Développement d'un modèle numérique d'évolution du couvert neigeux adapté à la modélisation hydrologique

Résumé

La plupart des modèles hydrologiques utilisent des méthodes de type degré jour ou bilan d’énergie simplifié pour simuler l’évolution du couvert neigeux. Les paramètres utilisés dans ces équations requièrent un calage qui est généralement fait par rapport à des données de débit. Malgré son efficacité apparente, cette méthode tend à promouvoir les risques d’équifinalité dans les modèles ayant de nombreux paramètres et entraîne l’utilisation de relations empiriques dont la validité dans un contexte de changements climatiques n’est pas prouvée. L’objectif de cette étude est de développer un modèle de neige à base physique utilisable en modélisation hydrologique et qui ne nécessiterait pas ou peu de calage de ses paramètres. Nommé MASiN (Modèle Autonome de Simulation de la Neige), ce modèle applique la méthode du bilan d’énergie et de masse pour simuler l’évolution d’un couvert neigeux multicouches en utilisant des données météorologiques communes au pas de temps horaire (température de l’air, humidité relative et vitesse du vent) et quotidien (précipitation). La paramétrisation du modèle a été effectuée à un seul site selectionné parmi les 23 sites d’étude localisés au Canada et en Suède. La hauteur de neige simulée par MASiN à chaque site avec ce jeu de paramètres a été comparée à des mesures et des simulations de trois autres modèles calibrés à chacun des 23 sites. Les modèles de comparaison sont le module de neige du modèle hydrologique Hydrotel et deux modèles de neige empiriques. En moyenne, MASiN est le meilleur des quatre modèles pour deux des trois critères d’évaluation des performances utilisés. Une baisse de performance est constatée aux sites de latitude elevée. MASiN présente globalement de solides capacités de transferabilité dans le temps et l’espace qui en font un modèle robuste pour des applications en modélisation distribuée requerant une simulation de l’évolution du couvert neigeux, en particulier quand la validité d’un calage est questionnée. L’utilisation de MASiN en modélisation hydrologique n’a pu qu’être effleurée dans cette étude. L’approche utilisée pour cette première tentative n’a pas apportée les résultats escomptés en terme de performance de simulation des débits à l’exutoire de quatre bassins versants du sud du Québec. Les résultats de cette première tentative sont néanmoins présentés ici.

Date	6 juin 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Baraër (Directeur(-trice))