| Titre de série : |
Master d'Ingénierie Génie de l’Eau, de l’Assainissement et des Aménagements Hydro-Agricoles (GEAAH) |
| Titre : |
Évaluation de l’intégration de l’évapotranspiration réelle dans la calibration multi-variable des modèles hydrologiques : application sur trois modèles conceptuels et sur dix-sept bassins versants en Afrique de l’Ouest |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Nazira TINTO |
| Année de publication : |
2026 |
| Importance : |
102 p. |
| Langues : |
Français (fre) |
| Résumé : |
La calibration des modèles hydrologiques repose classiquement sur les débits observés à l’exutoire des bassins versants. Cette approche permet souvent de reproduire correctement la dynamique des écoulements, mais elle ne garantit pas toujours une représentation cohérente des autres composantes du bilan hydrologique, notamment l’évapotranspiration réelle (ETR). Cette étude évalue la valeur ajoutée de l’intégration de l’ETR satellitaire comme cible complémentaire dans la calibration de modèles hydrologiques appliqués à 17 bassins versants ouest-africains sur la période 1991-2020. Trois modèles hydrologiques, GR6J, HBV, IHACRES, ont été évalués selon trois schémas de calibration : une calibration basée uniquement sur les débits observés (Q_seul), une calibration basée uniquement sur l’ETR satellitaire issue de GLEAM (ETR_seul) et une calibration multi-variable combinant les débits et l’ETR (Q+ETR). Les performances ont été analysées à partir de plusieurs critères statistiques ainsi qu’à travers l’évolution des paramètres calibrés et la représentation de l’hydro-climatologie moyenne journalière. Les résultats montrent que la calibration sur les débits seuls permet d’obtenir des performances satisfaisantes sur Q (KGE = 0,67). Toutefois, cette approche peut conduire à une représentation biaisée de l’ETR, comme observé avec GR6J (PBIAIS = -33,27%). À l’inverse, la calibration sur l’ETR seule améliore la représentation de l’évapotranspiration, mais dégrade fortement la simulation des débits (PBIAIS > 60%). Le schéma Q+ETR apparaît comme le meilleur compromis : il maintient des performances acceptables sur les débits tout en corrigeant fortement les biais sur l’ETR (PBIAIS = 0,60%) avec GR6J. Cette étude montre que l’ETR ne remplace pas le débit comme variable centrale de calibration, mais constitue une contrainte complémentaire utile pour améliorer la cohérence physique des modèles hydrologiques, en particulier dans les contextes sahéliens où l’évapotranspiration représente une composante majeure du bilan hydrique.
Abstract : Hydrological model calibration is traditionally based on observed streamflow at watershed outlets. This approach often allows the dynamics of streamflow to be reproduced satisfactorily, but it does not always ensure a coherent representation of other components of the hydrological balance, particularly actual evapotranspiration (AET). This study assesses the added value of integrating satellite-derived AET as a complementary calibration target in hydrological models applied to 17 West African watersheds over the period 1991-2020. Three hydrological models, GR6J, HBV, and IHACRES, were evaluated using three calibration schemes: calibration based only on observed streamflow (Q_only), calibration based only on GLEAM satellite-derived AET (AET_only), and multi-variable calibration combining streamflow and AET (Q+AET). Model performances were assessed using several statistical criteria, as well as through the evolution of calibrated parameters and the representation of mean daily hydro-climatology. The results show that calibration based on streamflow alone provides satisfactory performance for Q (KGE = 0.67). However, this approach may lead to a biased representation of AET, as observed with GR6J (PBIAS = -33.27%). Conversely, calibration based on AET alone improves the representation of evapotranspiration but strongly degrades streamflow simulation (PBIAS > 60%). The Q+AET scheme appears to be the best compromise : it maintains acceptable streamflow performance while substantially correcting biases in AET (PBIAS = 0.60% with GR6J). This study shows that AET does not replace streamflow as the central calibration variable but provides a useful complementary constraint for improving the physical consistency of hydrological models, particularly in Sahelian contexts where evapotranspiration represents a major component of the water balance.
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Master d'Ingénierie Génie de l’Eau, de l’Assainissement et des Aménagements Hydro-Agricoles (GEAAH). Évaluation de l’intégration de l’évapotranspiration réelle dans la calibration multi-variable des modèles hydrologiques : application sur trois modèles conceptuels et sur dix-sept bassins versants en Afrique de l’Ouest [texte imprimé] / Nazira TINTO . - 2026 . - 102 p. Langues : Français ( fre)
| Résumé : |
La calibration des modèles hydrologiques repose classiquement sur les débits observés à l’exutoire des bassins versants. Cette approche permet souvent de reproduire correctement la dynamique des écoulements, mais elle ne garantit pas toujours une représentation cohérente des autres composantes du bilan hydrologique, notamment l’évapotranspiration réelle (ETR). Cette étude évalue la valeur ajoutée de l’intégration de l’ETR satellitaire comme cible complémentaire dans la calibration de modèles hydrologiques appliqués à 17 bassins versants ouest-africains sur la période 1991-2020. Trois modèles hydrologiques, GR6J, HBV, IHACRES, ont été évalués selon trois schémas de calibration : une calibration basée uniquement sur les débits observés (Q_seul), une calibration basée uniquement sur l’ETR satellitaire issue de GLEAM (ETR_seul) et une calibration multi-variable combinant les débits et l’ETR (Q+ETR). Les performances ont été analysées à partir de plusieurs critères statistiques ainsi qu’à travers l’évolution des paramètres calibrés et la représentation de l’hydro-climatologie moyenne journalière. Les résultats montrent que la calibration sur les débits seuls permet d’obtenir des performances satisfaisantes sur Q (KGE = 0,67). Toutefois, cette approche peut conduire à une représentation biaisée de l’ETR, comme observé avec GR6J (PBIAIS = -33,27%). À l’inverse, la calibration sur l’ETR seule améliore la représentation de l’évapotranspiration, mais dégrade fortement la simulation des débits (PBIAIS > 60%). Le schéma Q+ETR apparaît comme le meilleur compromis : il maintient des performances acceptables sur les débits tout en corrigeant fortement les biais sur l’ETR (PBIAIS = 0,60%) avec GR6J. Cette étude montre que l’ETR ne remplace pas le débit comme variable centrale de calibration, mais constitue une contrainte complémentaire utile pour améliorer la cohérence physique des modèles hydrologiques, en particulier dans les contextes sahéliens où l’évapotranspiration représente une composante majeure du bilan hydrique.
Abstract : Hydrological model calibration is traditionally based on observed streamflow at watershed outlets. This approach often allows the dynamics of streamflow to be reproduced satisfactorily, but it does not always ensure a coherent representation of other components of the hydrological balance, particularly actual evapotranspiration (AET). This study assesses the added value of integrating satellite-derived AET as a complementary calibration target in hydrological models applied to 17 West African watersheds over the period 1991-2020. Three hydrological models, GR6J, HBV, and IHACRES, were evaluated using three calibration schemes: calibration based only on observed streamflow (Q_only), calibration based only on GLEAM satellite-derived AET (AET_only), and multi-variable calibration combining streamflow and AET (Q+AET). Model performances were assessed using several statistical criteria, as well as through the evolution of calibrated parameters and the representation of mean daily hydro-climatology. The results show that calibration based on streamflow alone provides satisfactory performance for Q (KGE = 0.67). However, this approach may lead to a biased representation of AET, as observed with GR6J (PBIAS = -33.27%). Conversely, calibration based on AET alone improves the representation of evapotranspiration but strongly degrades streamflow simulation (PBIAS > 60%). The Q+AET scheme appears to be the best compromise : it maintains acceptable streamflow performance while substantially correcting biases in AET (PBIAS = 0.60% with GR6J). This study shows that AET does not replace streamflow as the central calibration variable but provides a useful complementary constraint for improving the physical consistency of hydrological models, particularly in Sahelian contexts where evapotranspiration represents a major component of the water balance.
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