Analyse des effets d'échelle, d'organisation spatiale et de structuration géomorphologique pour la modélisation des débits et de flux hydrochimiques en bassins non jaugés

La connaissance des dynamiques hydrologiques et du transport chimique associé est indispensable à la mise en place de stratégies de gestion de l’eau et du territoire, mais elle est difficile à consolider pour tous les exutoires de bassins versants porteurs d’enjeux car ils sont souvent « non-jaugés ». A partir d’un hydrogramme observé à l’exutoire d’un bassin jaugé, l'inversion d’un modèle hydrologique à base géomorphologique rend accessible la variable pluie nette en pied de versant. Cette variable indépendante d'échelle est ensuite transposée vers un bassin non-jaugé similaire et reconvoluée en hydrogramme à son exutoire. Cette méthode de "transposition d'hydrogramme", est appliquée pour la première fois en régime pluvio-nival dans 21 bassins Québécois. Le succès de la simulation pour le couple de bassins « jaugé » et « non-jaugé » est conditionné par la similarité hydrologique, soit l’ensemble des caractéristiques assurant un fonctionnement proche entre bassins versants. Nous testons si la composition chimique de l’eau est susceptible de révéler cette similarité à l’aide d’une analyse de type spectral développée sur l’ouest de la France, à l’échelle synoptique. Des groupes de bassins versants se démarquent par une homogénéité / hétérogénéité spatiale des faciès de concentrations, et de l’aire à partir de laquelle est observée la stabilisation de ce faciès. Ceci suggère que la composition chimique des rivières est informative d’un fonctionnement hydrologique similaire. Cette hypothèse est ensuite validée grâce à la transposition avec succès sur six bassins de méso-échelle des hydrogrammes et des relations concentrationdébit (CQ), les meilleurs résultats étant obtenus lorsque le couple respecte une similarité hydrochimique. Enfin, le couplage des hydrogrammes et des relations CQ a permis de prédire efficacement, grâce au principe de similarité, les flux en bassin versant non-jaugé, au pas de temps de 15 minutes.