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Référence bibliographique

Ganoulis, J. (1996). Sur la modélisation des phénomènes hydrologiques. Rev. Sci. Eau 9 (4) : 421-434. [article bilingue]

Texte intégral (PDF)

Résumé

Afin de suggérer quelques règles pratiques sur l'utilisation des modèles hydrologiques, G. De MARSILY dans sa tribune libre (Rev. Sci. Eau 1994, 7 (3): 219-234) propose une classification des modèles hydrologiques en deux catégories :

  • modèles construits sur des données (phénomènes observables)
  • et modèles sans observations disponibles (phénomènes non-observables).

Il préconise que pour la première catégorie des phénomènes observables, les modèles développés selon une procédure d'apprentissage ainsi que ceux basés sur les lois physiques sont du type boîte noire. Pour le deuxième groupe de modèles, il propose l'utilisation de ceux à base physique.

Les modèles hydrologiques à base physique doivent introduire dans les lois phénoménologiques des coefficients empiriques corrects vis-à-vis des échelles correspondantes d'espace et de temps (GANOULIS, 1986). Des exemples bien connus sont le coefficient de la perméabilité de Darcy à l'échelle macroscopique, dérivé à partir des équations Navier-Stokes au niveau microscopique et les coefficients de dispersion macroscopique provenant des coefficients de diffusion locale de Fick.

Une utilisation abusive de ces modèles en introduisant des échelles de temps et d'espace inapropriées et en déterminant les coefficients par étalonnage, n'est pas une raison suffisante pour les considérer de type boîte noire. Les modèles hydrologiques du type boîte noire sont très utiles lorsque des données sont disponibles, mais restent essentiellement empiriques. Ils ne donnent pas de réponses correctes lorsque des restrictions sévères d'unité de lieu, de temps et d'action ne sont pas valables.

Concernant la deuxième classe des modèles, nous pouvons remarquer que dans la réalité des phénomènes purement non observables et sans aucune donnée, n'existent pas en hydrologie. Dans les cas d'évenements rares et de systèmes hydrologiques complexes tels que les impacts dus à la radioactivité et les prévisions à grande échelle, les modèles à base physique avec des paramètres adéquats peuvent être utilisés afin d'intégrer les informations rares et les opinions des experts, dans un cadre probabiliste Bayesien (APOSTOLAKIS, 1990).

La propriété la plus intéressante des modèles hydrologiques est leur capacité éventuelle à tenir compte des imprécisions et des variabilités naturelles. Les incertitudes peuvent être classées en deux catégories : aléatoires (liées à la variabilité naturelle) et épistémiques (liées à l'approche scientifique). Des modèles hydrologiques probabilistes sont plus convenables pour tenir compte des incertitudes aléatoires. Des modèles basés sur la logique floue peuvent quantifier les incertitudes épistémiques (GANOULIS et al., 1996). Les approches stochastiques et flous sont brièvement expliquées dans cette tribune libre en comparaison avec les modèles hydrologiques déterministes à base physique.

Mots clés

Modèles hydrologiques, boîte noire, incertitudes, stochastique, logique floue.

Correspondance

J Ganoulis, Département de génie civil, Université Aristote de Thessaloniki, 54006 Thessaloniki, GRÈCE

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Mise à jour: 2006-12-20
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