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Auteur(s)
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Jean A. CUNGE : Docteur-Ingénieur de l’Université de Grenoble - Diploma of Imperial College (DIC), Université de Londres - Ingénieur diplômé de l’École Polytechnique de Varsovie - Directeur de Recherche et Marketing au Laboratoire d’Hydraulique de France, Échirolles-Grenoble
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les modèles mathématiques en hydraulique et hydrologie sont des outils couramment employés par les ingénieurs. On recherchera notamment des informations plus détaillées sur les modèles mathématiques en hydraulique maritime dans le chapitre Modèles en hydraulique maritime Modèles en hydraulique maritime et sur les modèles mathématiques en hydraulique fluviale dans le chapitre Modèles hydrauliques fluviaux Modèles hydrauliques fluviauxde ce traité. Dans ce qui suit, on tâchera de fournir une perspective plus générale de la modélisation, suivie de la description d’un certain nombre de champs d’application et des points de vue sur les liens de la modélisation avec l’hydraulique numérique. On franchira également un pas supplémentaire en esquissant la place des modèles dans les systèmes hydroinformatiques plus larges, tels que les systèmes d’aide à la décision, d’aide à la gestion des risques et des ressources en eau. Nous tâcherons aussi de préciser la distinction entre modèles, programmes et progiciels, et de fournir une esquisse de la situation actuelle en ce qui concerne les outils disponibles sur le marché.
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4. Évolution de l’utilisation des modèles : du calcul à l’hydroinformatique
4.1 Systématisation historique
La modélisation mathématique en hydraulique et hydrologie au sens moderne du terme, c’est-à-dire en utilisant les ordinateurs digitaux, date des années 50. C’est en 1952-1953 que le groupe de chercheurs de l’université de New York (Stoker, Isaacson et Troesch) a pu construire, en écrivant un programme et en utilisant un ordinateur, un modèle moderne de la propagation des crues le long d’un tronçon du Mississippi, incluant sa confluence avec l’Ohio. Depuis, les modèles ont subi une série de transformations, passant par quatre générations :
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première génération : des formules numérisées. Cette génération s’est maintenue jusqu’au début des années 60 ;
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deuxième génération : des modèles numériques spécifiques, dédiés, par exemple le modèle d’un tronçon du Rhône, le modèle de la mer du Nord. Il s’agissait de programmes créés à cette fin unique et demandant des modifications importantes dès que l’on voulait les utiliser pour une autre application. Cette génération a régné sans conteste entre 1960 et 1970 ;
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troisième génération : des systèmes généraux de modélisation. Un système, conçu pour simuler la propagation des crues, permet aussi bien de construire un modèle de la Seine qu’un modèle du Niger. Ces systèmes ont été utilisés à partir de 1965 et on les utilise encore aujourd’hui (en 1995) ;
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quatrième génération : les progiciels véritables, des systèmes généraux de modélisation exploités d’une manière conversationnelle.
Le passage d’une génération à l’autre a été conditionné par les développements de la technologie des ordinateurs, lesquels ont alors créé le nouveau concept de progiciels. Du point de vue de l’hydraulique ou de l’hydrologie, il n’y a pas de différence entre les systèmes de troisième et quatrième génération, les derniers ont en général été dérivés directement des précédents. Du point de vue de l’utilisateur, par contre, la différence est grande. Les premiers systèmes de 4e génération sont apparus aux environs des années 1986-1987....
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