Propagation des incertitudes en modélisation hydraulique des rivières

Fahsi, Adil; Soulaïmani, Azzeddine; Tchamen, Georges Williams TchamenG.W.

doi:10.1051/lhb/2011060

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“…Pour conclure, des premiers résultats d'une étude sur un cas réel d'un bief du Rhône seront présentés. [Fahsi et al, 2011]. De même, les distributions retenues pour les paramètres d'entrée mériteraient d'être approfondies.…”

Section: Introductionunclassified

Propagation des incertitudes dans les modèles hydrauliques 1D

Nguyen¹,

Richet²,

Balayn³

et al. 2015

La Houille Blanche

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Les outils de modélisation numérique, tel que le modèle hydraulique 1D Crue9 développé par la CNR, sont aujourd'hui couramment utilisés pour analyser les comportements hydrauliques et hydrologiques des cours d'eau. Ces outils reposent notamment sur un jeu de paramètres d'entrée, physiques ou numériques, qui comportent des incertitudes. L'outil Prométhée, développé par l'IRSN, permet de réaliser des propagations d'incertitudes et deux types d'analyses de sensibilité : une méthode déterministe (Morris), qui repose sur les méthodes dites de criblage, permet d'identifier les paramètres impactant la variation des sorties d'intérêts ; et une méthode probabiliste (FAST), qui repose sur l'analyse de la variance des sorties en fonction de la variance des facteurs d'entrée, et permet de hiérarchiser les paramètres d'entrée en fonction de la sensibilité des sorties. Les études de propagation d'incertitudes exigent la réalisation d'un grand nombre de calculs. Pour ce faire, le couplage Prométhée/Crue9 est utilisé : il instrumente les fichiers associés aux simulations hydrauliques, lance une multitude de calculs, et réalise un traitement des résultats en utilisant des outils statistiques. Cet outil couplé donne ainsi la possibilité d'accomplir des études de sensibilité, en particulier probabilistes, en paramétrant des modèles hydrauliques complexes faisant intervenir de nombreux paramètres.Numerical modeling tools, like Crue9 the 1D modeling software developed by CNR, are widely used to analyze hydraulic and hydrological behavior of rivers. Those tools are based on input parameters, with physical or numerical meaning; theses inputs are generally known with some uncertainties. The tool Prométhée, developed by IRSN, is able to realize uncertainties propagations, and two kinds of sensibility analysis: the first one, a determinist method (Morris) based on screening, is able to identify factors which influenced outputs variability; the second one, a probabilistic method (FAST) based on variance analysis of outputs regarding inputs variances, performs inputs ranking in function of outputs sensibilities. Uncertainties propagations studies require an important computational capacity; to do so; the Promethée/Crue9 coupling is used. The coupled tool is able to parameter Crue9 files for the hydraulic computations, to run lots of computation, and then to analyze results with statistic tools. This coupled tool gives the possibility to realize sensitivity studies by probabilistic method, to parameter realistic and complex model rivers, and to study the influence of several inputs variations.

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Section: Introductionunclassified

Propagation des incertitudes dans les modèles hydrauliques 1D

Nguyen¹,

Richet²,

Balayn³

et al. 2015

La Houille Blanche

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Étude du risque d'inondation d'un site industriel par des crues extrêmes : de l'évaluation des valeurs extrêmes aux incertitudes hydrologiques et hydrauliques

Alliau¹,

Seine²,

Lang³

et al. 2015

La Houille Blanche

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Dans le cadre de l'évaluation complémentaire menée suite aux événements japonais de mars 2011, l'exploitant d'un site industriel a souhaité pousser l'analyse des phénomènes naturels extrêmes d'inondation. Il a commandé une étude à CNR Ingénierie et Irstea sur l'évaluation du débit de la crue du Rhône pouvant atteindre le niveau de la plateforme industrielle avec son domaine d'incertitudes et la probabilité d'occurrence. L'étude a traité les points suivants : 1/ détermination de la relation hauteur-débit au droit de la plateforme et du débit de submersion ; 2/ calcul de la distribution prédictive des débits par ajustement d'une loi GEV sur les données disponibles à Saint-Etienne-des-Sorts (1845-2011), Viviers (1920-2011) et Beaucaire (1841-2011) ; 3/ propagation d'incertitudes des paramètres de la modélisation hydraulique à partir du couplage de l'outil statistique Prométhée de l'IRSN et du code de calcul hydraulique 1D Crue de la CNR. Des simulations à partir de 7000 tirs statistiques sur 9 paramètres ont permis de déterminer et de quantifier la dispersion des résultats selon la variation d'un ou plusieurs paramètres à la fois.

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