7.4. ÉTUDE COMPARATIVE DES MODÈLES
Le chapitre VII et les sections précédentes ont
présenté les performances du modèle GR2M et des
modèles neuronaux (PMCD1s, PMCD2s, PMCD3s, PMCD4s, PMCD5s, PMCD6s). La
section suivante se charge de comparer les performances des modèles
GR2M, PMCD1s et PMCD3s. Cette comparaison est réalisée sur
l'ensemble des périodes de calage (1971-1988) et de validation
(1989-1997). Pourquoi comparer spécifiquement les modèles PMCD1s
et PMCD3s au modèle GR2M ? Le choix de ces modèles repose sur le
simple fait que les modèles GR2M et PMCD3s ont les mêmes variables
explicatives en entrée (la pluie mensuelle et
l'évapotranspiration potentielle mensuelle) et que la variable
explicative utilisée par le modèle PMCD1s est uniquement la pluie
mensuelle. Cette étude comparative à deux principaux buts : i)
voir lequel des modèles GR2M et PMCD3s est le meilleur et ;
vérifier si le modèle PMCD1s à une seule entrée est
plus performant. La figure 79 représente les valeurs de
Nash (%) obtenues en calage et en validation avec les modèles
comparés (GR2M, PMCD1s et PMCD3s). En ce qui concerne les
figures 80, 81, 82 et 83, elles représentent les
hydrogrammes mesurés et calculés obtenus en validation avec les
modèles GR2M et PMCD3S, respectivement aux stations de Bada,
Marabadiassa, Tortiya et Bou.
La lecture de la figure 79 montre que
: i) en calage ou en validation, tous les
modèles
comparés donnent de très bonnes valeurs de Nash
à la station de Tortiya ; ii) en calage, tous
les modèles
donnent de bonnes valeurs de Nash à toutes les stations, sauf à
la station de
Marabadiassa où le modèle GR2M donne un Nash
inférieur à 60%, donc jugé mauvais sur l'échelle de
Kachroo (1986) ; iii) ce même constat est fait en validation à la
station de Bou où le Nash calculé avec le modèle GR2M est
très faible et égal à 21% et ; iv) le modèle PMCD1s
avec la pluie seulement en entrée donne toujours de bonnes valeurs de
Nash comprises généralement entre 60% et 80%, ce qui permet de
dire que le Perceptron Multicouche Bouclé Dirigé, avec en
entrée la pluie est un bon modèle tout comme son homologue qui a
en entrée la pluie et l'évapotranspiration potentielle (ETP).
En définitive, on note que le modèle Perceptron
Multicouche Dirigé avec en entrée la pluie mensuelle est plus
performant que le modèle GR2M qui utilise deux variables en
entrée (la pluie et l'évapotranspiration potentielle
mensuelle).
Au niveau de la dynamique des écoulements,
représentée par les figures 80 à 83, on
note une bonne reproduction de ces hydrogrammes par les modèles GR2M et
PMCD3s à toutes les stations hydrométriques d'étude. Les
hydrogrammes mesurés et simulés par les deux modèles sont
en effet très bien synchrones avec les mois où apparaissent les
crues et les étiages bien marqués. Malgré cette
synchronisation des débits mesurés et simulés, on observe
quelques décalages entre ces hydrogrammes, qui sont plus marqués
avec les hydrogrammes simulés par le modèle GR2M. A l'actif des
imperfections des modèles GR2M et PMCD3s, il faut ajouter les
surestimations et les sous estimations de certaines classes de lames d'eau
écoulées aux différentes stations d'étude. En
effet, on observe au niveau des figures présentées ci-dessous que
le modèle GR2M surestime plus les faibles lames d'eau
écoulées que le modèle PMCD3s à toutes les stations
hydrométriques d'étude. En ce qui concerne l'estimation des
débits de pointes par les deux modèles, la lectures des
hydrogrammes ci-dessous permet de faire les observations suivantes par stations
: i) aux stations de Bada et de Marabadiassa, la crue de 1993 est
surestimée par le modèle GR2M et sous estimée par le
modèle PMCD3s ; ii) á la station de Tortiya, les crues des
années 1990, 1992 et 1993 sont surestimées par les modèles
GR2M et PMCD3s et ; iii) à la station de Bou, les crues des
années 1991, 1992 et 1993 sont surestimées par les modèles
GR2M et PMCD3s ; mais, on constate que, des deux modèles, le
modèle GR2M surestime plus ces lames d'eau écoulées
pendant ces années. Pour ce qui est de la crue de 1994, le modèle
GR2M surestime les lames d'eau écoulées à environ 3 fois
leurs valeurs tandis que le modèle PMCD3s les surestime à environ
2 fois.
Figure 79 : Représentation des
valeurs de Nash (%) obtenues avec les modèles GR2M, PMCD1s et PMCD3s en
calage et en validation
A part les quelques cas de sur-estimation et de
sous-estimation signalés, les crues sont généralement sous
estimées par les modèles GR2M et PMCD3s. Ces décalages et
ces problèmes de sur-estimation et de sous-estimation des lames d'eau
écoulées aux différentes stations hydrométriques
d'étude seront interprétés dans le chapitre discussion.
Figure 80 : Hydrogrammes mesurés
et calculés par les modèles GR2M et PMCD3s à la station de
Baba
Figure 81 : Hydrogrammes mesurés
et calculés par les modèles GR2M et PMCD3s à la station de
Marabadiassa
Figure 82 : Hydrogrammes mesurés
et calculés par les modèles GR2M et PMCD3s à la station de
Tortiya
Figure 83 : Hydrogrammes mesurés
et calculés par les modèles GR2M et PMCD3s à la station de
Bou
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