Laboratoire virtuel pour le développement d’approches de calage des modèles hydrologiques adaptées et efficaces

S的水产养殖自动化方案(MH)。Le calage构成，de façon générale，un prolème d‘Optimization visantàid un jeu de paramètres qui最小化功能目标，如果量化的le niveau d’ajustement entre la réponse hellogique simulée et des观察(Souvent des deébit en rivière)，Sur un basin donnée。这是一种新的应用方式。CET行使最重要的公信力，使之不再是一种现代的服务，而是一种新的服务(例如，投射服务)。：étods d‘Impons Du Change气候)。最优方案：(I)结构优化，即结构优化；(Ii)最不可能的方案；(Ii)最优方案(10分钟)；(Ii)最不可能方案；(Ii)最新方案(10分钟)；(四)L提出的最优方案。L方案的目标是：1-方案优化S方案结构优化。L对信息的利用，以及L对潜水员类型的识别。Pour ce Fire，des métrique retracées dans la littérature seront appligéesàcinq MH différents：trois modèles global aux et pretuels，重要的chacun 4，10 et 23 paramètres；un modèle global et spatialisécotres 25 paramètres；et un modèleábase Physique et spatialisécotres 19 paramètres。Chque modèle sera APPLICATEA A 10 BASS vsvant québécois qui eprésenteront chacun cas d‘étude indeléant.斧头2-Poursuivre，dans des Directions se montrant promettees，le déDevelopment pement d’Apaces de calage ffacaces for les MH coeuteue en temps de calcul.L的工作环境和L的工作效率是我们共同关注的问题。S，教授：-L的函数替代动力：克立格、“径向基函数”、多项式二次曲面；-L的替代动力；-L的优化，非信息量的模拟；S的优化，非信息量的模拟；S的优化，L的最优动力。提出了L提出的“网格自适应直接搜索法”的算法，包括离散函数S不求替换的动态过程。L的研究、S的研究和发展以及L的意向使水文专家实现了现代化。

Le programme de recherche proposé s’intéresse au calage automatique des paramètres des modèles hydrologiques (MH). Le calage constitue, de façon générale, un problème d’optimisation visant à identifier un jeu de paramètres qui minimise une fonction objectif quantifiant le niveau d’ajustement entre la réponse hydrologique simulée et des observations (souvent des débits en rivière), sur un bassin donné. Le calage est repris chaque fois qu’un MH est appliqué à un nouveau bassin. Cet exercice est crucial puisqu’il détermine le niveau de confiance d’un utilisateur envers un modèle qui sera par la suite utilisé pour la prévision hydrologique (inondations, étiages) ou la projection hydrologique (ex. : études d’impacts du changement climatique). Le calage automatique des MH pose quatre défis de taille : (i) il s’agit d’un problème d’optimisation de boîte noire, ce qui signifie que la structure interne du problème (dérivées) ne peut être exploitée par le processus d’optimisation; (ii) la dimensionnalité du problème (nombre de paramètres à optimiser) est généralement élevée (>10), ce qui donne lieu à des espaces à explorer qui sont très vastes et qu’il est impossible de caractériser intégralement; (iii) le temps de calcul pour une seule simulation peut dépasser plusieurs minutes; (iv) l'équifinalité caractérise les espaces paramétriques (plusieurs optima équivalents).Les objectifs visés par le programme de recherche sont définis par l'entremise de deux axes de recherche, visant à :Axe 1 – Approfondir la caractérisation des espaces de recherche et, incidemment, la compréhension des problèmes d’optimisation posés par des MH de structures variées. Les travaux de cet axe visent à permettre l’exploitation de cette information, de façon à ce qu’elle puisse orienter et justifier des choix méthodologiques quant à l’identification d’approches de calage adaptées aux divers types de MH. Pour ce faire, des métriques retracées dans la littérature seront appliquées à cinq MH différents : trois modèles globaux et conceptuels, comportant chacun 4, 10 et 23 paramètres; un modèle global et spatialisé comportant 25 paramètres; et un modèle à base physique et spatialisé comportant 19 paramètres. Chaque modèle sera appliqué à 10 bassins versants québécois qui représenteront chacun un cas d'étude indépendant.Axe 2 – Poursuivre, dans des directions se montrant prometteuses, le développement d'approches de calage efficaces pour les MH coûteux en temps de calcul. Dans le contexte de ces travaux, l'efficacité réfère à l'obtention de solutions de qualité à un coût en temps de calcul réduit. Trois principaux aspects seront examinés, soient :- L’étude de fonctions substituts dynamiques : krigeage, "radial basis functions", polynômes quadratiques;- L’étude des stratégies de prise en charge des substituts dynamiques de façon à développer des stratégies efficaces;- La combinaison du recours aux substituts dynamiques et de l’arrêt prématuré, en cours d'optimisation, de simulations hydrologiques non informatives; ces travaux seront effectués dans l’optique où les forces des deux approches pourraient être combinées et mener à des approches de calage encore plus efficaces.Les travaux de l'axe 2 s’appuieront sur l’utilisation de NOMAD en tant que plate-forme de développement. Ce logiciel d'optimisation de boîte noire, qui repose sur l'algorithme "mesh adaptive direct search", inclut diverses fonctionnalités dont la prise en charge de substituts dynamiques. Le modèle spatialisé et à base physique HYDROTEL (coûteux en temps de calcul) sera utilisé et appliqué à trois bassins versants québécois.À l’issue du programme de recherche, des outils et connaissances avancés pour le calage seront développés, à l’intention des hydrologues experts en modélisation.