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Estimation de paramètres en hydraulique fluviale, à partir de données caractéristiques de l'imagerie aérienne

Roux, Hélène (2004) Estimation de paramètres en hydraulique fluviale, à partir de données caractéristiques de l'imagerie aérienne. (Parameter identification in fluvial hydraulics, using data typical of remote sensing imagery.)

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Abstract

Depuis ses débuts, la télédétection a considérablement contribué à la progression des recherches dans le domaine de l'hydrodynamique des crues. Les nouvelles générations de satellites sont à présent en mesure de fournir des observations qui, dans un contexte général de manque de données, peuvent être valorisées. En effet, la modélisation numérique en hydraulique fait intervenir un certain nombre de paramètres qu'il est difficile d'ajuster en pratique, ce qui entraîne de délicats problèmes de calage de ces paramètres et de validation du modèle. L'objectif de ce travail est de tester la possibilité de pallier le manque d'information auquel se heurte la modélisation hydraulique, notamment par l'intégration de données issues de la télédétection, en s'appropriant des techniques d'assimilation de données. L'originalité de l'étude est de traiter des vues de dessus de la rivière montrant l'extension des eaux afin de reconstituer les paramètres nécessaires à la simulation de l'écoulement tels que le débit, le coefficient de Strickler ou bien les caractéristiques géométriques du cours d'eau. Différentes techniques d'assimilation de données sont appliquées dans le cadre d'expériences jumelles, afin de déterminer les méthodes les plus adaptées à l'objectif visé. La méthode choisie est ensuite testée sur deux sites d'étude. Un travail de transfert de calibration est également entrepris dans le but de vérifier si les paramètres estimés à partir d'une crue permettent de simuler de façon satisfaisante un autre événement. Une analyse de sensibilité et un calcul d'incertitude sur l'étendue de la zone inondée, simulée à partir des paramètres estimés, viennent compléter l'étude. ABSTRACT : Since its beginnings, remote sensing has considerably contributed to the progress of the researches in the field of flood hydrodynamic. The new generations of satellite are equipped with sensors of metric resolution. Therefore, they are now able to provide observations that need to be valorized as a new data source for hydraulic modelling. Indeed, some parameters embedded in open channel flow equations are difficult to calibrate in practice and hydraulic models are currently constrained by lack of data. The objective of this study is to test the potential of remote sensing imagery which may be used together with data assimilation methods to ascertain the value of a set of open-channel model parameters. The innovation of this study is to reconstitute information about the geometry of the river from top sight. Several data assimilation techniques have been tested on a synthetic case in order to find the most appropriate method for hydraulic parameter identification. The chosen optimisation technique has then been implemented on two test sites. The study proceeds with an assessment of model performance when model calibrations are transferred between two flood events. Finally, a sensitivity analysis is carried out, together with an estimation of predictive uncertainty.

Department:Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Dartus, Denis
Uncontrolled Keywords:Assimilation de données - Estimation de paramètres - Hydraulique fluviale - Inondation - Problème inverse - Télédétection. KEYWORDS : Data assimilation - Parameter identification - Fluvial hydraulics - Flood - Inverse problem - Remote Sensing
Subjects:Hydraulics > Earth science and environment
Deposited On:12 May 2005

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