Avant toute étude d’impact du changement climatique sur l’hydrologie mobilisant des modèles hydrologiques, il est nécessaire de vérifier la capacité de ces modèles à reproduire l’hydrologie passée. C’est l’objectif des diagnostics qui ont été réalisés. Il s’appuie sur la comparaison entre des débits ou des hauteurs piézométriques de référence, issus principalement d’observations, et ceux simulés par ces modèles hydrologiques, l’ensemble étant résumé et objectivé par des critères numériques.

Le diagnostic, tel qu’il est entendu dans le projet, n’a pas pour objectif de mettre en compétition les modèles hydrologiques, lorsque plusieurs sont disponibles, mais bien d’aider, autant que possible, à faire un choix éclairé sur le groupement de modèles à privilégier pour caractériser le devenir des caractéristiques hydrologiques d’un cours d’eau sous un climat modifié.

Quatorze critères ont été sélectionnés pour synthétiser le diagnostic des modèles hydrologiques :

• le critère d’efficience de Kling-Gupta KGE√ calculé sur des séries temporelles de racines carrées des débits,

• le biais global des simulations Biais,

• le rapport des pentes de la courbe des débits classés calculées sur les données de référence et celles simulées aCDC,

• le rapport entre les pentes de Sen calculées sur les débits annuels de référence et débits annuels simulés αQA,

• les écarts relatifs entre les quantiles Q10 et Q90 calculés sur les données de référence et sur les données simulées,

• les différences entre les dates médianes d’occurrence des maximaux annuels de débits de référence et de débits simulés medQJXA,

• les différences entre les dates médianes d’occurrence des minimaux annuels de débits de référence et de débits simulés medVCN10,

• les rapports des quatre indicateurs d’élasticité ϵR DJF, ϵR JJA, ϵT DJF, et ϵT JJA, calculés sur les données de référence et simulées, et,

• les résultats des deux tests de robustesse RATT et RATR.

Ainsi,  des critères ont été privilégié donnant des appréciations de performance globale de Performance (KGE√ et Biais) et relatives à chaque phase du régime hydrologique ( Basses, Moyennes, Hautes Eaux, avec pour chacune de ces phases, un critère renseignant la magnitude/sévérité et un second sur la dynamique/l’occurrence des extrêmes dans l’année). La pente de Sen calculée sur les débits annuels αQA permet d’évaluer la capacité des modèles à reproduire des tendances de long terme et des non-stationnarités des débits. Le différentiel entre deux quantiles de la courbe des débits classés aCDC permet d’évaluer la capacité des modèles à reproduire les contrastes saisonniers. Bien que plus difficile à appréhender, les critères de Sensibilité à la variabilité climatique (élasticité ϵ) et ceux de Robustesse (résultats des tests RATT et RATR) ont été conservés car ils pourraient être utiles à comprendre les divergences entre modèles sous changement climatique dans la phase d’analyse des projections hydrologiques.

Le choix des critères pour l'hydrologie souterraine hérite du diagnostic déjà opéré sur la plate-forme AquiFR (VERGNES et al., 2020). Il s’agit de critères de Performance (Biaismoy, corrélation r et critère de Nash NSE) calculés sur les chroniques de hauteurs piézométriques ou sur des données transformées. Les scores sont calculés de 1976 à 2019 selon la disponibilité des données observées et simulées sur cette période. MONA fournit des résultats au pas de temps annuel, sans possibilité de calculer l’Indicateur Piézomètre Standardisé, d’où l’absence des valeurs de NSEips pour ce modèle hydrogéologique.

=> En savoir plus - Rapport Explore2 - Diagnostic des modèles hydrologiques : des données aux résultats

Des fiches diagnostics ont été réalisées regroupant les résultats du diagnostic aux stations ou aux piézomètres de référence.