Modélisation hydrologique de l'infiltration des eaux pluviales dans les sols urbains en prenant en compte les chemins préférentiels - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Hydrological modeling of rainwater infiltration in urban soils, considering preferential pathways

Modélisation hydrologique de l'infiltration des eaux pluviales dans les sols urbains en prenant en compte les chemins préférentiels

Asra Asry
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1384508
  • IdRef : 276967747

Résumé

Infiltration plays a crucial role in the urban water cycle by acting as a threshold between runoff and absorption. This study aims to address the challenge of modeling infiltration in a robust and practical way for Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS), focusing on an easily adjustable physically-based approach that balances complexity and parsimony. This involves minimizing the number of parameters, using physical parameters collected in the field, and examining the impact of macropores on infiltration rates through SUDS. Various methods have been introduced and evaluated to answer these questions. Firstly, this thesis proposes the development of a new module called INFILTRON-Mod, a physically based infiltration model that can be easily calibrated, thus proving its potential for integration into hydrological models. A large set of experimental data and synthetic results (Hydrus) are used for validation. This thesis then develops further the proposed model by incorporating a dual permeability concept to take into consideration the preferential flows in SUDS. Finally, this study leads to an analysis of the uncertainty and sensitivity of the proposed models. In conclusion, this thesis has produced crucial information for optimizing the modeling of urban water management tools by coupling a 'soil science' component with a 'hydrological modeling of SUDS' component. Further research is recommended to improve and extend the scope of the proposed models, thus contributing to a more accurate representation of hydrological phenomena in their complexity within SUDS.
L'infiltration joue un rôle crucial dans le cycle urbain de l'eau en servant comme limite entre le ruissellement et l'absorption. Cette étude vise à relever le défi de modéliser de manière pratique et fiable l'infiltration pour les Systèmes de Gestion Durable des Eaux Pluviales (SUDS), en mettant l'accent sur une approche facilement ajustable basée sur des principes physiques, cherchant à équilibrer entre complexité et parcimonie. Cela implique la nécessité de réduire au maximum le nombre de paramètres, l'utilisation de paramètres physiques collectés sur le terrain et l'examen de l'impact des macropores sur les taux d'infiltration à travers les SUDS. Diverses méthodes ont été introduites et évaluées pour répondre à ces questions. Dans un premier temps, cette thèse propose le développement d'un nouveau module appelé INFILTRON-Mod, un modèle d'infiltration basé sur des principes physiques et pouvant être calibré facilement, démontrant ainsi son potentiel d’intégration dans des modèles hydrologiques. Un ensemble important de données expérimentales ainsi que des résultats synthétique (Hydrus) sont utilisés pour la validation. Ensuite, la thèse étend le modèle proposé en incorporant un concept de perméabilité duale pour prendre en compte les écoulements préférentiels dans les SUDS. Finalement, cette étude conduit à une analyse de l'incertitude et de la sensibilité des modèles proposés. Pour conclure, cette thèse a produit des informations cruciales pour l’optimisation de la modélisation des outils de gestion des eaux urbaines en couplant un volet « science du sol » et un volet « modélisation hydrologique des SUDS ». Il est recommandé de poursuivre les recherches pour améliorer et élargir la portée des modèles proposés, contribuant ainsi à une représentation plus précise des phénomènes hydrologiques dans leur complexité au sein des SUDS.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04583706 , version 1 (22-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04583706 , version 1

Citer

Asra Asry. Modélisation hydrologique de l'infiltration des eaux pluviales dans les sols urbains en prenant en compte les chemins préférentiels. Génie civil. INSA de Lyon, 2023. Français. ⟨NNT : 2023ISAL0095⟩. ⟨tel-04583706⟩
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