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Thème : Systèmes complexes en environnement : évaluations, incertitudes, sensibilités

Séminaires et Conférences
Animation : Georges-Marie Saulnier

Applicabilité et évaluation des modèles hydrologiques dans un contexte incertain.

Par Timothée Michon, doctorant au laboratoire EDYTEM (2010-2013)

Résumé :
Les modèles numériques hydrologiques sont des logiciels permettant de reproduire le fonctionnement naturel des bassins versants. Ils sont de plus en plus utilisés pour la prévision des crues. Théoriquement, ils permettent en effet de prédire la valeur du débit à une section de la rivière plusieurs heures avant l’arrivée de la crue. Dans certains cas, ils peuvent également prédire la valeur du débit en des endroits des rivières où on ne dispose pas de mesures mais où le risque peut être grand.
Si leur utilisé est croissante pour la société civile, leur mise en place sur un bassin versant particulier peut encore poser problème. Souvent les données sont insuffisantes ou entachées d’erreur. L’évaluation de la pertinence d’un modèle ou d’un autre (choix du modèle) sur un bassin versant peut être alors biaisée voire impossible. La calibration de ces modèles (applicabilité du modèle) peut être elle même fortement entachée d’erreurs. Les prévisions de ces modèles pour des événements intenses (utilité du modèle) peuvent être alors erronées.
L’exposé présentera une méthode originale développée à EDYTEM contribuant à répondre à ces problèmes : la méthode IDEAL (Invert Discharges to Estimate the Adequacy of hydrological Laws). Des exemples d’applications sur des rivières des Cévennes serviront d’illustrations à ces travaux réalisés dans une nouvelle thèse soutenue par le SCHAPI (Service Centrale Hydrométéorologique d’Appui à la Prévision des Inondations, Toulouse).

Modélisation et outils d’analyse de systèmes complexes : apport pour l’étude de la dynamique et vulnérabilité des ressources en eau en milieu de montagne.

Par William Castaings, chercheur au laboratoire EDYTEM (2010-2011)

Résumé :
L’emploi de modèles mathématiques/numériques afin de comprendre, reproduire, prédire et éventuellement contrôler le comportement de systèmes sociaux-environnementaux constitue une avancée importante afin de mieux appréhender des problématiques essentielles telles que la gestion intégrée des ressources en eau ou l’évaluation de stratégies d’adaptation au changement climatique.
Cependant, les modèles formalisant notre perception des processus naturels et/ou anthropiques sont imparfaits (incertitude structurelle) et les facteurs d’entrée à prescrire (condition aux limites, condition initiale, paramètres) sont incertains car solution d’un autre modèle ou estimés à l’aide d’observations de terrain entachées d’erreurs. Modélisation, analyse de sensibilité, propagation d’incertitudes et assimilation de données sont donc des problématiques clés et largement inter-dépendantes.
Le potentiel de méthodes dédiées à l’analyse de systèmes complexes partiellement observables en présence d’incertitudes sera illustré par des applications en hydrologie. Les perspectives ouvertes par leur utilisation et développement pour l’étude de la dynamique et vulnérabilité des ressources en eau en milieu de montagne seront décrites et discutées.

Evaluating Ecological Resilience with Global Sensitivity and Uncertainty Analysis.

Par Rafael Muñoz-Carpena, Chercheur au Department of Agricultural and Biological Engineering, University of Florida

Résumé :
Concern about catastrophic tipping points has motivated inquiry to better understand ecosystem dynamics in the presence of human action. This requires that we confront multiple challenges in the evaluation of complex systems. Resilience has proven difficult to measure, the value of model complexity is disputed, and methods for assessing uncertainty are inadequate for more complex models. We address these three challenges simultaneously by proposing a means of evaluating ecological resilience using global sensitivity and uncertainty analysis in a comparative approach across models of varying complexity. We show that output from global sensitivity and uncertainty analysis can be interpreted in terms of ball-and-cup diagrams from systems theory regarding ecological resilience. This permits quantification of the probability of whether a system will remain in a pre-existing state or shift to a new state. We outline the methods for evaluating resilience with global sensitivity and uncertainty analysis and provide examples from recent research.

Amphi du Pôle Montagne
Jeudi 25 novembre 2010 de 14 h 00 à 16 h 00
Entrée libre

- Voir l’affiche (PDF, 34 ko)

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