Développement du modèle de routage en rivière RAPID : (Routing Application for Parallel computatIon of Discharge ): principe et intérêt du couplage

Auteur.e.s

C. David, F. Habets, E. Ledoux

Université

Center for Research in Water Resources, University of Texas, CNRS/UPMC UMR Sisyphe 7619, Mines-Paritech/Centre de géosciences

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2008.vol47

Le transfert en rivière utilisé jusqu’à présent dans le modèle MODCOU, bien que performant, présentait le problème d’une gestion des transferts par zones isochrones. Cela avait deux contraintes importantes : la nécessité de générer des zones isochrones pour chaque point où l’on souhaite calculer les débits, et une gestion des relations nappes rivières instable. Afin d’améliorer le routage en rivière, nous avons voulu développer un modèle suffisamment simple pour nécessiter peu de paramètres et donc être facilement utilisable sur de grands domaines, mais ayant aussi un calcul plus physique et plus performant informatiquement que son prédécesseur. Pour cela, nous avons utilisé une méthode classique, simple, mais évolutive : la méthode de Muskingum sous forme implicite. Le modèle s’appuie sur un réseau de rivière vectoriel ou maillé, et utilise une écriture matricielle afin de bénéficier du calcul en parallèle sur des super calculateurs. De plus, un module d’optimisation a été développé afin de déterminer de façon quasi-automatique les 2 variables dont dépend le modèle. Un des intérêts de ce modèle est que l’on dispose maintenant des volumes d’eau et des débits au niveau de chaque maille rivière. Le couplage du modèle de rivière RAPID avec le modèle MODCOU a été réalisé dans le cadre de l’application SIM-France. Nous avons alors pu tester et améliorer les échanges nappes-rivières pour le cas où la nappe est alimentée par la rivière. En effet jusqu’à présent, les relations nappes-rivières étaient généralement limitées à un échange de la nappe vers la rivière seulement. Ceci était justifié par le fait que les cas où la rivière alimente la nappe ne sont pas dominant sur les bassins étudiés et aux échelles utilisées par MODCOU. D’autre part, le modèle de rivière utilisé jusqu’à présent était peu performant pour ce cas, car il ne gérait pas le volume d’eau au niveau des mailles rivières (zone d’échange avec la nappe), mais, au niveau d’un bief isochrone. Grâce au couplage MODCOU-RAPID, nous avons pu tester les échanges entre rivières et nappes sur le bassin de la Seine, et améliorer l’algorithme de calcul afin de converger vers un état stable. Dans ce rapport, on présente tout d’abord le principe de fonctionnement du modèle RAPID, puis, dans une deuxième partie, le couplage avec MODCOU et l’amélioration du calcul des échanges rivières nappes. La troisième partie focalise sur les et les résultats obtenus sur le bassin de la Seine.

cedric.david@mail.utexas.edu