COMPOSANTE  SHOFM

MODELES ISO DE FONCTION DES DEBITS ENTRANTS - STOCKAGES - DEBITS SORTANTS

1. Objectifs

Méthode de calcul de la propagation des crues spécialement conçue pour la prévision à courte échéance des écoulements. Le modèle ISO de fonction des débits entrants – stockages -débits sortants peut servir à prévoir l'écoulement dû aux pluies (mesurées ou prévues) ou à des affluents.

2. Description

Les modèles ISO de fonction ouvrent la voie à une approche simple, mais souple, de la modélisation hydrologique et permettent de résoudre divers problèmes de prévision. La méthode repose sur l'hypothèse que le débit sortant (d'un bassin hydrographique, d'un réservoir ou d'un tronçon de cours d'eau) est uniquement subordonné à la quantité d'eau emmagasinée et que l'équation du bilan hydrique ne sera transgressée à aucun moment. Ces deux conditions conduisent à une équation différentielle du premier ordre où le débit sortant est déterminé par les débits entrants (par exemple les hauteurs de pluie) et les caractéristiques de l'emmagasinement.

Plusieurs types de modèles ISO s'offrent au choix selon la fonction utilisée pour la relation entre le volume d'eau stocké et le débit sortant. Il existe pour certaines fonctions ISO des solutions analytiques qui fournissent des formules explicites, à la fois pour la prévision du débit et du volume de l'écoulement. Il existe aussi des équations permettant d'évaluer la sensibilité des prévisions de l'écoulement aux erreurs entachant les données d'entrée ou les paramètres du modèle. Pour les fonctions ISO plus compliquées, on recourt à une solution numérique ou graphique.

Les modèles ISO de fonction sont conçus de manière à utiliser au maximum des écoulements fluviaux télémesurés pour corriger les prévisions en temps réel. La méthode permet d'actualiser immédiatement le modèle – et, par conséquent, ses prévisions – à chaque réception de nouvelles télémesures de débit.

3. Apport requis

Dans l'étalonnage : hyétogrammes, hydrogrammes d’écoulement. En temps réel : mesures et/ou prévisions des précipitations, écoulement fluviaux télémesurés.

4. Produits

Prévisions de l'écoulement, prévisions du volume d’écoulement et exactitude des prévisions compte tenu des erreurs (estimées) affectant les entrées.

5. Exigences et contraintes afférentes à l’exploitation

Pour des applications simples, le modèle peut revêtir la forme d'un graphique ou d'une formule se prêtant au calcul manuel. Des techniciens munis de calculettes peuvent ainsi l'utiliser avec des données reçues en temps réel par téléphone ou par radio. Pour des applications plus complexes, la méthode sert à modéliser des fractions de bassin (ou des tronçons de cours d'eau) dans le cadre d'un système informatisé de prévision des écoulements à l'échelle du bassin.

Le modèle ne rend compte qu'implicitement de la part des eaux de pluie perdue car la méthode est conçue spécialement pour la prévision opérationnelle des crues dans les bassins au sol saturé ou presque saturé. Sa simplicité constitue cependant plus un avantage qu'un inconvénient puisqu'il est capable d'utiliser efficacement des écoulements fluviaux télémesurés et qu'il est facile de l'initialiser au début d'une crue ou après les périodes où des données se sont perdues. Une fois que l'important paramètre du décalage de translation a été calculé par analyse de relevés hydrométriques, le modèle fait la distinction entre les volumes relatifs des précipitations mesurées et prévues pour prévoir l'écoulement sur de courtes périodes.

6. Forme et présentation

Rapport rédigé en anglais décrivant les principes directeurs et l'application des modèles ISO de fonction et attirant l'attention sur les similitudes entre ces modèles et les méthodes dites de stockage, de transfert et de l'hydrogramme unitaire.

7. Antécédents

Les modèles ISO ont été utilisés avec succès par plusieurs institutions hydrologiques au Royaume-Uni, à la fois sous leur simple forme graphique et en tant qu'élément de systèmes informatisés de prévision des crues comme celui installé dans le bassin de la Dee en 1976.

8. Origine de la composante et appui technique

Auteur: M. A.O. Lambert, Welsh Water authority.
Soutien technique: Centre for Ecology and Hydrology, Wallingford, anciennement Institute of Hydrology.

9. Comment l'obtenir

S'adresser au Centre national de référence du SHOFM pour le Royaume-Uni.

10. Conditions à respecter

Aucune.