Incertitudes sur les débits simulés par le modèle HYDROTEL attribuables aux incertitudes sur les paramètres - Application au bassin de la rivière Beaurivage, Québec, Canada.

摘要

Le présent mémoire porte sur l'analyse des incertitudes sur les débits simulés par le modèleudHYDROTEL, associées aux incertitudes sur les paramètres. Pour ce faire, deux techniques locales,udbasées sur le développement en séries de Taylor, sont utilisées: (i) les méthodes de calcul de laudprobabilité de défaillance et (ii) les méthodes d'approximation des moments statistiques. Pour les deuxudméthodes, une comparaison entre l'utilisation de l'ordre 1 et l'ordre 2 est effectuée (l'ordre désignant leudseuil de troncature du développement en séries de Taylor). Afin d'appliquer ces différentes méthodes,udcertaines hypothèses (telles que l'indépendance des paramètres du modèle, la distribution gaussienne desudparamètres en entrée), des années hydrologiques particulières et des indicateurs hydrologiquesudspécifiques (crues et étiages) sont considérées. Une fois les incertitudes sur les débits simulés connues,udon définit un critère de Nash-Sutcliffe généralisé qui remplace le coefficient de Nash-Sutcliffe classique.udCe coefficient tient compte de l'incertitude associée au débit simulé dans le cadre de l'exercice duudcalage pour l'évaluation d'une simulation.udL'analyse d'incertitudes est généralement associée à une analyse de sensibilité permettant laudhiérarchisation des paramètres. Une analyse de sensibilité du modèle vis-à-vis différents paramètres estudréalisée sur une période de 40 ans (de 1969 à 2009). Le bassin pilote est celui de la rivière Beaurivage.udL'analyse de sensibilité du modèle montre que l'influence des paramètres est très variable d'une saison àudl'autre et même d'une journée à l'autre. Durant la période de fonte printanière, les paramètres les plusudinfluents sont le coefficient d'optimisation de l'évapotranspiration potentielle (FETP), la limiteudinférieure de la deuxième couche du sol (Z2), le gradient vertical de la température (GVT) et les taux deudfonte pour les forêts de conifères et de feuillus (FFCO et FFFE). Durant la période hivernale, lesudparamètres les plus influents sont le FETP, le coefficient de récession (REC), le Z2 et le taux de fonteudpour le milieu ouvert (FFFO). Durant l'été et l'automne, les paramètres les plus influents sont le FETP,udle Z2 le REC et la limite inférieure de la troisième couche (Z3).udL'analyse d'incertitudes faite pour des journées hydrologiques particulières a montré que l'ordre 2 estudindispensable à l'obtention de résultats concernant les probabilités de dépassement. L'intervalle deudconfiance de 95%, calculé pour les années particulières, montre que l'incertitude est variable d'uneudsaison à l'autre. Elle est plus importante durant la fonte du couvert nival (printemps) et durant l'étiageudestival. Les bandes d'incertitudes sont plus larges pour l'année la plus sèche. Concernant les indicateursudhydrologiques tels que les débits de crue ou d'étiage, plus la période de retour est grande, plusudl'incertitude sur les débits associées aux incertitudes sur les paramètres est importante. Une comparaisonudentre cette incertitude et l'incertitude statistique associée au choix de la loi d'ajustement (dans notre casudla loi de Gumbel) montre que l'incertitude statistique est plus importante pour les périodes de retourudsupérieures à cinq ans.