144 research outputs found
Modélisation hydrologique dans un contexte de variabilité hydro-climatique : une approche comparative pour l'étude du cycle hydrologique à méso-échelle au Bénin
No full textCe travail de thèse, qui s'inscrit dans le cadre du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), vise à modéliser le fonctionnement hydrologique de la Haute Vallée de l'Ouémé (14400 km) au Bénin. Il a pour but de réaliser une première estimation des bilans hydrologiques et de contribuer au développement d'outils capables de simuler les impacts climatiques et anthropiques sur la ressource en eau. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser le fonctionnement hydrologique de la région, et à quantifier les principaux termes du bilan hydrologique à méso-échelle. Pour conceptualiser ces bassins versants, une démarche comparative a été adoptée, et deux modélisations parcimonieuses ont été mises en oeuvre: GR4J, structure empirique et générique, et TOPAMMA, formalisme dérivé de TOPMODEL et développé au cours de ce travail. Un cadre d'évaluation complet a été défini, permettant de juger les modèles en terme: (i) de performances, (ii) d'incertitudes associées à leurs prédictions ; (iii) de réalisme. Ainsi, bien que leurs performances pour simuler la relation pluie-débit soient comparables, ces modèles se distinguent lorsque les incertitudes sur les simulations et les autres composantes du cycle hydrologique sont considérées. La variabilité hydro-climatique observée dans la région au cours de 50 dernières années a également permis d'évaluer le pouvoir d'extrapolation des modèles et leur application dans des conditions non stationnaires. Nous nous sommes en particulier intéressés aux aspects méthodologiques de la détection de changements de la relation pluie-débit à partir des modèles hydrologiques. Enfin, une première estimation de la sensibilité de la réponse hydrologique au régime de mousson a été réalisée, à travers différents scénarios de forçage pluviométrique. (Résumé d'auteur
MODELISATION HYDROLOGIQUE DANS UN CONTEXTE DE VARIABILITE HYDRO-CLIMATIQUE. Une approche comparative pour l'étude du cycle hydrologique à méso-échelle au Bénin.
No full textThe aim of this PhD is to model the hydrological behaviour of the Upper Ouémé catchment (14400 km) in Benin. It is a part of the AMMA project (African Monsoon Multidiciplinary Analysis). We estimate the water balance and develop tools to predict climatic and anthropogenic impacts on water resources. First, the hydrological behaviour of the catchments and the main parts of the mesoscale water balance have been characterized. To represent the catchments under study, two parcimonious models have been applied: GR4J, an empirical generic structure, and TOPAMMA, a modified version of TOPMODEL developed during this work. To evaluate these models, a complete framework has been defined, to assess the two models in term of: (i) performance, (ii) uncertainties, (iii) realism. Although runoff simulations are similarly good, the two models show significantly different uncertainties and water balance estimations. The hydro-climatic variability experienced by the region over the last fifty years allows us to study the application of models in non stationary conditions. First, we focused our work on the use of models to detect changes in hydrological behaviour. Finally, the sensitivity of the hydrological response to changes in monsoon regime has been explored through various rainfall scenarios.Ce travail de thèse, qui s'inscrit dans le cadre du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), vise à modéliser le fonctionnement hydrologique de la Haute Vallée de l'Ouémé (14400 km) au Bénin. Il a pour but de réaliser une première estimation des bilans hydrologiques et de contribuer au développement d'outils capables de simuler les impacts climatiques et anthropiques sur la ressource en eau. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser le fonctionnement hydrologique de la région, et à quantifier les principaux termes du bilan hydrologique à méso-échelle. Pour conceptualiser ces bassins versants, une démarche comparative a été adoptée, et deux modélisations parcimonieuses ont été mises en oeuvre: GR4J, structure empirique et générique, et TOPAMMA, formalisme dérivé de TOPMODEL et développé au cours de ce travail. Un cadre d'évaluation complet a été défini, permettant de juger les modèles en terme: (i) de performances, (ii) d'incertitudes associées à leurs prédictions ; (iii) de réalisme. Ainsi, bien que leurs performances pour simuler la relation pluie-débit soient comparables, ces modèles se distinguent lorsque les incertitudes sur les simulations et les autres composantes du cycle hydrologique sont considérées. La variabilité hydro-climatique observée dans la région au cours de 50 dernières années a également permis d'évaluer le pouvoir d'extrapolation des modèles et leur application dans des conditions non stationnaires. Nous nous sommes en particulier intéressés aux aspects méthodologiques de la détection de changements de la relation pluie-débit à partir des modèles hydrologiques. Enfin, une première estimation de la sensibilité de la réponse hydrologique au régime de mousson a été réalisée, à travers différents scénarios de forçage pluviométrique
MODELISATION HYDROLOGIQUE DANS UN CONTEXTE DE VARIABILITE HYDRO-CLIMATIQUE. Une approche comparative pour l'étude du cycle hydrologique à méso-échelle au Bénin.
No full textThe aim of this PhD is to model the hydrological behaviour of the Upper Ouémé catchment (14400 km) in Benin. It is a part of the AMMA project (African Monsoon Multidiciplinary Analysis). We estimate the water balance and develop tools to predict climatic and anthropogenic impacts on water resources. First, the hydrological behaviour of the catchments and the main parts of the mesoscale water balance have been characterized. To represent the catchments under study, two parcimonious models have been applied: GR4J, an empirical generic structure, and TOPAMMA, a modified version of TOPMODEL developed during this work. To evaluate these models, a complete framework has been defined, to assess the two models in term of: (i) performance, (ii) uncertainties, (iii) realism. Although runoff simulations are similarly good, the two models show significantly different uncertainties and water balance estimations. The hydro-climatic variability experienced by the region over the last fifty years allows us to study the application of models in non stationary conditions. First, we focused our work on the use of models to detect changes in hydrological behaviour. Finally, the sensitivity of the hydrological response to changes in monsoon regime has been explored through various rainfall scenarios.Ce travail de thèse, qui s'inscrit dans le cadre du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), vise à modéliser le fonctionnement hydrologique de la Haute Vallée de l'Ouémé (14400 km) au Bénin. Il a pour but de réaliser une première estimation des bilans hydrologiques et de contribuer au développement d'outils capables de simuler les impacts climatiques et anthropiques sur la ressource en eau. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser le fonctionnement hydrologique de la région, et à quantifier les principaux termes du bilan hydrologique à méso-échelle. Pour conceptualiser ces bassins versants, une démarche comparative a été adoptée, et deux modélisations parcimonieuses ont été mises en oeuvre: GR4J, structure empirique et générique, et TOPAMMA, formalisme dérivé de TOPMODEL et développé au cours de ce travail. Un cadre d'évaluation complet a été défini, permettant de juger les modèles en terme: (i) de performances, (ii) d'incertitudes associées à leurs prédictions ; (iii) de réalisme. Ainsi, bien que leurs performances pour simuler la relation pluie-débit soient comparables, ces modèles se distinguent lorsque les incertitudes sur les simulations et les autres composantes du cycle hydrologique sont considérées. La variabilité hydro-climatique observée dans la région au cours de 50 dernières années a également permis d'évaluer le pouvoir d'extrapolation des modèles et leur application dans des conditions non stationnaires. Nous nous sommes en particulier intéressés aux aspects méthodologiques de la détection de changements de la relation pluie-débit à partir des modèles hydrologiques. Enfin, une première estimation de la sensibilité de la réponse hydrologique au régime de mousson a été réalisée, à travers différents scénarios de forçage pluviométrique
Modélisation hydrologique dans un contexte de variabilité hydro-climatique (une approche comparative pour l'étude du cycle hydrologique à méso-échelle au Bénin)
No full textCe travail de thèse, qui s'inscrit dans le cadre du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), vise à modéliser le fonctionnement hydrologique de la Haute Vallée de l'Ouémé (14400 km ) au Bénin. Il a pour but de réaliser une première estimation des bilans hydrologiques et de contribuer au développement d'outils capables de simuler les impacts climatiques et anthropiques sur la ressource en eau. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser le fonctionnement hydrologique de la région, et à quantifier les principaux termes du bilan hydrologique à méso-échelle. Pour conceptualiser ces bassins versants, une démarche comparative a été adoptée, et deux modélisations parcimonieuses ont été mises en oeuvre: GR4J, structure empirique et générique, et TOPAMMA, formalisme dérivé de TOPMODEL et développé au cours de ce travail. Un cadre d'évaluation complet a été défini, permettant de juger les modèles en terme: (i) de performances, (ii) d'incertitudes associées à leurs prédictions ; (iii) de réalisme. Ainsi, bien que leurs performances pour simuler la relation pluie-débit soient comparables, ces modèles se distinguent lorsque les incertitudes sur les simulations et les autres composantes du cycle hydrologique sont considérées. La variabilité hydro-climatique observée dans la région au cours de 50 dernières années a également permis d'évaluer le pouvoir d'extrapolation des modèles et leur application dans des conditions non stationnaires. Nous nous sommes en particulier intéressés aux aspects méthodologiques de la détection de changements de la relation pluie-débit à partir des modèles hydrologiques. Enfin, une première estimation de la sensibilité de la réponse hydrologique au régime de mousson a été réalisée, à travers différents scénarios de forçage pluviométrique.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF
Covid-24 : scénarios pour des mondes agricoles et alimentaires immunisés ?
No full textQu’adviendrait-il demain si une nouvelle pandémie intervenait dans un contexte alimentaire mondial moins favorable que celui de 2020 ? Ce chapitre propose une analyse des systèmes agricoles et alimentaires bousculés par la pandémie en 2020 selon trois types de territoires – excédentaires, importateurs et déficitaires – à laquelle s'adosse un exercice de prospective. Ce dernier projette trois images du monde : un nouveau chemin multilatéral de survie et d’espérance ; des impasses géopolitiques et une « léopardisation » du monde, c’est-à-dire un boulevard de tensions, un monde du chacun pour soi et du chacun chez soi. Ces futurs agricoles et alimentaires sont présentés à partir d’un détonateur commun : une nouvelle crise sanitaire lors des Jeux olympiques de 2024.What will happen tomorrow if a new pandemic emerges in a less favourable global food context than 2020? This chapter provides an analysis of the agricultural and food systems disrupted by the pandemic in 2020 according to the situation in three types of territories (oversupply, imports and loss-making). This analysis is backed by a foresight exercise that proposes three world scenarios: a new multilateral path of survival and hope; geopolitical dead ends and a “leopardisation” of the world increased tensions in a world where everyone just fends for himself or where everyone stays in his own country. These agricultural and food futures are presented from the perspective of a common trigger: a new health crisis during the 2024 Olympic Games
Seasonal cycle and interannual variability of rainfall at hydrological scales. The West African monsoon in a Sudanese climate
No full textInternational audienceWest African rainfall is characterized by a strong variability, both at decadal and interannual scales. In order to quantify the hydrological impacts of such a variability, analysis of rainfall patterns at fine scales is highly essential. This diagnostic study aims to characterize the Sudanese rainfall regime at hydrological scales, using a raingauge data set collected on the upper Oueme River catchment (Benin) between 1950 and 2002. A long-term drought is observed during the 1970s and 1980s, as in the Sahel. However, the interannual variability remains significant in the Sudanese region. The study of the seasonal cycle, based on the distinction between the oceanic and continental monsoon regimes, shows that the majority of rainfall changes occur in the continental regime. On the one hand, the rainfall peak associated with this regime that has been observed for the last 50 years has occurred increasingly earlier in the season. On the other hand, the annual rainfall deficit is mainly linked to the decrease in the number of large events during the continental part of the season
Regional hydrological impacts of climatic change : hydroclimatic variability : proceedings
No full textExplore2 - Quelles évolutions des régimes hydrologiques en France hexagonale ?
No full textCe rapport est une des synthèses des résultats obtenus pour l’hydrologie de surface. Il fait suite aux rapport sur l’évolution du climat (MARSON et al., 2024) et sur la recharge potentielle des aquifères (LANINI et al., 2024), et est centré sur les variables descriptives du régime hydrologique, c’est-à-dire sur la répartition au cours de l’année des débits et sur le débit annuel. Ce rapport vient compléter les deux rapports qui examinent les débits futurs : celui dédié à l’analyse des événements extrêmes (TRAMBLAY et al., 2024) et celui qui examine les incertitudes présentes dans les projections qu’elles soient climatiques ou hydrologiques (EVIN et al., 2024). Des renvois à ces deux rapports ont été signalés autant que nécessaire dans les sections qui suivent. Les évolutions du fonctionnement hydrologique des bassins versants induites par le changement climatique sont d’autant plus importantes que le scénario d’évolution en GES est émetteur. Le changement climatique affecte de manière différenciée le territoire, en fonction de l’évolution du climat régional et des processus naturels en cours actuellement sur le bassin. Globalement, les régimes hydrologiques à dominante pluviale seront plus contrastés. Les bassins à régime mixte (alliant contributions nivale et pluviale) devraient glisser vers des régimes pluviaux. Les bassins en plus haute altitude conservent leur caractère nival mais présenteront des régimes moins contrastés avec potentiellement des étiages hivernaux moins sévères et pour les bassins influencés par les glaciers, leuremprise diminuant, les débits d’août devraient diminuer. L’analyse sur l’ensemble des projections suggère :• un gradient nord-sud pour les deux saisons hiver et printemps : des hausses sont suggérées sur la partie nord-est tandis que des diminutions sont suggérées dans le sud de la France. • une baisse quasi généralisée des débits d’été et d’automne sur l’ensemble de la France hexagonale,qui témoigne d’une sévérité et d’une durée accrue des étiages.Notons que la convergence est faible dans le nord de la France du fait de comportements différenciés. Les plaines de la Garonne et de l’Adour, ainsi que les petits fleuves côtiers méditerranéens, apparaissent comme des hot-spots avec une baisse des débits saisonniers quasi généralisée. La réponse hydrologique aux quatre narratifs a été examinée. Les narratifs induisent des nuances surtout en hiver. Le nord de la France bénéficie de précipitations plus abondante, ce qui entraine des débits plus importants pour les narratifs globalement « humides ». Un scénario de baisse généralisée des débits en toute saison est possible : il est porté par le narratif orange
Évolution récente et future de la ressource en eau dans les Alpes. Résultats d’une modélisation hydrologique spatialisée sur le bassin de l’Isère à Grenoble
No full textComment évoluent les ressources en eau dans les Alpes sous l’effet du changement climatique ? Diminution de l’enneigement, fonte des glaciers, étiages plus sévères : autant de questions aujourd’hui cruciales pour l’ensemble des usages de l’eau dans ces régions, parmi lesquels la production hydro-électrique. Y répondre suppose à la fois de savoir modéliser finement le fonctionnement de ces hydro-systèmes et de savoir quantifier l’évolution du climat à ces échelles. Une nouvelle version spatialement distribuée du modèle hydrologique MORDOR d’EDF [1] a été déployée sur l’ensemble du bassin versant de l’Isère à Grenoble, en valorisant l’ensemble des données hydro-nivologiques disponibles sur ce bassin (mesures de débit, d’enneigement, images satellites de surfaces enneigées, bilans glaciaires…). Elle a pour objectif de répondre aux nombreux enjeux que pose l’exploitation hydro-électrique de la vallée, en simulant la réponse hydrologique en tout point du bassin et dans différents contextes climatiques. Forcée par des scénarios climatiques préalablement dé-biaisés et régionalisés, elle permet de simuler l’évolution des débits en rivière, les changements de régimes saisonniers, ou encore l’évolution des contributions glaciaires. Autant de données d’entrée précieuses pour quantifier finement les changements déjà observés et adapter au mieux la gestion et l’exploitation des aménagements de la vallée
Détection des modifications du comportement d`un bassin versant : une approche qui s`appuie sur la modélisation. Application aux conditions non stationnaires d`Afrique de l`Ouest
No full text[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / TRANSFEAUWest Africa has been subject to changing climatic and hydrologic conditions during the second half of the last century. The Upper Ouémé catchment (10.050 km2, Benin) case study is characteristic, since a large reduction in rainfall has been affecting the region since the seventies, and land-cover has been modified by the growth of anthropic pressure and agricultural surfaces. In these conditions, can we detect a modification of the hydrological behaviour of the catchment? This study proposes a model-based framework to detect hydrological changes, taking into account modelling uncertainties. Hence, use is made of a daily lumped hydrological model (GR4J, Perrin & al. 2003). First, the daily rainfall and discharge data-set collected on the Upper Ouémé since 1954 has been analysed. Statistical tests on the annual runoff rate point out the changes in the catchment behaviour around 1970. Secondly, the model was calibrated on different 17-years time periods, using a resampling technique. Because of the weakness of the parameter specification process, changes in hydrological behaviour can not be linked with changes in parameter values, since a large natural variability occurs. However, the relevance of the 1970 break point is shown from year to year calibration results. In order to take into account the parameters estimation uncertainty, an alternative approach, based on the GLUE methodology, has been developed. This approach is shown to give far more understandable results, and allows finding the signature of hydro-climatic variability, both in the model structure (parameter values) and the model outputs (simulated runoff).L`Afrique de l`Ouest est soumise, depuis la seconde moitié du 20ème siecle, à un changement des conditions climatiques et hydrologiques. Le haut-bassin de l`Ouémé (10050 km2, Bénin) en est un exemple caractéristique puisque, depuis les années 70, une forte diminution des précipitations y est observé, ainsi qu`une pression anthropique grandissante sur les surfaces agricoles. Dans de telles conditions, est-il possible de détecter une modification du comportement hydrologique du bassin versant ? Cette étude propose une méthode pour aborder cette question, fondée sur la modélisation et prenant en compte les incertitudes dans la modélisation. On utilise un modèle hydrologique global (GR4J, Perrin et al., 2003). Dans un premier temps, les données collectées sur le haut-bassin de l`Ouémé depuis 1954 ont été analysées. Des tests statistiques sur la série de débits met en évidence un changement du comportement du bassin au environs des années 1970. Dans un deuxième temps, le modèle a été calibre sur 17 années, à partir d`une technique de ré-échantillonnage. A cause de la non robustesse de la spécification des paramètres, les modifications du comportement hydrologique du bassin ne peuvent être reliées à un changement des valeurs de paramètres, puisque une grande variabilité naturelle est présente. Néanmoins, à partir d`une calibration année par année, on a pu montrer la pertinence de la date de changement en 1970. Afin de prendre en compte les incertitudes dans l`estimation des paramètres, une approche alternative, s`appuyant sur la méthode GLUE, a été développée. On montre que cette approche conduit à des résultats plus faciles à interpréter et permet une meilleure appréhension de la variabilité hydro-climatique, à la fois sur la structure du modèle (valeurs des paramètres) et sur ses simulations (débits simulés)
- …
