Sensibilité et incertitude de modélisation sur les bassins méditerranéens à forte composante karstique

par Naomi Mazzilli

Thèse de doctorat en Eaux Continentales et Société

Sous la direction de Vincent Guinot.

Soutenue le 09-11-2011

à Montpellier 2 , dans le cadre de Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) , en partenariat avec Hydrosciences (laboratoire) .

Le jury était composé de Vincent Guinot, Christian Leduc, Bruno Arfib, Hervé Jourde.

Les rapporteurs étaient Philippe Ackerer, Martin Sauter.


  • Résumé

    Les aquifères karstiques sont associés à des enjeux importants en termes à la fois de gestion de la ressource en eau et de gestion du risque d'inondation. Ces systèmes sont caractérisés par une structure fortement hétérogène et un fonctionnement non-linéaire. Cette thèse est consacrée à l'étude de la sensibilité et de l'incertitude associés à la modélisation numérique des écoulements en milieu karstique. De façon systématique, l'analyse de sensibilité est utilisée comme outil afin de répondre aux questions suivantes: (i) la calibration est-elle possible ? (ii) la calibration est-elle robuste ? (iii) est-il possible de réduire l'équifinalité via une calibration multi-objectif ou multi-variable ?Cette contribution met en évidence le potentiel des méthodes locales d'analyse de sensibilité. En dépit des limitations inhérentes à cette approche (approximation locale et perturbation d'un facteur à la fois), l'analyse locale permet une compréhension fine du fonctionnement du modèle, pour un coût de calcul réduit.Par ailleurs, cet travail souligne l'intérêt d'une calibration multi-variable par rapport à une calibration multi-objectif, dans une optique de réduction de l'équifinalité

  • Titre traduit

    Sensitivity and uncertainty associated with the numerical modelling of groundwater flow within karst systems


  • Résumé

    Karst aquifers are associated with key issues for water resource management and also for flood risk mitigation. These systems are characterized by a highly heterogeneous structure and non-linear functioning. This thesis addresses the sensitivity and uncertainty associated with the numerical modelling of groundwater flow in karst systems. As a systematic approach, sensitivity analysis has been used to answer the following questions:(i) is it possible to calibrate the model ? (ii) is the calibration robust ? (iii) is it possible to reduce equifinality, through multi-objective calibration or through multi-variable calibration ? This contribution stresses the potentialities of local sensitivity analyses. Despite their inherent limitations (local approximation), local analyses have proved to bring valuable insights into the general behaviour of complex, non-linear flow models, at little computational cost. Besides, this contribution also stresses the interest of multi-variable calibration as compared to multi-objective calibration, as regards equifinality reduction.


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