Soutenance de thèse d’Hajar El Khalfi

Hajar El Khalfi soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés « Modélisation des étiages et des tarissements dans le bassin de la Moselle : d’une approche globale à une approche spatialisée ».

La soutenance aura lieu le jeudi 3 avril 2025 à 14h00. Salle des fêtes de l’INSPE de Montigny-les-Metz (salle 118), 58 rue de Reims.

 

Résumé de la thèse :
La gestion de l’eau devient un enjeu majeur face aux effets du changement climatique et aux pressions humaines croissantes, qui modifient les régimes d’écoulement. En France, l’augmentation de la variabilité hydro-climatique et l’intensification des sécheresses hydrologiques au cours des dernières années rendent nécessaire l’adaptation des outils de modélisation pour mieux représenter les débits d’étiage.

Cette thèse s’inscrit dans cette démarche en améliorant la simulation des étiages avec le modèle PRESAGES, appliqué au bassin versant de la Moselle française. L’approche adoptée repose sur trois axes méthodologiques complémentaires.

Le premier axe concerne l’optimisation des étapes de calage du modèle. L’impact des choix méthodologiques liés aux données d’entrée, aux algorithmes d’optimisation et aux fonctions objectif a été estimé. Le choix des données d’entrée a été évalué sur la base d’une analyse comparative avec la réanalyse SAFRAN et s’est finalement porté sur deux produits climatiques en grille : les précipitations LOTERR et l’ETP SAFRAN. L’utilisation de fonctions objectif ciblant spécifiquement les faibles débits a permis d’améliorer la simulation des étiages, tandis que l’effet des algorithmes d’optimisation sur la performance du modèle s’est avéré limité. Les performances du modèle ont été évaluées à l’aide de critères numériques et par inspection visuelle, permettant d’avoir une vision globale des simulations et d’éviter toute surestimation des performances.

Le deuxième axe porte sur la révision structurelle du modèle. Une modification de la loi de vidange du réservoir d’eau gravitaire a été introduite afin d’améliorer la prise en compte des phases de tarissement, sans pour autant accroître la complexité du modèle. Le modèle repose désormais sur six paramètres, dont cinq à caler, permettant de préserver l’équilibre entre simplification structurelle et qualité des simulations.

Le troisième axe concerne la régionalisation des débits et le développement d’une version semi-distribuée du modèle PRESAGES. Une méthode de régionalisation reposant sur les courbes de débits classés (CDC) et quelques jaugeages permet d’estimer les débits journaliers pour des sites non jaugés. Les débits aux exutoires ne disposant pas de station hydrométrique peuvent ainsi être estimés et utilisés pour caler le modèle au niveau des zones homogènes définies par le maillage du modèle semi-distribué. Celle-ci permet d’améliorer la représentation de la variabilité spatiale des processus hydrologiques et de prendre en compte les dynamiques locales d’écoulement.

Au total, cette thèse, réalisée dans le cadre des projets CIPRHES et MIRHYADE (soutenus par l’ANR et l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse), participe à l’amélioration des outils de simulation des étiages, avec des perspectives d’application à la prévision hydrométéorologique des sécheresses.

Mots-clés :
spatialisation, étiage, modélisation, Tarissemet, PRESAGES,

Le jury sera composé de :

  • M. Gilles DROGUE, Université de Lorraine, Directeur de thèse
  • Mme Claire DELUS, Université de Lorraine, Co-directrice de thèse
  • M. Johnny DOUVINET, Avignon université / UMR ESPACE 7300 CNRS, Raporteur
  • M. Albin ULLMANN, Centre de Recherches de Climatologie / Laboratoire Biogeosciences, UMR6282, Raporteur
  • Mme Agnes DUCHARNE, UMR METIS – IPSL, Examinatrice
  • M. Charles PERRIN, INRAE, Examinateur
  • M. François BIGORRE, Agence de l’Eau Rhin-Meuse, Invité