages 4138.1 L'approche globale debit-duree . . . . . . . . 4138.2 Les principaux indic ateurs d 'etiages . . . . . 4158.3 Analyse statistique des indi cateurs d 'etiages 4178.4 Les courbes « debit-duree-frequence » . . . . 4218.5 Conclusion sur la predetermination des et iages 426

9 Prevision hydrologique : cas general 4279.1 Caracteristiques generales de l'exercice de prevision 4279.2 Contexte de la prevision des et iages . . . . . . . . . 429

9.2.1 Les principales phases de la previ sion des et iages 4309.2.2 Les phenomenes physiques propres aux eti ages . 4329.2.3 Les echelles temporelles . . . . . . . . . . . . . . 4339.2.4 La prevision des niveaux des nappes souterra ines 4349.2.5 Previsions du bon indic ateur debits d 'etiage 4359.2.6 Les modeles utilises 4369.2.7 La technique des scenarios . . . . . . . . . 439

9.3 Prevision des debits journaliers en toutes saisons 4429.4 Traitements des ecarts . . . . . . . . . . . . . 444

10 Previsions hydrologiques en periode de crue 44710.1 La prevision des crues : principes generaux . . . . . . . . . .. 447

10.1.1 La possibili te de prevoir les crues : t rois delais d 'antici-pation potentiels . . . . . . . . . . 448

10.1.2 Le temps reel change tout . . . . . . . . . 44910.1.3 Contenu de la prevision des crues . . . . . 450

10.2 Information hydrometeorologique en temps reel. 45210.2.1 L'information meteorologique 45210.2.2 L'information hydrologique 45510.2.3 Prevision d 'ensemble (EPS) . 460

10.3 Les modeles de prevision des crues . 46110.3.1 Les mod eles de prevision utilises 46110.3.2 Techniques de scenarios . . . . . 46610.3.3 Tester un modele de previ sion et croiser l'information 46710.3.4 Sup erviseurs et plateformes de mod elisation 468

10.4 Le retour d 'experience . . . . . . . 47010.5 Analyse et traitement des erreurs 471

10.5.1 Types d 'erreurs . . . . . . . 47110.5.2 Detection des erre urs et des sources d 'incertitude 471

Somm aire XX lll

10.5.3 Filtrage et assimilation de donn ees . . . . . . . . . . . . 47310.5.4 P rocedures mul ti-modeles . . . . . . . . . . . . . . . .. 474

10.6 Constit ut ion d 'un service operationnel de prevision hydrologique 47510.6.1 Equipe chargee du reseau metrologique 47510.6.2 L'equipe chargee des modeles et des outils de prevision 47510.6.3 L'equipe des previsionnistes 476

10.7 P istes de progres et evolutions act uelles 477

501504506

481481483485488491

11.6.211.6.311.6.411.6.511.6.6

11 G estion des reserves hydrauliques11.1 Introduction .11.2 La gestion au jour Ie jour d 'une reserve hydraulique

11.2.1 Le systeme physique .11.2.2 Les usages, les besoins, les enjeux et leur quanti fication11.2.3 Les aleas .11.2.4 Les decisions et leur «opt imisation» en avenir plu s ou

moins incertain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49411.3 Exe mples de gest ion court terme en avenir certain . . . . . .. 495

11.3.1 Le cas mono-usage et fonction de cout connue a chaqueinst ant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 495

11.3.2 Un cas encore simple : mul ti-usage avec fonction de coutcommune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 499

11.3.3 Un cas frequent : multi-usage avec optimisation sous con-train te .

11.3.4 Les gest ions multi-reservoirs ou de vallee .11.4 Exern ples de gesti on court terme en avenir incertain .

11.4.1 Le cas favorabl e : fonct ion( s) de cout connue a chaqueinstant 506

11.4.2 Multi-usage et optimisation sous cont rainte en avenir in-certain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510

11.4.3 Les approches globales 51411.5 La gestion long terme et Ie dimensionnement des reservoirs 519

11.5.1 Simuler la gestion long terme . . . . . . . . . . . . . 51911.5.2 Le bilan economique et Ie dimensionn ement des reservo irs 52111.5.3 Impacts des incerti tudes et valeur de I'inforrnation 52911.5.4 La gestion des reserves souterra ines. . . . . . . . . . .. 534

11.6 Environnement et gestion de I'eau . . . . . . . . . . . . . . .. 53911.6.1 L'environnernent , partie prenan te de la gest ion des reser-

voirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539Formaliser des obj ectifs pour la gest ion 540Protection par la norme et I'interdiction 542La dimension economique des services environneme nt aux 543Les valeurs de reference ou tutelaires . . . . . . . . . .. 544La question du taux d 'actualisa tion , de la resilience etdes irre versibilites 545

11.6.7 Met hodes de monetarisation , . . . . . . . . . . . . . . . 547

XXIV Hydrologie quantitative

11.6.8 Des exemples de valeurs environnernentales positives 54811.6.9 Explorer et quantifier pour partager ? 548

11.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

Bibliographie 55 1

Index 583

Table des annexes

Les annexes se trouvent sur le DVD-Rom joint a l'ouvrage.

Chapitre 1

1.1 Eau et myth es1.2 Emergence des conceptions modern es du cycle eau1.3 Origines de l'eau sur Terre1.4 Paleoclimats1.5 L'eau dan s la regulation thermodynamique de la planete1.6 Les nuages et les precipitations1.7 Les climats et regimes hydrologiques1.8 La demarche prospect ive « Vision pour 2025 »1.9 Exernples de desequ ilibres besoins-ressources et de leurs consequences1.10 Le cycle de l'eau au cceur du changernent clirnat ique

Chapitre 2

2.1 Synthese bibliographique sur les pro cessus de genese des ecoulements2.2 L'eau, le sol, la plan te2.3 Perspect ives de recherche : ce que l'on ne sait pas encore

Chapitre 3

3.1 Les modeles lineair es regressifs et aut oregressifs

Chapitre 4

4.1 Jau geage de la Seine a Paris par E. Belgrand en 18754.2 Essais de pompage

XXVI Hydrologie quantitative

Chapitre 5

5.1 Appli cation des reseaux de neurones en hydrologie5.2 Cascad es multiplicatives et mul tifractales5.3 Chaos det errnini ste et hydrologie5.4 Rappels sur les pro cessus hydrologiques et sur Ie cont role de leur

stationnarite5.5 Calage de mod ele et approches bayesiennes

Chapitre 6

6.1 Present ation et ude de cas hydrologie6.2 Etude de cas hydrologie fichiers version Linux6.3 Etude de cas hydrologie PC6.4 Correction et ude de cas hydrologie6.5 Modelisation hydrogeologique de la nappe de Beauce

Chapitre 7

7.1 Retour sur l'acceptabilite du risque , Ie dimensionnement economiqued 'ouvrages, et I'ut ilisat ion de normes

7.2 Discussion a propos de la variable d 'etude et de la periods de retour7.3 Probabilite d 'observer plusieurs crnes de periode de retour T pendant

une periode de n annees.7.4 Les methodes rat ionnelles7.5 Memento de quelques notions de probabilites et de stat ist ique uti les

en predetermination des crnes7.6 P rincipe de la methode PMF (probable maximum flood)7.7 Cas d' etude : predetermination des debits de la Garonne aMas d 'Age­

nai s7.8 Logiciel DO NNEES de t rai tement des donnees de la Garonne a Mas

d 'Agenais7.9 logiciel MAXAN de predetermination des debits de crue par la me­

thode des Maxim a Annuels7.10 Logiciel RE NOU de predetermination des debi ts de crue par la me­

thode du Renouvellement7.11 Logiciel PEKATETO d'estim at ion de la probabilite d 'observer k

crues QT en n annees7.12 P redeterminat ion des crnes de l'Ardeche a Sauze par la methode du

Gradex

Table des annexes XXVll

7.13 Ca1culs complernentaires7.14 Inference st atistique bayesienn e, exemple de prise en comp te d 'infor­

mation historique7.15 Theorie des valeurs extremes et ses limites7.16 Reponses aux exercices

Chapitre 9

9.1 Prevision pour un pro cessus de Poisson filtre9.2 Le modele de prevision des debi ts de la Charente

Chapitre 10

10.1 Le systeme de sur veillance et de previ sions hydrometeorologiquesd 'EDF

10.2 Car tes de vigilanc e crues et informations pluviornetriques utilis eespar le SCHAPI

10.3 ATelier HYdrologique Spatialise (ATHYS)10.4 Marine10.5 Modele de prevision de crues GRP10.6 Mascaret10.7 Sophie , un outil d 'aide it la prevision des crues10.8 Exemples de resultats obtenus avec des methodes d 'assimilation des

donnees10.9 Modele MORDOR

Chapitre 11

11.1 Bref historique des amenagement s hydrauliques francais11.2 Algorithme de Bellman en avenir certain11.3 Principes de programmation lineair e11.4 Methode du fil tendu11.5 Algorithme de Bellman en avenir incertain11.6 Risque et changement geophysique11.7 Serre-Poncon et le bassin de la Durance11.8 La regular isation du bassin de la Seine11.9 Le tableau de bord de la ressource en eau de la Charente (TBRE) .11.10 Gestion de l'Albien et du Neocornien