Abstract :
[fr] La mise en oeuvre de la Directive sur l’Eau, l’attribution des permis d’environnement et le
contexte de l’hydro-électricité, demandent régulièrement la connaissance des débits
caractérisant l’étiage d’un cours d’eau.
L’objectif de cette thèse est de développer un modèle permettant de définir ce débit en
n’importe quel point d’un linéaire de cours d’eau non jaugé, et ce, pour n’importe quelle
période de retour, ainsi que l’incertitude sur la valeur calculée. Les variables hydrologiques
choisies sont le percentile95 (débit atteint ou dépassé 95 pourcents de l’année, Q95) et le
MAM7 (plus faible valeur de la moyenne mobile des débits atteints pendant 7 jours
consécutifs de l’année).
Après avoir sélectionné les stations de mesures situées sur le territoire wallon sur base d’un
certain nombre de critères (taille de l’historique, extrapolation de la courbe de tarage,
présence d’algues durant la période estivale, homogénéité des données, …), une analyse
fréquentielle est réalisée sur les débits caractéristiques d’étiage (Q95 et MAM7).
L’extraction de paramètres physiques et climatiques des bassins versants (pente, occupation
du sol, superficie du bassin versant, pédologie, hydrogéologie, précipitations, …), permet de
régionaliser la zone étudiée par classification numérique. Les bassins versants des 59
stations de mesures retenues sont regroupés en quatre zones homogènes qui sont ensuite
différenciées à l’aide d’une analyse en composantes principales.
Suite à une analyse de la variance et considérant le nombre peu élevé de stations de
mesures retenues dans certains groupes homogènes, un modèle de régression linéaire est
défini pour l’ensemble de la Wallonie à partir de 24 paramètres physiques et de la méthode
‘Stepwise’, pour les périodes de retour de 2, 5, 10, 20 et 50 ans. Les modèles obtenus
permettent la détermination d’une valeur de débit d’étiage en n’importe quel point d’un petit
bassin versant non jaugé et l’estimation de l’incertitude sur base des intervalles de
confiance. Les deux paramètres retenus dans les modèles de régression sont le coefficient
de tarissement et la percolation.
En imposant la forme du modèle pour chaque période de retour et en analysant la relation
entre les coefficients des paramètres explicatifs et les périodes de retour, on met en
évidence la possibilité d’interpoler entre les périodes de retour. Ainsi, un modèle global
permettant le calcul d’un débit caractérisant l’étiage pour n’importe quelle période de retour
(entre 2 et 50 ans) est déduit.
Les modèles de régression sont ensuite validés et une mise en oeuvre simple de ces
derniers est proposée.
L’identification des régions homogènes devra conduire à la construction de modèles dédiés
à chaque région selon la même méthodologie, lorsque le nombre de stations disposant d’une
chronique suffisante et répondant aux critères de qualité, sera suffisant dans chacune
d’elles.
