TOPMODEL (TOPopgraphy based hydrological MODEL, Beven and Kirkby 1979) est un modèle hydrologique distribué. Il considère que la composante prépondérante dans la génération des crues est le ruissellement par excès de saturation. TOPMODEL utilise une information topographique détaillée pour déduire la distribution spatiale du contenu en eau au sein d’un bassin versant hydrologique.
Une version de TOPMODEL, appelée TOPODYN, a été adaptée au contexte des crues rapides en région Méditerranéenne. Les travaux de l’Observatoire Hydrométéorologique Méditerranéen Cévennes-Vivarais (http://www.lthe.hmg.inpg.fr/OHM-CV/) ont montré l’intérêt de coupler modèles de surface et modèles hydrologiques pour la simulation de ces crues particulières dévastatrices.
Aussi, en collaboration avec la communauté hydrologique, le CNRM-GAME a développé un couplage entre ISBA et TOPODYN. Il s’agit d’estimer la redistribution latérale de l’eau du sol effectuée par le module hydrologique dans le schéma de surface. Les échanges sol-atmosphère sont gérés par ISBA en particulier l’évaporation et l’infiltration de l’eau dans le sol. A partir de l’humidité du sol fournie par ISBA, TOPMODEL réalise des transferts latéraux de l’eau dans le sol à partir de l’information topographique. Les surfaces saturées et les nouvelles estimations de l’humidité du sol sont alors renvoyées à ISBA qui en déduit une valeur pour le ruissellement de sub-surface et le drainage profond. Le routage de ces deux composantes vers les exutoires permet la simulation de débits totaux.
Le système couplé ISBA-TOPMODEL est utilisé au CNRM pour la simulation et la prévision des crues rapides Méditeranéennes. Il est actuellement calibré pour trois bassins versants de la région Cévennes-Vivarais.
Références
Beven K. and Kirkby M.J., 1979 : A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrol. Sci. Bull., 24, 43-69.
Bouilloud, L., K. Chancibault, B. Vincendon, V. Ducrocq, F. Habets, G.-M. Saulnier, S. Anquetin, É. Martin, J. Noilhan, 2009 : Coupling the ISBA land surface model and the TOPMODEL hydrological model for Mediterranean flash-flood forecasting : Description, calibration and validation. Journal of Hydrometeorology, 11(2), 315-333
Delrieu, G., V. Ducrocq, E. Gaume, J. Nicol, O. Payrastre, E. Yates, P.-E. Kirstetter, H. Andrieu, P. A. Ayral, C., Bouvier, J. D. Creutin, M. Livet, A. Anquetin, M. Lang, L. Neppel, C. Obled, J. Parent-du-Chatelet, G.-M. Saulnier, A. Walpersdorf, and W. Wobrock, 2005 : The catastrophic flash-flood event of 8-9 September 2002 in the Gard region, France : a first case study for the Cévennes-Vivarais Mediterranean Hydro-meteorological Observatory. J. Hydrometeorology, 6, 34-52.
Vincendon B., Ducrocq V., Saulnier G.M. ; Bouilloud L., Chancibault K., Habets F., Noilhan J., 2010 : Advantages of coupling the ISBA land surface model with a TOPMODEL hydrological model dedicated to Mediterranean flash floods, Journal of Hydrology, doi:10.1016/j.jhydrol.2010.04.012.
