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Braud, Isabelle

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Works: 19 works in 23 publications in 3 languages and 34 library holdings
Roles: Thesis advisor, Opponent, Other, Author
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Most widely held works by Isabelle Braud
Etude méthodologique de l'analyse en composantes principales de processus bidimensionnels : effets des approximations numériques et de l'échantillonnage et utilisation pour la simulation de champs aléatoires : application au traitement des températures de surface de la mer sur l'Atlantique intertropical by Isabelle Braud( )

2 editions published in 1990 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

LE POINT DE DEPART DE CE MEMOIRE EST LA TECHNIQUE D'ANALYSE EN COMPOSANTES PRINCIPALES DE PROCESSUS (ACPP), EXTENSION A DES CHAMPS SPATIALEMENT ET/OU TEMPORELLEMENT CONTINUS DE L'ANALYSE EN COMPOSANTES PRINCIPALES (ACP) CLASSIQUE. ELLE CONDUIT A RECHERCHER LES FONCTIONS PROPRES D'UN NOYAU DE COVARIANCE, SOLUTIONS D'UNE EQUATION INTEGRALE DE FREDHOLM ET PERMET AINSI DE TENIR COMPTE EXPLICITEMENT DE LA FORME ET DE LA TAILLE DU DOMAINE D'ETUDE. DANS LE CHAPITRE 1, APRES UN RAPPEL DE LA METHODE ET LA PRESENTATION DE L'APPROXIMATION NUMERIQUE UTILISEE LORSQU'ON TRAVAILLE AVEC UN ECHANTILLON DE TAILLE FINIE ET UN PROCESSUS DISCRETISE SPATIALEMENT, ON S'ATTACHE A MONTRER LES LIENS DE CETTE TECHNIQUE AVEC LA RECHERCHE DE MODES NORMAUX DE SYSTEMES DYNAMIQUES PUIS AVEC LES TECHNIQUES D'INTERPOLATION OPTIMALE ET LA GEOSTATISTIQUE. ON MONTRE AINSI QUE L'ACPP PEUT S'INTERPRETER COMME UN CAS PARTICULIER DE KRIGEAGE S'APPUYANT SUR UN MODELE DE COVARIANCE SPECIFIQUE, NON NECESSAIREMENT STATIONNAIRE. DANS LE CHAPITRE 2, AFIN DE QUANTIFIER LES ERREURS SUR L'ESTIMATION DES FONCTIONS PROPRES, DUES A L'ECHANTILLONNAGE STATISTIQUE ET A LA DISCRETISATION SPATIALE, UNE SOLUTION ANALYTIQUE, POUR UN MODELE PARTICULIER DE COVARIANCE, EST PROPOSEE PUIS COMPAREE AUX SOLUTIONS NUMERIQUES. LE CHAPITRE 3 POSE ENSUITE LES PRINCIPES DE L'UTILISATION DE L'ACPP POUR LA SIMULATION DE CHAMPS BIDIMENSIONNELS, ANALYSE LA SENSIBILITE DE LA METHODE AU CHOIX DES PARAMETRES EN TERME DE RESTITUTION D'UNE COVARIANCE CIBLE. LA TECHNIQUE A AUSSI ETE COMPAREE A D'AUTRES METHODES (BANDES TOURNANTES, METHODES MATRICIELLES), PUIS UTILISEE POUR LA SIMULATION DE CHAMPS NON STATIONNAIRES. ENFIN, LE CHAPITRE 4 ILLUSTRE TOUS CES DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES SUR LES DONNEES DE TEMPERATURE DE SURFACE DE LA MER SUR L'ATLANTIQUE INTERTROPICAL ENTRE 1964 ET 1987
Mesure et modélisation à long terme du bilan de masse et d'energie d'une jachère du su-ouest de la France : (Influence et rôle d'une couche naturelle de résidus végétaux, ou mulch) by Enrique González-Sosa( Book )

3 editions published in 1999 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

AFIN DE TESTER LA PERTINENCE DES MODELES DE TRANSFERTS SOL-VEGETATION-ATMOSPHERE (TSVA) UTILISES POUR REPRESENTER LES TRANSFERTS DE MASSE ET D'ENERGIE A LA SURFACE DES CONTINENTS, DES EXPERIMENTATIONS, DANS UN PREMIER TEMPS DE COURTE DUREE, ONT ETE MENEES SOUS DIFFERENTS TYPE DE CLIMAT. MAIS EN GENERAL, LEUR DUREE (QUELQUES MOIS) NE PERMETTAIT PAS DE TESTER LA ROBUSTESSE DE CES MODELES VIS-A-VIS DU CYCLE DE L'EAU DONT L'EVOLUTION EST BEAUCOUP PLUS LENTE. POUR CELA UNE OU PLUSIEURS ANNEES DE DONNEES SONT NECESSAIRES. C'EST AVEC CET OBJECTIF DE SUIVI SUR LE LONG TERME QUE L'EXPERIENCE MUREX (MONITORING THE USABLE RESERVOIR EXPERIMENT) A ETE MENEE DURANT TROIS ANNEES (1995-1997) AFIN DE DISPOSER DE DONNEES AUSSI COMPLETES QUE POSSIBLE POUR LA VALIDATION DE MODELES SVAT DE COMPLEXITE VARIEE SUR PLUSIEURS CYCLES HYDROLOGIQUES. LE SITE EXPERIMENTAL MUREX EST UNE JACHERE DE 30 HA SITUEE SUR LA MOYENNE TERRASSE DE LA GARONNE A UNE QUARANTAINE DE KM DE TOULOUSE (FRANCE). LES VARIABLES CLIMATIQUES ONT ETE MESUREES AINSI QUE LES COMPOSANTES DU BILAN D'ENERGIE PAR LE DISPOSITIF SAMER. TROIS SITES DE SUIVI DU BILAN HYDRIQUE SONT ETE INSTRUMENTES ET ON A EGALEMENT SUIVI L'EVOLUTION DE LA HAUTEUR DE LA VEGETATION, LA BIOMASSE AINSI QUE L'INDICE FOLIAIRE. DES TESTS IN SITU ET DE LABORATOIRE ONT ETE REALISES POUR CARACTERISER LES PROPRIETES HYDRODYNAMIQUES ET THERMIQUES DU SITE. LES TRANSFERTS DE MASSE ET D'ENERGIE ONT ETE MODELISES A L'AIDE DU MODELE SISPAT (SIMPLE SOL PLANTE ATMOSPHERE TRANSFERTS) EN CONSIDERANT LES APPORTS LATERAUX DES PARCELLES VOISINES ET UNE COLONNE DU SOL DE 1.30 M. LES RESULTATS INITIAUX DU MODELE ETAIENT ASSEZ MAUVAIS ET ON A FAIT L'HYPOTHESE QUE LES RESIDUS VEGETAUX POUVAIENT ETRE RESPONSABLES DE CE DESACCORD ENTRE MESURE ET MODELE. LES TRANSFERTS AU TRAVERS DE LA LITIERE FORMEE PAR LA DECOMPOSITION DES VEGETAUX MORTS APPELEE MULCH, A ETE MODELISE ET LE MODELE SISPAT MODIFIE EN CONSEQUENCE. LES DONNEES DE L'ANNEE 1995 ONT ETE UTILISEES POUR CALIBRER LE MODELE ET ESTIMER LES PARAMETRES QUI N'AVAIENT ETE MESURES. LA VALIDATION DU MODELE A ETE FAITE AVEC LA SERIE DE DONNEES DES ANNEES 1996 ET 1997 EN GARDANT LES MEMES VALEURS DES PARAMETRES POUR LES TROIS ANNEES. LES RESULTATS MONTRENT QUE L'EVAPORATION MESUREE A PARTIR DE LA SAMER EST ASSEZ BIEN MODELISEE POUR LES TROIS ANNEES QUAND LE MULCH A ETE MIS EN COMPTE. L'EVOLUTION TEMPORELLE DE L'HUMIDITE DANS LE PREMIERS CINQ CENTIMETRES DU SOL EST BIEN REPRODUITE POUR LES ANNEES 1995 ET 1997. EN REVANCHE LES FLUX D'ENERGIE ET PRINCIPALEMENT LE FLUX DE CHALEUR DANS LE SOL SONT MOINS BIEN RESTITUES. LA TEMPERATURE DANS LE SOL A ETE AUSSI BIEN REPRODUITE POUR TOUTES LES PROFONDEURS. DANS TOUS LES CAS, LES RESULTATS ET NOTAMMENT L'EVOLUTION A LONG TERME DE L'EVAPORATION SONT MEILLEURS LORSQUE LE MULCH EST PRIS EN COMPTE. CELA JUSTIFIE A POSTERIORI SA MODELISATION EXPLICITE DANS LES TRANSFERTS DE MASSE ET D'ENERGIE
Evaluation et développement de la méthode IRIP de cartographie du ruissellement. Application au contexte ferroviaire by Lilly-Rose Lagadec( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Surface runoff is the source of severe hazards such as floods, erosion or mudflows. Railways can disturb natural surface water flow path, which can generate accelerated deterioration of the infrastructure, or the destruction of railway elements, such as the roadbed or the embankments. The IRIP method 'Indicator of Intense Pluvial Runoff' (French acronym) allows mapping surface runoff through three maps, generation, transfer and accumulation. The IRIP method aims to be simple and reliable, in order to be used on all types of lands, without calibration stage. As for others surface runoff models, the IRIP method evaluation faces the lack of data. However, evaluation is a crucial stage for the development of models. In the perspective of an operational use, or simply for the model development, it is essential to estimate the value and the reliability of the model outputs. The thesis objective is to provide an evaluation method using surface runoff impacts on railways. Difficulties lie in the fact that data to be compared differ in terms of form and content. Moreover, the infrastructure vulnerability must be characterized. The proposed evaluation method is based on the computation of contingency tables and of verification indicators, together with detailed analysis of specific impacts. After an estimation of the IRIP method performance, further developments can be tested and evaluated thanks to the proposed evaluation method. Finally, maps comprehensibility is enhanced, while preserving satisfying performance scores. By applying the IRIP method to operational contexts, it has been shown how the IRIP method can be used as a tool in expert appraisals. Different tasks of the risk management process have been studied such as risk analysis on railways, post-event investigation or the realisation of regulatory zonings. More generally, this thesis contributes to improve knowledge about surface runoff and provide methods for improving the risk management
Modélisation hydrologique distribuée des crues en région Cévennes-Vivarais : impact des incertitudes liées à l'estimation des précipitations et à la paramétrisation du modèle by Rafael Navas Nunez( )

1 edition published in 2017 in Spanish and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Il est connu qu'avoir un système d'observation de la pluie de haute résolution spatio - temporelle est crucial pour obtenir de bons résultats dans la modélisation pluie - écoulement. Le radar est un outil qui donne des estimations quantitatives de precipitation avec une très bonne résolution. Lorsqu'il est fusionné avec un réseau des pluviomètres les avantages des deux systèmes sont obtenus. Cependant, les estimations fournies par le radar ont des incertitudes différentes à celles qui sont obtenus avec les pluviomètres. Dans le processus de calcul pluie - écoulement l'incertitude des précipitations interagit avec l'incertitude du modèle hydrologique. L'objectif de ce travail est d'étudier les méthodes utilisées pour quantifier l'incertitude dans l'estimation des précipitations par fusion radar - pluviomètres et de l'incertitude dans la modélisation hydrologique, afin de développer une méthodologie d'analyse de leurs contributions individuelles au traitement pluie - écoulement.Le travail est divisé en deux parties, la première cherche à évaluer: Comment peut-on quantifier l'incertitude de l'estimation des précipitations par radar? Pour répondre à la question, l'approche géostatistique par Krigeage avec Dérive Externe (KED) et Génération Stochastique de la précipitation a été utilisée, qui permet de modéliser la structure spatio - temporaire de l'erreur. La méthode a été appliquée dans la région des Cévennes - Vivarais (France), où il y a un système très dense d'observation. La deuxième partie explique: Comment pourrais être quantifiée l'incertitude de la simulation hydrologique qui provient de l'estimation de précipitation par radar et du processus de modélisation hydrologique? Dans ce point, l'outil de calcul hydrologique à Mesoéchelle (HCHM) a été développé, c'est un logiciel hydrologique distribuée et temps continu, basé sur le Numéro de Courbe et l'Hydrographe Unitaire. Il a été appliqué dans 20 résolutions spatio - temporelles allant de 10 à 300 km2 et 1 à 6 heures dans les bassins de l'Ardèche (~ 1971 km2) et le Gardon (1810 km2). Apres une analyse de sensibilité, le modèle a été simplifié avec 4 paramètres et l'incertitude de la chaîne de processus a été analysée: 1) Estimation de precipitation; 2) Modélisation hydrologique; et 3) Traitement pluie - écoulement, par l'utilisation du coefficient de variation de l'écoulement simulé.Il a été montré que KED est une méthode qui fournit l'écart type de l'estimation des précipitations, lequel peut être transformé dans une estimation stochastique de l'erreur locale. Dans la chaîne des processus: 1) L'incertitude dans l'estimation de précipitation augmente avec la réduction de l'échelle spatio - temporelle, et son effet est atténué par la modélisation hydrologique, vraisemblablement par les propriétés de stockage et de transport du bassin ; 2) L'incertitude de la modélisation hydrologique dépend de la simplification des processus hydrologiques et pas de la surface du bassin ; 3) L'incertitude dans le traitement pluie - écoulement est le résultat de la combinaison amplifiée des incertitudes de la précipitation et la modélisation hydrologique
Analyse du cycle hydrologique en climat soudanien au Bénin : vers une modélisation couplée des processus latéraux et verticaux by Aloïs Richard( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dans un contexte de changement climatique dont les projections régionales sont incertaines, de forte variabilité inter-annuelle du cycle hydrologique, de forte croissance démographique et de changement d'occupation des sols, les questions relatives au cycle hydrologique et à la ressource en eau actuels et à venir sont cruciales. Dans un tel contexte, ce travail de thèse approfondit la connaissance du fonctionnement hydrologique du bassin versant de l'Ouémé supérieur (situé en climat soudanien au Bénin), en considérant l'ensemble des termes et des processus du cycle hydrologique.Dans un premier temps, le fonctionnement hydrologique de l'Ouémé supérieur est analysé à l'échelle d'un versant grâce au modèle Hydrus 2D. Cette analyse de processus s'appuie sur un ensemble complet de mesures (précipitations, évapotranspiration, humidité du sol, niveau piézométrique, débit en rivière) obtenues dans le cadre de l'observatoire hydrométéorologique AMMA-CATCH. Les simulations montrent que la forêt ripisylve vidange la nappe profonde et la déconnecte ainsi du réseau hydrographique. L'apport d'eau de la nappe profonde permet une transpiration de la forêt ripisylve toute l'année, y compris en saison sèche. Les écoulements en rivière ne sont pas produits uniquement par exfiltration d'écoulements latéraux de subsurface non saturés, les bas-fonds jouent probablement un rôle.À méso-échelle, nous cherchons à quantifier l'impact de la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique à saturation sur le bilan hydrologique et l'évapotranspiration. Le modèle numérique utilisé est nTopAMMA, formalisme dérivé de TopMODEL. À partir de mesures de terrain, nous avons mis en évidence que la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique à saturation est corrélée à l'occupation du sol du bassin d'étude. La prise en compte de cette variabilité spatiale dans le modèle nTopAMMA montre que l'état hydrique et l'évapotranspiration simulés localement par le modèle dépendent aux trois-quarts de la topographie et pour un quart de la conductivité hydraulique à saturation.Adoptant une approche ascendante, nous confrontons la représentation élaborée à l'échelle du versant à la modélisation hydrologique à méso-échelle. Nous analysons les processus et flux verticaux du modèle nTopAMMA. L'amélioration de la modélisation du cycle hydrologique de l'Ouémé supérieur par le modèle nTopAMMA nécessite (i) la prise en compte des hétérogénéités du bassin versant, (ii) la modification du formalisme de l'évapotranspiration, (iii) la diversification des sources de prélèvements évapotranspiratoires et (iv) l'intégration de la nappe d'altérites
Caractérisation et modélisation de la dynamique de l'évapotranspiration en Afrique Soudanienne en zone de socle : interaction entre les aquifères et la végétation by Dorothée Jabot-Robert( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In West Africa, millions of people rely on water resources exposed to the monsoon variability. In this context, the aim of this thesis is to better understand hydrological processes in bedrock areas, and more particularly to estimate the role of lateral redistribution of soil water by the interactions between underground reservoirs, vegetation and atmosphere, using hydrogeological prospection and modeling at field and catena scale. This work is supported by the experimental device implemented in the small Ara catchment in the framework of the AMMA-CATCH observatory. The use of the ParFlow-CLM model allows the simulation of transfers in the saturated and the vadose zone by solving the Richards equation in 3D. The model was forced using observed atmospheric forcing at the surface. We first identify influential parameters for vertical water transfers. Then a spatial characterization of these parameters is carried out. The 1D version of the Parflow-CLM model is assessed using observed data. We show that the model provides relevant times series of the surface energy balance and of soil water distribution as compared to the observations. The impact of the spatial variability of the hydraulic parameters at the field scale (<1 ha) is studied. Finally, the bedrock geometry and the spatial distribution of vegetation are taken into account in the modelling. This allows the identification of horizontal subsurface lateral fluxes, which generate wet and dry patterns, which are related to the spatial distribution of evapotranspiration
Modélisation hydrologique dans un contexte de variabilité hydro-climatique : une approche comparative pour l'étude du cycle hydrologique à méso-échelle au Bénin by Matthieu Le Lay( Book )

2 editions published in 2006 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ce travail de thèse, qui s'inscrit dans le cadre du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), vise à modéliser le fonctionnement hydrologique de la Haute Vallée de l'Ouémé (14400 km²) au Bénin. Il a pour but de réaliser une première estimation des bilans hydrologiques et de contribuer au développement d'outils capables de simuler les impacts climatiques et anthropiques sur la ressource en eau. Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser le fonctionnement hydrologique de la région, et à quantifier les principaux termes du bilan hydrologique à méso-échelle. Pour conceptualiser ces bassins versants, une démarche comparative a été adoptée, et deux modélisations parcimonieuses ont été mises en oeuvre: GR4J, structure empirique et générique, et TOPAMMA, formalisme dérivé de TOPMODEL et développé au cours de ce travail. Un cadre d'évaluation complet a été défini, permettant de juger les modèles en terme: (i) de performances, (ii) d'incertitudes associées à leurs prédictions ; (iii) de réalisme. Ainsi, bien que leurs performances pour simuler la relation pluie-débit soient comparables, ces modèles se distinguent lorsque les incertitudes sur les simulations et les autres composantes du cycle hydrologique sont considérées. La variabilité hydro-climatique observée dans la région au cours de 50 dernières années a également permis d'évaluer le pouvoir d'extrapolation des modèles et leur application dans des conditions non stationnaires. Nous nous sommes en particulier intéressés aux aspects méthodologiques de la détection de changements de la relation pluie-débit à partir des modèles hydrologiques. Enfin, une première estimation de la sensibilité de la réponse hydrologique au régime de mousson a été réalisée, à travers différents scénarios de forçage pluviométrique
Développement d'une modélisation du devenir de pesticides à l'échelle d'un versant au sein d'une plateforme hydrologique, prise en compte de la macroporosité by Karima Djabelkhir( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'objectif général de ma thèse est de développer une modélisation spatialisée à l'échelle d'un versant, afin de mieux rendre compte des principales voies de transfert des pesticides dans les terrains agricoles. Je cherche à adopter une approche simplifiée, mais qui permet néanmoins de représenter les discontinuités existantes (parcelles, fossés, talus ... etc). En effet, on souhaite pouvoir quantifier les mécanismes du transfert des pesticides en prenant en compte l'influence des éléments du paysage (parcelles, fossés, bandes enherbées ...etc) sur la partition des transferts d'eau et de pesticides en surface et en subsurface. On s'appuie pour ce développement sur les données acquises sur le bassin versant expérimental de la Morcille (69), qui servent à fournir des ordres de grandeur et un cadre pour tester la pertinence des développements effectués. Une synthèse bibliographique sur les processus en jeu et les modèles existants a conduit au choix de la plateforme de modélisation hydrologique CMF, développée à l'université de Giessen (Kraft, 2012). Cette dernière permet une modélisation orientée objet d'un système hydrologique (colonne de sol, versant, bassin versant ...etc) et propose une grande variété d'équations physiques pour la représentation des processus hydrologiques. Le travail est mené sur trois étapes, une première consiste à l'évaluation du comportement de la plateforme et la validation de sa réponse via la comparaison dans un premier temps via un modèle 1D suite à une comparaison avec Hydrus1D. Dans un second temps, nous avons mené des simulations en 2D en comparant avec le modèle Cathy en se basant sur les travaux de Sulis et al. (2010) et avec Hydrus2D (Simunek et al., 1999 & Simunek et al., 2001) sur un versant inspiré du versant expérimental de la Morcille. La deuxième étape consiste à la prise en compte des écoulements préférentiels dans certains types de sol structurés, nous paraît nécessaire pour une meilleure représentation des processus en jeu. La représentation du transfert préférentiel des produits phytosanitaires via les macropores vers la ressource en eau représente encore un défi pour la recherche. L'approche à double perméabilité (DP) choisie contient le développant d'une nouvelle fonction d'infiltration dans les macropores. Notre modèle DP contient également deux fonctions alternatives d'échange matrice-macropores ; la première est proportionnelle à la différence des teneurs en eau des deux compartiments du sol (Philip, 1968). La deuxième fonction d'échange est une onde diffusante basée sur l'approche présentée par van Genuchten (1993). La dernière partie de la thèse consiste en la modélisation des solutés suivant successivement les deux approches : simple porosité et double perméabilité, en considérant le transport des solutés par convection et une adsorption linéaire. La validation de notre approche de modélisation est menée en comparant avec les simulations d'Hydrus1D/2D
Partition de l'évapotranspiration réelle en évaporation du sol et transpiration des couverts végétaux à partir du traçage naturel en milieu contrôlé : expérimentation et modélisation SiSPAT_Isotopes by Youri Rothfuss( Book )

1 edition published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'utilisation des isotopes stables et lourds de l'eau lors d'une série d'études réalisées sur monolithes de sol en milieu contrôlé nous a permis de déterminer l'évolution de la partition de l'évapotranspiration en évaporation du sol et transpiration des plantes au cours du développement d'un couvert de fétuque élevée. La contribution de l'évaporation du sol à l'évapotranspiration réelle a diminué durant l'expérience de 100% (sol nu) pour finalement atteindre 1% (43 jours après le semis). Le recours au milieu contrôlé nous a permis d'associer à chaque valeur de partition une description détaillée du couvert végétal ainsi que des conditions climatiques dans l'atmosphère et hydriques dans le sol. Les données collectées permettent l'évaluation du fonctionnement d'un modèle de flux de chaleur, d'eau et d'isotopes à travers le continuum sol-plante-atmosphère SiSPAT_Isotopes (Simple Soil Plant Atmosphere Transfer model). Ce travail a tout particulièrement permis l'évaluation du module de transport des isotopes dans le sol et la plante : on a pu modéliser les profils ainsi que les flux d'isotopes dans le sol et déterminer les profondeurs d'extraction racinaire
A method to use proxy data of runoff-related impacts for the evaluation of a model mapping intense storm runoff hazard: application to the railway context by Isabelle Braud( )

1 edition published in 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Modélisation hydrologique de bassins versants périurbains et influence de l'occupation du sol et de la gestion des eaux pluviales : Application au bassin de l'Yzeron (130km2) by Mériem Labbas( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Growing urbanization and related anthropogenic processes have a high potential to influencehydrological process dynamics. Typical consequences are an increase of surface imperviousnessand modifications of water flow paths due to artificial channels and barriers (combined and separatedsystem, sewer overflow device, roads, ditches, etc.). Periurban catchments, at the edgeof large cities, are especially affected by fast anthropogenic modifications. They usually consistof a combination of natural areas, rural areas with dispersed settlements and urban areas mostlycovered by built zones and spots of natural surfaces. Spatialized hydrological modeling tools, simulatingthe entire hydrological cycle and able to take into account the important heterogeneityof periurban watersheds can be used to assess the impact of stormwater management practiceson their hydrology.We propose a new modeling tool for these issues : the hourly distributed J2000P model.This model simulates the hydrological processes in rural and urban areas and takes into accountthe sewerage networks, connections to these networks and overflows from sewer overflow devices(SOD). The application site is the Yzeron catchment (˜ 130 km2), located in the West of Lyon.The evaluation, conducted at the outlet of different sub-basins with different sizes and landuse, shows very encouraging results. The model tends to underestimate the discharge but thedynamics of the peaks and the SOD overflows are well simulated. The model is also used to testthe impact of changes in land use and/or stormwater management on the hydrological response.The results show that land use management has less impact on the hydrology of the catchmentthan stormwater management
Modélisation de l'impact du trafic routier sur la pollution de l'air et des eaux de ruissellement by Masoud Fallah Shorshani( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les émissions du trafic routier sont une des sources majeures de pollution dans les villes. La modélisation de la pollution de l'air et des eaux de ruissellement due aux émissions du trafic routier est essentielle pour comprendre les processus qui mènent à cette pollution et fournir les éléments d'information nécessaires au développement de politiques publiques efficaces pour la réduction des niveaux de pollution. L'objectif de cette thèse est d'évaluer la faisabilité et la pertinence de chaînes de modèles pour simuler l'impact du trafic routier sur la pollution de l'air et des eaux de ruissellement. La première partie a consisté à réaliser un état de l'art des outils de modélisation des différents phénomènes (trafic, émissions, pollution atmosphérique, qualité des eaux de ruissellement), mettant en exergue les enjeux liés à l'intégration des différents modèles pour constituer une chaîne cohérente en termes de polluants et d'échelles spatio-temporelles. Deux exemples de chaînes de modélisation ont été proposés, l'une statique avec des pas de temps horaires, la seconde envisageant une approche dynamique du trafic et des pollutions associées. Dans la deuxième partie de la thèse, des outils automatisés d'interfaçage ont été développés pour construire des chaînes de modèles. Ces chaînes de modèles ont ensuite été testées avec différents cas d'étude : (1) Couplage trafic / émissions avec une simulation d'une voie urbaine utilisant un modèle dynamique de trafic en lien avec des modèles d'émissions instantané et moyenné, (2) couplage émissions / pollution atmosphérique en bordure d'une autoroute, (3) couplages trafic / émissions / pollution atmosphérique en bordure d'une autoroute urbaine, (4) couplage émissions / pollution atmosphérique pour un quartier suburbain, (5) couplage dépôts atmosphériques / qualité des eaux de ruissellement pour un bassin versant suburbain, et finalement (6) une chaîne de modélisation complète avec couplages trafic / émissions /qualité de l'air et des eaux de ruissellement pour un bassin versant suburbain. Ces travaux ont permis à travers ces différents cas d'étude d'identifier les enjeux associés à l'intégration de modèles pour le calcul de la pollution de l'air et des eaux de ruissellement due au trafic routier en zone urbaine. Par ailleurs, ils fournissent une base solide pour le développement futur de modèles numériques intégrés de la pollution urbaine
MNT et observations multi-locales du réseau de drainage d'un petit bassin versant rural dans une perspective d'aide à la modélisation spatialisée by Benoit Sarrazin( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le fonctionnement hydrologique des petits bassins versants ruraux de quelques km² à régime intermittent est complexe car de nombreux processus affectent le cheminement des eaux de surface. Il en résulte une variabilité de la densité de drainage et de la dynamique de l'écoulement au sein du réseau hydrographique. Cette dynamique de fonctionnement est peu prise en considération du fait des difficultés d'ordres techniques et économiques pour suffisamment observer les mouvements de l'eau à la surface. Or, c'est une information essentielle pour décrire la connectivité hydrologique du bassin qui représente la distribution spatiale et temporelle des surfaces contributives à l'écoulement par leur connexion au réseau de drainage. De telles connaissances seraient utiles pour traiter la question de la séparation entre production et transfert effectuée dans les modèles hydrologiques, avec la perspective de proposer des simulations plus justes physiquement. L'objectif de la thèse est de proposer des approches spatiales pour mieux intégrer la dynamique de fonctionnement du réseau de drainage en lien étroit avec la réponse hydrologique du bassin. Le Mercier (7 km²) est le site expérimental situé en tête du bassin versant de l'Yzeron (142 km²) localisé à l'ouest de l'agglomération lyonnaise. Ce bassin sur socle cristallin est composé essentiellement de surfaces agricoles et de forêts. Son fonctionnement hydrologique est affecté par l'existence de zones humides contributives. Un réseau de routes et de fossés anthropiques s'ajoute aux talwegs naturels. Les méthodes développées relèvent de deux approches : (1) la microtopographie issue d'un MNT LiDAR (Light Detection and Ranging) permet d'identifier et décrire des extensions fonctionnelles du réseau de drainage d'une part au niveau des linéaires artificiels avec un apport minimal de données externes, et d'autre part au niveau des talwegs naturels en distinguant la présence ou l'absence d'un chenal de drainage, signe d'un potentiel d'écoulement concentré. (2) Un dispositif de 18 capteurs limnimétriques est mis en œuvre pour assurer un suivi permanent de la réponse hydrologique par emboitement de stations au sein du réseau hydrographique. Cette observation « multi-locale » permet de mesurer l'évolution de la densité de drainage, d'identifier localement la hiérarchie des facteurs qui affectent la réponse et de distinguer différentes dynamiques de transfert dans le réseau de drainage. Les résultats des approches par la microtopographie et par observations multi-locales aident à identifier des régions du bassin au comportement différent. Ils permettent notamment de mieux comprendre les interrelations entre occupation du sol et processus hydrologiques, voire géomorphologie et processus. Ces résultats valident donc l'intérêt du capteur LiDAR et celui d'un dispositif in situ souple et adaptable pour proposer un « pattern de drainage » réaliste en limitant le recours au terrain. Enfin, ce pattern décrivant la tendance d'organisation spatiale des écoulements, est paramétré dans une fonction de transfert géomorphologique calculée sur la base des cheminements fournis par un MNT. L'usage de cet outil constitue une ébauche mais conforte l'idée d'un couplage entre le pattern de drainage et la réponse du bassin versant dans des conditions d'intensité pluvieuse soutenue et d'humidité modérée pour expliquer la réponse rapide du bassin. L'ensemble des résultats justifie donc la mise en avant de la nature transitoire du réseau de drainage pour paramétrer des modèles spatialisés avec la perspective d'améliorer leurs capacités prédictives
Les risques hydrologiques dans les bassins versants sous contrôle anthropique : modélisation de l'aléa, de la vulnérabilité et des conséquences sur les sociétés. : Cas de la région Sud-ouest de Madagascar by Mahefa Rakotoarisoa( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La ville de Toliara qui se trouve à l'exutoire du bassin de Fiherenana (Madagascar) est soumise chaque année aux aléas inondations. Les enjeux sont donc d'une importance majeure dans cette région. Cette étude débute par l'analyse de l'aléa avec les données hydro climatiques existantes. On cherche alors à déterminer les tendances en utilisant des modèles statistiques basés sur les séries temporelles. Une méthode de reconstitution des données manquantes est alors proposée. Ensuite, deux approches sont menées afin d'évaluer la vulnérabilité de la ville de Toliara et des villages alentours : une approche statique, à partir de relevés de terrain et de l'utilisation d'un système d'information géographique (SIG) ; et une autre avec l'utilisation d'un modèle multi-agents (SMA). La première étape est la cartographie d'un indicateur de vulnérabilité qui est l'agencement de plusieurs critères statiques propre à chaque maison comme la hauteur d'eau potentielle ou la typologie architecturale. La deuxième partie mettra en scène des agents afin de simuler un évènement catastrophique (montée des eaux et évacuation en simultanée). On cherche à savoir quelles sont les chances pour que les occupants d'une habitation puissent sortir indemne d'une inondation, en comparant divers paramètres et scénarios afin d'évaluer le degré de vulnérabilité de chaque ménage. Certains scénarios prennent en compte l'effet de certaines prises de décisions (Informations, sensibilisations etc.). Les indicateurs et les simulations permettent alors de mieux appréhender les risques inondations afin d'être une aide à la gestion des crises
Prévision à très courte échéance des crues rapides méditerranéennes by Alexane Lovat( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The Mediterranean regions are regularly exposed to heavy precipitating events and flash floods. Hydrometeorological forecasts up to a few hours are crucial for planning the intervention of emergency services in these situations. The prediction of the hydrological consequences of Mediterranean events of intense rainfall at the nowcasting ranges (few minutes to 6h) is the topic of this Ph. D. thesis. Two areas were studied: modelling of river flows and runoff at a fine scale, and the use of rainfall nowcasting, and particularly those from Météo-France new forecasting systems, to anticipate floods. The sensitivity to a more detailed representation of land use and texture in ISBA-TOP for simulating river flows and runoff over urban and peri-urban areas was first studied. The influence of terrain descriptors and spatial resolution (1km and 300m) has been analyzed for 12 flood events, including the major flood event in 2015 over the Cannes region. A more detailed analysis of this case was conducted using streamflow estimates at fine scale obtained from the HyMeX post-event survey and exploring the potential of impact data to evaluate simulated runoff. The results reveal that the spatial resolution has the largest impact on the hydrological simulations, larger than soil texture and land cover. Then, the potential of rainfall nowcasting for forecasting Mediterranean flash floods up to 6h was studied. The rainfall forecasts from the nowcasting suite based on the numerical weather prediction system AROME (AROME-PI), and from the nowcasting system blending numerical weather prediction and extrapolation of radar estimation (PIAF) were examined. The availability times of forecasts, based on the operational Météo-France suites, are taken into account when performing the evaluation. The evaluation of rainfall has adopted a hydrological point of view, by comparing observed and forecast rainfall over watersheds affected by past floods. A more classical evaluation comparing rainfall observation and forecast at the same location over Southeastern France has been also carried out. The results generally led to the same conclusions for both evaluations. The performance of PIAF is very good over the first hour of forecasting, but it deteriorates very quickly, to reach about the same or even a lower skill than AROME-PI beyond about 1h15/1h30 of forecasting. Between 2 and 3 hours of forecasting, AROME-PI performs better or at the same level as PIAF. Time-lagged ensembles based on AROME-PI and on PIAF forecasts respectively, were also studied. The sensitivity of the ensembles to their size and to the addition of a time tolerance on the forecast for each member was examined. The results indicate that the more members an ensemble has, the better it performs. The same applies to the ensembles with a time tolerance of 15 or 30 minutes. An assessment of river discharges simulated with ISBA-TOP and MARINE forced by AROME-PI and PIAF rainfall forecasting, used alone or as an ensemble, was also confducted on two exceptional past flash flood events (Aude in 2018 and Cannes in 2015). For the best scenarios based on AROME-PI, the anticipation of the flood peak intensity and of the instant of recession can reach up to 5h, and a little more for the first increase of flow. For those based on PIAF, the anticipation varies between 20 minutes and 4h, depending on the phenomenon, the watershed and the hydrological model studied
Régionalisation d'un modèle hydrologique distribué pour la modélisation de bassins non jaugés. Application aux vallées de la Loire et de la Durance by Laura Rouhier( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Pour fournir des simulations fiables, les modèles hydrologiques nécessitent usuellement le calage de leurs paramètres sur des données de débit. Toutefois, ces dernières sont limitées et la plupart des bassins versants sont non jaugés. Des méthodes alternatives regroupées sous le terme de 'régionalisation' sont alors nécessaires pour estimer les paramètres des modèles. La thèse propose de combiner les trois méthodes les plus classiques afin de régionaliser les paramètres d'un modèle distribué sur deux grands bassins versants français : la Loire à Gien et la Durance à Cadarache. À partir des trois méthodes de régionalisation, le degré de spatialisation est adapté aux différents paramètres du modèle d'après leurs caractéristiques et leur rôle hydrologique. In fine, l'approche multi-méthode et multi-motif proposée (i) réduit considérablement le nombre de degrés de liberté du modèle, (ii) améliore la représentation de la variabilité physique du bassin et (iii) améliore très nettement les performances des simulations. En contexte non jaugé, la spatialisation des paramètres permet un gain d'environ 10 %, l'approche multi-méthode et multi-motif apportant en particulier un gain d'environ 7 % par rapport à une méthode de régionalisation unique. Malgré ces gains, l'impact de la spatialisation des forçages météorologiques demeure 6 fois plus important que spatialisation des paramètres
Apport de paramétrisations avancées des processus liés à la végétation dans les modèles de surface pour la simulation des flux atmosphériques et hydrologiques by Adrien Antoine Napoly( )

1 edition published in 2016 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La version actuelle du modèle de surface continentale ISBA représente la couche de sol superficiel et la végétation comme un composite dont les propriétés physiques résultent de pondérations entre les propriétés du sol et de la végétation (albédo, rugosité par exemple). Une nouvelle version, ISBA-MEB (Multi-Energy-Balance), représente le sol et la végétation au travers de deux bilans séparés. Ce développement permet notamment une approche plus réaliste de la modélisation des flux au-dessus, dans et sous de la canopée avec un traitement propre à chacune des couches et la prise en compte de nouveaux processus (effet d'ombrage de la canopée sur le sol, transfert radiatif à travers la végétation, interception de la neige par la canopée). Le sol superficiel est lui désormais caractérisé, pour les surfaces forestières, par une couche de litière agissant sur le cycle énergétique comme sur le cycle hydrologique. Pour évaluer l'impact de ces nouveaux développements sur les forêts, quatre sites Français instrumentés sont dans un premier temps utilisés. Le large panel de données disponible permet une évaluation précise permettant de mettre en évidence certaines améliorations apportées par les développements, En particulier sur le bilan d'énergie en réduisant l'amplitude du flux de chaleur par conduction dans le sol et en réinjectant tout ou partie de cette énergie dans le flux sensible, mais aussi sur le bilan d'eau en améliorant le partitionnement de l'évapotranspiration en ses différentes composantes. Ensuite, leréseau Fluxnet, standard international, se révèle être outil idéal confirmer ces améliorations. Celui ci contient en effet des données relatives à des sites instrumentés correspondant à un large panel de climats et de types de végétation indispensable à la validation d'un modèle destiné à des simulations à échelle globale. 42 sites forestiers sont retenus pour procéder à l'évaluation des nouveaux développements sur la base d'un critère de fermeture du bilan énergétique. Lesrésultats de cette étude permettent non seulement de confirmer à grande échelle les résultats de la partie précédente mais aussi de caractériser des améliorations plus marquées sur les forêts de conifères ainsi que les sites enneigés. Enfin, l'impact sur le bilan hydrologique d'ISBA-MEB est évalué par l'utilisation de la chaîne opérationnelle hydrométéorologique SIM (SAFRAN-ISBAMODCOU).Cette chaîne permet de modéliser le débit des rivières françaises sur une longue période (jusqu'à un demi siècle) et par extension d'obtenir une estimation de la climatologie spatiallement distribuée de l'évapotranspiration. L'impact des développements, et nottament laprise en compte de la litière dans le modèle, modifient l'amplitude annuelle moyenne de l'évaporation du sol et impacte ainsi la modélisation des débits des rvières simulée. D'autre part, une augmentation significative de la sublimation de la neige est à l'origine dans les bassins de montagne d'une réduction du ruisselement total mais ceux-ci ne représente qu'une faible fraction du domaine d'étude
Un couplage de modèles hydrologique et hydraulique adapté à la modélisation et à la prévision des crues à cinétique rapide - Application au cas du bassin versant du Gardon (France). by Olivier Laganier( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The French catchments around the Mediterranean Sea are affected by intense rains, which can cause fast and flash floods. The last major events are the one of the Aude river in 1999, of the Gard area in 2002, and of the Var area in 2010, whose consequences were tragic. This PhD intends to assess a modeling strategy complementary to the tools that are already used by the regional flood warning services: the coupling of hydrologic and hydraulic models, which is a priori well-adapted for the modelling of catchments of large-scale areas (larger than 1 000 km²) around the Mediterranean Sea (such as the ones of the Ardèche river, the Cèze river, the Vidourle river, the Gardon river...). The works aim at bringing elements of responses to the following questions: 1) is the coupling adapted to the modelling of floods hydrographs of past events of moderate importance? 2) in case of an extreme event (like in September 2002), is the coupling effective for the modelling of discharges, of water levels, and of flood extension? 3) how can we improve the modelling of ungauged lateral inflows to the hydraulic model, while applying a method adapted to forecasting? 4) Is the coupling efficient at forecasting? The coupling used combines the SCS-LR hydrologic model of the ATHYS platform (Bouvier et al., 2004), and the MASCARET 1D hydraulic model (EDF-CETMEF, 2011). It is applied to the Gardon river basin (2 040 km²), in the South of France
Développement d'un modèle de transfert hydrique des sols forestiers partiellement tassés dans un contexte de données parcimonieuses by Manon Martin( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The increase of the mechanization during logging combined with climate changes increases the risk of driving in not suitable conditions and thus degrading soils. This is why it is necessary to develop decision support tools capable of predicting the practicability of forest soils. However, assessing practicability with simple tools and easily accessible data is complex. It depends on the susceptibility of the soil to deformation, the load applied, the accepted threshold of soil deformation and the water state of the soil. This work aims to better understand and predict the water dynamics of forest soils and of the skid trails (i.e. roads dedicated to the circulation of forest machines). The objectives are: (i) to improve our knowledge of the compaction effect on forest soil water dynamic, (ii) to parametrize a model predicting the soil water flow under forest context and (iii) to be able to predict the soil water content of forest soils in an operational context. This work was carried out in three stages. First, we established an observatory of skid trails that has provided a data base on forest soil hydraulic properties and water dynamic. We estimated the hydraulic properties with the BEST method on circulated and non-circulated soils. We have developed a law predicting the values of the saturation water conten and the saturation hydraulic conductivity of circulated soils from those not circulated. Then, we have parametrized in forest context a mechanistic model based on Richards equation. We evaluated the ability of the model to predict the soil water content according to different hydraulic parameters: BEST method, pedotransfert function PTF and optimization. With the hydraulic parameters estimated from BEST method, the model leads to problem of middle layer drying during the summer period. With pedotransfer function, the model leads to a poorer prediction but does not simulate the drying phase. The strategy chosen is to use the BEST method as the first estimate of the hydraulic parameters and then to calibrate some of them by inversion. Finally, we have developed an empirical model that can be used in operational conditions. We used the mechanistic model to generate a virtual data set to (i) identify the main mechanisms involved in soil drying dynamics that need to be taking into account and (ii) calibrate and validate the empirical model. It is able to predict the "day of traffic" with accuracy of 1.5 to 2.5 days in summer. In winter, its accuracy is not satisfactory (rmse = 8.4 days) and is explained by the model sensitivity to weather sequences composed of frequent and nearby rainfall events. The empirical model is applicable to a single configuration "soil x stand x climate x threshold" and should be calibrated in other contexts
 
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