airGRteaching : un package pour l'apprentissage de la modélisation hydrologique pluie-débit - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Conference Poster Year : 2017

airGRteaching : un package pour l'apprentissage de la modélisation hydrologique pluie-débit

Abstract

airGRteaching est un package dédié à l'enseignement des modèles hydrologiques de type pluie-débit. Appliqués à l'échelle des bassins versants, ces derniers permettent de prédire les débits à partir des précipitations. Des modèles simples, tels que ceux disponibles dans le package, permettent de comprendre facilement les principaux déterminants du comportement hydrologique des bassins versants, typiquement les pertes d'eau par évapotranspiration, le stockage d'eau dans les sols, les transferts d'eau à l'échelle du bassin ou encore les échanges entre surface et souterrain. Depuis les années 1980, l'équipe Hydrologie des bassins versants de l'IRSTEA d'Antony a développé une famille de modèles hydrologiques (connus sous le nom de "modèles GR permettant de prédire au mieux les débits des cours d'eau (simulation hydrologique), et ce sur une très grande variété de bassins versants (régions enneigées, arides, etc.), tout en ne requérant que peu de variables d'entrée aisément disponibles (notamment dans les réanalyses météorologiques). Ces modèles permettent de travailler à différents pas de temps possibles (de l'heure à l'année) et dans des contextes d'utilisations variés (évaluation de la ressource en eau, projections hydrologiques en climat futur, etc.). L'utilisation de ces modèles est déjà relativement répandue tant dans le monde de la recherche académique (universités et centres de recherche) que dans les services opérationnels (services de prévision des crues en France et en Australie) ou dans le monde privé (bureaux d'études ou producteurs d'énergie) en particulier depuis leur implémentation dans un package appelé airGR. Les personnes familiarisées avec ce type d'outils y trouvent toutes les fonctionnalités nécessaires à une utilisation fine des modèles hydrologiques (e.g. choix des critères d'évaluation ou des algorithmes de calage des modèles). Par ailleurs, ces modèles servent fréquemment d'exemple dans les parcours traitant de l'hydrologie des universités (Nice-Sophia-Antipolis, Paris 6, Paris 11, Tours) ou des écoles d'ingénieurs (AgroParisTech, EIVP, ENGEES, ENPC, ENSEGID, Polytech Paris et Nice-Sophia). Récemment, l'IRSTEA a développé le package airGRteaching, afin de faciliter encore la compréhension et la prise en main des modèles hydrologiques par les étudiants. Ce package permet ainsi de réaliser l'ensemble des étapes de modélisation avec seulement trois fonctions, dont l'utilisation est extrêmement simple. Ceci permet aux étudiants de bénéficier d'un réel outil de modélisation ne requérant qu'un niveau basique de programmation informatique, afin que l'attention des étudiants soit focalisée sur les questions de modélisation plutôt que sur les difficultés de codage. Par ailleurs, le package propose diverses sorties graphiques (statiques et dynamiques) permettant d'explorer aisément les données d'entrée des modèles, ainsi que les résultats obtenus lors de l'étape de calages des modèles ou de celle de simulation. Enfin, airGRteaching propose une interface Shiny permettant aux étudiants de bien comprendre le rôle de chacun des paramètres ou des états internes des modèles. Le package vient comme un support complémentaire au cours pour fournir les bases de la construction d'outils et méthodes de résolution de problèmes d'hydrologie appliquée. Elle permet d'aborder facilement des exemples concrets d'application et de leur traitement (prévision des crues et des étiages, prédétermination, impacts des changements globaux).
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Dates and versions

hal-03378662 , version 1 (28-06-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03378662 , version 1

Cite

Olivier Delaigue, Laurent Coron, Pierre Brigode, Guillaume Thirel. airGRteaching : un package pour l'apprentissage de la modélisation hydrologique pluie-débit. 6es Rencontres R, Jun 2017, Anglet, France. 2019. ⟨hal-03378662⟩
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