Sommaire
    Développé par le BRGM, le logiciel ÉROS sert à la modélisation hydrologique par bilan Pluie - Débit de rivière - Niveau de nappe d’un bassin versant hétérogène découpé en sous-bassins.
    Cartes et schémas issus du logiciel ÉROS

    Cartes et schémas issus du logiciel ÉROS.

    © BRGM

    Présentation du logiciel ÉROS 

    Le logiciel ÉROS (Ensemble de Rivières Organisé en Sous bassins) permet, à partir de la séquence des données météorologiques (précipitations, évapotranspiration potentielle, température de l’air) sur les sous-bassins de son bassin d’alimentation de calculer : 

    • Le débit dans les cours d’eau à l’exutoire de tout ou partie des sous-bassins ; 
    • Le niveau piézométrique en un point de la nappe libre sous-jacente dans tout ou partie des sous-bassins.

    Les effets de pompages, ou d’injections en rivière peuvent être pris en compte. 

    Et aussi, sur option : 

    • La concentration en nitrate dans le cours d’eau à l’exutoire du sous-bassin ; 
    • La concentration en nitrate dans la nappe sous-jacente au sous-bassin.

    ÉROS est constitué d’une grappe de modèles hydrologiques globaux à réservoirs. Dans chaque sous-bassin versant de la grappe il simule les principaux mécanismes du cycle de l’eau (pluie, évapotranspiration, infiltration, écoulement) par des lois physiques simplifiées. Ces lois physiques simplifiées correspondent à un écoulement à travers une succession de réservoirs. 

    Les calculs peuvent être réalisés au pas de temps journalier, hebdomadaire, décadaire (dix jours) ou mensuel. Il est également possible d’utiliser des pas de temps fins au choix de l’utilisateur : par exemple 5 mn ou ½ heure. 

    Il est possible de prendre en compte la fonte de la neige. 

    Fonctionnalités du logiciel ÉROS 

    Le logiciel ÉROS permet les fonctionnalités suivantes : 

    • Établissement à l’échelle des sous-bassins d’un bilan Pluie - Évapotranspiration réelle - Ruissellement - Infiltration à la nappe sous-jacente, 
    • Génération, dans les bassins et sous-bassins, de longues séries de débits ou de niveaux piézométriques à partir d’historiques de pluies, après calibration préalable sur une période plus courte, 
    • Analyse de l’influence du changement climatique sur les débits et les niveaux 
    • Analyse de cohérence entre observations climatiques et observations des débits ou des niveaux piézométriques. 

    Dans la pratique, ÉROS permet d’analyser le fonctionnement hydrologique d’un bassin versant hétérogène ou soumis à des pompages en rivière, d'étendre des données de débits et / ou de niveaux. Il peut ainsi aider au dimensionnement de différents types d’ouvrages (barrages) ou aménagements (parkings, ouvrages de captage en rivière, microcentrales électriques), etc. 

    En effet, le modèle, une fois calibré, est en mesure : 

    • De reconstituer, pour un bassin versant donné, les débits des rivières, et les niveaux piézométriques en un point des nappes sous-jacentes, durant une période pendant laquelle on ne possède pas de mesures, 
    • De simuler : 
      • Des débits résultant de périodes de sécheresse (débits d’étiage ou dimensionnement de barrage) ou de séquences de précipitations exceptionnelles (risques d’inondations), 
      • Des niveaux piézométriques ponctuels de nappe à partir de précipitations effectivement observées, prolongées par des scénarios de précipitations prévisionnels (sécheresses, périodes de hautes eaux). 
    • Le code de calcul ÉROS est un outil tout particulièrement adapté aux synthèses régionales pour lesquelles on désire réaliser, une modélisation cohérente d’un ensemble de bassins versants emboîtés. 
    • De prévoir l’influence du changement climatique sur un grand bassin à partir de scénarios de pluie et d’évapo-transpiration potentielle. 

    ÉROS dispose aussi des fonctionnalités suivantes : 

    • Possibilité de calibrer les paramètres du modèle simultanément sur les séries de débits mesurés à l’exutoire de bassins et sous-bassin et sur des séries de niveaux piézométriques en un point représentatif de certains sous-bassins. Cette fonctionnalité permet une amélioration significative de la fiabilité de la calibration 
    • Possibilité de prendre en compte des séries temporelle de prélèvements (ou d’injection) de débits en rivière dans certains sous-bassins versants. 

    Au choix de l’utilisateur, un calcul de bilan et de transfert de nitrate peut être réalisé, à partir des pratiques culturales et des besoins des cultures dans chaque sous-bassin. 

    ÉROS permet alors de calculer également dans chaque sous-bassin : 

    • La concentration en nitrate dans le cours d’eau à l’exutoire du sous-bassin, 
    • La concentration en nitrate dans la nappe sous-jacente au sous-bassin. 

    Le calcul de transfert de nitrate est réalisé avec le schéma de calcul BICHE du BRGM (Thiéry & Seguin, 1985c, Thiéry, 1990). 

    Principe de fonctionnement du logiciel ÉROS 

    Dans chaque sous-bassin, ÉROS met en œuvre un modèle hydrologique global à réservoirs GARDÉNIA. Chaque modèle global simule les principaux mécanismes du cycle de l’eau dans un sous-bassin versant (pluie, évapotranspiration, infiltration, écoulement) par des lois physiques simplifiées. Ces lois physiques simplifiées correspondent à un écoulement à travers une succession de réservoirs. 

    Dans un sous-bassin, les transferts d’un réservoir à l’autre sont régis par des lois simples décrites par les paramètres dimensionnels du modèle (capacité de rétention du sol, temps de transfert, seuils de débordement, etc.). 

    Le modèle hydrologique global permet d’obtenir le débit élémentaire à l’exutoire du sous-bassin et le niveau piézométrique en un point représentatif de la nappe sous-jacente. 

    Les débits élémentaires des sous-bassins sont alors agglomérés de l’amont vers l’aval, en prenant en compte le temps de transfert d’un bassin à l’autre 

    En raison du caractère global de cette schématisation à l’échelle du sous-bassin et de la complexité du système hydrologique réel, ces paramètres, bien qu’ayant un sens physique, peuvent difficilement être déduits a priori des caractéristiques physiographiques ponctuelles du bassin versant (géologie, couverture végétale, etc.). 

    Les paramètres de modélisation doivent donc être déterminés par ajustement (calibration) simultanée sur : 

    • Des séries d’observations de débits à l’exutoire des sous-bassins, ou de certains d’entre eux. 
    • Des séries d’observations de niveaux piézométriques dans la nappe sous-jacente de certains sous-bassins 

    Données nécessaires pour utiliser ÉROS 

    Les données nécessaires à la calibration des paramètres sont des séries temporelles à pas de temps constant : 

    • Séries de données d’"entrées" du modèle pour chaque sous-bassin :
      • Des séries temporelles ininterrompues de données climatiques d'« entrées » du modèle : pluie et évapotranspiration potentielle (éventuellement température de l’air, si la prise en compte de la fonte de la neige est nécessaire) ; 
    • Séries de données d’"entrées" du modèle éventuellement dans certains sous-bassins :. 
      • Éventuellement une série temporelle de débit de prélèvement (ou d’injection) en rivière dans certains sous-bassins ; 
    • Séries de données de contrôle du modèle dans certains sous-bassins : 
      • Des séries temporelles d’observations de débit à l’exutoire des sous-bassins. Ces séries peuvent présenter des lacunes d’observations à certains pas de temps. 
      • Des séries temporelles d’observations de niveau piézométrique dans la nappe sous-jacente des sous-bassins. Ces séries peuvent présenter des lacunes d’observations à certains pas de temps. 

    Ces séries de contrôle seront comparées avec les données correspondantes du modèle. 

    Logiciel EROS 

    Le logiciel EROS (Ensemble de Rivières Organisé en sous bassins) est une généralisation de GARDÉNIA. Il permet de modéliser un bassin versant hétérogène sous forme d’une grappe hiérarchisée de modèles GARDÉNIA. Chaque modèle GARDÉNIA étant appliqué à un sous bassin. 

    Mise à disposition de licences d’utilisation gratuite 

    Il est possible télécharger gratuitement ÉROS pour une utilisation sous Windows 8 ou 10 (sur les ordinateurs 64 bits). 

    Thiéry, D. (2018a) – Logiciel ÉROS version 7.1. Guide d’utilisation. Rapport BRGM/RP-67704-FR, 175 p., 82 fig.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-67704-FR.pdf (Accès Mai 2021)

    Thiéry D. (2015a) - Validation du code de calcul GARDÉNIA par modélisations physiques comparatives. BRGM/RP-64500-FR, 48 p., 28 fig.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-64500-FR.pdf (Accès Mai 2021).

    Thiéry D. (2014) - Logiciel GARDÉNIA, version 8.2. Guide d’utilisation. BRGM/RP-62797-FR, 136 p., 67 fig., 2 ann.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-62797-FR.pdf (Accès Mai 2021).

    Jeannin, P-Y, … , Thiéry, D., … (2021) - Karst modelling challenge 1: Results of hydrological modelling. Accepted for publication in Journal of Hydrology, (Manuscript number HYDROL40315R1).

    Tilmant, F., Nicolle, P., Bourgin, F., Besson, F., Delaigue, O., Etchevers, P., François, D., Le Lay, M., Perrin, C., Rousset, F., Thiéry, D., Magand, C., Leurent, T., Jacob, E. (2020) – PREMHYCE : Un outil opérationnel pour la prévision des étiages. La Houille Blanche 2020, 5, 37–44.
    https://doi.org/10.1051/lhb/2020043

    Nicolle, P., Pushpalatha, R., Perrin, C., François, D., Thiéry, D., Mathevet, T., Le Lay, M., Besson, F., Soubeyroux, J.-M., Viel, C., Regimbeau, F., Andréassian, V., Maugis, P., Augeard, B., and Morice, E. 2014 - Benchmarking hydrological models for low-flow simulation and forecasting on French catchments. Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 2829-2857.
    https://doi.org/10.5194/hess-18-2829-2014
    https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-01061927

    Thiéry, D. 2010 – Reservoir Models in Hydrogeology. in “Mathematical Models Volume 2, chapter 13, pp. 409-418 • Environmental Hydraulics Series”. Tanguy J.M. (Ed.) – Éditions Wiley/ISTE London. ISBN: 978-1-84821-154-4.

    Moatar, F., Dupont, N. (2016) - La Loire fluviale et estuarienne - Un milieu en évolution. Édition Quae. 320 p. ISBN : 978-2-7592-2401-2 http://www.quae.com/fr/r4749-la-loire-fluviale-et-estuarienne.html

    Moatar, F., Ducharne, A., Thiéry, D., Bustillo, V., Sauquet, E., Vidal, J.P. 2010 - La Loire à l’épreuve du changement climatique. Géosciences, No. 12, 78-87.
    https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00549254/document

    Thiéry, D. (2018b) – Modélisation hydrologique globale des débits de 23 sources karstiques avec le logiciel ÉROS. Rapport BRGM/RP-67723-FR, 66 p., 23 fig.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-67723-FR.pdf (Accès Mai 2021)

    Thiéry D., 1992 - Influence de la physiographie d'un bassin versant sur les paramètres de modélisation hydrologique globale. Application à la Bretagne et à la Moselle. VIIIèmes journées hydrologiques de l'ORSTOM Montpellier "Régionalisation en hydrologie, application au développement". In Le Barbé et E. Servat (Ed) ORSTOM Editions, pp. 517-529.
    https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-01061970/document

    Thiéry, D. et Moutzopoulos, C. (1992) – Un modèle hydrologique spatialisé pour la simulation de très grands bassins : le modèle EROS formé de grappes de modèles globaux élémentaires. VIIIèmes journées hydrologiques de l'ORSTOM « Régionalisation en hydrologie, application au développement ». In Le Barbé et E. Servat (Ed.) ORSTOM Éditions, pp. 285-295.
    https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-01061971/document

    Aspect transfert de nitrates

    Surdyk, N., Gutierrez, A., Baran, N., Thiéry, D. (2020) - A lumped model to simulate nitrate concentration evolution in groundwater at catchment scale. Journal of Hydrology, Volume 596, 2021, 125696,
    https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125696

    Ducharne, A., Sauquet, E., Habets, F., Déqué, M., Gascoin, S., Hachour, A., Martin, E., Oudin, L., Pagé, C., Terray, L., Thiéry, D., Viennot, P. (2011) – Évolution potentielle du régime des crues de la Seine sous changement climatique. La Houille Blanche, N°1-2011, pp. 51-57.
    https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00557280/document

    Habets, F., Boé, J., Déqué, M., Ducharne, A., Gascoin, S., Hachour, A., Martin, E., Pagé, E., Sauquet, E., Terray, L., Thiéry, D., Oudin, L., Viennot, P.( 2013) –Impact of climate change on the hydrogeology of two basins in Northern France. Climatic Change journal. Online version: https://doi:10.1007/s10584-013-0934-x

    Thiéry, D., Lopez, B., Bourguignon, A., Gutierrez, A., Baran, N. (2009) – Modélisation des transferts de nitrate sur le site karstique des Trois Fontaines pour contribuer à la protection des captages vis-à-vis des pollutions diffuses et de l’impact des pratiques agricoles. Revue Géologues n°163 Déc. 2009 pp. 82-86.

    Thiéry, D., (1990) - Modélisation des transferts de nitrates dans un bassin versant. Validation du modèle Biche et analyse de sensibilité. Rapport BRGM/RR-30976-FR, 78 p., 38 fig.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/RR-30976-FR.pdf (Accès Mai 2021).

    Thiéry, D., Seguin, J.J. (1988) – Prévision des variations de concentration en nitrates dans une source au moyen d'un modèle hydrologique global. 4e Symp. int. sur l'analyse des systèmes appliquée à la gestion des ressources en eau, Rabat (Maroc), 11-13 septembre 1988, CR., 1988, p. 215-229.
    https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-01070950 (Accès Mai 2021).

    Thiéry, D. (1987) Étude de l'influence de la variabilité climatique sur le transfert des nitrates dans un bassin versant. Applications aux sources de la Voulzie (Provins - Seine-et-Marne). Rapport BRGM 87 SGN 869 EAU, 42 p.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/87-SGN-869-EAU.pdf (Accès Mai 2021).

    Thiéry, D., Seguin, J.J. (1985c) - Modélisation globale des transferts de nitrates dans un bassin hydrogéologique pour prévoir l'évolution des concentrations dans les eaux souterraines. Description du modèle BICHE -trois exemples d'application-.- Ministère de l'Environnement, Direction de la Prévention des Pollutions, Service de l'Eau.- Rapport BRGM 85 SGN 663 EAU, 182 p.
    http://infoterre.brgm.fr/rapports/85-SGN-663-EAU.pdf (Accès Mai 2021).

    L'Areuse, rivière en Suisse

    Formulaire de téléchargement de EROS

    Remplissez le formulaire ci-dessous. Vous recevrez ensuite un email contenant un lien pour télécharger le logiciel.
    * Champ obligatoire

    Votre besoin

    Votre demande

    Veuillez cocher les cases correspondant au type d’information que vous souhaitez recevoir

    Vos coordonnées

    Validez le formulaire

    Pour valider ce formulaire, prenez connaissance de notre politique de protection de vos données et validez le test de sécurité afin de confirmer que vous êtes un utilisateur humain.

    À propos des données personnelles collectées par ce formulaire

    • La finalité de ce formulaire : permettre au BRGM de vous répondre suite à une demande de renseignement sur ses logiciels, ou vous permettre de télécharger des logiciels mis à disposition par le BRGM.
    • Les destinataires de ces données : les services chargés de la communication et de l’accueil, du support et de l’assistance aux utilisateurs des systèmes d’information, et de la gestion des logiciels, qui peuvent les transmettre aux personnes ou entités concernées par votre demande en interne au BRGM et/ou à des sous-traitants/prestataires.

    Vos droits

    Dans les limites posées par la Réglementation, notamment les articles 15 à 22 du RGPD, et après avoir justifié de votre identité, vous disposez notamment :

    • d’un droit d’information et d'accès aux données à caractère personnel vous concernant,
    • d’un droit de rectification de celles-ci,
    • d’un droit d'effacement de celles-ci ou de limitation de leur traitement.

    Afin d'exercer ces droits vous pouvez contacter notre délégué à la protection des données à l'adresse suivante : dpo@brgm.fr.
    Toute demande abusive au regard des lois et règlements pourra être rejetée.
    Plus d'information sur la politique de protection des données personnelles des tiers