Pierre-André Bordeleau
MODÉLISATION HYDROLOGIQUE DE HAUTES MONTAGNES BASÉE SUR UN BILAN NET D'ÉCHANGES RADIATIFS CALCULÉ À L'AIDE DE LA TÉLÉDÉTECTION
03-219654
RÉSUMÉ

Pour établir des prévisions hydrologiques en milieux montagneux, les spécialistes utilisent depuis longtemps un certain nombre de variables principalement météorologiques recueillies à l'aide d'une station localisée à l'intérieur ou à proximité du bassin versant à l'étude. De toutes les variables météorologiques disponibles, la température de l'air a toujours été jusqu'ici la plus importante pour la modélisation hydrologique. Cette variable est généralement utilisée à l'intérieur d'un modèle empirique dans lequel un paramètre nommé "degrés-jour" permet de faire une relation statistique simple entre la température moyenne d'une journée et une quantité potentielle de neige fondue. L'application de cette technique de modélisation à un nouveau bassin versant nécessite habituellement une calibration importante du modèle pour tenter d'établir une bonne corrélation entre la réalité et les paramètres servant à la modélisation de la fonte.

En milieu montagneux, où les microclimats sont importants, l'application de la variable degrés-jour peut s'avérer inadéquate par moment puisque la température mesurée par une seule station météorologique peut difficilement être représentative de l'ensemble d'un bassin versant. Une estimation trop locale de la température dans de telles situations peut entraîner l'utilisation d'une variable degrés-jour totalement inadéquate pour l'évaluation des quantités d'énergie disponibles assurant la fonte de la glace et de la neige.

Pour palier à ce manque de précision de la variable température de l'air comme paramètre assurant la fonte des surfaces glacées, il est possible d'utiliser un bilan net d'échanges radiatifs obtenu grâce à l'albédo des surfaces (caractéristiques réfléchissantes), calculé à partir d'images Landsat TM, et de paramètres topographiques. Le calcul de ce bilan radiatif assure une estimation détaillée des quantités d'eau de fonte horaires et totales disponibles pour l'écoulement sur chacune des surfaces de 900 m2 d'un bassin versant. L'utilisation d'un bilan net d'échanges radiatifs ainsi que de paramètres d'écoulement conventionnels (pour estimer la progression de l'eau à travers les surfaces), ont permis de constituer un nouveau modèle hydrologique majoritairement déterministe: le RADFLOW.

Les résultats d'une série de modélisations, réalisées à l'aide du RADFLOW durant 12 journées ensoleillées du mois d'août 1994 à l'intérieur d'un bassin versant des Rocheuses canadiennes, sont présentés dans un premier article. Les modélisations ont permis d'obtenir de bons résultats puisque les débits modélisés diffèrent d'à peine 1 ou 2 m3/sec des débits mesurés à la station de jaugeage du bassin versant.

Par la suite un deuxième article décrit une seconde étude réalisée à l'intérieur du même bassin versant durant la même période à l'aide cette fois du modèle Snow Runoff Model (SRM), un modèle empirique utilisant la méthode du degrés-jour pour évaluer la fonte. L'objectif de cette démarche vise à comparer l'efficacité de chacune des techniques de modélisation déterministe et empirique.

Les résultats obtenus grâce à chacun des modèles se sont avérés satisfaisants. Ils ont entre autres permis de déterminer qu'un modèle de fonte empirique pouvait parfois être difficile à calibrer en dépit de l'utilisation de valeurs logiques et qu'un modèle déterministe devait se doter d'un modèle de fonte extrêmement efficace devant lui permettre de réaliser à la fois une modélisation par temps totalement ensoleillé mais aussi par temps nuageux.

Suivant les résultats et évaluations, le second article présente aussi une discussion entourant l'amélioration du RADFLOW. Les points saillants sont premièrement relatifs à l'introduction d'un nouveau paramètre permettant la modélisation de la fonte sous un couvert nuageux et la nécessité de posséder des données atmosphériques de qualité pour ce faire. Deuxièmement, l'emphase a été mise sur la possibilité de rendre le modèle automatique pour une éventuelle utilisation en temps réel.