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Université de Tlemcen Faculté de Technologie Département d’hydraulique Master 1

Université de Tlemcen Faculté de Technologie Département d’hydraulique Master 1 hydro-informatique • Mr. TOUATI Tawfiq • Mr. RAHMOUNE Elhadj Boumedien • Melle. BEN AZZA fatima • Melle. ZIRAR Asma • Melle. FENDI Hasna Wafae Presenté par: Encadreur: MME. BABA HAMED L'utilisation sans cesse grandissante des ressources en eau et les changements climatiques en cours font en sorte que la prévision hydrologique est l’un des aspects les plus importants de l'hydrologie appliquée. La prévision hydrologique est essentielle au contrôle des inondations, à la régularisation des cours d'eau, à la production hydroélectrique, au dimensionnement des ouvrages hydrauliques et au contrôle de la pollution. 1. Introduction: Le modèle CEQUEAU a été mis au point à l'Institut National de la Recherche Scientifique INRS-Eau à Sainte-Foy, au Québec. par le professeur honoraire Guy Morin et son équipe. 2. Origine du modèle: Domaines d’utilisation Domaines d’utilisation hydrologie hydrologie à l'IMFT à l'IMFT utiliser pour aborder des sous-modèles utiliser pour aborder des sous-modèles L'érosion des sols L'érosion des sols Transfert de nitrates Transfert de nitrates Transfert de pesticides Transfert de pesticides Transfert de phosphore Transfert de phosphore 3. Domaines d’utilisation du modèle: 4. Définition: Le modèle CEQUEAU est un modèle hydrologique déterministe, c'est à dire qui met en valeur la transformation pluie-débit. Il la résume par des équations déduites de lois caractéristiques d'éléments hydrauliques. Le modèle raisonne en terme de réservoirs (amortissement) et de canaux (temps de réponse). C'est un modèle conceptuel spatialisé. 5. Versions existantes : est constituée du corps du modèle originalement programmé en FORTRAN et compilé pour des ordinateurs PC 32 bits, avec une interface programmée en C++, aussi compilée pour PC avec Windows 32 bits. Cette version ne pourra pas fonctionner sur un PC 64 bits, à moins d’y installer un émulateur. est constituée du corps du modèle originalement programmé en FORTRAN et compilé pour des ordinateurs PC 32 bits, avec une interface programmée en C++, aussi compilée pour PC avec Windows 32 bits. Cette version ne pourra pas fonctionner sur un PC 64 bits, à moins d’y installer un émulateur. est une traduction du modèle original en C++, réalisée par l’équipe de prévision hydrologique de Rio Tinto Alcan (RTA). Les programmes sont compilés pour les plateformes Windows 32 et 64 bits. Une série de scripts et fonctions Matlab ont aussi été développés par l’équipe de RTA pour faciliter l'utilisation du modèle. est une traduction du modèle original en C++, réalisée par l’équipe de prévision hydrologique de Rio Tinto Alcan (RTA). Les programmes sont compilés pour les plateformes Windows 32 et 64 bits. Une série de scripts et fonctions Matlab ont aussi été développés par l’équipe de RTA pour faciliter l'utilisation du modèle. La version originale La version originale La nouvelle version La nouvelle version 6. L’installation de CEQUEAU: Le CEQUEAU pour Windows doit être installé sur un disque rigide qui dispose d'au moins 12 MO d'espace libre, sans compter l'espace qui sera nécessaire aux projets de simulation. Si une installation de CEQUEAU a déjà été effectuée dans le dossier d'installation que vous choisissez, la version antérieure sera remplacée. 7. L’environnement CEQUEAU: Le menu Projet Le menu Projet Le menu Données Le menu Données Le menu Préparation Le menu Préparation Le menu Visualisation Le menu Visualisation concerne la gestion des fichiers du projet et des paramètres D’environnement du logiciel. concerne la gestion des fichiers du projet et des paramètres D’environnement du logiciel. permet l’édition des données élémentaires à partir de l’éditeur de données de CEQUEAU permet l’édition des données élémentaires à partir de l’éditeur de données de CEQUEAU donne accès aux fonctions de préparation des données pour les simulations. donne accès aux fonctions de préparation des données pour les simulations. sert à visualiser, avec l'éditeur de votre choix, les fichiers intermédiaires créés lors de la préparation des données ainsi que les fichiers des résultats de simulation. sert à visualiser, avec l'éditeur de votre choix, les fichiers intermédiaires créés lors de la préparation des données ainsi que les fichiers des résultats de simulation. le menu Graphiques le menu Graphiques vous permet de produire divers types de graphiques présentant les résultats de vos simulations. vous permet de produire divers types de graphiques présentant les résultats de vos simulations. Le modèle CEQUEAU raisonne en termes de réservoirs (amortissement) et de canaux (temps de réponse). C'est un modèle conceptuel spatialisé. Les réservoirs servent à représenter l'amortissement, et les canaux à représenter les temps de réponse. Chaque élément du sol est associé à un réservoir. Ainsi on distingue :  Le réservoir lacs et marais.  Le réservoir sol (partie supérieure du sol, c'est-à-dire la partie non saturée).  Le réservoir nappe. 8. Principe de base du fonctionnement de CEQUEAU: Les précipitations se répartissent sur le bassin versant (production) et donnent lieu à des transferts entre les réservoirs (par évapotranspiration, vidange, ruissellement...). Le modèle compte deux parties principales visant à décrire le mieux possible l'écoulement de l'eau vers l'exutoire d'un bassin versant. La première partie concerne l'écoulement vertical de l'eau, dont les principaux phénomènes sont la pluie, la fonte des neiges, l'évapotranspiration, l'infiltration et le jeu des réserves superficielles et profondes. On désigne cette première partie par le terme "fonction de production", qui est calculée sur chaque carreau entier. Fonction de production: La deuxième partie concerne le transfert de l'écoulement dans le réseau de drainage. Les processus compris dans cette partie tiennent compte de l'influence des lacs, des marécages et des ouvrages artificiels tels que barrages, détournements,… On désigne cette partie par le terme "fonction de transfert". Elle utilise les carreaux partiels. Fonction de transfert Un exemple de découpage d’un bassin versant Le modèle CEQUEAU prend en compte les caractéristiques physiques du bassin versant étudié ainsi que leurs variations dans l'espace et dans le temps. Le modèle ne nécessite pas de réel maillage (au sens méthode numérique), mais un découpage en carreaux et en sous- carreaux définissant des réservoirs liés entre eux par des "robinets". Une telle technique permet de calculer les débits aussi bien aux points de jaugeage qu'en n'importe quel autre endroit. Elle offre la possibilité de simuler l'existence de réservoirs artificiels et de prendre en compte les variations spatio-temporelles des caractéristiques physiographiques. Ce découpage en surfaces élémentaires facilite par ailleurs l'utilisation de la télédétection pour définir certaines caractéristiques physiographiques comme le couvert végétal, le réseau de drainage… 9. Les différents paramètres du modèle et les données nécessaires: seuil de transformation pluie-neige seuil de transformation pluie-neige 7 paramètres pour la phase de fonte des neiges taux de fonte en forêt taux de fonte en forêt seuil de température de fonte en forêt seuil de température de fonte en forêt taux de fonte en clairière taux de fonte en clairière seuil de mûrissement du stock de neige seuil de mûrissement du stock de neige coefficient de déficit calorifique de la neige coefficient de déficit calorifique de la neige seuil de température de fonte en clairière seuil de température de fonte en clairière seuil de vidange haute du réservoir NAPPE hauteur du réservoir SOL hauteur des précipitations pour qu'il y ait ruissellement sur des surfaces imperméables seuil de vidange du réservoir LACS et MARAIS seuil d'infiltration vers le réservoir NAPPE coefficient de vidange du réservoir SOL (vidange haute) coefficient de vidange du réservoir SOL (vidange basse) coefficient de vidange du réservoir NAPPE (vidange haute) coefficient de vidange du réservoir NAPPE (vidange basse) coefficient de vidange du réservoir LACS et MARAIS coefficient d'infiltration du réservoir SOL au réservoir NAPPE 12 paramètres des réservoirs SOL - NAPPE - MARAIS seuil de vidange intermédiaire du réservoir SOL 4 paramètres qui gouvernent l'évapotranspiration pourcentage d'évapotranspiration pris dans le réservoir NAPPE pourcentage d'évapotranspiration pris dans le réservoir NAPPE exposant de la formule de Thorthwaite exposant de la formule de Thorthwaite valeur de l'index thermique de Thornthwaite valeur de l'index thermique de Thornthwaite seuil de prélèvement de l'eau à taux potentiel seuil de prélèvement de l'eau à taux potentiel 1 paramètre et une constante de transfert temps de concentration du bassin temps de concentration du bassin paramètre d'ajustement du coefficient de transfert paramètre d'ajustement du coefficient de transfert Divers paramètres et constantes coefficient de correction des températures avec l'altitude coefficient de correction des températures avec l'altitude infiltration maximale par jour infiltration maximale par jour latitude moyenne du bassin versant latitude moyenne du bassin versant pourcentage de surface imperméable pourcentage de surface imperméable Les données nécessaires: Les données météorologiques nécessaires sont: les précipitations liquides et solides journalières les températures maximales et minimales de l'air. La température est nécessaire pour déterminer l'évapotranspiration, la fonte des neiges et la nature des précipitations (liquides ou solides). Les précipitations servent à effectuer le bilan journalier des réserves en eau (remarquons qu'on ne considérera pas de sources dans le bassin versant). Les débits n'interviennent pas directement dans le modèle. Ils ne servent qu'à comparer les résultats numériques aux débits réels. Le modèle CEQUEAU est basé sur le découpage du bassin versant en un ensemble de surfaces élémentaires de forme carrée et de dimensions semblables appelées carreaux entiers. Ces carreaux sont eux-mêmes subdivisés par les lignes de partage des eaux en uploads/Management/cequeau.pdf