Apport de la modélisation hydraulique pour une meilleure simulation des tirants d'eau et des échanges nappe - rivière à l'échelle régionale

par Firas Saleh

Thèse de doctorat en Hydrologie et hydrogéologie quantitative

Sous la direction de Emmanuel Ledoux, Agnès Ducharne et de Nicolas Flipo.

Soutenue en 2010

à Paris 6 .

mots clés

• Plateforme EauDyssée
• Morphologie des rivières
• Interactions nappe-rivière
• Hydrologie -- France
• Hydrogéologie -- France

Résumé

L’objectif est de contribuer à une meilleure simulation des tirants d'eau à l’échelle régionale afin d'améliorer la simulation des interactions nappe-rivière et de mieux quantifier les niveaux piézométriques dans les aquifères. Nous avons développé une méthode de changement d’échelle, dans laquelle la modélisation fine des processus hydrauliques à haute résolution permet d'améliorer la représentation des profils d’eau en rivière et les interactions nappe-rivière simulées à l'échelle régionale par le modèle EauDyssée. Cette méthodologie a été validée dans le bassin versant de l’Oise d’une superficie de 4500 km2, pour la période 1990-1995. Nous avons utilisé HEC-RAS pour la modélisation hydraulique d’un tronçon de 188 km. Le modèle permet d’interpoler des courbes de tarage simulées tous les 200 m en moyenne. Ces courbes de tarage sont ensuite projetées sur les mailles rivière du modèle régional EauDyssée (résolution de 1 km), où elles permettent de simuler la fluctuation du niveau d'eau en fonction du débit à l’échelle régionale par EauDyssée. La cote de la surface libre de la rivière définissant sa charge hydraulique, ces fluctuations influencent alors les échanges entre les mailles rivière et les nappes, qui dépendent des gradients de charge verticaux entre rivière et nappe. Ce travail montre l'intérêt de l'approche pour mieux évaluer les interactions nappes-rivières à l'échelle régionale. Il offre des perspectives intéressantes pour simuler des processus : élimination de nitrate dans les zones humides qui sont souvent situées à la zone de contact entre les nappes souterraines et la rivière, ainsi que de mieux estimer les risques d’inondation à l’échelle régionale.

Titre traduit

Contribution of ID local hydraulic modeling to improve simulations of river stages and stream-aquifer interactions at regional scale

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