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Stage

Quelle fonction de propagation choisir pour relier les différentes mailles d'un modèle hydrologique semi-distribué ?

Stage - + de 6 mois - Début : Février
Date limite de réponse : 15 décembre 2021
Missions :

Contexte

Un modèle hydrologique est une représentation simplifiée du bassin versant, permettant de simuler des variables hydrologiques (typiquement le débit en rivière) à partir d’observations climatiques (précipitations et températures notamment). Afin de décrire les différents phénomènes mis en jeu sur ce territoire, une triple simplification du système est nécessaire (Perrin, 2000) :
- sur la dimension temporelle, en modélisant des flux moyens sur des pas de temps fixé (par ex. l’heure ou la journée),
- sur la dimension spatiale, en considérant des paramètres et forçages climatiques uniforme, à l’échelle d’unités spatiales pré spécifiées,
- dans la description des processus, pour ne représenter que les processus hydrologiques dominants aux échelles considérées.

Dans le cadre de ce stage, nous proposons de nous intéresser à la dimension spatiale. Avec la disponibilité croissante d’informations spatialisées à l’échelle des bassins (précipitations, caractéristiques physiques), le découpage du bassin versant en sous unités plus fines devient plus accessible, ce qui permet de tenir compte plus explicitement des variabilités au sein du bassin. La semi distribution consiste à découper le bassin d’intérêt en sous bassins puis à appliquer un modèle pluie débit à chacune de ces entités. Les hydrogrammes de sortie sont ensuite reliés par un schéma de transfert hydraulique permettant de les propager vers l’aval au sein du réseau hydrographique, afin d’obtenir un débit à l’exutoire du bassin d’intérêt (Lobligeois, 2014).

Cependant, il existe de nombreuses fonctions de propagation (onde cinématique, Muskingum, réservoirs, simple délai, etc.), ce qui soulève la question du choix de la fonction la plus adaptée.

Objectifs du stage

  1. Tester et comparer différentes fonctions de propagations simples. L’efficacité des différentes fonctions sera quantifiée relativement à la simulation des débits aval.
  2. Proposer et réaliser des études de sensibilité. Les comportements de ces fonctions lors de périodes de crues ou d’étiages pourra être analysé par exemple.
  3. Etudier l’impact sur la contribution hydrologique du bassin intermédiaire. Une amélioration de la fonction de transfert peut avoir un impact limité sur la performance à l’aval mais peut jouer un rôle important dans la compréhension du modèle, notamment pour éviter les compensations via les apports latéraux.

Méthodologie / Etapes de travail

La démarche sera mise en oeuvre avec le modèle GRSD fonctionnant au pas de temps horaire. L’approche sera testée sur un jeu de bassins présentant une forte variabilité spatiale des pluies. Ce stage sera mené en lien avec les travaux de doctorat de Cyril Thébault, dans le cadre d’un projet commun avec la Compagnie nationale du Rhône (https://www.cnr.tm.fr/).
Six mois à partir de février-mars 2022
PROFIL RECHERCHÉ

Niveau d'étude requis :

Bac + 4

Formations requises :

Stage Master 2 ou de dernière année d'école d'ingénieur.

Compétences requises :

  • Bonnes notions en hydrologie et modélisation
  • Notions de base en hydraulique
  • Connaissances en statistiques
  • Aisance en programmation (si possible Fortran et/ou R)
  • Maitrise des outils de bureautique traditionnels (Word, Powerpoint, Excel, etc.)
  • Aisance rédactionnelle et à l’oral